CN101361048B

CN101361048B - 在信息生命周期管理环境中将文件恢复到其适当的存储级

Info

Publication number: CN101361048B
Application number: CN2007800017636A
Authority: CN
Inventors: D·M·坎农; T·K·克拉克; S·科雷尔; T·L·马雷克; J·J·小西格; M·W·杨
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-01-04
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2027-01-04
Also published as: WO2007088084A3; DE602007001871D1; CN101361048A; US8229897B2; US20070185934A1; ATE438894T1; EP1984821A2; WO2007088084A2; EP1984821B1

Abstract

一种用于在分级存储系统中实现策略感知的备份和恢复能力的技术。当将数据集的内容从分级存储系统备份到备份存储系统时，也对该数据集的元数据进行备份。在将数据集从备份存储系统恢复到分级存储系统之前，将备份的元数据进行恢复和处理以确定该数据集将恢复到的分级存储系统中的级。

Description

在信息生命周期管理环境中将文件恢复到其适当的存储级

技术领域

本发明涉及数据存储。更特别地，本发明涉及分级的数据存储环境，在该环境中数据存储设备设置为分级的层级，并且根据策略感知的数据放置算法来将数据存储于其中。更特别地，本发明涉及使用改进的文件备份和恢复技术的分级存储数据的保护。

背景技术

从背景技术上看，数据存储的成本可能依据底层数据存储设备的性质和能力而发生相当大的变化。示例性的存储成本决定条件包括：所采用的基本存储技术(例如，盘或带)以及设备操作特性，诸如访问速度、传送率、数据冗余、容错等。在分级存储系统中，基于相对设备成本(和关联能力)来将存储设备的集合划分为层级限定的存储级。该设置通过将较低价值的数据放置在较低成本的较低级存储设备上、而将高成本的较高级存储设备预留给较高价值的数据，而允许数据拥有者来调节其总的数据存储投入。

信息生命周期管理(ILM)包括数据“价值”的评估以及将这样的数据相应地分配到分级存储设备。通过使用根据定义的参数将数据进行分类的基于策略的数据放置算法(该算法考虑到了不同的因素，如访问速度需求、预期的访问频率、预期的并发级等)，可以将数据集(例如，文件、文件集、目录、逻辑值等)分配到存储级，其反映了对数据存储资源的最好利用。ILM还预先考虑到，对于在一个存储级中创建的数据集，在其生命周期期间可能需要根据它们感知的价值改变而移到其他存储级。

为了提供相对于分级存储系统及其底层ILM事务的应用透明度，通常存在单个的文件系统，其为存储在各个级中的所有数据提供全局命名空间。因此，应用可以以常规的方式(例如，经由文件和路径名查找)访问它们的数据，而不必知道在文件系统内数据如何分配到特定的存储设备。同理，级与级之间的数据移动不影响应用对其数据的访问能力。

在单文件系统上下文中，基于策略的数据放置和ILM的现有缺点在于难以实现传统的数据备份/恢复保护。例如，考虑一种数据备份/恢复序列，其中由分级存储文件系统维护的数据定期地被复制到备份存储资源上的备份文件系统，然后接着恢复至原始文件系统。常规的备份/恢复产品将会把数据文件的内容及其标准文件元数据(例如，所有权和授权标识符、时间戳等)备份到备份存储设备。然而，常规的备份/恢复产品不知道或者几乎不知道可以被分级存储文件系统使用以便维护ILM环境中的文件的扩展ILM元数据的类别(例如，存储级标识符、服务类标识符等)。也不容易通过常规的文件系统接口来获取这样的信息。结果，后来的恢复操作不能保证文件的内容将被放入由策略决定的存储级。一般情况下，在恢复操作期间，文件将不会被放入正确的存储级。该结果将导致次优存储设备利用和应用性能。存储级也可能过早填满，这可能导致应用停歇。对于企业来说，应用停歇时间通常是非常昂贵的。

尽管可能基于标准文件元数据来实现分配数据的策略放置规则，但是在常规恢复操作期间使用备份的文件的元数据并不实际。这是因为文件标准属性的完整集在文件内容已经恢复之前通常没有传送到目标文件系统。在文件数据已经恢复之前恢复元数据将使该文件可访问但是不完整，而应用访问该文件的任何企图将导致严重的应用错误。

对先前备份到带的文件进行的典型恢复过程(假设文件系统是适于POSIX的)将包括以下使用分级存储文件系统中的常规文件系统调用的步骤：

1)恢复应用使用O_CREATE标志发出对分级存储文件系统的open()调用，以创建将要恢复的文件(恢复文件)；

2)恢复应用从备份文件缓存向恢复文件缓存复制数据块；

3)恢复应用从备份元数据来设置恢复文件的许可、所有者、组、时间戳；以及

4)恢复应用发出对分级存储文件系统的close()调用以关闭恢复文件。

在该例子中，恢复的文件可能容易被评价为错误的存储级。发生上述问题的原因是需要在写入第一文件块之前而不是在写入数据之后做出分配决定。这里，在恢复操作结束之前，目标文件系统不知道分配信息(即，备份文件元数据)。

本发明的目的在于改进在分级数据存储环境中的文件的备份和恢复。特别地，需要一种技术，用于在备份和恢复操作期间处理扩展的文件元数据，以及用于无论何时将文件从备份存储文件系统恢复到分级存储文件系统都能正确地标识文件的适当分级位置。

发明内容

从一个方面来看，本发明提供一种用于在分级存储系统中实现策略感知的备份和恢复能力的技术。当将数据集的内容从分级存储系统备份到备份存储系统时，也对该数据集的元数据进行备份。在将数据集从备份存储系统恢复到分级存储系统之前，将备份的元数据进行恢复和处理以确定该数据集将恢复到的分级存储系统中的级。

在本发明的示例性实施例中，元数据包括信息生命周期管理(ILM)元数据、标准文件元数据或两者的结合。元数据备份操作包括将元数据从分级存储系统上的文件系统提供到备份应用，并且在该分级存储系统以外的持久存储设备中保存该元数据。分级存储文件系统提供的文件系统调用允许备份应用发起元数据备份操作。该分级存储文件系统通过将元数据提供给备份应用以存储在持久存储设备中来对该调用进行响应。备份应用可以将该元数据作为不透明二进制对象来存储或者以任何合适的格式来存储。

在本发明的另一个示意性实施例中，元数据处理操作包括在文件系统打开与分级存储系统相关联的数据文件之前，将该元数据从分级存储系统以外的持久存储设备恢复到分级存储文件系统。分级存储文件系统提供的文件系统调用允许恢复应用发起元数据传送操作。元数据处理操作还可以包括将策略放置规则应用于该元数据以确定该数据集的合适的存储级。

附图说明

现在参照附图仅示例性地描述本发明，其中：

图1是示出根据本发明的示例数据存储环境的功能框图；

图2是在图1的数据存储环境中维护的示例元数据的图示；

图3A是在图1的数据存储环境中维护的第一示例备份元数据的图示；

图3B是在图1的数据存储环境中维护的第二示例备份元数据的图示；

图3C是在图1的数据存储环境中维护的第三示例备份元数据的图示；

图4是示出与元数据备份操作相关联的示例处理的流程图；

图5是示出与元数据恢复操作相关联的示例处理的流程图；

图6是示出与支持文件恢复操作的元数据处理相关联的示例处理的流程图；

图7是其中可以实现本发明的示例数据存储网络；以及

图8是示出可以用来提供用于根据本发明在分级存储系统中实现策略感知的备份和恢复能力的计算机程序产品的物理介质的图示说明。

具体实施方式

现在参见附图，其中在所有附图中相同的参考标号指示相同的部件，图1图示了示例数据存储环境2，其中分级数据存储系统4包括1至n个存储级6₁-6_n，其中“n”是任意的并且是根据数据存储要求选择的。如上文在背景技术中所述，存储级6₁-6_n可以代表不同类的存储设备，根据ILM策略放置算法将数据集分配到该存储设备。可以使用任何数量的不同类型的物理存储设备来实现存储级6₁-6_n。仅举例为包括盘子系统、RAID阵列、JBOD存储设备、带库、光盘库(optical library)等。可以理解，可以用单个存储设备实现每个存储级6₁-6_n，或者将每个存储级6₁-6_n实现为包含任何所需数目的存储设备的池。仅通过例子便可知，存储级6₁可能包含快速企业类RAID存储设备，需要将其数据复制到故障恢复数据中心；存储级6₂可以是可靠性较低的SATA存储设备的池，用于具有不同备份要求的数据；以及存储级6_n可以是非常快的固态存储设备池，用于根本没有备份的临时文件。

每个存储级6₁-6_n可能具有根据其底层存储类型(例如盘或带)和操作能力的关联存储成本。ILM策略规则可能设计为：将较低价值的数据放置于较低成本的、较低级存储设备，而将高成本的较高级存储设备预留给较高价值的数据。ILM策略规则还可以定期地将数据集在存储级6₁-6_n之间移动以适应情况的变化。注意，在数据存储环境2中实现的ILM策略的细节与本发明无关。

存储系统4由分级存储文件系统8管理，该文件系统8为在存储级6₁-6_n上维护的数据集(例如，文件)提供全局命名空间。在文件系统8中，每个文件都将具有一个全局标识符(例如，文件和路径名)，该全局标识符相对于存储系统4中的其他文件是唯一的。这允许应用如同存储系统4是运行本地文件系统的本地存储设备那样利用该存储系统4。该应用不需关心文件实际上存储在存储系统4内的何处。

文件系统8执行对文件位置进行跟踪的工作，文件系统8在持久存储设备中维护存储系统4中的所有文件的ILM元数据信息。在大多数情况下，在存储系统4本身内提供该持久存储设备，但是也可能使用分离的存储设备。由于将标准文件元数据与文件系统所维护的每个文件相关联地存储于存储设备上是常用方法，用于使文件系统8所使用的ILM元数据信息持久化的逻辑位置将伴随每个数据集的标准文件元数据。在图1中，文件系统8维护的文件元数据由参考标号10来表示。文件元数据10示出为与全部存储级6₁-6_n相关联，由此表明在各级上维护的数据集具有关联的元数据。然而，每个存储级6₁-6_n不必一定存储其自身的元数据。在一些架构中，可以在专用存储设备中维护元数据10。其他的设置也是可能的，例如在全部或一些存储级中维护该元数据10的冗余副本。

现在参见图2，文件元数据10示出为包括标准文件元数据10A以及ILM元数据10B。标准文件元数据10A代表文件系统常规维护的信息类型，诸如存储在盘上的Unix inode的域。该信息包括文件系统内的唯一文件系统标识符(例如，inode号)、文件分配和命名空间定位符(例如，文件大小、块号等)、所有权及授权标识符(例如，所有者/组的名称和许可)和时间戳(例如，创建时间、修改时间、访问时间等)。ILM元数据10B可以代表标识文件的存储级分配的任何信息，或者代表可以由策略规则处理以确定存储级分配的任何信息。前者的例子是直接指定了文件所分配的存储级的存储池标识符、以及在安装或初始化维护该文件的文件系统期间生成的文件系统实例标识符(文件系统ID)。后者的例子是服务类标识符，其可以用于分配存储级。可以存储在ILM元数据10B中的其他信息可以是所分配的存储级的属性信息。该信息可以用于文件的原始存储级在恢复时不可用的情况下(见下文)将文件放置于对等的可选存储级。

现在返回到图1，示出的文件系统8用来实现文件系统接口12和数据管理方法14。文件系统接口12可以提供应用程序接口(API)调用集，例如分别用于打开和关闭文件的常规open()和close()调用。正如以下将要详细描述的，本发明的一种方式可以实现为：提供至少两个新的文件系统调用，该新的文件系统调用补充文件系统8常规提供的调用的正常查询(compliment)。数据管理方法表示文件系统8实现、响应于文件系统接口12的调取来与在存储系统4中维护的文件进行交互的例程。除了以下关于在此公开的新文件系统的更详细地描述以外，数据管理方法14实际上是常规的方法。

图1还示出备份/恢复应用16，其主要功能为(1)备份存储系统4的文件(由备份应用16A执行)；以及(2)其后在需要时恢复所备份的文件(由恢复应用16B执行)。备份/恢复应用16是文件系统8的客户端，其使用文件系统接口12对存储池文件进行读和写，并且定期地扫描文件元数据10。可以理解，备份/恢复应用16可以本地运行于与文件系统8相同的数据处理硬件上，或者当经由网络或者其他通信介质与该文件系统通信时，备份/恢复应用16可以远程地在分离的数据处理硬件上执行。

数据存储环境2中的策略感知的备份和恢复功能由用于在文件系统8和备份/恢复应用16之间交换元数据的机制来支持。更特别地，当备份应用16A将文件内容从分级存储系统4中进行备份的时候，也备份该文件的元数据。如果在初始元数据备份之后，已备份的文件的元数据发生改变(例如，由于在存储系统4中移动了该文件)，则在增量备份期间可以更新元数据而不必进行完全的文件备份。增量备份可以由文件系统发起(例如，当文件的元数据由于被移动到不同的级而发生改变时报告给备份/恢复应用16)。可选地，增量备份可能由备份/恢复应用16根据定期检查的结果来发起，该定期检查是为了查看其存储的元数据是不是当前的。

如果变为需要恢复文件，则该文件的备份的元数据首先由恢复应用16B恢复到文件系统8，然后由文件系统8进行处理以确定该文件所属的适当存储级。更特别地，恢复的元数据帮助文件系统8确定指定文件的备份块应当分配到哪里。文件系统分配算法(数据管理方法14之一)将从恢复的元数据中发现当备份文件时该文件的所存储到的存储级，并且也可以知道有助于与关于将该文件放置在何处的告知决定的其他信息。然后，该文件可以以通常方式恢复，但是保证将所恢复的数据将放置在存储系统4中的正确的级。

可以用来支持元数据在文件系统8和备份/恢复应用16之间的交换的一个示例性数据格式是不透明BLOB(二进制大对象)20。如本领域技术人员所理解的那样，不透明BLOB是二进制数据的非格式化的集合。因为不需要数据结构(相对于备份/恢复应用16)并且管理该数据需要较少的内存开销，所以该格式是方便的。对于备份/恢复应用16来说，BLOB 20可以是不透明的(非结构化且不具有含义)，因为其中的信息是简单存储的但是不由备份/恢复应用使用。另一方面，对于文件系统8来说，BLOB 20是结构化的和可理解的，因为文件系统了解其中的信息并且用其将文件恢复到它们的适当存储级。图1图示了在文件系统8和备份/恢复应用16之间交换的备份BLOB 20。图1还示出由备份/恢复应用16在持久存储设备18中维护备份BLOB 20的集22。注意，持久存储设备18可以是用于维护备份的文件的相同存储设备，也可以是分离的存储设备。持久存储设备18也可能位于存储系统4内，但是通常与其分开以提供容错。

如图3A、3B和3C所示，文件的备份BLOB 20可以包含在存储系统4中维护的全部或一些文件元数据18。在图3A中，备份BLOB20仅包含ILM元数据10B。在图3B中，备份BLOB 20包含ILM元数据10B和标准文件元数据10A。在图3C中，备份BLOB 20仅包含标准文件元数据10A。也可以使用其他类型的元数据。

现在参见图4，示例性的元数据备份操作可以根据示出的处理步骤由文件系统8和备份应用16A来执行。该处理利用了新的文件系统调用，其可由备份应用16A来调取以从文件系统8获取备份BLOB20。尽管新的文件系统调用提供了定义明确的API机制的便利，但是可以理解，该备份技术仅是示例性的。其他的技术也可以用于从文件系统8备份元数据。

在步骤S1中，备份应用16A执行常规的备份操作以备份数据文件、或者确定需要不带并发文件备份的元数据备份。如果执行了常规的文件备份操作，则通常将执行文件的元数据备份。如果没有执行常规的文件备份，则为了反映在存储级之间的数据文件移动、存储级属性中的变化或者其他原因，可能仍然需要元数据备份。这可以作为增量备份操作来执行。增量备份操作可以由分级存储文件系统8在任何合适的时候发起，例如由于文件从一个存储级移动到另一个存储级而发生文件的元数据改变时发起。文件系统8发起增量备份的一种方式可以是通过合适的接口向备份/恢复应用16提供改变的文件的列表。文件系统8也可以使用其他技术来发起增量备份。增量备份操作也可以由备份/恢复应用16来发起。特别地，备份应用16A可以定期地请求文件系统8以提供先前已经备份的数据文件的BLOB 20，然后将新提供的BLOB与在持久存储设备18中维护的备份BLOB集22中的相应的BLOB进行比较。对于在BLOB集22中所有已改变的BLOB 20，可以被它们的较新对应部分所替换。由备份应用16A发出的定期BLOB请求可以是使用以下描述的metadata_backup()文件系统调用发出的。这样，使用增量备份，任何在文件系统8中改变的元数据将是由备份应用16A向持久存储设备18进行的增量备份的候选。

在步骤S2中，备份应用16A创建存储器缓存，该存储器缓存具有相关联的指向文件系统8可访问的存储器位置的指针。存储器缓存应该足够大使得文件系统8可以将备份BLOB 20传递到包含有将要备份的元数据的备份应用16A。在步骤S3中，备份应用16A发出文件系统调用，该文件系统调用可以称为metadata_backup()。该调用的参数可以包括将要备份其元数据的文件的文件名(带有相关联的命名空间路径)或者打开文件描述符、指向存储器缓存的指针以及缓存大小指示符。

示例性的C语言代码版本的使用文件名参数的metadata_backup()调用可以采取以下形式：

int metadata backup(char ＊filename，

void ＊metadataP，

int ＊metadataSizeP}；

示例性的C语言代码版本的使用文件描述符参数的

metadata_backup()调用可以采取以下形式：

int metadata_backup(int fd，

void ＊metadataP，

int ＊metadataSizeP)，

在以上的两个例子中，“int”返回值可以是标准错误值(例如，POSIX的“errno(错误编号)”值)，该值指示函数调用是成功还是失败。

在步骤S4中，文件系统8将识别的文件名或文件描述符的元数据作为备份BLOB 20从元数据10复制到在函数调用中标识的缓存。在步骤S5中，备份应用16A从该缓存中读取元数据并且将其复制到持久存储设备18。这样就完成了元数据备份操作。

现在参见图5，当需要从备份存储设备向文件系统8恢复数据文件时，示例性的元数据恢复操作可以根据示出的所述处理步骤由文件系统8和恢复应用16B来执行。该处理利用了可由恢复应用16B调取的新的文件系统调用，用以将文件的备份BLOB 20从持久存储设备18恢复到文件系统8，接着文件系统使用包含在BLOB中的信息打开在正确存储级中恢复的文件。尽管新的文件系统调用提供了定义明确的API机制的便利，但是可以理解，该备份技术仅是示例性的。其他的技术也可以用来将文件及其元数据恢复到文件系统8。

在步骤S6中，恢复应用16B创建存储器缓存，该存储器缓存具有相关联的指向文件系统8可访问的存储器位置的指针。存储器缓存应该足够大，以使得恢复应用16B可以将备份BLOB 20传递到文件系统8，该文件传递系统8包含有用于将被恢复的数据文件的元数据。在创建内存缓存后，恢复应用16B将期望的备份BLOB 20放置于其中。在步骤S7中，恢复应用16B发出文件系统调用，该调用可以称为metadata_restore_open()。该调用的参数可以包括将要恢复的正在恢复的文件的文件名、指向存储器缓存的指针以及缓存大小指示符。如果遵循POSIX open()调用格式，则metadata_restore_open()调用也可以包括标准模式和标志参数。

示例性的C语言代码版本的metadata_restore_open()调用可以采取以下的形式：

int metadata_restore_openichar ＊filename，

int flags，

int mode，

void ＊metadataP，

int ＊metadataSizeP)；

在以上的例子中，“int”返回值可以是标准错误值(例如，POSIX“errno(错误编号)”值)，该值指示函数调用是成功还是失败。

在步骤S8中，文件系统8读取缓存以获取包含所标识的文件名的元数据的备份BLOB 20。这样将元数据恢复到文件系统8并且使文件系统检查元数据以做出级分配决定8。文件系统8处理恢复的元数据以确定将要恢复的文件的正确的存储级。在步骤S9中，文件系统8打开并且可能在标识的目标存储级上创建新恢复文件，并且将文件描述符返回到恢复应用16B。在步骤S10中，恢复应用将数据块从备份的文件写入到恢复文件然后关闭该文件。这样就完成了恢复操作。

现在参见图6，其示出了可以由文件系统8实现以处理根据步骤S8恢复的元数据的示例性逻辑。尽管可以把将要描述的元数据处理行为作为数据管理方法14的一部分编程放入文件系统，但是增强将允许由管理文件系统指示或恢复应用指示来修改该行为，由此给予管理者或操作者一些关于如何做出这些决定的控制权。从步骤S11开始，文件系统8初始地基于恢复的元数据来标识候选存储级。多数情况下，该存储级是当备份文件时文件所存储的存储级(预备份存储级)。在步骤S12中，文件系统8搜索预备份存储级以确定该恢复文件版本是否存在。如果存在，则在步骤S13中文件系统8打开所述级中的恢复文件。如果在步骤S12中确定所述恢复文件版本不存在于预备份存储级中，则实现步骤S14，并且文件系统8搜索其他级以确定是否存在该文件版本。如果存在，则在步骤S15中文件系统8打开该级中的恢复文件。

如果在步骤S14中确定在另一存储级中不存在恢复文件版本，则意味着不能找到该文件，实现步骤S16以检查可用ILM资源以确定预备份存储级是否存在。如果存在，则在步骤S17中文件系统8在所述级创建恢复文件。唯一的例外是，如果原始存储级的文件系统ID已经改变并且与备份文件时存在的原始本地文件系统ID(其可以存入文件备份BLOB 20)不匹配时的情况。这意味着文件被移动到不同的或新的文件系统，并且其先前的存储级可能不再适用。在这种情况下，处理将进行到如下所述的步骤S18。

如果在步骤S16中确定不存在预备份级(或者存在但具有不同的文件系统ID)，则实现步骤S18。在该步骤中，文件系统8基于恢复元数据的策略规则评价来在可用的最适合的存储级中创建恢复文件。同样，根据合适的分级存储策略可以实现任何适合的策略规则集。

转向图7，示出了根据本发明的示例性的分级数据存储网络30，其可用来实现上述策略感知的备份和恢复技术。存储网络30包括多个存储网络主机32₁、32₂......32_n，其通过网络结构34进行互连成为分级存储池集，该分级存储池集(仅举例说明)包括四个存储子系统36、38、40和42。网络主机32₁、32₂......32_n可以是数据使用(consuming)客户机，其是所存储数据的终端用户，或者该网络主机可以是处理来自没有连接到数据存储网络的远程数据使用客户端的数据存储请求的存储管理器。示例性的存储管理器例如包括数据库服务器、文件服务器、应用服务器等。在本发明的上下文中，备份和恢复应用可以直接在网络主机32₁、32₂......32_n上执行，或者在连接到网络主机的远程客户机上执行。每个存储子系统36、38、40和42可以代表存储网络30中的明确的存储级。文件元数据可以与在同一子系统上存储的相应的文件相关联地保存于每个存储子系统36、38、40和42中。可选地，文件元数据可以存储在子系统36、38、40和42的子集上，由此提供专用元数据存储。

除了它们的存储网络结构连接，网络主机32₁、32₂......32_n也通过文件系统控制网络44来互连以在存储网络30中实现分布式文件系统。如在数据存储领域中所知，在存储网络环境中的分布式文件系统的目标是提供以下优势：文件的全局命名空间(而无论这些文件存储在何处)、从任何网络主机到任何存储设备的共享访问以及集中的基于策略的管理。提供存储网络分布式文件系统的示例性商业产品为

SAN文件系统。

(通用并行文件系统)文件系统是另一示例性产品。

可以将存储网络30配置为使网络主机32₁、32₂......32_n各自实现分布式文件系统的一个实例。在本发明的上下文中，这意味着每个网络主机32₁、32₂......32_n实现metadata_backup()以及metadata_restore_open()系统调用，以及元数据处理和数据放置逻辑。

可选地，也可以使用带外(out-of-band)存储虚拟化方案，其中由一个或多个网络主机32₁、32₂......32_n(作为元数据服务器)来处理元数据管理，而剩余的网络主机作为元数据客户端。在存储网络30的数据访问操作期间，元数据服务器将处理来自元数据客户端的元数据请求。由此，当元数据客户端之一需要向或者从存储子系统26、30或32之一传送数据文件时，元数据客户端查询元数据服务器之一以确定文件位置以及其他控制信息。一旦该信息返回到元数据客户端，并且其获得对文件的访问，则该客户端就可以进行所需的数据传送操作而不需要元数据服务器的进一步干涉。在本发明的上下文中，metadata_backup()和metadata_restore_open()系统调用将由元数据客户端和服务器联合处理。元数据处理和数据放置逻辑将由元数据服务器处理。

由此，已经公开了用于在分级存储系统中实现策略感知的备份和恢复能力的技术。可以理解，前述概念可以不同地实现为任何数据处理系统、机器实现的方法以及计算机程序产品，其中由一个或多个机器可读介质提供的编程方法用于控制数据处理系统来执行所需的功能。用于提供这种编程方法的示例性机器可读介质由图8中参考标号100来表示。介质100示出为常规上可以用于商业软件销售的便携光存储盘类型，诸如压缩盘只读存储器(CD-ROM)盘、压缩盘读/写(CD-R/W)盘、数字通用盘(DVD)。这些介质可以单独存储本发明的编程方法或者将本发明的编程方法与包含所需功能的另一软件产品一起进行存储。该编程方法也可以由以下来提供：便携磁介质(如软盘、闪存条等)、或者磁介质与驱动系统的结合(例如，盘驱动)、或者在数据处理平台中结合的介质，诸如随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)或者其他半导体或固态存储器。更广泛地，该介质可以包括任何电的、磁的、光的、电磁的、红外的、半导体系统或装置或设备、传输或传播信号或信号承载介质(如网络)、或其他可以包含、存储、通信、传播或传送该编程方法以由数据处理系统、计算机或其他指令执行系统装置或方法使用或与其结合使用的实体。

尽管已经描述了本发明的不同实施例，但是可以理，解根据本发明可以实现许多改变和可选实施例。可以理解，因此不应以除所附权利要求书及其对等物的精神之外的任何方式限制本发明。

Claims

1.一种用于在分级存储系统中实现策略感知的备份和恢复能力的方法，所述分级存储系统包括至少一个低级存储设备以及至少一个高级存储设备，所述高级存储设备相比于所述低级存储设备具有较高成本和关联能力，用于存储较高价值数据，所述方法包括：

维护用于所述分级存储系统的元数据，所述元数据包含用来确定数据集的存储级的信息；

对数据集的元数据进行备份，所述数据集的数据集内容从所述分级存储系统备份到备份存储系统；以及

在将所述数据集从所述备份存储系统恢复到所述分级存储系统之前，将所述备份的元数据恢复到所述分级存储系统，并且处理所述元数据以确定所述数据集将恢复到的所述分级存储系统中的级。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据包括信息生命周期管理ILM元数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据包括标准文件元数据。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据备份包括在所述分级存储系统以外的持久存储设备中存储所述元数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据备份包括将所述元数据存储为二进制大对象BLOB。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据备份包括将所述元数据从所述分级存储系统上的文件系统提供到备份应用。

7.根据权利要求6所述的方法，其中响应于由所述备份应用发出的文件系统调用将所述元数据恢复到所述文件系统。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据恢复包括将所述元数据从所述分级存储系统以外的持久存储设备提供到在所述分级存储系统上的文件系统，以及打开与在所述分级存储系统中的所述元数据相关联的数据文件。

9.根据权利要求8所述的方法，其中通过由恢复应用发出的文件系统调用将所述元数据恢复到所述分级存储系统。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述元数据处理包括：将策略放置规则应用到所述元数据，以确定针对所述数据集的所述级。

11.一种支持策略感知的备份和恢复操作的分级存储文件系统，所述分级存储系统包括至少一个低级存储设备以及至少一个高级存储设备，所述高级存储设备相比于所述低级存储设备具有较高成本和关联能力，用于存储较高价值数据，所述系统包括：

用于在所述分级存储系统中维护数据集的元数据的装置，所述元数据包含用来确定数据集的存储级的信息；

用于将所述元数据提供到所述数据集之一的备份应用的装置，该数据集的数据从所述分级存储系统备份到备份存储系统；以及

用于在将所述数据集从所述备份存储系统恢复到所述分级存储系统之前，从恢复应用接收所述元数据，并且处理所述元数据以确定所述数据集将恢复到的所述分级存储系统中的级的装置。

12.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，其中所述元数据包括信息生命周期管理ILM元数据。

13.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，其中所述元数据包括标准文件元数据。

14.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，还包括用于代表所述备份应用提供增量元数据备份支持以备份没有并发文件备份的元数据的装置。

15.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，其中将所述元数据作为二进制大对象BLOB提供给所述备份应用。

16.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，还包括用于响应于所述备份应用发出的文件系统调用将所述元数据提供到所述分级存储文件系统的装置。

17.根据权利要求16所述的分级存储文件系统，其中所述文件系统调用包括指针参数，而所述系统调用的处理包括：将所述元数据复制到与所述指针相关联的存储器位置以由所述备份应用使用。

18.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，还包括用于通过所述恢复应用发出的文件系统调用将所述元数据接收到所述分级存储文件系统的装置。

19.根据权利要求18所述的分级存储文件系统，其中所述文件系统调用包括指针参数，并且所述系统调用的处理包括将所述元数据从与所述指针相关联的存储器位置进行复制以由所述分级存储文件系统使用。

20.根据权利要求11所述的分级存储文件系统，其中所述元数据处理包括：将策略放置规则应用到所述元数据，以确定针对所述数据集的所述级。

21.一种用于实现将数据集从备份存储设备恢复到分级存储系统的策略感知的恢复操作的方法，所述分级存储系统包括至少一个低级存储设备以及至少一个高级存储设备，所述高级存储设备相比于所述低级存储设备具有较高成本和关联能力，用于存储较高价值数据，所述方法包括：

在恢复所述数据集之前对由恢复应用提供的备份元数据进行处理，以确定所述数据集的存储级目标；

所述元数据包含用来确定数据集的预备份存储级的信息；

通过以下步骤评估所述分级存储系统中的状况并将所述数据集分配到存储级；

如果所述数据集版本存在于所述数据集的预备份存储级上，则执行第一存储级分配；

所述第一存储级分配包括将所述数据集分配到所述预备份存储级；

如果所述数据集版本所存在的存储级与所述数据集的预备份存储级不同，则执行第二存储级分配；

所述第二存储级分配包括将所述数据集分配到所述数据集版本所存在的存储级；

如果所述分级存储系统中不存在所述数据集但是存在所述数据集的预备份存储级，则执行第三存储级分配；

所述第三存储级分配包括将所述数据集分配到所述数据集的预备份存储级，除非所述预备份存储级具有已改变的文件系统标识符，在此情况下，所述第三存储级分配包括应用策略放置规则以确定新的存储级目标，并且将所述数据集分配到所述新的存储级目标；以及

如果在所述分级存储系统中不存在所述数据集和所述数据集的预备份存储级，则执行第四存储级分配；以及

所述第四存储级分配包括：应用策略放置规则以确定新的存储级目标，并且将所述数据集分配到所述新的存储级目标。