[發(fā)明專利]一種支持級(jí)聯(lián)快照的快照系統(tǒng)及其快照處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710074386.0
• 申請(qǐng)日: 2007-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN101140536A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳韻霞;周欣榮;李輝;翁建剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F11/14
• 分類號(hào): G06F11/14;G06F17/30
• 代理公司: 深圳市永杰專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 曹建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁盤陣列技術(shù)，尤其涉及一種支持級(jí)聯(lián)的快照。

背景技術(shù)

在數(shù)字時(shí)代，公司電子化存儲(chǔ)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)。當(dāng)發(fā)生文件丟失、數(shù)據(jù)損壞或者用戶誤操作時(shí)必須能夠簡(jiǎn)單快速恢復(fù)。快照技術(shù)為此提供了解決方案，方便實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)備份。

在該快照系統(tǒng)中，將進(jìn)行讀寫的邏輯卷稱為源邏輯卷，實(shí)現(xiàn)快照增加的輔助邏輯卷稱為快照卷。差異復(fù)制是建立快照中方便快捷的方式，差異復(fù)制包括兩種方法，寫拷貝(Copy-on-Write)和重定向?qū)?Redirect-on-Write)。寫拷貝方法是每次接收寫操作時(shí)，先將源卷中被覆蓋的數(shù)據(jù)拷貝到快照卷，然后將數(shù)據(jù)寫到源卷；重定向?qū)懛椒ㄊ敲看谓邮諏懖僮鲿r(shí)，直接將數(shù)據(jù)寫到快照卷中。在該快照系統(tǒng)中，處理數(shù)據(jù)的單位為一個(gè)條帶大小的數(shù)據(jù)，稱為一個(gè)數(shù)據(jù)塊。

在使用寫拷貝方法建立的快照中讀取快照數(shù)據(jù)時(shí)，如果數(shù)據(jù)塊未被修改，直接從源卷中讀取，否則從快照卷中讀取；在使用重定向?qū)懡⒌目煺罩凶x取源數(shù)據(jù)時(shí)，如果數(shù)據(jù)未被修改時(shí)，直接從源邏輯卷中讀取，否則從快照卷中讀取。每讀取一個(gè)數(shù)據(jù)塊就需要判斷一次該數(shù)據(jù)塊是否被修改，影響到讀取快照卷數(shù)據(jù)的性能。使用這兩種方法建立快照時(shí)，寫數(shù)據(jù)操作和讀取快照卷中數(shù)據(jù)的方法相似，下面以寫拷貝方法為例進(jìn)行說明。

使用寫拷貝方法建立一個(gè)級(jí)聯(lián)快照，建立快照的時(shí)間點(diǎn)為九點(diǎn)、十點(diǎn)、十一點(diǎn)，目前的時(shí)間是十二點(diǎn)，如圖1所示。圖1A為九點(diǎn)時(shí)源邏輯卷的數(shù)據(jù)；圖1B中100為十點(diǎn)時(shí)源邏輯卷的數(shù)據(jù)，101為從九點(diǎn)到十點(diǎn)間向源邏輯卷寫數(shù)據(jù)時(shí)被覆蓋的數(shù)據(jù)，保存到九點(diǎn)的快照卷；圖1C中100為十一點(diǎn)時(shí)源邏輯卷的數(shù)據(jù)，101為從十點(diǎn)到十一點(diǎn)間向源邏輯卷寫數(shù)據(jù)時(shí)被覆蓋的數(shù)據(jù)，保存到十點(diǎn)的快照卷；圖1D中100為十二點(diǎn)時(shí)源邏輯卷的數(shù)據(jù)，101為從十一點(diǎn)到十二點(diǎn)間向源邏輯卷寫數(shù)據(jù)時(shí)被覆蓋的數(shù)據(jù)，保存到十一點(diǎn)的快照卷。快照建立完成后，目前物理保存的數(shù)據(jù)有十二點(diǎn)的源邏輯卷和九點(diǎn)、十點(diǎn)、十一點(diǎn)的快照卷。如果要讀取九點(diǎn)的數(shù)據(jù)(即快照)，需要根據(jù)十二點(diǎn)時(shí)源邏輯卷的數(shù)據(jù)和十一點(diǎn)的快照卷得到十一點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)十一點(diǎn)的數(shù)據(jù)和十點(diǎn)的快照卷得到十點(diǎn)的數(shù)據(jù)，最后根據(jù)十點(diǎn)的數(shù)據(jù)和九點(diǎn)的快照卷得到九點(diǎn)的數(shù)據(jù)，即九點(diǎn)的快照。

上述方法讀取快照卷中的數(shù)據(jù)時(shí)，需要逐級(jí)讀取，且某些數(shù)據(jù)塊在每個(gè)時(shí)點(diǎn)中都被修改，這些數(shù)據(jù)塊在每級(jí)讀取數(shù)據(jù)時(shí)都要被讀取，實(shí)際上只有最后一次讀取是有效的，影響了系統(tǒng)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以支持級(jí)聯(lián)快照的系統(tǒng)及其處理方法，提高在快照中讀取快照卷數(shù)據(jù)的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種支持級(jí)聯(lián)快照的快照系統(tǒng)，包括源邏輯卷和快照卷，所述快照卷的結(jié)構(gòu)包括：數(shù)據(jù)區(qū)、修改記錄位圖、修改地址索引表、快照地址索引表；

數(shù)據(jù)區(qū)，用于存放快照中被修改區(qū)域的舊數(shù)據(jù)；

修改記錄位圖，用于記錄該時(shí)點(diǎn)開始建立快照后源邏輯卷中各個(gè)數(shù)據(jù)塊是否被修改；

修改地址索引表，用于保存源邏輯卷中被修改區(qū)域的地址和該區(qū)域舊數(shù)據(jù)被保存在快照卷中數(shù)據(jù)區(qū)的地址；

快照地址索引表，用于保存源邏輯卷地址和該時(shí)點(diǎn)快照中每個(gè)數(shù)據(jù)塊被存放的地址。

其中，所述修改地址索引表中所存放的地址索引表的表項(xiàng)為兩個(gè)數(shù)據(jù)塊地址，前一個(gè)數(shù)據(jù)塊地址是源邏輯卷數(shù)據(jù)塊地址，后一個(gè)數(shù)據(jù)塊地址為舊數(shù)據(jù)塊在快照卷中存放的地址。

其中，所述快照地址索引表中所存放的地址索引表的表項(xiàng)為兩個(gè)數(shù)據(jù)塊地址，前一個(gè)數(shù)據(jù)塊存放的是源邏輯卷數(shù)據(jù)塊地址，后一個(gè)數(shù)據(jù)塊存放的是快照數(shù)據(jù)所存放的地址，可以是源邏輯卷中的地址也可以是快照卷中的地址。

一種支持級(jí)聯(lián)快照的快照系統(tǒng)的快照處理方法，包括以下步驟：

a、建立快照，為一個(gè)邏輯卷創(chuàng)建快照；

b、寫快照，在快照過程中向源邏輯卷寫數(shù)據(jù)；

c、讀快照，快照建立完成后從快照卷中讀取快照數(shù)據(jù)；

d、結(jié)束快照，每次結(jié)束快照時(shí)更新該快照及之前所有時(shí)點(diǎn)快照的快照卷地址表；

e、刪除快照，回收快照所占的存儲(chǔ)資源并維護(hù)源卷為正常數(shù)據(jù)狀態(tài)。

其中，所述建立快照包括以下步驟：

a1、為建立快照分配一個(gè)新的邏輯卷，為該邏輯卷分配相應(yīng)的輔助存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，輔助存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)包括：數(shù)據(jù)區(qū)、修改記錄位圖、修改地址索引表、快照地址索引表；

a2、初始化修改記錄位圖，將位圖中所有位標(biāo)記為0；

a3、初始化修改地址索引表，建立一個(gè)空表；