CN109032507B - 一种生成源卷存储快照的方法、系统及相关组件 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种生成源卷存储快照的方法，所述方法包括当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。本方法能够降低生成快照操作对于存储资源的占用和源卷写操作的影响。本申请还公开了一种生成源卷存储快照的系统、一种计算机可读存储介质及一种数据存储装置，具有以上有益效果。

Description

一种生成源卷存储快照的方法、系统及相关组件

技术领域

本发明涉及存储管理技术领域，特别涉及一种生成源卷存储快照的方法、系统、一种计算机可读存储介质及一种数据存储装置。

背景技术

快照是关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始的时间点)的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。

现有技术中存储快照技术包括全量快照和增量快照，全量快照主要实现的快照技术是镜像分离。全量快照每一次全拷贝都需要占用与源盘同样大小的空间，快照卷不依赖源卷，源卷的读操作不受影响，源卷的写操作受数据同步的影响。镜像分离快照技术在到达预设的快照时间点之前，首先为源数据卷创建并维护一个完整的镜像卷.每次写入数据到磁盘时,都会往源数据卷和镜像卷同时写入,这样保证了同一份数据的两个副本分别保存在源数据卷和镜像卷上,并且由两者组成的一个镜像对。在预设快照时间点到达时,镜像对的数据写入操作被停止,镜像卷快速脱离镜像对并转化为快照卷,这样就获得了一份数据快照。但是，现有技术中的全量快照技术在生成快照之前需要维护完整的镜像卷占用大量的存储资源且源卷的写操作受到数据同步的影响。

因此，如何降低生成快照操作对于存储资源的占用和源卷写操作的影响是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种生成源卷存储快照的方法、系统、一种计算机可读存储介质及一种数据存储装置，能够降低生成快照操作对于存储资源的占用和源卷写操作的影响。

为解决上述技术问题，本申请提供一种生成源卷存储快照的方法，该方法包括：

当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，第一目标卷为接收到快照指令的时刻对应的源卷；

将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；

接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；

当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

可选的，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷包括：

根据快照指令确定第一目标卷并创建与第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的第二目标卷。

可选的，接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作包括：

接收关于源卷的写入信息，根据写入信息对第二目标卷执行写操作并在位图中记录第二目标卷的修改位置信息；其中，位图与第二目标卷空间关联；

根据修改位置信息确定第二目标卷中未进行写操作的待同步数据块；

根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷，并在位图中更新修改位置信息。

可选的，根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷包括：

根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块通过后台拷贝的异步传输方式同步至第二目标卷。

可选的，当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并将第一目标卷设置为快照生成指令对应的存储快照卷包括：

根据位图中的修改位置信息判断第二目标卷是否同步完成；

若是，则解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并将第一目标卷设置为快照生成指令对应的存储快照卷。

本申请还提供了一种生成源卷存储快照的系统，该系统包括：

空白卷创建模块，用于当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，第一目标卷为接收到快照指令的时刻对应的源卷；

重定向模块，用于将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；

同步模块，用于接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；

快照生成模块，用于当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

可选的，空白卷创建模块具体为根据快照指令确定第一目标卷并创建与第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的第二目标卷的模块。

可选的，同步模块包括：

修改单元，用于接收关于源卷的写入信息，根据写入信息对第二目标卷执行写操作并在位图中记录第二目标卷的修改位置信息；其中，位图与第二目标卷空间关联；

数据块确定单元，用于根据修改位置信息确定第二目标卷中未进行写操作的待同步数据块；

数据块同步单元，用于根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷，并在位图中更新修改位置信息。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序执行时实现上述生成源卷存储快照的方法执行的步骤。

本申请还提供了一种数据存储装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器调用存储器中的计算机程序时实现上述生成源卷存储快照的方法执行的步骤。

本发明提供了一种生成源卷存储快照的方法，包括当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，第一目标卷为接收到快照指令的时刻对应的源卷；将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

本发明在接收到快照指令后创建了空白的第二目标卷，并将源卷的数据指针由原本第一目标卷重定向为第二目标卷，作为旧源卷的第一目标卷成为快照卷，由于新源卷第一目标卷是空白的，因此在根据写入信息和第二目标卷进行同步时只涉及一次写操作不影响写性能，当同步完成后根据第一目标卷得到存储快照。本方案能够降低生成快照操作对于存储资源的占用和源卷写操作的影响。本申请同时还提供了一种生成源卷存储快照的系统、一种计算机可读存储介质和一种数据存储装置，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种生成源卷存储快照的方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的另一种生成源卷存储快照的方法的流程图；

图3为本申请在实际应用中实施例所提供的一种生成源卷存储快照的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种生成源卷存储快照的系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种生成源卷存储快照的方法的流程图。

具体步骤可以包括：

S101：当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，第一目标卷为接收到快照指令的时刻对应的源卷；

其中，由于存储快照是源卷数据的一个副本，而源卷中的数据随时会可能发生变化，因此本步骤默认此处收到的快照指令具体是指需要获取源卷某一时间点的指令，当然作为一种优选的实施方式本实施例中生成的存储快照就是接收到快照指令时刻的源卷的快照。

可以理解的是，本步骤中提到的第一目标卷是指接收到快照指令时的源卷，源卷并不是指某一个固定的卷，而是指在整个系统中用于存储、读写数据的卷，具体哪一个卷作为源卷是可以通过指针重定向进行改变的。因此，本步骤中根据快照指令确定的实际上是需要进行获取快照操作的源卷，在后续的操作中需要得到关于源卷的存储快照。本实施例中提到的源卷也叫源数据卷。

值得注意的是，本实施例并没有像现有技术一样在到达快照时间点之前先为源卷创建并维护一个完整的镜像卷，在S101之前并不存在为维护源卷与镜像卷形成的镜像对而向源卷和镜像卷内同时写入数据，以保证源卷与镜像卷内数据一致的操作。在本实施例中，无需在接收到快照命令之前维护镜像卷。

当然，在本步骤中还存在创建空白的第二目标卷的操作，其目的在于为源卷重定向做好准备。此处创建的第二目标卷的类型应该与第一目标卷相同，且第二目标卷的空间大小应该大于或等于第一目标卷的空间大小。作为一种优选的实施方式，可以创建与第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的第二目标卷。

S102：将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；

其中，本步骤的目的在于将源卷重定向直接得到包括存储快照的全量快照卷，在S101已经创建空白的第二目标卷的前提下将源卷重定向为第二目标卷，也就是说在执行本步骤之后源卷就不再是第一目标卷而是第二目标卷了。需要说明的是，本步骤默认将源卷重定向为第二目标卷后，第一目标卷就成为了新创建的全量快照卷，在理论上可以直接利用第一目标卷得到存储快照，但是，由于新的源卷(第二目标卷)是空白的，若不对第二目标卷进行数据复原或同步操作则会导致源卷的数据内容缺失的问题。为了在第二目标卷上恢复原来的源卷(第一目标卷)上的数据，故因此本步骤建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系以便进行关于第一目标卷和第二目标卷的同步操作。

S103：接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；

其中，由于上层应用时刻都可能对源卷的内容进行写入或修改，因此在S102中源卷重定向的时刻源卷也有可能会发生改变。也就是说，当进行S102的过程中，上层应用也可能会对源卷进行数据修改操作(包括增、删、改)若只将第一目标卷中的数据同步至第二目标卷，将会使源卷(第二目标卷)中的数据不包括上层应用的修改操作。因此本实施例根据第一数据卷上的数据块和写入信息对空白的第二目标卷进行同步，得到存在数据遗漏的源卷。

例如，在源卷重定向之前第一目标卷的数据内容为AAAAA，若执行了S102中描述的源卷重定向操作时上层应用将源卷第三位由A修改为B，若想保持源卷(第二目标卷)的数据正常因此需要第二目标卷根据第一目标卷的数据内容和源卷的数据写入信息完成第二目标卷的同步操作，同步操作之后的第二目标卷的数据内容为AABAA，而保持第一目标卷的数据内容不变依旧为AAAAA。

需要说明的是，第一目标卷与第二目标卷之间的关联关系也称作依赖关系，用于执行两个卷之间的数据同步操作，只有当解除关联关系或依赖关系之后，才能通过作为全量快照卷的第一目标卷得到存储快照。

S104：当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

其中，本实施例默认存在检测第二目标卷是否同步完成的操作，当第二目标卷同步完成后就不需要依赖于第一目标卷内的数据，只需要根据上层应用发送的修改消息实时的进行对应的修改即可。当解除第一目标卷与第二目标卷之间的关联关系之后，即可根据第一目标卷的到存储快照。需要说明的是，此时得到的存储快照是与快照生成指令对应的，因此存储快照的具体内容就是S102中源卷重定向时刻的旧源卷(第一目标源卷)的快照。

本实施例在接收到快照指令后创建了空白的第二目标卷，并将源卷的数据指针由原本第一目标卷重定向为第二目标卷，作为旧源卷的第一目标卷成为快照卷，由于新源卷第一目标卷是空白的，因此在根据写入信息和第二目标卷进行同步时只涉及一次写操作不影响写性能，当同步完成后根据第一目标卷得到存储快照。本实施例能够降低生成快照操作对于存储资源的占用和源卷写操作的影响。

下面请参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种生成源卷存储快照的方法的流程图；

具体步骤可以包括：

S201：当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建与第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的第二目标卷；

S202：将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；

S203：接收关于源卷的写入信息，根据写入信息对第二目标卷执行写操作并在位图中记录第二目标卷的修改位置信息；其中，位图与第二目标卷空间关联；

其中，本步骤通过位图记录了第二目标卷根据写入信息的具体修改位置，需要说明的是，已经执行了写操作的位置无需再根据第一目标卷进行同步，为图中所记录的修改位置信息实际上是写入信息需要在第一目标卷上写入数据的位置。可以根据修改位置信息确定第一目标卷中未执行写操作的位置，对于未进行写操作的位置可以通过同步第一目标卷对应的数据，以便完成第一目标卷的全部同步过程。

S204：根据修改位置信息确定第二目标卷中未进行写操作的待同步数据块；

S205：根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷，并在位图中更新修改位置信息。

其中，位图的作用就是记录第一目标卷中哪些数据发生了变化，那些数据没有发生变化，根据写入信息在第一目标卷中执行写操作可以使第一目标卷的一部分数据发生变化，根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷可以使第一目标卷的另一部分数据发生变化，在第一目标卷与第二目标卷的空间大小和类型均相同的前提下根据位图确定第一目标卷的所有位置的数据均发生改变后，可以确定第一目标卷同步完毕。

S206：根据位图中的修改位置信息判断第二目标卷是否同步完成；若是，则进入S207；若否，则结束流程。

S207：解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

下面请参见图3，图3为本申请在实际应用中实施例所提供的一种生成源卷存储快照的示意图，下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。

T0时刻当对源卷(卷S，上一实施例中的第一目标卷)做全量快照时，新建大小和类型与卷S相同的空白卷N(上一实施例中的第二目标卷)作为新的源卷，并用位图记录卷N的改动。卷S直接作为全量快照卷，之后不再更改。此后对源卷的更改直接写到卷N对应的数据块内，并位图记录更改。后台使用异步方式将卷N上未更改的数据块使用全量快照卷(卷S)对应的数据块内容同步更新，并位图记录，直至卷N位图所有数据块更新完成(数据块位图全为1)，至此完成全量快照卷(卷S)与源卷(卷N)的分离。

本实施例提供的源卷重定向存储快照实现方法，全量快照的实现只涉及数据指针的重定向，不涉及数据拷贝，快照创建速度快，此外源卷的更改只涉及一次写入过程，不影响写性能，快照卷与源卷分离后对源卷的读操作不涉及快照卷，无重定向，不影响对源卷的读性能。

请参见图4，图4为本申请实施例所提供的一种生成源卷存储快照的系统的结构示意图；

该系统可以包括：

空白卷创建模块100，用于当接收到快照指令时，根据快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，第一目标卷为接收到快照指令的时刻对应的源卷；

重定向模块200，用于将源卷重定向为第二目标卷，并建立第一目标卷与第二目标卷的关联关系；

同步模块300，用于接收关于源卷的写入信息，并通过关联关系根据第一目标卷上的数据块和写入信息对第二目标卷进行同步操作；

快照生成模块400，用于当第二目标卷同步完成后，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

进一步的，空白卷创建模块100具体为根据快照指令确定第一目标卷并创建与第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的第二目标卷的模块。

进一步的，同步模块300包括：

修改单元，用于接收关于源卷的写入信息，根据写入信息对第二目标卷执行写操作并在位图中记录第二目标卷的修改位置信息；其中，位图与第二目标卷空间关联；

数据块确定单元，用于根据修改位置信息确定第二目标卷中未进行写操作的待同步数据块；

数据块同步单元，用于根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至第二目标卷，并在位图中更新修改位置信息。

进一步的，数据块同步单元具体为根据第一目标卷将与待同步数据块具有相同位置信息的数据块通过后台拷贝的异步传输方式同步至第二目标卷，并在位图中更新修改位置信息的单元。

进一步的，快照生成模块400包括：

判断单元，用于根据位图中的修改位置信息判断第二目标卷是否同步完成；

快照生成单元，用于当第二目标卷同步完成时，解除第一目标卷与第二目标卷的关联关系并根据第一目标卷得到快照生成指令对应的存储快照。

由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种数据存储装置，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述数据存储装置还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种生成源卷存储快照的方法，其特征在于，包括：

当接收到快照指令时，根据所述快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，所述第一目标卷为接收到所述快照指令的时刻对应的源卷；

将所述源卷重定向为所述第二目标卷，并建立所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系；

接收关于所述源卷的写入信息，并通过所述关联关系根据所述第一目标卷上的数据块和所述写入信息对所述第二目标卷进行同步操作；

当所述第二目标卷同步完成后，解除所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系并根据所述第一目标卷得到所述快照生成指令对应的存储快照；其中，所述存储快照为接收到所述快照指令时刻的源卷的快照。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，根据所述快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷包括：

根据所述快照指令确定所述第一目标卷并创建与所述第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的所述第二目标卷。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，接收关于所述源卷的写入信息，并通过所述关联关系根据所述第一目标卷上的数据块和所述写入信息对所述第二目标卷进行同步操作包括：

接收关于所述源卷的写入信息，根据所述写入信息对所述第二目标卷执行写操作并在位图中记录所述第二目标卷的修改位置信息；其中，所述位图与所述第二目标卷空间关联；

根据所述修改位置信息确定所述第二目标卷中未进行所述写操作的待同步数据块；

根据所述第一目标卷将与所述待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至所述第二目标卷，并在所述位图中更新所述修改位置信息。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，根据所述第一目标卷将与所述待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至所述第二目标卷包括：

根据所述第一目标卷将与所述待同步数据块具有相同位置信息的数据块通过后台拷贝的异步传输方式同步至所述第二目标卷。

5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，当所述第二目标卷同步完成后，解除所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系并根据所述第一目标卷得到所述快照生成指令对应的存储快照包括：

根据所述位图中的所述修改位置信息判断所述第二目标卷是否同步完成；

若是，则解除所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系并根据所述第一目标卷得到所述快照生成指令对应的存储快照。

6.一种生成源卷存储快照的系统，其特征在于，包括：

空白卷创建模块，用于当接收到快照指令时，根据所述快照指令确定第一目标卷并创建空白的第二目标卷；其中，所述第一目标卷为接收到所述快照指令的时刻对应的源卷；

重定向模块，用于将源卷重定向为所述第二目标卷，并建立所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系；

同步模块，用于接收关于所述源卷的写入信息，并通过所述关联关系根据所述第一目标卷上的数据块和所述写入信息对所述第二目标卷进行同步操作；

快照生成模块，用于当所述第二目标卷同步完成后，解除所述第一目标卷与所述第二目标卷的关联关系并根据所述第一目标卷得到所述快照生成指令对应的存储快照；其中，所述存储快照为接收到所述快照指令时刻的源卷的快照。

7.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述空白卷创建模块具体为根据所述快照指令确定第一目标卷并创建与所述第一目标卷的空间大小和类型均相同的空白的所述第二目标卷的模块。

8.根据权利要求6所述系统，其特征在于，所述同步模块包括：

修改单元，用于接收关于所述源卷的写入信息，根据所述写入信息对所述第二目标卷执行写操作并在位图中记录所述第二目标卷的修改位置信息；其中，所述位图与所述第二目标卷空间关联；

数据块确定单元，用于根据所述修改位置信息确定所述第二目标卷中未进行所述写操作的待同步数据块；

数据块同步单元，用于根据所述第一目标卷将与所述待同步数据块具有相同位置信息的数据块同步至所述第二目标卷，并在所述位图中更新所述修改位置信息。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的生成源卷存储快照的方法的步骤。

10.一种数据存储装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时执行如权利要求1至5任一项所述的生成源卷存储快照的方法的步骤。

Images