[發明專利]一種塊級別的磁盤數據保護系統及其方法

有效

• 申請號: 201210568036.0
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103019890A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 汪東升;王占業
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14;G06F21/60
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種塊級別的磁盤數據保護系統，其特征在于：該系統基于客戶端/服務器架構，被保護磁盤位于客戶端，服務器端存放備份數據；

該服務器端包括內存及磁盤，該磁盤劃分為三個邏輯分區，分別是鏡像區、快照區和備份區，其中鏡像區與客戶端被保護磁盤互為實時鏡像，當有數據寫入被保護磁盤時，相同的數據也會同步寫入服務器端的鏡像區；服務器端內存中存有快照信息表、備份區中的扇區起始地址、監聽模塊以及快照閥值；快照信息表中包含快照標示符、快照時間和快照地址三列，快照標示符是快照的標識，快照時間是做快照時的系統時間，快照地址為做快照時備份區的扇區起始地址；監聽模塊用于監聽并判斷對于鏡像區的iSCSI命令是進行寫操作還是數據恢復操作；

客戶端包括邏輯卷管理器、iSCSI和被保護磁盤三部分，iSCSI用于將服務器端鏡像區掛載到客戶端，邏輯卷管理器用于將被保護磁盤與服務器端鏡像區做成實時鏡像，保證當有數據寫入被保護磁盤時，相同的數據同步寫入服務器端的鏡像區。

2.一種采用如權利要求1所述系統的塊級別的磁盤數據保護方法，其特征在于，該方法包括磁盤數據備份和磁盤數據恢復兩部分；該磁盤數據備份包括以下步驟：

11）對服務器端進行初始化，包括對快照閥值賦值，以及對鏡像區數據進行一次快照作為快照數據，將快照數據存入快照區，向快照信息表中添加一條記錄，該記錄的快照時間列為當前系統時間，該記錄的快照地址列為當前備份區扇區起始地址，該記錄的快照標示符列為一個全局隨機數，用來標識該次快照；

12）服務器端監聽鏡像區，并判斷對于鏡像區的iSCSI命令是進行寫操作還是數據恢復操作，若是寫操作，則將本次寫操作暫停；

13）服務器端將本次寫操作的寫入地址、數據長度、當前系統時間以及數據內容組織成一個備份數據單元；

14）服務器端從內存中讀取備份區扇區起始地址，并以備份區扇區起始地址為目標地址，將備份數據單元寫入到備份區中；

15）更新備份區扇區起始地址，新扇區起始地址為原扇區起始地址加上備份數據單元的長度；

16）恢復本次寫操作，使本次寫操作寫入鏡像區；

17）自上一次對鏡像區做快照起，若備份區內增加的備份數據單元的個數大于快照閥值，對鏡像區數據進行一次快照作為快照數據，將快照數據存入快照區，向快照信息表中添加一條記錄，該記錄的快照時間列為當前系統時間，該記錄的快照地址列為當前備份區扇區起始地址，該記錄的快照標示符列為一個全局隨機數，用來標識該次快照；

該磁盤數據恢復包括以下步驟：

21）服務器端自動監聽鏡像區，并判斷對于鏡像區的iSCSI命令是進行寫操作還是數據恢復操作，若是數據恢復操作，則服務器端根據接收客戶端提交的恢復時間點，查詢快照信息表，找出所有快照時間中最臨近的早于恢復時間點的一條快照記錄，取出該條記錄的快照標示符和快照地址；

22）服務器端根據快照標示符從快照區取出快照數據，并將快照數據寫入鏡像區；

23）服務器端以快照地址為起始地址，從備份區中依次向后取出備份數據單元，直到備份數據單元內的系統時間晚于客戶端提交的恢復時間點，根據已取出的各個數據單元的扇區起始地址、數據長度、數據內容將備份數據寫入鏡像區；

24）服務器端將鏡像區數據返回到客戶端被保護磁盤。