CN104407935B - 快照回滚方法和存储设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快照回滚方法和存储设备，以提高快照回滚性能。在本发明一些可行的实施方式中，方法包括：接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

Description

快照回滚方法和存储设备

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种快照回滚方法和存储设备。

背景技术

存储快照是一种虚拟备份技术。存储快照技术支持生成源LUN(Logical UnitNumber，逻辑单元号)在某个时间点上虚拟的一致性映像，在不中断正常业务的前提下，快速得到一份与源LUN一致的数据副本(即快照LUN)。副本生成之后立即可用，并且对副本的读写操作不再影响源数据。因此通过快照技术就可以解决如在线的备份、数据分析、应用测试等难题。

当前实现存储快照的一种主要技术是写前拷贝(Copy On Write，COW)。一种基于COW技术的快照实现方案包括：当源LUN收到主机的写请求时，首先查询快照LUN与资源卷(分配给快照LUN的一组存储资源)的映射表，确认资源卷是否已经做过写前拷贝。如果已经做过写前拷贝，则将数据直接写在源LUN指向的源卷(分配给源LUN的一组存储资源)。如果未做过写前拷贝，将源卷将要被写入位置的原数据移动到资源卷中，快照LUN与资源卷的映射表同时进行映射关系的修改，记录原数据的新位置，然后将新数据写入到源卷中。基于COW技术的快照回滚方案包括：遍历快照LUN与资源卷的映射表，将做过写前拷贝的数据从资源卷中读出来写到源卷中，即完成回滚。

实践发现，基于COW实现的快照回滚方案需要将资源卷中的数据回拷至源卷，这个过程需要遍历映射表进行拷贝，回滚性能低。

发明内容

本发明实施例提供一种快照回滚方法和存储设备，以提高快照回滚性能。

本发明第一方面提供一种快照回滚方法，用于存储设备，所述存储设备中创建有Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，包括：

接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：回收所述第一地址指向的资源卷空间。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表之前，还包括：接收发往所述Thin LUN的写请求；查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW；如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：如果所述准备写入数据的数据块已经做过COW，则直接将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表之前，还包括：对Thin LUN进行快照以生成快照LUN，所述快照LUN的映射表是所述Thin LUN的映射表的一个副本。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述对Thin LUN进行快照以生成快照LUN之前，还包括：为Thin LUN分配资源卷空间。

本发明第二方面提供一种存储设备，所述存储设备中创建有Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，所述存储设备包括：

查询模块，用于接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

回滚模块，用于将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，所述回滚模块，还用于回收所述第一地址指向的资源卷空间。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述存储设备还包括接收模块，用于接收发往所述Thin LUN的写请求；所述查询模块，还用于查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW；所述存储设备还包括COW模块，用于如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述存储设备还包括快照模块，用于对Thin LUN进行快照以生成快照LUN，所述快照LUN的映射表是所述Thin LUN的映射表的一个副本。

由上可见，本发明实施例基于Thin LUN和快照LUN都通过映射表实现的原理，在存储设备中创建Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，进行回滚时，对于做过COW的数据块，直接将这些数据块在Thin LUN的映射表中对应的物理地址，修改为这些数据块在快照LUN的映射表中对应的物理地址，从而，在回滚时不必进行数据拷贝，可以有效提高回滚性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种快照回滚方法的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种快照回滚方法的示意图；

图3a-3c是本发明实施例中进行快照回滚操作的示意图；

图4是本发明实施例提供的一种存储设备的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种存储设备的示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种快照回滚方法和存储设备，以提高快照回滚性能。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面通过具体实施例，分别进行详细的说明。

实施例一、

请参考图1，本发明实施例提供一种快照回滚方法，该用于存储设备，所述存储设备中创建有Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，所述方法可包括：

101、接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

102、将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

现有的基于COW技术的快照及回滚实现方案中，在进行回滚时，不可避免的要执行数据拷贝操作，即，将资源卷中的数据回拷至源卷，这就导致回滚性能很低。为解决上述问题，本发明实施例在基于COW技术的快照方案的基础上，结合了自动精简配置(thinprovisioning，也叫虚拟配置)技术，提供上述的快照回滚方法。

自动精简配置是一种存储虚拟化技术，从传统的空间分配方式直接演化而来。该技术将所有存储空间汇集到精简池(Pool)中进行统一管理，使用固定大小的区间(Extent)将空间分块，最终精简池管理的Extent按需分配给Thin(精简)LUN供业务系统使用。ThinLUN实现方案包括：

当Thin LUN收到主机写请求时，首先查询Thin LUN与资源卷的映射表，确认资源卷是否已经分配空间给Thin LUN。如果资源卷空间已经分配，则对资源卷中相应区域进行写数据操作。如果资源卷空间尚未分配，则先进行空间分配后再对Thin LUN资源卷中相应区域进行写数据操作。对于Thin LUN已写过数据的数据块，后续再写这些数据块时无需再分配空间。

本发明实施例基于Thin LUN和快照LUN都通过映射表实现的原理，在存储设备中创建Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，进行回滚时，对于做过COW的数据块，直接将这些数据块在Thin LUN的映射表中对应的物理地址，修改为这些数据块在快照LUN的映射表中对应的物理地址，从而，在回滚时不必进行数据拷贝，可以有效提高回滚性能。

实施例二、

请参考图2，本发明实施例提供一种快照回滚方法，可包括：

201、为Thin LUN分配资源卷空间。

本发明实施例中，在存储设备中创建Thin LUN进行数据管理，该Thin LUN相当于基于COW技术的快照及回滚实现方案中的源LUN。但需要注意，ThinLUN是通过映射表实现的，而源LUN则不通过映射表实现。

本发明实施例中，存储设备(例如存储阵列)将所有存储资源划分为一个或多个资源卷。假设激活快照时刻之前，Thin LUN已经分配过资源卷空间。

202、对Thin LUN进行快照以生成快照LUN。

在激活快照时刻，存储设备对Thin LUN进行快照以生成快照LUN。本文中，将ThinLUN与资源卷的映射表称为Thin LUN的映射表，将快照LUN与资源卷的映射表称为快照LUN的映射表。快照生成的快照LUN的映射表是Thin LUN的映射表的一个副本。所说的映射表包括两组地址，即逻辑地址与物理地址的映射关系表。其中，每一个逻辑地址表示一个数据块，逻辑地址对应的物理地址指向资源卷空间，数据块的内容存储在逻辑地址指向的资源卷空间中。

快照LUN的映射表和Thin LUN的映射表中的逻辑地址是完全相同的，但是，一个逻辑地址在两个映射表中分别对应的两个物理地址可能是相同的，也可能是不同的。

在刚激活快照之后，尚未进行写操作之前，快照LUN的映射表和Thin LUN的映射表完全相同的，或者说，Thin LUN的映射表中的逻辑地址与快照LUN的映射表中的逻辑地址指向资源卷中同一块存储空间。

请参考图3a，是快照LUN的映射表和Thin LUN的映射表的示意图，图中，左边一列和右边一列分别表示Thin LUN的映射表和快照LUN的映射表中的逻辑地址(或者说数据块)，即数据块0-7。中间两列是资源卷，中间两列中的左边一列是用于Thin LUN的第一资源卷空间，中间两列中的右边一列是用于快照LUN的第二资源卷空间，以存储进行过写前拷贝的数据块的内容。假设数据块0-7的内容分别是S、D、K、H、L、M、J和H，存储在第一资源卷空间中。

203、对Thin LUN进行写操作。

当存储设备接收到发往所述Thin LUN的写请求，首先，查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW。例如，假设准备写入数据的数据块是0、3和4，准备写入的数据分别是M、B和P。

如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。例如如图3b所示，将数据块0、3和4对应的第一资源卷空间中存储的原数据，即S、H和L，移动到第二资源空间，并将数据块0、3和4在快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向第二资源空间，再将准备写入的数据M、B和P写入第一资源空间。该步骤即是写前拷贝操作。该步骤之后，Thin LUN中的数据块0、3和4的物理地址分别指向第一资源空间的M、B和P，快照LUN中的数据块0、3和4的物理地址分别指向第二资源空间的S、H和L。

如果所述准备写入数据的数据块已经做过COW，则直接将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

204、对Thin LUN进行回滚操作。

接收到回滚指令后，首先查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

例如，在启动快照回滚时刻，已经对映射表中的数据块0、3、4做过写前拷贝，则这三个数据块是需要回滚的数据块。如图3c所示，回滚流程就是把做过写前拷贝的数据块在Thin LUN的映射表中的物理地址改成在快照LUN的映射表中的物理地址，修改后，Thin LUN和快照LUN的映射表中数据块0、3、4分别都指向第二资源空间中的S、H和L，同时，可以回收原Thin LUN映射表中的数据块0、3、4指向的第一资源卷空间，即M、B和P占据的资源卷空间；最后，把快照LUN的映射表的是否做过写前拷贝的标记改成否。

至此，快照回滚操作完成。需要注意的是，回滚过后写源LUN需要重新做写前拷贝。

本发明实施例中，通过修改Thin LUN的映射表中的物理地址，直接实现Thin LUN上的数据回滚，不必进行数据拷贝操作。并且，通过该种方式，使得可以回收原Thin LUN的映射表中做过COW的数据块的资源卷空间。

由上可见，本发明实施例基于Thin LUN和快照LUN都通过映射表实现的原理，在存储设备中创建Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，进行回滚时，对于做过COW的数据块，直接将这些数据块在Thin LUN的映射表中对应的物理地址，修改为这些数据块在快照LUN的映射表中对应的物理地址，从而，在回滚时不必进行数据拷贝，可以加快回滚速率，提高回滚性能。

实施例三、

为了更好的实施本发明实施例的上述方案，下面还提供用于配合实施上述方案的相关装置。

请参考图4，本发明实施例提供一种存储设备40，可包括：

查询模块401，用于接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

回滚模块402，用于将所述做过COW的数据块在所述Thin LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW。

本发明一些实施例中，所述回滚模块402，还用于回收所述第一地址指向的资源卷空间。

请参考图5，本发明一些实施例中，所述存储设备40还包括接收模块403，用于接收发往所述Thin LUN的写请求；所述查询模块401，还用于查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW；所述存储设备40还包括写前拷贝(COW)模块404，用于如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

请参考图5，本发明一些实施例中，所述存储设备40还包括快照模块405，用于对Thin LUN进行快照以生成快照LUN，所述快照LUN的映射表是所述Thin LUN的映射表的一个副本。

本发明实施例的存储设备例如可以是存储阵列。

可以理解，本发明实施例的存储设备的各个功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可参照上述方法实施例中的相关描述，此处不再赘述。

在本发明的一些可行的实施方式中，通过修改Thin LUN的映射表中的物理地址，直接实现Thin LUN上的数据回滚，不必进行数据拷贝操作。并且，通过该种方式，使得可以回收原Thin LUN的映射表中做过COW的数据块的资源卷空间。

由上可见，本发明实施例基于Thin LUN和快照LUN都通过映射表实现的原理，在存储设备中创建Thin LUN以及对应于所述Thin LUN的快照LUN，进行回滚时，对于做过COW的数据块，直接将这些数据块在Thin LUN的映射表中对应的物理地址，修改为这些数据块在快照LUN的映射表中对应的物理地址，从而，在回滚时不必进行数据拷贝，可以加快回滚速率，提高回滚性能。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的快照回滚方法的部分或全部步骤。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的快照回滚方法和存储设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种快照回滚方法，其特征在于，用于存储设备，所述存储设备中创建有精简LUN以及对应于所述精简LUN的快照LUN，所述方法包括：

接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

将所述做过COW的数据块在所述精简LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW；其中，所述精简LUN的映射表为所述精简LUN与资源卷的映射表；所述快照LUN的映射表为所述快照LUN与所述资源卷的映射表；任一映射表包括逻辑地址与物理地址，每一逻辑地址表示一个数据块，所述逻辑地址对应的物理地址指向资源卷空间；所述资源卷为分配给所述快照LUN的一组存储资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

回收所述第一地址指向的资源卷空间。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表之前，还包括：

接收发往所述精简LUN的写请求；

查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW；

如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并将所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

如果所述准备写入数据的数据块已经做过COW，则直接将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表之前，还包括：

对精简LUN进行快照以生成快照LUN，所述快照LUN的映射表是所述精简LUN的映射表的一个副本。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对精简LUN进行快照以生成快照LUN之前，还包括：

为精简LUN分配资源卷空间。

7.一种存储设备，其特征在于，所述存储设备中创建有精简LUN以及对应于所述精简LUN的快照LUN，所述存储设备包括：

查询模块，用于接收到回滚指令后，查询快照LUN的映射表，找出做过写前拷贝COW的数据块，所述做过COW的数据块是需要进行回滚的数据块；

回滚模块，用于将所述做过COW的数据块在所述精简LUN的映射表中对应的物理地址从第一地址修改为第二地址，所述第二地址是所述做过COW的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址，并将所述快照LUN的映射表标记为未做过COW；其中，所述精简LUN的映射表为精简LUN与资源卷的映射表；所述快照LUN的映射表为所述快照LUN与所述资源卷的映射表；任一映射表包括逻辑地址与物理地址，每一逻辑地址表示一个数据块，所述逻辑地址对应的物理地址指向资源卷空间；所述资源卷为分配给所述快照LUN的一组存储资源。

8.根据权利要求7所述的存储设备，其特征在于，

所述回滚模块，还用于回收所述第一地址指向的资源卷空间。

9.根据权利要求7或8所述的存储设备，其特征在于，

所述存储设备还包括接收模块，用于接收发往所述精简LUN的写请求；

所述查询模块，还用于查询所述快照LUN的映射表，判断所述写请求准备写入数据的数据块是否做过COW；

所述存储设备还包括COW模块，用于如果所述准备写入数据的数据块没有做过COW，首先将所述写请求准备写入数据的数据块对应的第一资源卷空间中存储的原数据移动到第二资源卷空间，并将所述准备写入数据的数据块在所述快照LUN的映射表中对应的物理地址修改为指向所述第二资源卷空间，再将所述写请求准备写入的数据写入所述第一资源卷空间。

10.根据权利要求7或8所述的存储设备，其特征在于，

所述存储设备还包括快照模块，用于对精简LUN进行快照以生成快照LUN，所述快照LUN的映射表是所述精简LUN的映射表的一个副本。