CN101794246A - 备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法。备份存储系统，包括：N个存储子系统，其中，第i个存储子系统与第i+1个存储子系统相连接，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统，N≥2，1≤i≤N-1。采用本发明实施例的技术方案，能够在不显著增加系统总体成本的基础上，有效地提高系统的性能，从而提升系统的性价比。

Description

备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法

技术领域

本发明涉及数据备份技术领域，尤其涉及一种备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法。

背景技术

随着信息技术的发展，数据的安全性也越来越重要。然而，硬件故障、软件损坏、病毒侵袭、黑客骚扰、错误操作以及其他意想不到的原因时时都在威胁着应用系统中的数据。通过采用备份的方式将应用系统中的数据另外保存一个副本，当应用系统中的数据丢失时，就使用这个数据副本恢复应用系统中的数据，从而有效避免数据丢失可能造成的损失。因此，备份成为提高数据安全性的一个非常有效的方法。

随着现有业务系统中数据量的急剧增长，为了有效地保证业务数据的安全性，业务系统每天进行一次备份，但是由于备份时需要读取系统中的数据，所以往往需要消耗大量的应用系统资源，如果在系统业务比较繁忙的时候进行数据备份，不仅严重影响系统业务性能，而且备份性能也不好。所以现有技术中通常采用将第1天下班之后到第二天上班之前作为备份时间即备份窗口(此备份窗口为理想备份窗口)，来有效地完成对业务系统中数据的备份。

传统的备份存储系统采用物理磁带库来存储备份数据。物理磁带库中的物理磁带为线性访问介质，物理磁带库各部件需要完成如机械臂移动定位磁带、磁带机加载磁带以及绕带等大量的机械运动来完成一次完整的写操作以实现对数据的备份。由于其备份性能非常低，所以不能在理想备份窗口内完成备份，无法满足客户的备份需求。为了有效地缩短备份窗口，提高备份的性能，现有技术中采用磁盘阵列代替物理磁带库来存储备份数据。磁盘阵列为随机访问介质，数据定位时间短，且磁盘阵列的读写性能远高于一般的物理带库；能够提高备份存储系统的性能，满足用户对备份窗口的要求。然而，采用磁盘阵列作为备份存储系统，在提高备份性能的同时，造成备份存储系统的成本和能耗都急剧升高，使得采用磁盘阵列的备份存储系统的性价比较低。

发明内容

本发明实施例提供一种备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法，实现了在不显著增加系统成本和能耗的同时，有效地提升备份存储系统的性能，以满足现有业务系统的需求。

本发明实施例提供一种备份存储系统，包括：

N个存储子系统，其中，第i个存储子系统与第i+1个存储子系统相连接，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统，N≥2，1≤i≤N-1。

本发明实施例还提供一种备份系统，包括备份客户端、备份服务器，还包括上述的备份存储系统；所述备份服务器用于接收所述客户端发送的备份数据，并将所述备份数据存储在所述备份存储系统中，以完成备份数据的存储操作；和/或所述备份服务器根据用户的恢复需求，向所述备份存储系统发送数据请求，以从所述备份存储系统获取与所述数据请求对应的备份数据；并将所述对应的备份数据发送至所述客户端，以完成备份数据的恢复操作。

本发明实施例还提供一种数据备份方法，包括：

第1个存储子系统接收并缓存备份服务器发送的备份数据；将复制的备份数据发送给第2个存储子系统；

从第2个存储子系统开始，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据，重复执行该步骤，直至i＝N-1；第N个存储子系统接收并存储第N-1个存储子系统发送的复制的备份数据，N为存储子系统的个数，N≥2，1≤i≤N-1；

其中，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统。

本发明实施例还提供一种数据恢复方法，包括：

第1个存储子系统接收备份服务器发送的数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器；

当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，将i赋值为1，其中1≤i≤N-1，N为存储子系统的个数，N≥2；

第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的所述数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据的信息返回给所述备份服务器，以供所述备份服务器恢复数据；当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在第i+1个存储子系统时，将i赋值为i+1；重复执行该步骤，直至i＝N，返回错误信息；其中1≤i≤N-1，N为存储子系统的个数，N≥2。

本发明实施例的备份存储系统、备份系统及数据备份方法和恢复方法，通过采用读写性能和单位容量成本依次降低、容量依次增大的依次相连的N个存储子系统作为备份存储系统，并将具有最高读写性能的第1个存储子系统作为与备份服务器的接口，以实现对备份数据的存储及恢复处理。采用本发明实施例的技术方案，能够在不显著提高备份系统成本和能耗的基础上，有效地提高了备份系统的性能。从而有效地提高了备份存储系统的性价比。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一的备份存储系统的结构图；

图2为本发明实施例四提供的数据备份方法的流程图；

图3为本发明实施例五提供的数据恢复方法的流程图；

图4为本发明实施例六提供的数据恢复方法的流程图；

图5为本发明实施例七提供的备份系统结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一的备份存储系统的结构图；如图1所示，本实施例的备份存储系统，包括：

N个存储子系统，其中，第i个存储子系统与第i+1个存储子系统相连接，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统，N≥2，1≤i≤N-1，N和i均为正整数。

具体地，本实施例介绍一种备份存储系统，第1个存储子系统11、第2个存储子系统12一直到第N个存储子系统13依次逻辑相连。也就是说，各存储子系统仅与其前一个最近邻的存储子系统和后一个最近邻的存储子系统相连，实现数据交换。需要说明的是，备份存储系统中还包括一控制器10，控制器10用于控制各相邻的存储子系统之间备份数据的交换。

本实施例备份存储系统的第1个存储子系统11读写性能最高、单位容量成本最高，但是其容量较小。比如第1个存储子系统11可以选取小容量的虚拟磁带库、或者磁盘阵列，以及随着高新技术的发展，可能还会采用FLASH芯片阵列等等具有较高读写性能的存储介质。考虑到高读写性能的存储介质其成本一般非常高，单位存储容量的成本较高，本实施例备份存储系统可以选取容量较小的高性能存储介质作为第1个存储子系统11，主要用于实现高速读写性能。对于第1个存储子系统11的容量通常要求要至少容纳一个全备份数据集，也就是至少能够支持一次全备份过程，其容量足以保证能够存储完成一次备份存储操作所需要存储的备份数据。实际使用中可以根据实际情况选择合适容量大小的第1个存储子系统11。

第1个存储子系统11以及依次位于其后的第2个存储子系统12、第3个存储子系统、……第N个存储子系统13，各最近邻的存储子系统之间的读写性能和单位容量成本依次降低、容量依次增大。从性能的角度来分析，第1存储子系统11主要用于体现备份存储系统的读写性能；中间的第2个存储子系统12到第N-1个存储子系统可以起缓存的作用。而且各最近邻的存储子系统之间的读写性能要能够相匹配，以满足读写顺畅。比如当前存储子系统的读写性能为1000mb/s，而其后最近邻的存储子系统的读写性能为100mb/s。两者相差太多，无法实现正常匹配，亦不能实现高效率的备份；可以在中间增加一个或者多个读写性能1000mb/s至100mb/s之间的存储子系统，以实现正常的匹配。比如中间的第2个存储子系统12到第N-1个存储子系统就是用于将第1个存储子系统11和第N个存储子系统13的读写性能的匹配。

从容量的角度来分析，第N个存储子系统13用于体现备份存储系统的存储数据。前N-1个存储子系统都是用于缓存备份数据，相当于备份数据经过N-1级的缓存最终存储到第N个存储子系统。从成本的角度来分析，现有的备份存储系统通常仅包含一个本实施例备份存储系统的第N个存储子系统13。优选地，和第N个存储子系统的容量相比，前N-1个存储子系统的容量都很小。比如，优选地，第N个存储子系统13的存储容量是前N-1个存储子系统的容量总和的成千上万倍，而其单位容量的成本为前N-1个存储子系统单位容量的成本的几分之一，此种情况下，本实施例备份存储系统由于增加前N-1个存储子系统而增加的成本还不到总成本的百分之一。可以看出，和现有的备份存储系统相比，本实施例的备份存储系统几乎不会增加成本。另外，由于前N-1个存储子系统的容量都不大，其功耗总量也不高。

当本实施例的备份存储系统的第1个存储子系统采用磁盘阵列，第N个存储子系统采用物理磁带库。将本实施例的备份存储系统和与第N个存储子系统具有相等容量的采用磁盘阵列的备份存储系统相比，本实施例的备份存储系统同样可以达到磁盘阵列的读写性能，但其成本和功耗要比按同等容量的采用磁盘阵列的备份存储系统要小很多。

本实施例的备份存储系统，通过采用读写性能依次降低、容量依次增大、单位容量成本依次升高的依次逻辑相连的N个存储子系统构成。可以满足系统性能和容量的需求，在成本和能耗都不显著增高的情况下，能够有效地提高备份存储系统的性能，从而有效地提高备份存储系统的性价比。

本发明实施例二提供一种备份存储系统。本实施例的备份存储系统在上述实施例一的备份存储系统的基础上，进一步介绍实施例一的备份存储系统的备份存储的性能。

本实施例的备份存储系统中的第1个存储子系统11用于接收并缓存备份服务器发送的备份数据；当i+1＜N时，第i+1个存储子系统用于接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据；当i+1＝N时，第i+1个存储子系统，用于接收并存储第i个存储子系统发送的复制的备份数据。

具体地，第1个存储子系统11的读写性能最高，用来体现整个备份存储系统的读写性能。第1个存储子系统11用于接收并缓存备份服务器发送的备份数据，作为整个备份存储系统与备份服务器的接口。因为第1个存储子系统11的容量较小，接收完备份服务器发送的备份数据之后，将备份数据缓存下来，然后将备份数据复制一份，并发送给第2个存储子系统12，然后第2个存储子系统12接收并缓存备份数据之后，再将备份数据复制并发送至下一个最近邻的备份存储子系统，依次执行上述操作，直至将备份数据最终发送至第N个存储子系统13，由第N个存储子系统13存储该备份数据。各最近邻存储子系统之间备份数据的发送与接收时在控制器10的调度下完成的。

从整个备份存储系统来看，与备份服务器相连的仅仅是第1个存储子系统11，第1个存储子系统11的读写性能决定了整个备份存储系统的读写性能。而第1个存储子系统11接收到备份数据之后，该备份数据经一级级地复制并缓存，属于在备份存储系统内部的操作，不影响备份存储系统整体的读写性能。

本实施的备份存储系统，采用读写性能最高的第1个存储子系统作为与备份服务器相通信的接口，然后再将备份数据依次向其后的各个存储子系统中缓存，最终将备份数据存储在第N个存储子系统。本实施例的备份存储系统备份性能较高，完成备份时间较短；能够满足现有业务系统的需求。

需要说明的是，在上述实施例二的基础上，当1≤i≤N-2，且N≥3时，所述第i+1个存储子系统具体用于接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据，将所述复制的备份数据覆盖最先存储在所述第i+1个存储子系统中的备份数据。

具体地，当第2个存储子系统12至第N-1个存储子系统中某一个存储子系统没有空闲存储空间时，该存储子系统将接收到的上一个最近邻存储子系统发送的复制的备份数据直接覆盖最先存储在该存储子系统中的备份数据。通常情况下，最先存储的备份数据已经复制到下一个最近邻的存储子系统中，没有存储的意义，因此可以被覆盖。然而，存储子系统中的备份数据，如果还没有复制到下一个存储子系统，则必须先完成复制才允许被覆盖。采用上述方案，可以保证各存储子系统中保存的都是最新的备份数据，有效地保证存储的备份数据的安全性。

而当i＝N-1时，所述第i+1个存储子系统具体用于接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据，将所述复制的备份数据覆盖所述第i+1个存储子系统中已经过期的备份数据。

具体地，即当第N个存储子系统13没有空闲存储空间时，将接收到的第N-1个存储子系统发送的复制的备份数据直接覆盖第N个存储子系统13中已经过期的备份数据。这里所述的已经过期的备份数据指的是超过备份存储时间的数据。备份存储系统的备份数据都有一定的存储时间，比如为三个月、半年或者一年，当超过这个备份存储时间，这些备份数据就再也没有使用价值了，没有再保存的必要性。这些备份数据称之为已经过期的备份数据。采用此技术方案，可以保证存储在备份存储系统中所有备份数据的安全性。

本发明实施例三提供一种备份存储系统。上述实施例二的备份存储系统主要用于接收备份服务器的备份数据并进行存储。本实施例在上述实施例一备份存储系统的基础上从数据恢复的角度来描述备份存储系统。下面详细描述本实施例的技术方案。

第1个存储子系统11用于接收备份服务器发送的数据请求；当所述数据请求对应的备份数据缓存在第1个存储子系统11中时，第1个存储子系统11将所述备份数据返回给所述备份服务器。

所述第i+1个存储子系统，用于当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，接收第i个存储子系统发送的所述数据请求；当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器。

具体地，当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统11中时，将所述数据请求发给第2个存储子系统12以在第2个存储子系统12中获取与所述数据请求对应的备份数据。若第2个存储子系统12中仍没有缓存所述数据请求对应的备份数据，再将所述数据请求发给下一个最近邻存储子系统；依此类推，直至将所述数据请求发送给某一个缓存有所述数据请求对应的备份数据的目标存储子系统；然后由该目标存储子系统将所述数据请求对应的备份数据返回给备份服务器。为便于描述，本发明实施例中的目标存储子系统为缓存有数据请求对应的备份数据的存储子系统。

需要说明的是，本实施例中的目标存储子系统将所述数据请求对应的备份数据返回给备份服务器是一级级的返回，即先由目标存储子系统将数据请求对应的备份数据返回给目标存储子系统的前一个最近邻存储子系统，然后再由目标存储子系统的前一个最近邻存储子系统依次向前返回。也就是，每一个存储子系统将接收到的后一个最近邻存储子系统发送的数据请求对应的备份数据返回给其前一个最近邻存储子系统，直到将数据请求对应的备份数据返回至第1个存储子系统11，最后由第1个存储子系统11返回给备份服务器。

若直到由第N-1个存储子系统将所述数据请求发送给第N个存储子系统13，但是第N个存储子系统13仍没有存储所述数据请求对应的备份数据时，此时第N个存储子系统13返回错误信息给所述备份服务器。错误信息的返回同上述数据请求对应的备份数据的返回一样，也是一级级的返回，最后由第1个存储子系统11返回给备份服务器，告诉备份服务器找不到与恢复请求对应的数据。

数据恢复过程中数据请求的发送以及所述数据请求对应的备份数据返回都是在控制器10的调度下完成。因为在存储过程中进行写数据操作的时候，控制器10中就保存有备份数据的存储记录。在进行恢复数据过程中进行读数据操作的时候，可以参考控制器10中保存的备份数据的存储记录，以更方便的找到数据请求对应的备份数据。数据恢复时，数据请求对应的备份数据还是一级级的向前返回，直到给第1个存储子系统11，再由第1个存储子系统11返回给备份服务器。在容灾应用中，可以根据控制器10中保存的备份数据的存储记录，找到存储数据请求对应的备份数据的存储子系统，可以直接将该存储子系统运输到备份服务器的本地，与所述备份服务器对接实现备份数据的恢复。

本发明实施例的备份存储系统，第1个存储子系统11与备份服务器相通信，接收备份服务器发送的数据请求或者向备份服务器返回请求恢复的备份数据，以实现备份数据的高效率恢复，满足现有备份存储系统对业务的需求。

需要说明的是，在本实施例的上述技术方案的基础上，所述第i+1个存储子系统，还用于当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在第1个存储子系统11中时，接收第i个存储子系统发送的所述数据请求；当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述第i+1个存储子系统存储所述备份数据的地址返回给所述备份服务器。

具体地，当数据请求对应的备份数据没有缓存在第1个存储子系统11中时，第1个存储子系统11将数据请求发给第2个存储子系统12，若第2个存储子系统12中缓存有数据请求对应的备份数据，则将第2个存储子系统12将存储该数据请求对应的备份数据的地址(即该数据请求对应的备份数据的指针)返回给备份服务器。若第2个存储子系统12中仍没有缓存所述数据请求对应的备份数据，再将所述数据请求发给下一个最近邻存储子系统；依此类推，直至将所述数据请求发送给某一个缓存有所述数据请求对应的备份数据的目标存储子系统；然后将该目标存储子系统中存储该数据请求对应的备份数据的地址(即该数据请求对应的备份数据的指针)返回给备份服务器。此时对应的，备份服务器根据该数据请求对应的备份数据的地址(即该数据请求对应的备份数据的指针)返回给备份服务器的过程中形成的通道，恢复数据。

其中将该目标存储子系统中存储该数据请求对应的备份数据的地址(即该数据请求对应的备份数据的指针)返回给备份服务器的过程是由各存储子系统一级级的返回，因为每一个存储子系统仅与其最近邻的前一个存储子系统和后一个最近邻存储子系统相连以实现数据交换。所以，每一个存储子系统接收到后一个最近邻存储子系统发送的地址之后，该存储子系统会缓存该地址并将该存储子系统中用于缓存该地址的地址返回给前一个最近邻存储子系统。这样一级级的返回，直到第2个存储子系统12返回给第1个存储子系统11一个地址，再由第1个存储子系统11将存储第2个存储子系统12返回的地址的地址返回给备份服务器，地址返回的过程形成一个由目标存储子系统到备份服务器的通道，备份服务器根据该通道便能够找到恢复请求对应的备份数据。

本实施例的备份存储系统，能够快速有效地找到备份服务器恢复请求对应的备份数据后，并将存储有恢复请求对应的备份数据的地址返回给备份服务器，备份服务器根据地址返回过程中形成的通道快速恢复数据；而不需要将恢复请求对应的备份数据逐级复制并返回，能够有效地提高数据恢复的效率，很好地满足现有业务系统的数据恢复需求。

以上所描述的备份存储系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的子系统可以是或者也可以不是物理上分开的，即可以位于一个地方，或者也可以分布式分布在多个地方上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部子系统来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

图2为本发明实施例四提供的数据备份方法的流程图；如图2所示，本实施例的数据备份方法，具体可以包括以下步骤：

步骤100、第1个存储子系统接收并缓存备份服务器发送的备份数据；将复制的备份数据发送给第2个存储子系统；

步骤101、从i＝1开始，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据，重复执行该步骤，直至i＝N-1，第N个存储子系统接收并存储第N-1个存储子系统发送的复制的备份数据；N为存储子系统的个数，N≥2，1≤i≤N-1，N和i均为正整数；

其中，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统。

具体地，本实施例的数据备份方法是在上述实施例一所提供的备份存储系统中，实现上述实施例二的备份存储性能的技术方案。第1个存储子系统11用于接收备份服务器发送的备份数据，并缓存备份数据，然后复制备份数据发送到第2个存储子系统12，从第2个存储子系统12开始，每一个存储子系统都接收并缓存前一个最近邻存储子系统发送的复制的备份数据，然后再复制备份数据并发送至下一个最近邻的备份存储子系统，直至最后由第N-1个存储子系统将备份数据发送至第N个存储子系统13，由第N个存储子系统13存储备份数据。

由上述可知，第1个存储子系统11至第N-1个存储子系统均用于缓存所述备份数据；第N个存储子系统13用于存储所述备份数据。因为第1个存储子系统11作为整个备份存储系统与所述备份服务器相互通信的接口，第1个存储子系统11的读写性能即相当于整个备份存储系统地读写性能。从第2个存储子系统12开始，各存储子系统的性能和单位容量成本依次降低，但是容量依次增大。直到第N个存储子系统13主要体现备份存储系统的存储器的功能，性能和单位容量成本最低，但存储容量最大的。关于备份存储系统可以参照上述实施例一，在此不再赘述。

采用本实施例的存储方法，采用第1个存储子系统11作为备份存储系统与备份服务器的接口，接收并缓存备份服务器发送的备份数据。由于第1个存储子系统11具有较高读写性能。所以整个备份存储系统也具有较高的备份性能。

本实施例的数据备份方法所采用的机制与上述实施一和实施例二相同，具体可以参照实施例一和实施例二的描述。

本实施例的数据备份方法，用以对读写性能和单位容量成本依次降低、存储容量依次增大、依次逻辑相连的N个存储子系统组成的备份存储系统存储备份数据；并将具有最高读写性能的第1个存储子系统作为与备份服务器相通信的接口，提高了备份处理的性能，能够有效地缩短备份窗口；满足现有业务系统的需求。

需要说明的是，在本实施例四的基础上；还可以包括：

当1＜i＜N-2，且N≥3时，第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据；当第i+1个存储子系统没有空闲存储空间时，第i+1个存储子系统将所述复制的所述备份数据直接覆盖最先存储在所述第i+1个存储子系统中的备份数据。

具体地，当第1个存储子系统11至第N-1个存储子系统中某一个存储子系统没有空闲存储空间时，该存储子系统将接收到的上一个最近邻存储子系统发送的复制的备份数据直接覆盖最先存储在该存储子系统中的备份数据。通常情况下，最先存储的备份数据已经复制到下一个最近邻的存储子系统中，没有存储的意义，因此可以被覆盖。然而，存储子系统中的备份数据，如果还没有复制到下一个存储子系统，则必须先完成复制才允许被覆盖。采用上述方案，可以保证各存储子系统中保存的都是最新的备份数据，有效地保证存储的备份数据的安全性。

当i＝N-1时，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据；当第i+1个存储子系统没有空闲存储空间时，第i+1个存储子系统将所述复制的所述备份数据覆盖第i+1个存储子系统中已经过期的备份数据。

具体地，当第N个存储子系统13没有空闲存储空间时，将接收到的第N-1个存储子系统发送的复制的备份数据直接覆盖第N个存储子系统13中已经过期的备份数据。这里所述的已经过期的备份数据指的是超过备份存储时间的备份数据，备份存储系统的备份数据都有一定的备份存储时间，比如为三个月、半年或者一年，当超过这个备份存储时间，对应的这些备份数据就再也没有使用价值了，没有再保存的必要性。这些备份数据称之为已经过期的备份数据。采用此技术方案，可以保证存储在备份存储系统中所有备份数据的安全性。

图3为本发明实施例五提供的数据恢复方法的流程图；本实施在上述实施例三的基础上，详细描述上述实施例三的备份存储系统实现数据恢复的技术方案。如图3所示，本实施例的数据恢复方法，具体可以包括以下步骤：

步骤200、第1个存储子系统接收备份服务器发送的数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器；

具体地，第1个存储子系统11用于接收备份服务器发送的数据请求。当所述数据请求对应的备份数据缓存在第1个存储子系统11中时，第1个存储子系统11将所述备份数据返回给备份服务器。

根据上述实施例二所述的本发明实施例的存储方案，存储数据时，在N个存储子系统中是从前向后依次缓存。但是由于存储子系统的容量是依次递增的。某一存储子系统没有存储空间时，是采用覆盖最先存储的备份数据的方式以保证存储的备份数据的安全性。由此可知，在N个存储子系统越靠前的存储子系统，容量较小，一般都是保存最新的一些备份数据，因为存储时间稍长的一些备份数据已经被覆盖。而越靠后的存储子系统，容量越大，覆盖备份数据的几率较小，一般保存的备份数据比较多。所以当进行数据恢复的时候，当恢复请求对应的备份数据是最新的备份数据时，可能在第1个存储子系统11中便能找到，然后将恢复请求对应的备份数据返回给备份服务器即可，当恢复请求对应的备份数据不在第1个存储子系统11时，可能该备份数据是很久以前存储的，即存储时间较长，此时就需要执行下面的步骤201和步骤202以恢复数据。

步骤201、当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，将i赋值为1；

其中：1≤i≤N-1，N为存储子系统的个数，N≥2；

步骤202、第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的所述数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器，结束；当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在第i+1个存储子系统时，将i赋值为i+1；重复执行该步骤202，直至i＝N，返回错误信息，结束。

具体地，步骤201和步骤202用以实现当第1个存储子系统11中没有恢复请求对应的备份数据时，先将i赋值为1，以开始执行循环将数据请求一级级向后发送，直到找到数据请求对应的备份数据或者直到找到第N个存储子系统仍没有找到。这里的i与上述实施例三相同，用N表示存储子系统的个数，N≥2；i表示其中某一个存储子系统的标号，其中1≤i≤N-1。

当i赋值为1之后，第2个存储子系统12接收第1个存储子系统11发送的数据请求，当数据请求对应的备份数据缓存在所述第2个存储子系统12中时，将备份数据返回给备份服务器。这里的备份数据返回过程具体是由第2个存储子系统12将所述备份数据返回给第1个存储子系统11，再由第1个存储子系统11返回给备份服务器。

若第2个存储子系统12中仍没有缓存数据请求对应的备份数据，将i递增1，继续执行“第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的所述数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器”；返回备份数据的过程同前述实施例三情况类似，一级级的向前返回，直到将备份数据返回给第1个存储子系统11，再由第1个存储子系统11返回给备份服务器。如果第i+1个存储子系统仍然没有数据请求对应的备份数据，继续执行i递增1，依次类推，继续向后一个最近邻的存储子系统发送数据请求，直到由某个存储有数据请求对应的备份数据的目标备份存储子系统接收到数据请求，找到要恢复的备份数据。然后该目标备份存储系统再将备份数据返回给备份服务器，返回备份数据的过程同前述实施例三情况类似，一级级的向前返回，直到将备份数据返回给第1个存储子系统11，再由第1个存储子系统11返回给备份服务器。

若直到由第N-1个存储子系统将所述数据请求发送给第N个存储子系统13，但是第N个存储子系统13仍没有存储所述数据请求对应的备份数据时，此时返回错误信息给所述备份服务器。错误信息的返回同上述备份数据的返回一样，也是一级级的返回，最后由第1个存储子系统11返回给备份服务器，告诉备份服务器找不到与恢复请求对应的数据。

本实施例的数据恢复方法的实现机制与上述实施例三相同，详细亦可参照上述实施例三的描述。

本发明实施例的数据恢复方法，通过采用第1个存储子系统11与备份服务器相通信，接收服务器发送的数据请求或者向服务器返回请求的备份数据，能够支持备份数据的高效率恢复，满足现有业务系统的需求。

图4为本发明实施例六提供的数据恢复方法的流程图；本实施例的数据恢复方法与上述实施例五的数据恢复方法不同的是，本实施例中采用返回恢复请求对应备份数据的地址的形式。如图4所示，本实施例的数据恢复方法，可以包括如下步骤：

步骤300、第1个存储子系统接收备份服务器发送的数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第1个存储子系统中时，将所述备份数据的地址返回给所述备份服务器；

具体地，第1个存储子系统11接收到备份服务器发送的数据请求之后，判断该数据请求对应的备份数据缓存在第1个存储子系统11中时，第1个存储子系统11将该备份数据的地址返回给备份服务器，以供备份服务器根据该地址恢复数据。

需要说明的是，这里也可以是返回第1个存储子系统11对应的指针给备份服务器。由备份服务器根据返回指针建立的通道恢复数据。

步骤301、当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，将i赋值为1；

其中1≤i≤N-1，N为存储子系统的个数，N≥2；

步骤302、第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的所述数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述数据请求对应的备份数据的地址返回给所述备份服务器，以供所述备份服务器恢复数据，结束；当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在第i+1个存储子系统时，将i赋值为i+1，重复执行本步骤302；直至i＝N，返回错误信息，结束。

具体地，步骤301和步骤302与上述实施例中步骤201和步骤202的不同在于，假如恢复请求对应的备份数据存储在一目标存储子系统中，当找到恢复请求对应的备份数据时，返回该数据请求对应的备份数据地址给备份服务器。同前述备份数据的返回类似，这里的地址返回也是一级级的返回。每一存储子系统接收后一个最近邻存储子系统发送的地址并缓存该地址，然后将缓存后一个最近邻存储子系统发送的地址的地址再发送至前一个最近邻存储子系统；直到第1个存储子系统11将用于存储第2个存储子系统12发送的地址的地址返回给备份服务器。

从存储数据请求对应的备份数据的目标存储子系统到备份服务器之间，根据地址的返回形成一条通道。备份服务器根据接收到的地址，按照地址返回过程中形成的通道，便可以恢复出数据请求对应的备份数据。

若直到由第N-1个存储子系统将所述数据请求发送给第N个存储子系统13，但是第N个存储子系统13仍没有存储所述数据请求对应的备份数据时，此时第N个存储子系统返回错误信息给所述备份服务器。错误信息的返回同上述实施例三相同，在此不再赘述。

本实施例的数据恢复方法的实现机制与上述实施例三相同，详细亦可参照上述实施例三的描述。

本实施例的数据恢复方法，能够快速有效地找到备份服务器请求恢复的数据，并将存储有恢复请求对应的备份数据的目标存储子系统对应的指针返回给备份服务器，即可直接从存储有恢复请求对应的备份数据的目标存储子系统中恢复数据；而不需要将恢复请求对应的备份数据逐级复制并返回，能够很好地满足现有业务系统的数据恢复需求。

图5为本发明实施例七提供的备份系统结构图；如图5所示，本实施例的备份系统包括备份客户端20、备份服务器21和备份存储系统22。

其中：备份服务器21用于接收备份客户端20发送的备份数据，并将所述备份数据存储在备份存储系统22中，以完成备份数据的存储操作；和/或备份服务器21根据用户的数据恢复需求，向备份存储系统22发送数据请求，以从备份存储系统22中获取与所述数据请求对应的备份数据，并将所述对应的备份数据发送至备份客户端20，以完成备份数据的恢复操作。

具体地，当进行写操作即备份数据时，备份客户端20从业务系统中读取数据，并将读取到的数据发送给备份服务器21。备份服务器21接收到客户端发送的数据之后，将数据存储在备份存储系统22中，完成存储备份数据操作。当进行读操作即恢复数据时，备份服务器21根据用户的恢复需求，向备份存储系统22发送数据请求。备份存储系统22接收到备份服务器21发送的数据请求之后，在各存储子系统中进行数据恢复操作，以获取与恢复请求对应的备份数据。然后备份存储系统22将获取的备份数据返回给备份服务器21，备份服务器21再将备份数据发送至备份客户端20。最后由备份客户端20将备份数据写入业务系统中，完成恢复备份数据的操作。

本实施例的备份存储系统22可以采用上述实施一至实施例三中任一所述的备份存储系统，可以采用上述实施例四所述的数据的备份方法实现数据的备份，还可采用实施例五和实施例六所述的数据的恢复方法实现备份数据的恢复。详细可以参照上述实施例一至实施例六的相关描述，在此不再赘述。

本实施例的备份系统，通过采用上述备份存储系统，能够在不显著增加系统成本及能耗的基础上，有效地提高备份系统的性能，缩短备份窗口；满足业务系统的需求。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种备份存储系统，其特征在于，包括：

N个存储子系统，其中，第i个存储子系统与第i+1个存储子系统相连接，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统，N≥2，1≤i≤N-1，N和i均为正整数。

2.根据权利要求1所述的备份存储系统，其特征在于：

第1个存储子系统，用于接收并缓存备份服务器发送的备份数据；

当i+1＜N时，第i+1个存储子系统，用于接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据；

当i+1＝N时，第i+1个存储子系统，用于接收并存储第i个存储子系统发送的复制的备份数据。

3.根据权利要求2所述的备份存储系统，其特征在于，

当1≤i≤N-2，且N≥3时，所述第i+1个存储子系统，具体用于接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据，将所述复制的备份数据覆盖最先存储在所述第i+1个存储子系统中的备份数据；

当i＝N-1时，所述第i+1个存储子系统，具体用于接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据，将所述复制的备份数据覆盖所述第i+1个存储子系统中已经过期的备份数据。

4.根据权利要求2或3所述的备份存储系统，其特征在于，

所述第1个存储子系统，用于接收所述备份服务器发送的数据请求；当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器；

所述第i+1个存储子系统，用于当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，接收第i个存储子系统发送的所述数据请求；当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器或者将所述第i+1个存储子系统存储所述备份数据的地址返回给所述备份服务器；

第N个存储子系统，用于当所述第N个存储子系统接收第N-1个存储子系统发送的所述数据请求，但是所述第N个存储子系统不存在与所述数据请求对应的备份数据时，返回错误信息给所述备份服务器。

5.一种备份系统，包括备份客户端、备份服务器以及如权利要求4所述的备份存储系统；

所述备份服务器用于接收所述客户端发送的备份数据，并将所述备份数据存储在所述备份存储系统中，以完成备份数据的存储操作；和/或根据用户的恢复需求，向所述备份存储系统发送数据请求，以从所述备份存储系统获取与所述数据请求对应的备份数据；并将所述对应的备份数据发送至所述客户端，以完成备份数据的恢复操作。

6.一种数据备份方法，其特征在于，包括：

第1个存储子系统接收并缓存备份服务器发送的备份数据；将复制的备份数据发送给第2个存储子系统；

从i＝1开始，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据；重复执行该步骤，直至i＝N-1，第N个存储子系统接收并存储第N-1个存储子系统发送的复制的备份数据，N为存储子系统的个数，N≥2，1≤i≤N-1，N和i均为正整数；

其中，第i个存储子系统的性能高于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的容量小于第i+1个存储子系统，第i个存储子系统的单位容量成本高于第i+1个存储子系统。

7.根据权利要求6所述的数据备份方法，其特征在于，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据包括：

当1≤i≤N-2，且N≥3时，第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的复制的备份数据；当第i+1个存储子系统没有空闲存储空间时，第i+1个存储子系统将所述复制的所述备份数据覆盖最先存储在所述第i+1个存储子系统中的备份数据；

当i＝N-1时，第i+1个存储子系统接收并缓存第i个存储子系统发送的复制的备份数据；当第i+1个存储子系统没有空闲存储空间时，第i+1个存储子系统将所述复制的所述备份数据覆盖第i+1个存储子系统中已经过期的备份数据。

8.一种数据恢复方法，其特征在于，包括：

第1个存储子系统接收备份服务器发送的数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第1个存储子系统中时，将所述备份数据返回给所述备份服务器；

当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在所述第1个存储子系统中时，将i赋值为1；

第i+1个存储子系统接收第i个存储子系统发送的所述数据请求，当所述数据请求对应的备份数据缓存在所述第i+1个存储子系统中时，将所述备份数据的信息返回给所述备份服务器，以供所述备份服务器恢复数据；当所述数据请求对应的备份数据没有缓存在第i+1个存储子系统时，将i更新为i+1，重复执行该步骤，直至i＝N，返回错误信息；其中1≤i≤N-1，N为存储子系统的个数，N≥2。

9.根据权利要求8所述的数据恢复方法，其特征在于，所述备份数据的信息包括：所述备份数据或所述备份数据的地址。

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