CN102053876A - 快照建立方法、系统及应用服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了快照建立方法、系统及应用服务器，应用于基于iSCSI的SAN中。方法包括：根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，快照代理发现快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存；快照代理向存储设备发送快照建立请求，存储设备接收该请求，对所述应用服务器的逻辑单元LUN建立快照。本发明优化了存储数据保护效果。
Description
技术领域
本发明涉及快照技术领域，具体涉及快照建立方法、系统及应用服务器。
背景技术
因特网小型计算机系统接口(iSCSI，Internet Small Computer SystemInterface)是一种基于传输控制协议(TCP，Transmission Control Protocol)/因特网协议(IP，Internet Protocol)的SCSI传输协议，用于在应用服务器和存储系统之间通过IP网络来传输SCSI命令和数据。目前，iSCSI技术已经标准化如：RFC3720、RFC3721等，并且在业界逐步取得广泛应用。
图1为iSCSI协议的典型应用环境，如图1所示，应用服务器上安装有iSCSI发起者(initiator)模块，存储设备中集成一个iSCSI目标者(target)模块。应用服务器的initiator将SCSI命令(可以包含数据)封装在iSCSI报文中，通过IP网络发送给target，存储设备对每个iSCSI报文进行处理，取出其中的数据并写入到存储介质如：磁盘中。
当客户存在容灾需求时，可以对存储设备上的逻辑单元(LUN，LogicUnit Number)建立快照。通过在不同的时间点建立快照，以达到保护LUN中的数据的目的。
现有方案中，是在应用服务器上安装initiator软件或者拥有initiator功能的硬件，在存储设备上，由管理员手动配置，将存储区域网络(SAN，StorageArea Network)资源分配给应用服务器，然后应用服务器通过initiator与存储设备的target建立连接，对分配给应用服务器的SAN资源进行数据读写。如果需要建立快照，则建立快照的过程如图2所示，其具体步骤如下：
步骤201：存储设备管理员准备在存储设备上创建快照，触发存储设备向应用服务器发送快照通知。
存储设备上可设置有快照按钮，管理员通过点击快照按钮，触发存储设备发送快照通知。
步骤202：应用服务器的快照代理接收快照通知，通知应用服务器上的应用程序暂停数据读写同时刷新缓存，向存储设备发送应用程序已暂停读写的通知。
步骤203：存储设备接收应用程序已暂停读写的通知后，为应用服务器的LUN创建快照，创建成功后，向应用服务器发送快照创建成功通知。
步骤204：快照代理接收快照创建成功通知，通知应用程序重新开始数据读写。
需要说明的是，若应用程序自身能够保证数据一致性，则不需要在应用服务器上安装快照代理，此时，存储设备可直接为应用服务器的LUN建立快照；若应用服务器自身无法保证数据一致性，则需要在应用服务器上安装快照代理，通过步骤201～204建立快照。
对于大型企业用户，其存储设备往往由存储服务提供商提供，存储设备由存储服务提供商管理而并不由企业用户直接管理，而应用服务器则在企业用户这边，如图3所示，这样，应用服务器与存储设备是由不同的管理员来管理的。在现有方案中，快照的创建是由存储设备发起的，由存储设备管理员来操作。由于创建快照对业务性能有一定影响，所以一般希望在业务比较空闲时进行。而只有应用服务器管理员才了解业务的空闲状况，在现有方案中，是由应用服务器管理员首先告诉存储设备管理员的业务空闲情况，然后存储设备管理员根据该业务空闲情况，制定一个计划来生成快照，例如：通常选择每天晚上12点生成快照，此时业务流量最小。
但是，现有方案的缺点是：一旦业务某天发生了变化，例如：某天晚上12点的流量非常大，或者，在某天中午12点企业希望对重要数据做一个快照进行数据保护，那么就需要迅速修改快照设置。此时，这些突发情况都需要在第一时间迅速操作，但是由于快照创建过程必须由存储设备管理员来控制，非常不方便，可能达不到数据保护的预期效果。因此，现有方案将存储数据保护的控制权完全交给了存储设备，而使用这些存储数据的应用服务器却无法主动参与数据保护的过程，导致数据保护的效果不理想。另外，现有的快照代理与存储设备之间的消息使用的是各厂商自己的私有协议，不利于互相兼容。
发明内容
本发明提供快照建立方法、系统及应用服务器，以优化存储数据保护效果。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种快照建立方法，应用于基于iSCSI的SAN中，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，该方法包括：
应用服务器上的快照代理发现快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存；
快照代理向存储设备发送快照建立请求，存储设备接收该请求，对所述应用服务器的LUN建立快照。
所述存储设备对应用服务器的LUN建立快照之后进一步包括：
存储设备建立快照成功，向快照代理返回快照建立成功响应，快照代理接收该响应，通知应用程序重新开始数据读写。
所述快照创建条件为：预设业务空闲时刻到来；
或者为：业务忙闲衡量参数值大于预设值。
所述快照建立请求承载在iSCSi协议的NOP-OUT报文上，
且，将该报文中的保留字段取值为第一预设值，以表示请求建立快照。
所述保留字段位于NOP-OUT报文的第32～47字节。
所述快照建立成功响应承载在iSCSi协议的NOP-IN报文上，
且，将该报文中的保留字段取值为第二预设值，以表示快照建立成功。
所述保留字段位于NOP-OUT报文的第36～47字节。
一种快照建立系统，该系统位于基于iSCSI的SAN中，根据应用服务器的业务空闲情况在应用服务器上配置快照创建条件，该系统包括：
应用服务器，发现预设快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存，向存储设备发送快照建立请求；
存储设备，接收快照建立请求，对所述应用服务器的LUN建立快照。
一种应用服务器，该应用服务器位于基于iSCSI的SAN中，包括：快照代理和应用程序单元，且，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，其中：
快照代理，发现预设快照创建条件满足，向应用程序单元发送暂停数据读写同时刷新缓存的通知，向存储设备发送快照建立请求；
应用程序单元，接收暂停数据读写同时刷新缓存的通知，则暂停数据读写同时刷新缓存。
所述快照代理进一步包括：
用于接收存储设备发来的快照建立成功响应，通知应用程序重新开始数据读写的模块。
与现有技术相比，本发明中，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，快照代理发现快照创建条件满足，则发起快照建立过程，从而优化了存储数据保护效果。
另外，本发明实施例中，通过将iSCSI协议的NOP-OUT报文的保留字段扩展为表示请求建立快照，将NOP-IN报文的保留字段扩展为表示快照建立成功，使得在创建快照时，不同厂商之间的快照代理和存储设备可以兼容。
附图说明
图1为iSCSI协议的典型应用环境示意图；
图2为现有的快照建立过程示意图；
图3为现有的企业用户的基于iSCSI协议的SAN的组网图；
图4为本发明实施例提供的在基于iSCSI的SAN中建立快照的方法流程图；
图5为本发明实施例提供的在基于iSCSI的SAN中建立快照的系统组成图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。
图4为本发明实施例提供的在基于iSCSI的SAN中建立快照的方法流程图，如图4所示，其具体步骤如下：
步骤401：应用服务器上的快照代理发现预设快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存。
预设快照创建条件可如下：
一、由应用服务器管理员根据应用服务器的业务空闲情况，设置一个快照创建时刻表，将该时刻表配置在应用服务器上，应用服务器根据该时刻表发起快照建立过程。
二、应用服务器根据自身的业务忙闲衡量参数，如CPU占用率等，发起快照创建过程，例如：当应用服务器发起自身的CPU占用率大于预设百分比时，发起快照建立过程。
步骤402：快照代理向存储设备发送快照建立请求报文，该报文中携带应用服务器在存储设备上的LUN标识。
这里，快照建立请求报文可以采用iSCSi协议的NOP-OUT报文，将该报文中的保留(Reserved)字段取值为预设值如：0x01，以表示请求建立快照。其中，可采用第32～47字节的Reserved字段。
以下是本步骤可以采用的NOP-OUT报文的结构：
字节| 0 | 1 | 2 | 3 |
0|.|I|0x00 |1|Reserved |
+......................+......................+......................+.....................
4|TotalAHSLength | DataSegmentLength |
+......................+......................+......................+.....................
8| LUN or Reserved |
+......................+......................+......................+.....................
12|
+......................+......................+......................+.....................
16| Initiator Task Tag or 0xffffffff |
+......................+......................+......................+.....................
20| Target Transfer Tag or 0xffffffff |
+......................+......................+......................+.....................
24| CmdSN |
+......................+......................+......................+.....................
28| ExpStatSN |
+......................+......................+......................+.....................
32| Reserved：0x01 |
+......................+......................+......................+.....................
48| Header-Digest(Optional) |
+......................+......................+......................+.....................
| DataSegment-Ping Data(optional) |
+......................+......................+......................+.....................
| Data-Digest(Optional) |
+......................+......................+.....................+.....................
步骤403：存储设备接收快照建立请求报文，根据报文中的LUN标识查找到LUN，对该LUN建立快照。
步骤404：存储设备建立快照成功，向快照代理返回快照建立成功报文。
这里，快照建立成功报文可采用iSCSi协议的NOP-IN报文，将该报文中的Reserved字段取值为预设值如0x21，以3示快照建立成功。其中，可采用第36～47字节的Reserved字段。
以下是本步骤可以采用的NOP-IN报文的结构：
字节| 0 | 1 | 2 | 3 |
0|.|.|0x20 |1|Reserved |
+......................+......................+......................+.....................
4|TotalAHSLength | DataSegmentLength |
+......................+......................+......................+.....................
8| LUN or Reserved |
+......................+......................+......................+.....................
12|
+......................+......................+......................+.....................
16| Initiator Task Tag or 0xffffffff |
+......................+......................+......................+.....................
20| Target Transfer Tag or 0xffffffff |
+......................+......................+......................+.....................
24| StatSN |
+......................+......................+......................+.....................
28| ExpCmdSN |
+......................+......................+......................+.....................
32| MaxCmdSN |
+......................+......................+......................+.....................
36| Reserved：0x21 |
+......................+......................+......................+.....................
48| Header-Digest(Optional) |
+......................+......................+......................+.....................
| DataS egment-Return Ping Data |
+......................+......................+......................+.....................
| Data-Digest(Optional) |
+......................+......................+......................+.....................
步骤405：快照代理接收快照建立成功报文，通知应用程序重新开始数据读写。
本发明实施例中，当快照创建条件需要更改时，应用服务器管理员直接更改配置在快照代理上的快照创建条件即可。
图5为本发明实施例提供的在基于iSCSI的SAN中建立快照的系统组成图，如图5所示，其主要包括：应用服务器51和存储设备52，应用服务器51包括：快照代理511和应用程序单元512，且，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理511上配置快照创建条件，其中：
快照代理511：发现预设快照创建条件满足，向应用程序单元512发送暂停数据读写同时刷新缓存的通知，向存储设备52发送快照建立请求报文，该报文中携带应用服务器在存储设备上的LUN标识；接收存储设备52发来的快照建立成功报文，向应用程序单元512发送重新开始数据读写的通知。
应用程序单元512：接收快照代理511发来的送暂停数据读写同时刷新缓存的通知，则暂停数据读写同时刷新缓存；接收快照代理511发来的重新开始数据读写的通知，则重新开始数据读写。
存储设备52：接收快照代理511发来的快照建立请求报文，根据报文中的LUN标识查找到LUN，对该LUN建立快照，建立快照成功，向快照代理511返回快照建立成功报文。
以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快照建立方法，应用于基于因特网小型计算机系统接口iSCSI的存储区域网络SAN中，其特征在于，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，该方法包括：
应用服务器上的快照代理发现快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存；
快照代理向存储设备发送快照建立请求，存储设备接收该请求，对所述应用服务器的逻辑单元LUN建立快照。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储设备对应用服务器的LUN建立快照之后进一步包括：
存储设备建立快照成功，向快照代理返回快照建立成功响应，快照代理接收该响应，通知应用程序重新开始数据读写。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快照创建条件为：预设业务空闲时刻到来；
或者为：业务忙闲衡量参数值大于预设值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快照建立请求承载在iSCSi协议的NOP-OUT报文上，
且，将该报文中的保留字段取值为第一预设值，以表示请求建立快照。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述保留字段位于NOP-OUT报文的第32～47字节。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述快照建立成功响应承载在iSCSi协议的NOP-IN报文上，
且，将该报文中的保留字段取值为第二预设值，以表示快照建立成功。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述保留字段位于NOP-OUT报文的第36～47字节。
8.一种快照建立系统，该系统位于基于因特网小型计算机系统接口iSCSI的存储区域网络SAN中，其特征在于，根据应用服务器的业务空闲情况在应用服务器上配置快照创建条件，该系统包括：
应用服务器，发现预设快照创建条件满足，通知应用程序暂停数据读写同时刷新缓存，向存储设备发送快照建立请求；
存储设备，接收快照建立请求，对所述应用服务器的逻辑单元LUN建立快照。
9.一种应用服务器，该应用服务器位于基于因特网小型计算机系统接口iSCSI的存储区域网络SAN中，其特征在于，包括：快照代理和应用程序单元，且，根据应用服务器的业务空闲情况在快照代理上配置快照创建条件，其中：
快照代理，发现预设快照创建条件满足，向应用程序单元发送暂停数据读写同时刷新缓存的通知，向存储设备发送快照建立请求；
应用程序单元，接收暂停数据读写同时刷新缓存的通知，则暂停数据读写同时刷新缓存。
10.如权利要求9所述的应用服务器，其特征在于，所述快照代理进一步包括：
用于接收存储设备发来的快照建立成功响应，通知应用程序重新开始数据读写的模块。
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