一种新算法的云计算数据备份和还原方法
【专利说明】一种新算法的云计算数据备份和还原方法
[0001]本发明一种新算法的云计算数据备份和还原方法属于电子通讯领域。
[0002]云计算具有以下几个主要特征:
(I)资源配置动态化。根据消费者的需求动态划分或释放不同的物理和虚拟资源，当增加一个需求时，可通过增加可用的资源进行匹配，实现资源的快速弹性提供；如果用户不再使用这部分资源时，可释放这些资源。云计算为客户提供的这种能力是无限的，实现了 IT资源利用的可扩展性。
[0003](2)需求服务自助化。云计算为客户提供自助化的资源服务，用户无需同提供商交互就可自动得到自助的计算资源能力。同时云系统为客户提供一定的应用服务目录，客户可采用自助方式选择满足自身需求的服务项目和内容。
[0004](3)网络访问便捷化，客户可借助不同的终端设备，通过标准的应用实现对网络访问的可用能力，使对网络的访问无处不在。
[0005](4)服务可计量化。在提供云服务过程中，针对客户不同的服务类型，通过计量的方法来自动控制和优化资源配置。即资源的使用可被监测和控制，是一种即付即用的服务模式。
[0006](5)资源的虚拟化。借助于虚拟化技术.将分布在不同地区的计算资源进行整合.实现基础设施资源的共享。[3]
概念Wiki定义:云计算是一种通过Internet以服务的方式提供动态可伸缩的虚拟化的资源的计算模式。
[0007]原文:Cloud computing is a style of computing in which dynamicallyscalable and often virtualized resources are provided as a service over theInternet.美国国家标准与技术研究院(NIST)定义:云计算是一种按使用量付费的模式，这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池(资源包括网络，服务器，存储，应用软件，服务)，这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。“云计算”概念被大量运用到生产环境中，国内的“阿里云”与云谷公司的XenSystem，以及在国外已经非常成熟的Intel和IBM，各种“云计算”的应服务范围正日渐扩大，影响力也无可估量。
[0008]原文:Cloud computing is a model for enabling ubiquitous, convenient,on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources(e.g.，networks, servers, storage, applicat1ns, and services) that can berapidly provis1ned and released with minimal management effort or serviceprovider interact1n[4].云计算常与网格计算、效用计算、自主计算相混淆。
[0009]网格计算:分布式计算的一种，由一群松散I禹合的计算机组成的一个超级虚拟计算机，常用来执行一些大型任务；
效用计算=IT资源的一种打包和计费方式，比如按照计算、存储分别计量费用，像传统的电力等公共设施一样；
自主计算:具有自我管理功能的计算机系统。
[0010]事实上，许多云计算部署依赖于计算机集群(但与网格的组成、体系结构、目的、工作方式大相径庭)，也吸收了自主计算和效用计算的特点。[5]
简史1983年,太阳电脑(Sun Microsystems)提出“网络式电脑” (“The Network isthe Computer”), 2006 年 3 月，亚马逊(Amazon)推出弹性计算云(Elastic Compute Cloud ；EC2)服务。
[0011]2006年8月9日，Google首席执行官埃里克.施密特(Eric Schmidt)在搜索引擎大会(SES San Jose 2006)首次提出“云计算” (Cloud Computing)的概念。Google “云端计算”源于Google工程师克里斯托弗.比希利亚所做的“Google 101”项目。
[0012]2007年10月，Google与IBM开始在美国大学校园，包括卡内基梅隆大学、麻省理工学院、斯坦福大学、加州大学柏克莱分校及马里兰大学等，推广云计算的计划，这项计划希望能降低分布式计算技术在学术研究方面的成本，并为这些大学提供相关的软硬件设备及技术支持(包括数百台个人电脑及BladeCenter与System x服务器,这些计算平台将提供1600个处理器，支持包括LinUX、Xen、Had00p等开放源代码平台)。而学生则可以通过网络开发各项以大规模计算为基础的研究计划。
[0013]2008年I月30日，Google宣布在台湾启动“云计算学术计划”，将与台湾台大、交大等学校合作，将这种先进的大规模、快速将云计算技术推广到校园。
[0014]2008年2月I日，IBM (NYSE:1BM)宣布将在中国无锡太湖新城科教产业园为中国的软件公司建立全球第一个云计算中心(Cloud Computing Center)。
[0015]2008年7月29日，雅虎、惠普和英特尔宣布一项涵盖美国、德国和新加坡的联合研究计划，推出云计算研究测试床，推进云计算。该计划要与合作伙伴创建6个数据中心作为研究试验平台，每个数据中心配置1400个至4000个处理器。这些合作伙伴包括新加坡资讯通信发展管理局、德国卡尔斯鲁厄大学Steinbuch计算中心、美国伊利诺伊大学香宾分校、英特尔研究院、惠普实验室和雅虎。
[0016]2008年8月3日，美国专利商标局网站信息显示，戴尔正在申请“云计算”(CloudComputing)商标,此举旨在加强对这一未来可能重塑技术架构的术语的控制权。
[0017]2010年3月5日，Novell与云安全联盟(CSA)共同宣布一项供应商中立计划，名为“可信任云计算计划(Trusted Cloud Initiative)”。
[0018]2010年7月，美国国家航空航天局和包括Rackspace、AMD、Intel、戴尔等支持厂商共同宣布“OpenStack”开放源代码计划，微软在2010年10月表示支持OpenStack与Windows Server 2008 R2 的集成；而 Ubuntu 已把 OpenStack 加至 11.04 版本中。
[0019]2011年2月，思科系统正式加入OpenStack,重点研制OpenStack的网络服务。[6] 演化云计算主要经历了四个阶段才发展到现在这样比较成熟的水平，这四个阶段依次是电厂模式、效用计算、网云计算的演进格计算和云计算。
电厂模式阶段:电厂模式就好比是利用电厂的规模效应，来降低电力的价格，并让用户使用起来更方便，且无需维护和购买任何发电设备。
[0020]效用计算阶段:在1960年左右，当时计算设备的价格是非常高昂的，远非普通企业、学校和机构所能承受，所以很多人产生了共享计算资源的想法。1961年，人工智能之父麦肯锡在一次会议上提出了 “效用计算”这个概念，其核心借鉴了电厂模式，具体目标是整合分散在各地的服务器、存储系统以及应用程序来共享给多个用户，让用户能够像把灯泡插入灯座一样来使用计算机资源，并且根据其所使用的量来付费。但由于当时整个IT产业还处于发展初期，很多强大的技术还未诞生，比如互联网等，所以虽然这个想法一直为人称道，但是总体而言“叫好不叫座”。
[0021]网格计算阶段:网格计算研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多低性能的计算机来处理，最后把这些计算结果综合起来攻克大问题。可惜的是，由于网格计算在商业模式、技术和安全性方面的不足，使得其并没有在工程界和商业界取得预期的成功。
[0022]云计算阶段:云计算的核心与效用计算和网格计算非常类似，也是希望IT技术能像使用电力那样方便，并且成本低廉。但与效用计算和网格计算不同的是，在需求方面已经有了一定的规模，同时在技术方面也已经基本成熟了 [7]。
[0023]服务形式Iaas还是PaaS
云计算可以认为包括以下几个层次的服务:基础设施即服务(IaaS)，平台即服务(PaaS)和软件即服务(SaaS)。
[0024]IaaS
IaaS (Infrastructure-as-a- Service):基础设施即服务。消费者通过 Internet 可以从完善的计算机基础设施获得服务。IaaS钱途
Iaas通过网络向用户提供计算机(物理机和虚拟机)、存储空间、网络连接、负载均衡和防火墙等基本计算资源；用户在此基础上部署和运行各种软件，包括操作系统和应用程序。
[0025]PaaS
PaaS(Platform-as-a- Service):平台即服务。PaaS实际上是指将软件研发的平台作为一种服务，以SaaS的模式提交给用户。因此，PaaS也是SaaS模式的一种应用。但是，PaaS的出现可以加快SaaS的发展，尤其是加快SaaS应用的开发速度。
[0026]平台通常包括操作系统、编程语言的运行环境、数据库和Web服务器，用户在此平台上部署和运行自己的应用。用户不能管理和控制底层的基础设施，只能控制自己部署的应用。
[0027]SaaS
SaaS (Software-as-a- Service):软件即服务。它是一种通过Internet提供软件的模式，用户无需购买软件，而是向提供商租用基于Web的软件，来管理企业经营活动。
[0028]云提供商在云端安装和运行应用软件，云用户通过云客户端(通常是Web浏览器)使用软件。云用户不能管理应用软件运行的基础设施和平台，只能做有限的应用程序设置。
[0029]ACaaS
ACaaS (Access control as a Service):门禁即服务,是基于云技术的门禁控制，当今市场有两种典型的门禁即服务:真正的云服务与机架服务器托管。真正的云服务是具备多租户、可扩展及冗余特点的服务，需要构建专用的数据中心，而提供多租户解决方案也是一项复杂工程，因此会导致高昂的成本，所以大部分的门禁即服务仍属于机架服务器托管，而非真正的云服务。想要在门禁即服务市场中寻找新机会的厂商首先需要确定提供哪一种主机解决方案、销售许可的方式以及收费模式[8]。
[0030]应用云物联
“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思:第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
[0031]物联网的两种业务模式:
1.MAI (M2M Applicat1n Integrat1n),内部 MaaS ;
2.MaaS (M2M As A Service), MMO, Mult1-Tenants (多租户模型)。
[0032]随着物联网业务量的增加，对数据存储和计算量的需求将带来对“云计算”能力的要求:
1.云计算:从计算中心到数据中心在物联网的初级阶段，PoP即可满足需求；
2.在物联网高级阶段，可能出现MVN0/MM0营运商(国外已存在多年)，需要虚拟化云计算技术，SOA等技术的结合实现互联网的泛在服务:TaaS (everyTHING As A Service)。云安全
云安全(Cloud Security)是一个从“云计算”演变而来的新名词。云安全的策略构想是:使用者越多，每个使用者就越安全，因为如此庞大的用户群，足以覆盖互联网的每个角落，只要某个网站被挂马或某个新木马病毒出现，就会立刻被截获。
[0033]“云安全”通过网状的大量客户端对网络中软件行为的异常监测，获取互联网中木马、恶意程序的最新信息，推送到Server端进行自动分析和处理，再把病毒和木马的解决方案分发到每一个客户端。
云存储
云存储是在云计算(cloud computing)概念上延伸和发展出来的一个新的概念,是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。当云计算系统运算和处理的核心是大量数据的存储和管理时，云计算系统中就需要配置大量的存储设备，那么云计算系统就转变成为一个云存储系统，所以云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统。
[0034]私有云
私有云(Private Cloud)是将云基础设施与软硬件资源创建在防火墙内，以供机构