CN102375696A

CN102375696A - 利用虚拟磁盘的数据存储系统与数据存取方法

Info

Publication number: CN102375696A
Application number: CN2010102613810A
Authority: CN
Inventors: 毕明浩; 陈志丰
Original assignee: Inventec Corp
Current assignee: Inventec Corp
Priority date: 2010-08-20
Filing date: 2010-08-20
Publication date: 2012-03-14

Abstract

一种利用虚拟磁盘的数据存储系统与数据存取方法，动态的改变储存设备中的欲备份的储存文件的整体容量，数据存储方法包括：依据预设的备份排程在第一存储装置运行备份程序，将最近一次备份程序的完成时间以后在原始卷中的异动部分进行备份；于第二存储装置中建立虚拟磁盘文件组与块分配表；根据原始卷欲备份的数据产生相应的备份文件，将备份文件传送至第二存储装置；将备份文件写入虚拟磁盘文件组中相应的位置，将备份文件位于第一存储装置中的相应位置记录于块分配表中；重复接收备份文件与写入的步骤，直至完成所有的备份文件的操作。

Description

利用虚拟磁盘的数据存储系统与数据存取方法

技术领域

本发明涉及一种数据存储系统、数据存取方法，特别涉及一种利用虚拟磁盘的数据存储系统与数据存取方法。

背景技术

随着因特网的兴起，使得数据交换与保存的需求量大增。所以为能克服数据保存的目的，现有技术提出了许多数据保存的技术，例如储存局域网络(Storage area network)或网络存取设备(Network access storage)。

现有技术的作法是通过远程复制和远程备份，现有技术大部分采取的是将磁盘(Disk)或磁带(Tape)作为存储介质，即将要复制或备份的数据拷贝到磁盘(包括磁盘阵列)和磁带库(或虚拟磁带库)中进行保存。

这种方案的特点是复制或备份系统要具备与主存储系统相同或相似的结构，但是此种做法的缺点设置成本偏高。举一个例子来说，如果一个100Gigabytes的原始卷建立一个备份文件，那么一开始就需要额外设置1000Gigabytes的原始卷建立的空间配置给所要复制的数据，即使你需要复制的有效数据仅有几百Megabytes。

当然，目前有很多技术可以实现动态的精简和扩展，如自动精简配置，虚拟化等。这些现有技术可以在备份初期只分配少量的存储空间。但是当存储空间占满后，存储系统会再逐步增加存储容量，从而实现按需求分配存储空间的效果，达到资源的高效利用。然而为能实现动态扩张存储空间的手段则需要更为复杂的架构，更多的额外配置以及高昂的软件成本。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于提供一种虚拟磁盘的数据存储系统，用以动态的改变储存设备中的欲备份的储存文件的整体容量。

为达到上述目的，本发明所揭露的虚拟磁盘的数据存储系统包括：第一存储装置与第二存储装置。第一存储装置储存原始卷与备份程序；第二存储装置网络连接于第一存储装置，第二存储装置于其中划分虚拟磁盘文件组，虚拟磁盘文件组储存原始卷的多个备份文件与块分配表(block allocation table)；并且每经过一预设时间后备份程序对原始卷进行备份时，将原始卷的异动部分产生相应的备份文件，并将备份文件传输至第二存储装置，由第二存储装置根据数据块的产生时间依序的写入虚拟磁盘文件组中。

本发明还提出一种利用虚拟磁盘的数据存取方法，用以动态的改变储存设备中的欲备份的储存文件的整体容量。

为达到上述目的，本发明所揭露的一种利用虚拟磁盘的数据存取方法包括以下步骤：将原始卷存储于第一存储装置中；每经过预设时间后，第一存储装置运行备份程序，将原始卷中与前次进行备份程序时的异动部分进行备份；于第二存储装置中建立虚拟磁盘文件组与块分配表；根据原始卷欲备份的数据产生相应的备份文件，并将备份文件传送至第二存储装置；将备份文件写入虚拟磁盘文件组中相应的位置，并将备份文件位于第一存储装置中的相应位置记录块分配表中；重复接收数据块与写入的步骤，直至完成接收所有的备份文件。

为配合上述实施例的存储系统与方法，本发明还提出一种数据读取方法，其包括以下步骤：开启第二存储装置中的虚拟磁盘文件组；判断欲读取的备份文件所相应的块分配表是否已分配；若欲读取的数据块的块分配表已被分配，则读取数据块；若欲读取的数据块的块分配表未被分配，则判断备份文件是否存在与前次异动时相关的备份文件；若存在前次异动时的备份文件，则根据选取前次异动时所产生的备份文件读取块分配表，将前次异动的备份文件读出；若不存在前次异动时的备份文件，则将一个特定结果(可自定义)(如全为“0”或全为“1”，只要为定值)作为读出的内容返回给读取数据的程序。

本发明提出一种远程的数据备份系统与其存取方法，本发明可以将大容量的第一存储装置中的原始卷备份至不同第一存储装置容量的第二存储装置中，并且于第二存储装置中分时的建立原始卷的异动部分的备份文件。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1A为本发明的架构示意图；

图1B为本发明的方框示意图；

图1C为本发明的备份文件结构示意图；

图2为本发明的存储数据的运作流程示意图；

图3为本发明的读取数据的运作流程示意图。

其中，附图标记

第一存储装置110

第二存储装置120

原始卷111

备份程序112

虚拟磁盘文件组121

备份文件122

块分配表123

文件读取模块124

具体实施方式

下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：

请参考图1A与图1B所示，其分别为本发明的架构与方框示意图。本发明的虚拟磁盘的数据存储系统包括：第一存储装置110与第二存储装置120。第一存储装置110与第二存储装置120可以是但不限定为个人计算机、笔记型计算机或服务器。第一存储装置110通过网络连接于第二存储装置120。一般而言，若是第一存储装置110与第二存储装置120分别被放置不同区域(例如：不同省或国家)时，可以通过因特网或虚拟个人网络的方式连接。若是第一存储装置110与第二存储装置120存在于同一区域(例如：同一栋大楼或企业内)，则可通过内网的方式连接。

在第一存储装置110中储存原始卷111与备份程序112。一般而言，在第一存储装置110中可能存储多笔文件，在本发明中为了清楚说明，所以将欲进行备份的文件定义为111，并将每次备份时的输出文件定义为备份文件。本发明的备份程序112是于每经过一预设时间后，备份程序112会针对111中的异动部分进行备份。备份程序112将异动部分储存为备份文件。因此，在虚拟磁盘文件组中的第一个备份文件意即111的最初完整数据，尔后的备份文件则是根据前一个备份文件与111的异动部分所产生的备份结果。

在第二存储装置120中可以依据不同的111划分相应数量的虚拟磁盘文件组121。在本发明中是以一个111与一个虚拟磁盘文件组121作为说明，但此一数量并非其限制。虚拟磁盘文件组121用以储存根据111所产生的备份文件122(块分配表123位于备份文件122中)。请参考图1C所示，其为备份文件122结构示意图。

每一个备份文件122中具有文件头信息、块分配表123与数据块。文件头信息用以记录111于第一存储装置110时的容量、111的版本、111的文件类型、块分配表123的起始地址与块分配表123的容量。块分配表123用以记录数据块的逻辑地址与对应于111内偏移的映像位置，数据块用于存储数据。

为清楚说明本发明的存储系统的数据存储运作流程，还请参考图2所示，其为本发明的存储数据的运作流程示意图。

步骤S210：将原始卷存储于第一存储装置中；

步骤S220：依据预设的备份排程在第一存储装置运行备份程序，将原始卷中与前次进行备份程序时的异动部分进行备份；

步骤S230：于第二存储装置中建立虚拟磁盘文件组与块分配表；

步骤S240：根据原始卷欲备份的数据产生相应的备份文件，并将备份文件传送至第二存储装置；

步骤S250：将备份文件写入虚拟磁盘文件组中相应的位置，并将备份文件位于第一存储装置中的相应位置记录块分配表中；以及

步骤S260：重复接收数据块与写入的步骤，直至完成接收所有的备份文件。

若是备份程序112第一次进行备份，则备份程序112会通知第二存储装置120，并于第二存储装置120中建立一个新的虚拟磁盘文件组121与块分配表123。接着，备份程序112会将欲备份的111整个备份为第一备份文件122，并将第一备份文件122记录至虚拟磁盘文件组121中存放。

假设每经过一个小时备份程序112会对111进行一次备份。备份程序112在进行第二次备份时，备份程序112会比对第一备份文件122与当前111的异动处。若当前111有数据的异动时，则备份程序112将针对异动处进行备份，并产生第二备份文件122。备份程序112将第二备份文件写入虚拟磁盘文件组121时，备份程序112会检查块分配表123中是否已经配置第二备份文件的位置。若已经在块分配表123中配置第二备份文件的位置，则备份程序112直接将第二备份文件写入虚拟磁盘文件组121中。若块分配表123中并未建立第二备份文件，则备份程序112根据第二备份文件所记载的对111的存储位置进行块分配表123的配置。并在完成块分配表123的配置后，备份程序112将第二备份文件写入虚拟磁盘文件组121中。备份程序112将会重复的运行上述的备份动作。

本发明除了可以动态的扩充备份文件122的存储外，也可以从虚拟磁盘文件组121中读取出需要的备份文件122。请参考图3所示，其为本发明的读取数据的运作流程示意图。

步骤S310：开启第二存储装置中的虚拟磁盘文件组；

步骤S320：判断欲读取的备份文件所相应的块分配表是否已分配；

步骤S330：若欲读取的数据块的块分配表已被分配，则读取数据块；

步骤S340：若欲读取的数据块的块分配表未被分配，则判断备份文件是否存在与前次异动时相关的备份文件；

步骤S350：若存在前次异动时的备份文件，则根据选取前次异动时所产生的备份文件读取块分配表，将前次异动的备份文件读出；以及

步骤S360：若不存在前次异动时的备份文件，则说明该数据块没有进行过写入，因此将一个特定结果(如全为“0”)作为读出的内容返回给读取数据的程序。

由于虚拟磁盘文件组中所存储的备份文件122是依序排放，因此使用者可以根据不同的备份时间点来取得所要的备份文件122。为能配合上述存储的数据进行读取，因此在此一实施例中还设置文件读取模块124。文件读取模块124用以读取该些数据块并将其组合为相应时间点的111。

首先，由文件读取模块124开启第二存储装置120中的虚拟磁盘文件组121。文件读取模块124判断欲读取的备份文件122所相应的块分配表是否已分配。若欲读取的数据块的块分配表123已被分配，则文件读取模块124开始读取数据块。若欲读取的数据块的块分配表123未被分配，则文件读取模块124判断备份文件122是否存在与前次异动时相关的备份文件122。若存在前次异动时的备份文件122，则根据选取前次异动时所产生的备份文件122读取块分配表123，文件读取模块124将前次异动的备份文件122读出。若不存在前次异动时的备份文件122，则说明要读取的数据块没有进行过写入操作，文件读取模块124可以认为该数据块的内容为“0”并将此结果返回给需要读取该数据块的程序。

本发明提出一种远程的数据备份系统与其存取方法，本发明可以将大容量的第一存储装置110中的111备份至不同第一存储装置110容量的第二存储装置120中，并且于第二存储装置120中分时的建立111的异动部分的备份文件122。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种利用虚拟磁盘的数据存储系统，用以动态的改变储存设备中的欲备份的储存文件的整体容量，其特征在于，该数据存储系统包括：

一第一存储装置，其中储存一原始卷与一备份程序；以及

一第二存储装置，网络连接于该第一存储装置，该第二存储装置于其中划分一虚拟磁盘文件组，该虚拟磁盘文件组储存该原始卷的多个备份文件与一块分配表；

其中，依据预设的一备份排程在该第一存储装置运行该备份程序，该备份程序对该原始卷进行备份时，将该原始卷的异动部分产生相应的该备份文件，并将该备份文件传输至该第二存储装置，由该第二存储装置根据该备份文件的产生时间依序的写入该虚拟磁盘文件组中。

2.根据权利要求1所述的利用虚拟磁盘的数据存储系统，其特征在于，该备份文件包括多个数据块，该块分配表用以记录该些数据块的逻辑地址与对应于该原始卷内偏移的映像位置。

3.根据权利要求2所述的利用虚拟磁盘的数据存储系统，其特征在于，该虚拟磁盘文件组还包括一文件头信息与一文件尾信息，该文件头信息用以记录该原始卷于该第一存储装置时的容量、该原始卷的版本、该原始卷的文件类型、该块分配表的起始地址与该块分配表的容量。

4.根据权利要求1所述的利用虚拟磁盘的数据存储系统，其特征在于，该第二存储装置还包括一文件读取模块，其用以读取该些数据块并将其组合为相应时间点的该原始卷。

5.一种利用虚拟磁盘的数据存取方法，用以动态的改变储存设备中的欲备份的储存文件的整体容量，其特征在于，该数据存取方法包括以下步骤：

将一原始卷存储于一第一存储装置中；

每经过一预设时间后，该第一存储装置运行一备份程序，将该原始卷中与前次进行该备份程序时的异动部分进行备份；

于一第二存储装置中建立一虚拟磁盘文件组与一块分配表；

根据该原始卷欲备份的数据产生相应的一备份文件，并将该备份文件传送至该第二存储装置；

将该备份文件写入该虚拟磁盘文件组中相应的位置，并将该备份文件位于该第一存储装置中的相应位置记录该块分配表中；以及

重复接收该数据块与写入的步骤，直至完成接收所有的该备份文件。

6.根据权利要求5所述的利用虚拟磁盘的数据存取方法，其特征在于，在产生该备份文件中还包括以下步骤：

于该备份文件中分别建立一文件头信息、该数据块与一文件尾信息，该文件头信息用以记录该原始卷于该第一存储装置时的容量、该原始卷的版本、该原始卷的文件类型、该块分配表的起始地址与该块分配表的容量。