CN101593083A - 对计算机配置信息进行保护和恢复的装置、计算机和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对操作系统进行保护和恢复的装置、计算机和方法，其中装置用于具有存储设备和独立冗余磁盘阵列卡的计算机，至少包括：配置信息存储单元，存放初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；校验单元，将初始独立冗余磁盘阵列配置信息与当前独立冗余磁盘阵列配置信息，初始主引导记录分区配置信息与当前主引导记录分区配置信息比较，若不一致生成恢复指令；恢复单元，恢复当前独立冗余磁盘阵列配置信息和当前主引导记录分区配置信息。应用本发明以上优选实施例提供的技术，在存放系统配置信息的HPA有损坏的情况下，仍然可以同时保证RAID卡配置信息和硬盘MBR分区配置信息的正确，保证下一次操作系统的正常启动。
Description
技术领域
本发明涉及计算机系统维护技术，特别是指一种对计算机配置信息进行保护和恢复的装置、计算机和方法。
背景技术
计算机系统，特别是其中的服务器系统一般都具有独立冗余磁盘阵列(RAID，Redundant Array of Independent Disk)配置，RAID配置信息被保存在RAID卡和硬盘上；在操作系统启动时，RAID控制器在初始化RAID卡时，必须进行长时间的检测和校验，确保RAID卡状态正常以及所存放的RAID配置信息没有损坏；同时必须确保硬盘的主引导记录(MBR，Master Boot Record)分区中的MBR分区配置信息完全正确，才能顺利启动操作系统。一旦RAID配置信息或者MBR分区配置信息有损坏，操作系统将不能启动。
为解决上述问题，现有的解决方案中，当RAID卡中的RAID配置信息损坏时，手工更换RAID卡，根据硬盘上存留的RAID配置信息进行恢复；这种解决方案要求硬盘上存留的RAID配置信息必须完好无损，如果硬盘上保存RAID信息的扇区有损坏，则RAID配置信息的恢复操作将不能成功。或者在硬盘上开辟一块隐藏保护分区(HPA，Hidden Protected Area)，把计算机系统中所有与启动有关的配置和初始化信息作为备份信息保存在HPA里，同时在基本输入输出系统(BIOS，Basic Input/Output System)中设置调用命令来调用HPA里的自检模块；在系统启动时，如果确认从硬盘启动，则调用HPA里的自检模块，如果位于硬盘中的有关配置信息被损坏，就调用HPA中的备份信息进行修复，保证操作系统正常启动。
但是，如果应用现有技术，则存放在硬盘中的配置信息损坏时，只能手工恢复，而手工恢复过于复杂且有很大的不确定性，成功率很低；如果硬盘损坏导致HPA无法使用，就没有办法恢复有关的配置信息，而且在计算机系统存在多硬盘构成RAID配置的情况下，也无法采用HPA同时保留上述各种配置信息。
发明内容
本发明的目的是提供一种对计算机配置信息进行保护和恢复的装置、计算机和方法，用于解决现有技术中，在MBR分区配置信息和RAID配置信息被损坏之后，恢复初始状态的操作过程过于复杂、成功率低且不实用的缺陷。
一种对计算机配置信息进行保护和恢复的装置，用于具有存储设备和独立冗余磁盘阵列卡的计算机，至少包括：配置信息存储单元，用于存放初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；校验单元，用于将所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息与所述存储设备中的当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第一恢复指令并发送；还用于将所述初始主引导记录分区配置信息与所述独立冗余磁盘阵列卡中的当前主引导记录分区配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第二恢复指令并发送；恢复单元，用于根据所述第一恢复指令，根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；还用于根据所述第二恢复指令，根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
应用本发明以上优选实施例提供的技术，对被篡改的RAID配置信息以及MBR分区配置信息的校验和恢复的过程不会影响计算机系统的正常运行；在存放系统配置信息的HPA有损坏的情况下，仍然可以同时保证RAID卡配置信息和硬盘MBR配置信息的正确，保证操作系统下一次的正常启动可以顺利进行；并且，可以实现带多块硬盘的RAID配置系统的操作系统恢复。
附图说明
图1为本发明优选实施例保护恢复装置获取配置信息的结构示意图；
图2为本发明优选实施例保护恢复装置内部结构示意图；
图3为本发明优选实施例计算机系统内部结构示意图；
图4为本发明优选实施例工作原理流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术特征和实施效果更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明的优选实施例进行详细描述。
本发明中采用的对计算机配置信息进行保护和恢复的装置，对具有存储设备和独立冗余磁盘阵列卡的计算机进行保护和恢复。
其中，保护恢复装置中的配置信息存储单元作为第二存储器替代了硬盘HPA，用于保存计算机的RAID配置信息和硬盘的MBR分区配置信息；保存在所述保护恢复装置中的两个配置信息均是初始配置信息。
保护恢复装置可以采用不同的元器件实现，用于存放由采集单元获取的所述RAID卡中的初始独立冗余磁盘阵列配置信息(初始RAID配置信息)，并用于存放物理硬盘MBR分区中的初始主引导记录分区配置信息(初始MBR分区配置信息)。初始RAID配置信息和初始MBR分区配置信息是指计算机在出厂时或者是在管理者设置构建了该计算机的存储设备之后，所形成的正确的配置信息。而与初始RAID配置信息对应的是当前RAID配置信息，当前RAID配置信息是指计算机当前的启动过程中，存放在该计算机硬盘中的用于启动计算机的RAID配置信息，当前RAID配置信息由于参与了计算机的启动过程，因此有可能被篡改，或者因为不可预测的原因而遭到损坏。与初始MBR分区配置信息对应的是当前MBR分区配置信息，当前MBR分区配置信息是指计算机的物理硬盘中存放的用于对与该物理硬盘构成映射关系的逻辑硬盘进行管理的MBR分区配置信息，并且会在计算机的运行过程中与各种应用程序或系统程序进行配合，因此有可能被各种应用程序或系统程序，以及其他非法程序篡改，或者因为不可预测的原因而遭到损坏。
作为优选实施例，图1中的保护恢复装置中的配置信息存储单元还可以采用非发挥性随机访问存储器NVRAM，考虑到安全性的需要，也可以采用其他方式，例如，便携式存储器，具体可以采用U盘或者移动硬盘等。如果采用便携式存储器，则在计算机系统的对外接口(例如USB接口)中设置一个特定的采集单元(例如芯片)，该采集单元通过总线与RAID卡连接，并通过总线与RAID卡以及每一个物理硬盘连接，所述采集单元支持相应的信息获取协议，并遵循该协议读取RAID卡中的初始RAID配置信息和MBR分区中的初始MBR分区配置信息。当所述便携式存储器连接插入所述对外接口后，采集单元将所获取的配置信息传输到所述便携式存储器中。采集单元也可以设置在便携式存储器中。
在BIOS中设置调用命令，当BIOS执行该调用命令时，首先判断是否从硬盘启动，如果从硬盘启动，则调用保护恢复装置执行相应操作。
所述相应操作包括：
保护恢复装置提取存放的初始RAID配置信息和硬盘的初始MBR分区配置信息，并分别与存放在计算机硬盘中的当前RAID配置信息和当前MBR分区配置信息进行比较：
如果判断硬盘上的所述当前RAID配置信息被损坏，则根据保护恢复装置中的初始RAID配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前RAID配置信息进行恢复操作；
如果判断硬盘上的所述当前MBR分区配置信息被损坏，则利用保护恢复装置中的初始MBR分区配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前MBR分区配置信息进行恢复操作。
上述提到的保护恢复装置的具体结构如图2所示，包括：认证单元、校验单元、配置信息存储单元、采集单元和恢复单元；认证单元、校验单元和采集单元顺序连接，配置信息存储单元则分别与校验单元和采集单元连接，校验单元进一步还与恢复单元连接。其中，
认证单元，用于接收使用者输入的身份认证信息，并进行认证；经过认证之后，由校验单元进行后续操作。
配置信息存储单元，用于存放初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；通常是采用非发挥性随机访问存储器(NVRAM，Non-Volatile Random Access Memory)作为配置信息存储单元的优选实施例。
校验单元，用于在接到来自BIOS的调用命令之后，提取存放在配置信息存储单元中的初始RAID配置信息，将初始独立冗余磁盘阵列配置信息与计算机中的当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第一恢复指令并发送；
还用于将所述初始主引导记录分区配置信息与计算机中的当前主引导记录分区配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第二恢复指令并发送；
恢复单元，用于根据所述第一恢复指令，根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；
还用于根据所述第二恢复指令，根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
如果判断硬盘上的当前RAID配置信息被损坏，则利用配置信息存储单元中的初始RAID配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前RAID配置信息进行恢复操作；
如果判断硬盘上的所述当前MBR分区配置信息被损坏，则利用配置信息存储单元中的初始MBR分区配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前MBR分区配置信息进行恢复操作。
保护恢复装置中还设置有一个采集单元，与基本输入输出系统连接，在该采集单元中存放有相应的协议，并根据来自所述基本输入输出系统的采集指令和所述信息获取协议，通过所述总线读取RAID卡中的初始RAID配置信息和硬盘MBR分区中的初始MBR分区配置信息，并存放在配置信息存储单元中。
以上描述了本发明优选实施例的保护恢复装置结构，应用所述保护恢复装置执行计算机系统恢复时的工作原理。本发明还提供了一个应用配置信息保护恢复装置的计算机。
在一个计算机中，位于该计算机内部的各个单元以及元器件之间的连接结构如图3所示，其中，当前独立冗余磁盘阵列配置信息存放在RAID卡，即配置信息第一分区中；当前主引导记录分区配置信息存放在所述硬盘的MBR分区，即配置信息第二分区中。
存储设备，用于存放计算机的各种数据信息，并且设置有配置信息第一分区和配置信息第二分区；其中，配置信息第一分区，例如通常是指RAID卡，用于存放当前独立冗余磁盘阵列配置信息；配置信息第二分区，例如通常是指物理硬盘的MBR分区，用于存放当前主引导记录分区配置信息；上述配置信息第一分区和配置信息第二分区可以对外统称为存储设备。
配置信息存储单元，用于存放获取的初始RAID配置信息，以及获取的初始MBR分区配置信息。
采集单元，用于存放信息获取协议，根据所述信息获取协议读取计算机的初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；
校验单元，用于在接到来自BIOS的调用命令之后，提取存放在该配置信息存储单元中的初始RAID配置信息，将初始独立冗余磁盘阵列配置信息与计算机中的当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第一恢复指令并发送；
还用于将所述初始主引导记录分区配置信息与计算机中的当前主引导记录分区配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第二恢复指令并发送；
恢复单元，用于根据第一恢复指令，根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；
还用于根据第二恢复指令，根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
如果判断硬盘上的当前RAID配置信息被损坏，则利用配置信息存储单元中的初始RAID配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前RAID配置信息进行恢复操作；
如果判断硬盘上的所述当前MBR分区配置信息被损坏，则利用配置信息存储单元中的初始MBR分区配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前MBR分区配置信息进行恢复操作。
其中，BIOS在恰当的时间点，例如计算机出厂时，通过周边元件扩展接口(PCI，Pedpherd Component Interconnect)总线在启动时获得位于RAID卡中的初始RAID配置信息，以及通过小型计算机系统接口/串行连接SCSI(SCSI/SAS，Small Computer System Interface/S Serial Attached SCSI)总线获得各个物理硬盘的初始MBR分区配置信息；
如果没有采集单元，则BIOS直接将初始RAID配置信息和初始MBR分区配置信息通过线性预测编码(LPC，Linear Predictive Coding)总线直接写入配置信息存储单元；或者由采集单元采集到初始RAID配置信息和初始MBR分区配置信息并写入配置信息存储单元之中；
保护恢复装置可以通过BIOS获得配置信息存储单元中存放的各种初始配置信息；存放在配置信息存储单元中的是初始RAID配置信息、初始MBR分区配置信息；
保护恢复装置也可以通过操作系统(OS)或者驱动程序，获得当前RAID配置信息、当前MBR分区配置信息；
保护恢复装置在获得初始独立冗余磁盘阵列配置信息、初始主引导记录分区配置信息，以及获得当前独立冗余磁盘阵列配置信息、当前主引导记录分区配置信息之后，进行比较和校验，如果比较和校验的结果表明当前RAID配置信息、当前MBR分区配置信息已经被篡改，则进行恢复操作。保护恢复装置通常可以由生产厂商自行开发。
在计算机，特别是服务器中采用本发明提供的保护恢复装置之后，在存放计算机配置信息的HPA分区有损坏的情况下，仍然可以同时保证RAID卡中的RAID配置信息和硬盘的MBR分区配置信息的正确，保证下一次操作系统的正常启动可以顺利进行；并且，可以实现带多块硬盘的RAID配置系统的操作系统恢复。
在计算机的启动过程中，本发明优选实施例提供的技术通过以下描述的流程实现。在计算机的BIOS中设置调用命令，可以调用保护恢复装置里的校验单元，在计算机系统启动时，首先判断计算机是否从硬盘启动，如果从硬盘启动，则调用保护恢复装置里的校验单元执行后续的操作，启动过程如图4所示，其中，作为第二存储器的配置信息存储单元采用NVRAM实现，具体描述如下：
步骤201.计算机系统通电之后开始启动过程。
步骤202.BIOS开始自检；
步骤203.BIOS判断是否从硬盘启动操作系统，如果是，转步骤204，否则转步骤209。
步骤204.BIOS直接调用作为配置信息存储单元的NVRAM中的初始RAID配置信息和初始MBR分区配置信息，直接定位到特定的硬盘；
或者BIOS直接调用保护恢复装置里的校验单元或者校验逻辑，由该校验单元或者校验逻辑直接调用NVRAM中的初始RAID配置信息和初始MBR分区配置信息，直接定位到特定的硬盘。
步骤205.快速启动操作系统；此时，对计算机的控制权由BIOS转移给了操作系统。
步骤206.操作系统启动之后，自动运行校验逻辑，进行NVRAM中的相关配置信息、初始RAID配置信息，初始MBR分区信息的校验。
步骤207.将NVRAM中的初始RAID配置信息与硬盘上的当前RAID配置信息进行比较；
判断硬盘上的所述当前RAID配置信息是否被损坏，如果被损坏，转步骤210，否则转步骤208。
步骤208.将NVRAM中的初始MBR分区信息与硬盘上的当前MBR分区信息进行比较；
判断所述当前MBR分区配置信息是否被损坏，如果被损坏，转步骤211，否则结束，进入操作系统的后续流程。
步骤209.正常启动操作系统。
步骤210.利用NVRAM中的初始RAID配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前RAID配置信息进行恢复操作。
步骤211.利用NVRAM中的初始MBR分区配置信息对硬盘上的被修改或者损坏的当前MBR分区配置信息进行恢复操作。
应用本发明以上优选实施例提供的技术，对被篡改的RAID配置信息以及MBR分区配置信息的校验和恢复过程不会影响计算机系统的正常运行；在存放计算机配置信息的HPA分区有损坏的情况下，仍然可以同时保证RAID卡中的RAID配置信息和硬盘的MBR分区配置信息的正确，保证下一次操作系统的正常启动可以顺利进行；并且，可以实现带多块硬盘的RAID配置系统的操作系统恢复。
应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，所有的参数取值可以根据实际情况调整，且在该权利保护范围内。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.一种对计算机配置信息进行保护和恢复的装置，用于具有存储设备和独立冗余磁盘阵列卡的计算机，其特征在于，至少包括：
配置信息存储单元，用于存放初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；
校验单元，用于将所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息与所述存储设备中的当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第一恢复指令并发送；
还用于将所述初始主引导记录分区配置信息与所述独立冗余磁盘阵列卡中的当前主引导记录分区配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第二恢复指令并发送；
恢复单元，用于根据所述第一恢复指令，根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；
还用于根据所述第二恢复指令，根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
采集单元，与基本输入输出系统连接，用于存放信息获取协议；
并根据来自所述基本输入输出系统的采集指令和所述信息获取协议，读取计算机中的所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息和所述初始主引导记录分区配置信息；并根据来自所述基本输入输出系统的采集指令和所述信息获取协议，读取计算机中的所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息和所述当前主引导记录分区配置信息。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述配置信息存储单元是非发挥性随机访问存储器，位于所述计算机内部，并通过所述采集单元与计算机的独立冗余磁盘阵列卡连接；
所述独立冗余磁盘阵列卡与计算机中的各个物理硬盘连接。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置的配置信息存储单元是便携式存储器，所述便携式存储器通过通用串行总线接口与所述计算机的内置通用串行总线接口连接；
所述内置通用串行总线接口与所述采集单元连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
认证单元，用于接收使用者输入的身份认证信息并进行认证；并在确认所述身份认证信息正确时，启动所述校验单元。
6.一种计算机，其特征在于，至少包括：
存储设备，用于存储计算机的数据；并用于存放当前主引导记录分区配置信息；
独立冗余磁盘阵列卡，用于当前独立冗余磁盘阵列配置信息。
配置信息存储单元，用于存放初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息；
校验单元，用于将所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息与计算机中的所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第一恢复指令并发送；
还用于将所述初始主引导记录分区配置信息与计算机中的所述当前主引导记录分区配置信息进行比较，并在比较结果不一致时生成第二恢复指令并发送；
恢复单元，用于根据所述第一恢复指令，根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；
还用于根据所述第二恢复指令，根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
7.根据权利要求6所述的计算机，其特征在于，所述计算机还包括：
采集单元，与基本输入输出系统连接，用于存放信息获取协议；
并根据来自所述基本输入输出系统的采集指令和所述信息获取协议，读取计算机中的所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息和所述初始主引导记录分区配置信息；并根据来自所述基本输入输出系统的采集指令和所述信息获取协议，读取计算机中的所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息和所述当前主引导记录分区配置信息。
8.根据权利要求6所述的计算机，其特征在于，还包括：
认证单元，用于接收使用者输入的身份认证信息并进行认证；确认所述身份认证信息正确之后，启动所述校验单元。
9.一种对计算机配置信息进行保护和恢复的方法，其特征在于，
计算机上电之后，基本输入输出系统开始校验；
所述基本输入输出系统判断所述计算机是否从硬盘启动；
如果从所述硬盘启动，则所述基本输入输出系统调用存放在第二存储器中的初始独立冗余磁盘阵列配置信息和初始主引导记录分区配置信息，并根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息和所述初始主引导记录分区配置信息直接定位操作系统所在的硬盘；然后快速启动所述操作系统；
如果不从所述硬盘启动，则正常启动所述操作系统。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述快速启动操作系统，或者正常启动所述操作系统之后，还包括：
将所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息与计算机中的当前独立冗余磁盘阵列配置信息进行比较，如果判定比较的结果不一致则根据所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息恢复所述当前独立冗余磁盘阵列配置信息；
将所述初始主引导记录分区配置信息与所述计算机中的当前主引导记录分区配置信息进行比较，如果判定比较的结果不一致则根据所述初始主引导记录分区配置信息恢复所述当前主引导记录分区配置信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述计算机上电之前进一步包括：
所述基本输入输出系统，将所述初始独立冗余磁盘阵列配置信息和所述初始主引导记录分区配置信息通过线性预测编码总线写入所述第二存储器中。
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