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Flashlog: A Flexible Block-Layer Redundancy Scheme

Flashlog: A Flexible Block-Layer Redundancy Scheme
Typ:Diplomarbeit
Datum:13.08.2010
Betreuer:

Prof. Dr. Frank Bellosa, Konrad Miller

Bearbeiter:Eric Hoh
Links:PDF

Abstract:

Das Thema der vorliegenden Diplomarbeit ist ein Schema zur Datenreplikation. Im Gegensatz zu vielen anderen Verfahren liegt der Haupteinsatzbereich nicht bei Servern und Workstations, sondern bei privat benutzten und mobilen Computern. Einige Anforderungen, z.B. an die Sicherheit der Daten und die Kosten sind gleich. Andere Aspekte wie die ständige Verf¨ugbarkeit der Daten ist f¨ur professionelle Benutzer essentiell während sie für private Nutzer nur eine untergeordnete Rolle spielen. Es kommen aber auch neue Anforderungen hinzu, beispielsweise das Gewicht, die Größe, der Energieverbrauch und die Robustheit der zusätzliche Hardware.

Aufgrund dieser Anforderungen haben wir ein Verfahren entwickelt, dass diesen bestmöglichst gerecht wird. Das Verfahren basiert auf der Nutzung von drei Speichergeräten, typischerweise zweier Festplatte und eines Flashspeichers. Grundlage ist ein herkömmliches Backup Schema, das die beiden Festplatten umfasst. Der Flashspeicher z.B. in Form eines USB Sticks wird dazu benutzt die Zeit zwischen zwei Backups zu überbrücken. Dabei werden alle zu speichernden Daten gleichzeitig an die primäre Festplatte und den Flashspeicher geschickt (vgl. RAID1). Aufgrund der immensen Kosten für Flashspeicher mit großer Kapazität werden ausschließlich neu Daten auf dem Flashspeicher abgelegt. Das ist ausreichend, da alle alten Daten auf dem Backup Laufwerk noch gültig sind. Bei mobiler Nutzung wird dann nur noch die interne Festplatte des Notebooks und der USB Stick gebraucht. Die Backup Festplatte kann hingegen zuhause bleiben und wird nur gelegentlich synchronisiert.

Zuerst geben wir einen Überblick über verschiedene Speicher-Frameworks, die zur Implementierung des Verfahrens genutzt werden k¨onnen. Anschließend werden die Eigenschaften von Flashspeicher untersucht und es wird ein vergleichbares Verfahren vorgestellt und analysiert.

Im dritten Kapitel untersuchen wir potentielle Gründe für Datenverluste, vergleichen verschiedene häufig genutzte Redundanz-Verfahren auf Basis vorher festgelegter Kriterien und betrachten verschiedene typische Anwendungsfälle.

Im Anschluss betrachten wir verschiedene Designaspekte, die schlussendlich zu dem von uns vorgeschlagenen Verfahren führen. Darauffolgend werden weitere ausgewählte Details der Implementierung betrachtet.

Die Evaluation umfasst verschiedene Geschwindigkeitstests, eine kurze Betrachtung des Energieverbrauchs und eine sowohl qualitative als auch quantitative Untersuchung der Datensicherheit. Desweiteren werden die Kosten der Verfahren anhand eines Beispiels ermittelt. Abschließend geben wir einen zusammenfassenden Überblick über alle Testergebnisse.

Im letzten Kapitel werfen wir einen Blick auf die Zukunft und die möglichen Erweiterungen und Verbesserungen des Verfahrens.

BibTex:

@diplomathesis{hoh10flashlog,
  author = {Eric Hoh},
  title = {Flashlog: A Flexible Block-Layer Redundancy Scheme},
  type = {Diploma Thesis},
  address = {System Architecture Group, University of Karlsruhe, Germany},
  month = aug # "~13",
  year = 2010,
  url = {http://os.ibds.kit.edu/97_2051.php}
}