CN102073560A - 一种数据备份方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种数据备份方法，应用于对虚拟磁盘文件中的数据进行备份，该方法包括：对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份。本发明同时公开了一种数据备份装置，应用本发明所述的数据备份方法和装置，不仅能够对文件虚拟磁盘中的数据进行备份，而且节省了保存备份的空间。

Description

一种数据备份方法和装置
技术领域
本发明涉及数据安全技术领域，特别涉及一种数据备份方法和装置。
背景技术
文件虚拟磁盘是一种通过文件来模拟磁盘的技术，通常情况下，文件虚拟磁盘被加载后，在系统上表现为一个磁盘，但对这个磁盘的读写会被转换成对相应文件的读写。而虚拟磁盘文件则是用于模拟磁盘的文件，该文件中保存了存储在文件虚拟磁盘中的数据。
文件虚拟磁盘中的数据也就是指虚拟磁盘文件中的数据，这些数据通常都非常重要，为了保证这些重要数据的安全，通常需要对其进行备份，现有主要采用如下两种数据备份方法：
一是打开文件虚拟磁盘，然后对文件虚拟磁盘中的数据进行备份。采用这种方法虽然能够对数据进行备份，然而，这种方法存在如下缺点：
1、备份需要在打开文件虚拟磁盘的情况下才能进行；
2、文件虚拟磁盘中的很多数据被重复备份，浪费了保存备份的空间；
3、如果文件虚拟磁盘为加密的磁盘，还需要考虑对备份数据进行保密。
二是直接对整个虚拟磁盘文件进行备份，一方面，由于虚拟磁盘文件本身比较大，因此，直接备份虚拟磁盘文件比较耗时，而且也会需要较大的保存备份的空间；另一方面，虚拟磁盘文件中大量的没有用到的数据也会被备份，浪费空间；最后，直接对虚拟磁盘文件进行备份也存在数据被重复备份的缺点，严重浪费保存备份的空间。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种数据备份方法，不仅能够对文件虚拟磁盘中的数据进行备份，而且节省了保存备份的空间。
本发明还提供了一种数据备份装置，不仅能够对文件虚拟磁盘中的数据进行备份，而且节省了保存备份的空间。
为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：
一种数据备份方法，应用于对虚拟磁盘文件中的数据进行备份，该方法包括：
对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；
根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份。
该方法还包括：根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复。
该方法还包括：当虚拟磁盘文件中的数据块被更新时，更新该数据块对应的备份标识；
则，所述根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份包括：从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识被更新过，对该数据块进行备份。
所述对数据块进行备份后，该方法进一步包括：为备份的数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块。
所述根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复包括：对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
所述备份标识为时间戳、版本号、或简单数值。
所述恢复标识为备份时间或备份序号。
一种数据备份装置，该装置包括数据分块单元和数据备份单元，其中，
所述数据分块单元，用于对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；
所述数据备份单元，用于根据数据分块单元对数据块添加的备份标识判断出对应的数据块被更新后，对被更新的数据块进行备份。
该装置还包括数据恢复单元，用于根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复。
所述数据分块单元，还用于当虚拟磁盘文件中的数据块被更新后，更新该数据块对应的备份标识；
则，数据备份单元，用于判断出从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识被更新时，对该数据块进行备份。
所述数据备份单元，还用于为备份的数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块。
所述数据恢复单元，用于对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
所述备份标识为时间戳、版本号、或简单数值。
所述恢复标识为备份时间或备份序号。
综上所述，本发明所采用的数据备份方法，是通过对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为每一个分块后的数据块添加一个备份标识，进而根据备份标识判断出对应该备份标识的数据块被更新后，对该更新后的数据块进行备份。由于本发明方法仅仅是对更新后的数据块进行备份，而并没有备份没有更新的数据块，因此，本发明方法不仅能够实现对虚拟磁盘文件中数据的备份，而且大大节省了保存备份的空间。
附图说明
图1本发发明数据备份方法实施例的工作流程图；
图2为本发明备份和恢复数据块的流程示意图；
图3为本发明备份和恢复数据块实施例一的流程示意图；
图4为本发明备份和恢复数据块实施例二的流程示意图；
图5为本发明数据备份装置实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种数据备份方法，即通过对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为每一个分块后的数据块添加一个备份标识，进而根据备份标识判断出对应该备份标识的数据块被更新后，对该更新后的数据块进行备份。
在介绍具体的实现方案之前，首先说明一下备份标识和恢复标识的概念。其中，备份标识是用于标识磁盘虚拟文件中被分块后的每一个数据块的，且能够确定出是否需要对对应的数据块进行备份；恢复标识是用于标识虚拟磁盘文件中的数据恢复到某次备份的，它们是没有任何关系的两个概念。
基于上述介绍，本发明所述方案的具体实现包括：
对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。
图1为本发明数据保护方法实施例的工作流程图。如图1所示，该流程包括：
步骤101：对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份。
在对虚拟磁盘文件中的数据进行分块后，对虚拟磁盘文件中数据的读写操作也就表现为对各个数据块的读写操作，当写入某个数据块时，需要更新该数据块对应的备份标识，以表明该数据块是被更新了的。
在本步骤中，为每个数据块添加的备份标识可以为时间戳、版本号、或简单数值等，当虚拟磁盘文件中的某个数据块被更新时，对应该数据块的备份标识也需要被更新。
步骤102：根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份。
由于每次对数据块进行更新后，都需要更新其对应的备份标识，因此，根据备份标识即可判断出数据块是否被更新，当发现数据块被更新后，则需要对更新后的数据块进行备份。在本步骤中，根据备份标识判断数据块是否被更新的方法可以为：如果从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识没有被更新过，则该数据块未被更新过，也即不需要对该数据块进行备份；反之，则应对该数据块进行备份。
在本步骤中，对每个数据块进行备份时，都需要为该备份的数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块，所述恢复标识为备份时间或备份序号。。
至此，即完成了本发明数据备份方法实施例的整个工作流程。
需要说明的是，在对虚拟磁盘文件中的数据进行备份后，还可根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复，如虚拟磁盘文件中的数据被损坏后，具体可通过如下过程进行：
对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
本实施例备份和恢复数据块的工作流程可参见图2，这里不再赘述。
为了更清楚地说明本发明方法的具体工作流程，以下列举具体实施例对其进行详细介绍。
实施例一
在本实施例中，使用时间戳作为数据块的备份标识，使用对数据块备份时的备份时间作为恢复标识，并根据数据块序号对备份记录进行集中管理，以方便数据恢复时对备份记录的处理，具体为：
首先，将磁盘写入数据的操作转换成写入数据到虚拟磁盘文件的某个数据块中，同时将当前时间作为该数据块的备份标识；
之后，从备份记录中读取上次备份时间，检查每个数据块的更新时间，如果数据块的更新时间早于上次备份时间，则说明该数据块从上次备份到这次备份之间没有被更新过，不需要对该数据块作备份；如果数据块的更新时间比上次备份时间晚，则说明该数据块从上次备份到这次备份之间被更新过，需要备份该数据块，并记录当前时间作为恢复标识；
最后，在对虚拟磁盘文件进行恢复时，选择恢复数据的备份时间，依次查找每个数据块的备份记录中时间戳小于该备份时间的最后一个备份记录，并使用该记录来恢复该数据块，并把该数据块的时间戳更新为当前时间，直至所有的数据块都被恢复。
本实施例备份和恢复数据块的工作流程可参见图3，这里不再赘述。
实施案例二
在本实施例中，使用简单的标志0和1作为数据块的备份标识，具体为：
首先，将磁盘写入数据的操作转换成写入数据到虚拟磁盘文件的某个数据块中，同时将数据块的备份标识置1；
之后，检查数据块的备份标识，如果数据块的备份标识为0，说明该数据块从上次备份到这次备份之间没有被更新过，不需要对该数据块进行备份；如果数据块的备份标识为1，则说明该数据块从上次备份到这次备份之间被更新过，需要备份该数据块，并把该数据块的备份标识清0；
最后，在对虚拟磁盘文件进行恢复时，根据指定的恢复标识，依次查找指定恢复标识所在的备份记录，将对应备份记录中的数据块作为虚拟磁盘文件中恢复的数据块，同时把对应的数据块的备份标识置1，直到所有的数据块都被恢复。
本实施例备份和恢复数据块的工作流程可参见图4，这里不再赘述。
基于上述方法，图5为本发明数据备份装置实施例的结构示意图。如图5所示，该装置包括：数据分块单元51和数据备份单元52，其中，
所述数据分块单元51，用于对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份。
在本实施例中，所述数据块的备份标识可以为时间戳、版本号、或简单数值等，以不影响本发明实施例的实现为准。
所述数据分块单元51，还用于当虚拟磁盘文件中的某个数据块被更新后，更新该数据块对应的备份标识。
所述数据备份单元52，用于根据数据分块单元51对数据块添加的备份标识判断出对应的数据块被更新后，对被更新的数据块进行备份。
由于当对数据块进行更新后，数据分块单元51都需要更新其对应的备份标识，因此，所述数据备份单元52，用于根据从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识是否被更新过判断出数据块是否被更新，且当数据备份单元52对数据块进行备份时，数据备份单元52还用于为该数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块。
进一步地，该装置还包括数据恢复单元53，用于根据数据备份单元52备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复。
在本实施例中，数据恢复单元53，用于对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用数据备份单元52的备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
至此，即得到了本发明所采用的数据备份装置，图5所示装置的具体工作流程可参见图1，这里不再赘述。
总之，本发明所采用的数据备份方法，是通过对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为每一个分块后的数据块添加一个备份标识，进而根据备份标识判断出对应该备份标识的数据块被更新后，对该更新后的数据块进行备份。由于本发明方法仅仅是对更新后的数据块进行备份，而并没有备份没有更新的数据块，因此，本发明方法不仅能够实现对虚拟磁盘文件中数据的备份，而且大大节省了保存备份的空间。
进一步地，当虚拟磁盘文件被损坏时，本发明方法还能够根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复，从而能够防止虚拟磁盘文件的意外损坏所带来的数据损失。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种数据备份方法，应用于对虚拟磁盘文件中的数据进行备份，其特征在于，该方法包括：
对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；
根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：当虚拟磁盘文件中的数据块被更新时，更新该数据块对应的备份标识；
则，所述根据备份标识判断出对应的数据块被更新后，对该数据块进行备份包括：从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识被更新过，对该数据块进行备份。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对数据块进行备份后，该方法进一步包括：为备份的数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复包括：对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述备份标识为时间戳、版本号、或简单数值。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述恢复标识为备份时间或备份序号。
8.一种数据备份装置，其特征在于，该装置包括数据分块单元和数据备份单元，其中，
所述数据分块单元，用于对虚拟磁盘文件中的数据进行分块，并为分块后的每一个数据块添加一个备份标识，以确定是否需要对对应该备份标识的数据块进行备份；
所述数据备份单元，用于根据数据分块单元对数据块添加的备份标识判断出对应的数据块被更新后，对被更新的数据块进行备份。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置还包括数据恢复单元，用于根据备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据进行恢复。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述数据分块单元，还用于当虚拟磁盘文件中的数据块被更新后，更新该数据块对应的备份标识；
则，数据备份单元，用于判断出从上次备份到本次备份期间该数据块的备份标识被更新时，对该数据块进行备份。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述数据备份单元，还用于为备份的数据块生成一个备份记录，所述备份记录中包含恢复标识、数据块序号和数据块。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述数据恢复单元，用于对于每一个数据块，根据指定的恢复标识，用备份记录中恢复标识不晚于指定的恢复标识的最后一次备份的数据块对虚拟磁盘文件中的数据块进行恢复，并更新该数据块的备份标识，直至虚拟磁盘文件中所有的数据块都被恢复。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述备份标识为时间戳、版本号、或简单数值。
14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述恢复标识为备份时间或备份序号。
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