CN101901173A

CN101901173A - 一种灾备系统及灾备方法

Info

Publication number: CN101901173A
Application number: CN 201010234314
Authority: CN
Inventors: 黄玉兔
Original assignee: SHANGHAI LICHANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI LICHANG INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2010-12-01

Abstract

本发明公开了一种灾备系统及灾备方法，用户态应用程序在对文件进行读写时依次经过WINDOWS文件系统、WINDOWS存储控制系统、硬盘，所述灾备系统包括硬盘读写监测引擎，灾备发送端，灾备接收端，保存处理模块；硬盘读写监测引擎以WINDOWS文件系统过滤器方式嵌入到WINDOWS文件系统中，位于WINDOWS文件系统的上方，用以将灾备信息实时地发送到灾备发送端；灾备发送端通过所述硬盘读写监测引擎直接访问所述WINDOWS文件系统，用以将所述灾备信息通过网络实时地发送到灾备接收端；灾备接收端用以将所述灾备信息发送到一保存处理模块；保存处理模块用以完成灾备信息的保存与恢复。本发明所述灾备系统具有实时性，传送效率高，对硬件的依赖较少，且可将数据恢复到任一时点的数据。

Description

一种灾备系统及灾备方法

技术领域

本发明属于微电子领域，涉及一种灾备系统及灾备方法。

背景技术

目前主要的灾备软件大多采用快照复制技术，从而构建以持续数据保护(CDP)技术为基础的数据保护架构。此类软件由于采用快照复制技术，因此存在以下不足：

1、信息系统灾难恢复能力等级

由于采用快照复制技术，因此在二次快照复制间存在时间间隔，一般在10分钟至20分钟左右，然而当发生错误时，最近10至20分钟数据将全部丢失，按国标《信息系统灾难恢复规范》(GB/T20988-2007)信息系统灾难恢复能力标准划分只能达到五级。

2、恢复时间目标(Recovery Time Objectives，RTO)

恢复时间目标(RTO)定义为：出现问题后要花多长时间才能恢复数据。由于采用快照复制技术，完成恢复后的数据不能立刻使用，原因是快照复制是有时间差的，特别是对数据库文件的复制，因为数据库是由多个文件组合而成。因为存在复制时间差，所以经恢复后的数据库不能立刻使用或者不能正确地挂到数据库服务器上。

3、恢复点目标(Recovery Point Object，RPO)

恢复点目标(RPO)定义为：能把数据恢复到过去的哪个时间点。由于采用快照复制技术，因此每次复制的数据量很大，也由于硬盘容量的限止，不可能无限制地保存复制信息，一般情况下可支持255个时间点的数据保护。因此快照复制技术在数据恢复时间点上有一定的限止。

4、灾备文件、目录大小对系统影响

由于采用的是快照复制技术，因此需要灾备的文件、目录大小对系统很大，文件、目录越大，系统效率越低。

5、硬件投入、使用成本

由于采用的是快照复制技术，因此每次复制的数据量大，需要消耗大量系统资源、网络资源，这也就意味着需要投入很高的硬件设备，使用成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种灾备系统；

此外，本发明还提供一种灾备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种灾备系统，用户态应用程序在对文件进行读写时依次经过WINDOWS文件系统、WINDOWS存储控制系统、硬盘；所述灾备系统包括硬盘读写监测引擎，灾备发送端，灾备接收端，保存处理模块；所述硬盘读写监测引擎以WINDOWS文件系统过滤器方式嵌入到WINDOWS文件系统中，位于WINDOWS文件系统的上方，用以实时监控对WINDOWS文件系统的操作，采集需要的灾备信息，并将灾备信息实时地发送到灾备发送端；所述灾备发送端通过所述硬盘读写监测引擎直接访问所述WINDOWS文件系统，用以将所述灾备信息通过网络实时地发送到灾备接收端；所述灾备接收端用以将所述灾备信息发送到一保存处理模块；所述保存处理模块用以完成灾备信息的保存与恢复。

作为本发明的一种优选方案，所述硬盘读写监测引擎设置在内核态中。

作为本发明的另一种优选方案，所述网络为局域网或宽带网。

所述灾备系统的灾备方法包括以下步骤：

步骤一，用户态应用程序通过硬盘读写监测引擎访问WINDOWS文件系统；所述硬盘读写监测引擎以WINDOWS文件系统过滤器方式嵌入到WINDOWS文件系统中，位于WINDOWS文件系统的上方，实时监控对WINDOWS文件系统的操作，采集需要的灾备信息，并将灾备信息实时地发送到灾备发送端；

步骤二，灾备发送端将所述灾备信息通过网络实时地发送到灾备接收端；

步骤三，灾备接收端将接收到的灾备信息发送到一保存处理模块；

步骤四，保存处理模块对接收到灾备信息进行镜像保存，并随时做好灾备信息恢复的准备工作。

作为本发明的一种优选方案，步骤二中，所述网络为局域网或宽带网。

作为本发明的另一种优选方案，所述硬盘读写监测引擎设置在内核态中。

作为本发明的再一种优选方案，所述对WINDOWS文件系统的操作包括在用户态对WINDOWS文件的读、写、文件名修改、文件删除，和在内核态对WINDOWS文件的打开、读、写、关闭。

本发明的有益效果在于：本发明所述灾备系统具有实时性，传送效率高，对硬件的依赖较少，且可将数据恢复到任一时点的数据。

附图说明

图1为本发明所述灾备系统的发送端系统框图；

图2为本发明所述灾备系统的接收端系统框图；

图3为本发明所述灾备系统的应用环境示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

实施例一

本实施例提供一种灾备系统，该灾备系统采用全新硬盘读写监测技术，具备实时监控系统对硬盘读写操作的能力，构建了以实时数据保护(RDP)技术为基础的数据保护架构。

在WINDOWS系统文件系统中，在对文件的处理保存过程中主要采用处理层的概念，如图1所示：在用户态，对文件进行读写时大至要经过三个层面：WINDOWS文件系统、WINDOWS存储控制系统、硬盘。

1)WINDOWS文件系统：用于管理文件存储(如NTFS、FAT32)，当接收到用户文件保存信息时，通过目前硬盘存储状态，计算出实际存储位置，并将所述文件保存信息发送到WINDOWS存储控制系统中，完成处理。

2)WINDOWS存储控制系统：主要用于控制信息的读写，例如当接收的信息较长时，怎样将要保存的信息分段存储，并控制硬件的读写。

3)硬盘：完成最后的读写操作。

本实施例所述灾备系统在WINDOWS文件系统上方设置一硬盘读写监测引擎，用以对WINDOWS文件系统的操作进行全面监控，实时获得有效数据进行灾备。

当系统起动时，硬盘读写监测引擎将被WINDWOS系统所安装，并嵌入到WINDOWS文件系统处理层中，如图1所示，这时硬盘读写监测引擎模块可实时地监控用户态文件读写，捕获所需信息，并将信息实时地灾备到局域网或异地的某一台机器上。

本实施例所述灾备系统包括硬盘读写监测引擎，灾备发送端，灾备接收端，保存处理模块；所述硬盘读写监测引擎以WINDOWS文件系统过滤器方式嵌入到WINDOWS文件系统中，位于WINDOWS文件系统的上方，用以实时监控对WINDOWS文件系统的操作，采集需要的灾备信息，并将灾备信息实时地发送到灾备发送端；所述灾备发送端通过所述硬盘读写监测引擎直接访问所述WINDOWS文件系统，用以将所述灾备信息通过网络实时地发送到灾备接收端；所述灾备接收端用以将所述灾备信息发送到一保存处理模块；所述保存处理模块用以完成灾备信息的保存与恢复。所述硬盘读写监测引擎设置在内核态中。所述网络为局域网或宽带网。

所述硬盘读写监测引擎的工作原理主要包括以下2个方面：

1、实时监控

硬盘读写监测引擎以内核态WINDOWS文件系统过滤器的形式嵌入到WINDOWS文件系统中，并位于WINDOWS文件系统上方，如图1所示，用户态应用程序在对WINDOWS文件系统做任何操作都将受到硬盘读写监测引擎的监控，因此硬盘读写监测引擎可全面监控用户态应用程序对WINDOWS文件系统的操作，其中包括对文件读、写、文件名修改、文件删除等操作，在监测变化信息的同时将变化信息发送到灾备发送端。

2、文件操作

硬盘读写监测引擎除了实时监控用户态应用程序对WINDOWS文件系统操作外，还将完成在内核态对WINDOWS文件进行打开、读、写、关闭操作，然而完成这些操作不需要经过WINDOWS文件输入输出管理平台(如在常规下，我们没有办法打开一个已独享打开的文件)，因此灾备发送端、灾备接收端可通过硬盘读写监测引擎对所需文件进行打开、读、写、关闭等操作。

本实施例所述灾备系统的优点是：

1、灾备具有实时性；

2、灾备主要针对写操作的信息，与文件的大小无关，因此信息量有限，传送效率高，对硬件的依赖较少；

3、由于在灾备接收端保存了每一笔写操作信息，因此，在发生灾难时可将数据恢复到任一时点的数据。

本实施例所述灾备系统将达到《信息系统灾难恢复规范》(GB/T20988-2007)中规定的最高级别(6级)信息系统灾难恢复能力标准。

实施例二

如图2、图3所示，实施例一所述的灾备系统的灾备方法主要经历四个阶段：信息采集、信息发送、信息接收、信息保存处理。每阶段都受控于灾备系统管理平台。

信息采集：通过硬盘读写监测引擎实时地采集所关心的目录、文件变化，并将变化信息从内核态传送到用户态的灾备发送端。

信息发送：通过灾备发送端将变化信息通过局域网、宽带网实时地发送到灾备接收端。

信息接收：通过灾备接收端将接收到的信息发送到信息保存处理模块。

信息保存处理：对接收到信息主要做二方面处理，一方面，将接收到的信息保存到文件，用于完成数据库文件镜像保存处理；另一方面，在完成数据库文件镜处理前必须保存原数据库文件信息，以便于文件恢复时使用。

管理平台(即图3中的控制平台)：全面管控灾备过程中的各个阶段，其中主要包括以下几方面：

1)监控灾备发送端数据信息发送状态；

2)灾备接收端信息恢复控制；

3)远程数据下载与复制。

本发明所述的灾备系统及灾备方法采用了全新硬盘读写监测技术，因此在进行灾备时有以下几个方面的优势：

1、信息系统灾难恢复能力等级

本发明所述的灾备系统采用了全新硬盘读写监测技术，具备实时监控系统对硬盘读写操作的能力，构建了以实时数据保护技术为基础的数据保护架构，并将读写信息即时发送到备份服务器，从而达到实时数据保护(RDP)的目的，因此本系统可以在不需要任何硬件支持的情况下达到《信息系统灾难恢复规范》(GB/T20988-2007)中规定的6级信息系统灾难恢复能力标准。

2、恢复时间目标(RTO)和恢复点目标(RPO)

当出现问题后只要花费很短的时间(几秒到3分钟内)即可恢复全部信息。灾备系统在灾备时采用了增量数据的储存，客户可根据自己每天的修改量和要求恢复时间天数设置储存容量，系统可将数据恢复到过去任意一个时间点。

3、灾备文件、目录大小对系统的影响

由于本发明所述的灾备系统采用全新硬盘读写监测技术，灾备时只关心文件或目录变化部分，因此需要灾备的文件、目录的大小不会给系统带来丝毫影响。

4、硬件投入

由于本发明所述的灾备系统采用全新硬盘读写监测技术，与其它传统的灾备软件所采用快照复制技术截然不同，本发明只处理硬盘读写信息，在实施灾备时只消耗有限系统资源，因此本发明真正做到了零硬件或少许硬件投入。

5、数据恢复功能

本发明所述的灾备系统具有强大的数据恢复功能，主要包括以下几个方面：

以前任意时间点的恢复：客户可根据自己需要设置储存容量，系统可将数据恢复到过去任意一个时间点。

一组文件同步恢复：考虑到数据库文件的更新需要同时对二个或二个以上的文件进行写操作处理(如MSSQL、Oracle)，因此在恢复时需要对一组文件同步进行恢复，否则恢复后的文件将缺少完整性保证，在数据库装载时出现问题，因此系统提供组文件的恢复，其实现步骤是：

步骤A：用户选择将要恢复的一个或一个以上的文件(如对MSSQL数据库可能要选择二个文件，数据库主文件和日志文件)；

步骤B：用户选择想要做恢复操作的时间段；

步骤C：系统将根据用户选择文件和要恢复的时间段查询满足条件的全部更新记录，系统并将更新记录按照更新时间先后顺序进行排序，并显示给用户；

步骤D：用户选取将要做恢复的时间点；

步骤E：灾备系统根据用户恢复时间点的选择计算出其它文件的恢复时间点，当用户选择恢复时，系统将同步恢复其它所选文件。

恢复时间点查找：系统提供了一秒以上时间间隔搜索功能，能帮助用户快速查找到要恢复的时间点，以确保一组文件成功恢复，提升数据恢复完整性。

6、灾备数据传送监控能力

本发明所述的灾备系统具备实时监控灾备信息发送情况功能，让用户全面了解当前灾备状态、系统运传情况以及数据传送状态，及时采取应急措施。

7、远程复制、下载功能

本发明所述的灾备系统主要用于异地数据灾备，因此系统具有远程复制、下载功能，如图3所示。

复制目的：确保接收到的灾备信息与发送端的信息保持镜像，因此在做数据恢复时必须对接收到的灾备信息进行保存，以便于以后进一步的使用。

远程复制：主要用于数据恢复时使用，当用户在做数据恢复时，首先通过远程复制功能将要恢复的文件复制到工作目录下，然后再实施恢复；这一过程的实现是通过灾备系统管理平台远程操控完成的。

远程下载：主要用于远程数据下载，可对灾备信息或恢复后的信息实施远程下载。这一过程的实现同样是通过灾备系统管理平台远程操控完成的。

8、灾难备份与恢复的技术指标

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其他形式、结构、布置、比例，以及用其他元件、材料和部件来实现。

Claims

1.一种灾备系统，用户态应用程序在对文件进行读写时依次经过WINDOWS文件系统、WINDOWS存储控制系统、硬盘，其特征在于，所述灾备系统包括：

硬盘读写监测引擎以WINDOWS文件系统过滤器方式嵌入到WINDOWS文件系统中，位于WINDOWS文件系统的上方，用以实时监控对WINDOWS文件系统的操作，采集需要的灾备信息，并将灾备信息实时地发送到灾备发送端；

灾备发送端，通过所述硬盘读写监测引擎直接访问所述WINDOWS文件系统，用以将所述灾备信息通过网络实时地发送到灾备接收端；

灾备接收端，用以将所述灾备信息发送到一保存处理模块；

保存处理模块，用以完成灾备信息的保存与恢复。

2.根据权利要求1所述的灾备系统，其特征在于：所述硬盘读写监测引擎设置在内核态中。

3.根据权利要求1所述的灾备系统，其特征在于：所述网络为局域网或宽带网。

4.权利要求1所述的灾备系统的灾备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的灾备方法，其特征在于：步骤二中，所述网络为局域网或宽带网。

6.根据权利要求4所述的灾备方法，其特征在于：所述硬盘读写监测引擎设置在内核态中。

7.根据权利要求4所述的灾备方法，其特征在于：所述对WINDOWS文件系统的操作包括在用户态对WINDOWS文件的读、写、文件名修改、文件删除，和在内核态对WINDOWS文件的打开、读、写、关闭。