CN105988895B - 快照处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快照处理方法及装置，其中，该方法包括：创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，快照数据区与可写数据区相互独立，快照数据区用于保存快照数据，可写数据区用于保存快照写入数据；根据快照数据区和可写数据区进行快照处理。通过本发明解决了相关技术中不能实现对快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能的问题，进而实现了快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能。

Description

快照处理方法及装置

技术领域

本发明涉及数据存储领域，具体而言，涉及快照处理方法及装置。

背景技术

随着互联网信息的迅速发展，数据安全以及备份越显得重要，许多厂家纷纷寻找合适的备份软件。在实际使用中，大多数厂商要求备份过程不中断业务，尽量减小对原有业务的影响。由于快照具有快速生效，对业务影响小，占用空间小等优点，因此，快照技术成了首选的备份技术。

存储网络行业协会(StorageNetworking Industry Association，简称为SNIA)对快照(Snapshot)的定义是：关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始的时间点)的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。

目前，大多数快照实现的是只读快照，即快照一旦被创建，只能对快照进行读取，不能写入，即便少数厂商实现了可写快照，但是由于破坏了快照原有数据，在源卷数据破坏时，数据不能恢复。针对相关技术中，不能实现对快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能的问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明提供了一种快照处理方法及装置，以至少解决相关技术中不能实现对快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种快照处理方法，包括：创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，所述快照数据区与所述可写数据区相互独立，所述快照数据区用于保存快照数据，所述可写数据区用于保存快照写入数据；根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理。

进一步地，创建所述可写快照还包括：创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，所述快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和所述快照数据在所述快照数据区的位置的对应关系，所述可写数据区映射表用于保存所述快照数据在所述可写数据区上的位置以及所述快照数据对应的标记信息；创建全量同步进度表，该全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。

进一步地，根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理包括：对所述可写快照进行写入，其中，在快照写入位置信息不大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息的数据从源卷拷贝到所述可写数据区，再将所述快照数据直接写入所述可写数据区。

进一步地，在第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息更新至所述可写数据区映射表。

进一步地，对可写快照进行写入后包括：启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到所述全量同步进度表中。

进一步地，对所述可写快照进行写入之后包括：获取快照待读取数据的位置信息；根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取。

进一步地，根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取包括：在所述位置信息不大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述快照数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中不能查找到所述快照写入位置信息时，从源卷中读取所述快照待读取数据。

进一步地，对所述可写快照进行写入之后包括：在所述源卷数据出现丢失的情况下，从所述快照数据区进行数据回滚或者从所述可写数据区进行数据回滚。

进一步地，从所述快照数据区进行数据回滚包括：获取所述快照数据区映射表的第一个位置，根据所述第一位置信息逐一将所述快照数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

进一步地，从所述可写数据区进行数据回滚包括：在全量同步完成的情况下，将从所述可写数据区读取的数据回写至所述源卷；或者，获取所述可写数据区映射表的第一个位置信息，根据所述第一位置信息逐一将所述快照可写数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

进一步地，根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理包括：在将所述可写快照转化为只读快照的情况下，保留所述可写数据区；或者，删除所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表。

进一步地，根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理包括：在将只读快照转换为所述可写快照的情况下，判断所述可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表，发起全量同步。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种快照处理装置，包括：创建模块，用于创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，所述快照数据区与所述可写数据区相互独立，所述快照数据区用于保存快照数据，所述可写数据区用于保存快照写入数据；处理模块，用于根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理。

进一步地，所述创建模块还包括：第一创建单元，用于创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，所述快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和所述快照数据在所述快照数据区的位置的对应关系，所述可写数据区映射表用于保存所述快照数据在所述可写数据区上的位置以及所述快照数据对应的标记信息；第二创建单元，用于创建全量同步进度表，该全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。

进一步地，所述处理模块包括：第一写入单元，用于对所述可写快照进行写入，其中，所述第一写入单元用于：在快照写入位置信息不大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置的数据从源卷拷贝到所述可写数据区，再将所述快照数据直接写入所述可写数据区。

进一步地，所述处理模块还包括：第二写入模块，用于在第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息更新至所述可写数据区映射表。

进一步地，所述处理模块还包括：更新单元，用于启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到所述全量同步进度表中。

进一步地，所述处理模块还包括：获取单元，用于获取快照待读取数据的位置信息；读取单元，用于根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取。

进一步地，所述读取单元还用于：在所述位置信息不大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述快照数据区读取所述快照待读取数据；或者，在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中不能查找到所述快照写入位置信息时，从源卷中读取所述快照待读取数据。

进一步地，所述处理模块还包括：回滚单元，用于在所述源卷数据出现丢失的情况下，从所述快照数据区进行数据回滚或者从所述可写数据区进行数据回滚。

进一步地，所述回滚单元还用于：获取所述快照数据区映射表的第一个位置，根据所述第一位置信息逐一将所述快照数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

进一步地，所述回滚单元还用于：在全量同步完成的情况下，将从所述可写数据区读取的数据回写至所述源卷；或者，获取所述可写数据区映射表的第一个位置，根据所述第一位置信息逐一将所述快照数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

进一步地，所述处理模块还包括：第一转化单元，用于在将所述可写快照转化为只读快照的情况下，保留所述可写数据区；或者，删除所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表。

进一步地，所述处理模块还包括：

第二转化单元，用于在将只读快照转换为所述可写快照的情况下，判断所述可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表，发起全量同步。

通过本发明，采用创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，快照数据区与可写数据区相互独立，快照数据区用于保存快照数据，可写数据区用于保存快照写入数据；根据快照数据区和可写数据区进行快照处理。解决了相关技术中不能实现对快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能的问题，进而实现了快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的快照处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(一)；

图4是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(二)；

图5是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(三)；

图6是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(四)；

图7是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(五)；

图8是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(六)；

图9是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(七)；

图10是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(八)；

图11是根据本发明实施例的快照COW数据区和可写数据区分布示意图；

图12是根据本发明实施例的源卷写入后的数据空间分布示意图；

图13是根据本发明实施例的快照写入后的数据空间分布示意图；

图14是根据本发明实施例的从快照COW数据区回滚数据示意图；

图15是根据本发明实施例的从快照可写数据区回滚数据示意图；

图16是根据本发明实施例的对快照写入数据流程图；

图17是根据本发明实施例的从快照读取数据流程图；

图18是根据本发明实施例的可写快照全量复制流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种快照处理方法，图1是根据本发明实施例的快照处理方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102，创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，快照数据区与可写数据区相互独立，快照数据区用于保存快照数据，可写数据区用于保存快照写入数据；

步骤S104，根据快照数据区和可写数据区进行快照处理。

通过上述步骤，分配了相互独立的快照数据区和可写数据区，可以在可写数据区写入数据，能够完成对快照的写入操作，相比于相技术中快照只能读取，不能写入，或者在源卷数据破坏时，数据不能恢复，上述步骤解决了相关技术中不能实现对快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能的问题，进而实现了快照的可写功能以及灵活的数据回滚功能。

上述步骤S102涉及到创建可写快照，在一个可选实施例中，创建可写快照包括：创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和快照数据在快照数据区的位置的对应关系，可写数据区映射表用于保存快照数据在可写数据区上的位置以及快照数据对应的标记信息；创建全量同步进度表，全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。从而可以通过快照数据区映射表、可写数据区映射表和全量同步进度表进行快照处理。

在一个可选实施例中，根据快照数据区和该可写数据区进行快照处理包括，对可写快照进行写入，在另一个可选实施例中，在快照写入位置信息不大于该当前位置信息的情况下，将该数据直接写入可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于该当前位置信息的情况下，并且在可写数据区映射表中查找到快照写入位置信息时，将数据直接写入可写数据区；或者，在快照写入位置信息大于该当前位置信息的情况下，并且第一次在快照写入位置信息写入数据时，将快照写入位置信息拷贝到可写数据区，再将数据直接写入可写数据区。从而根据快照写入位置信息完成了对数据的写入过程。

在一个可选实施例中，在第一次在快照写入位置信息写入数据时，将快照写入位置信息更新至可写数据区映射表。在一个可选实施例中，对可写快照进行写入后，启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到全量同步进度表中。

对可写快照进行写入之后，还可以对数据进行读取，在一个可选实施例中，获取快照待读取数据的位置信息，根据快照位置信息对快照待读取数据进行读取。

对于上述对数据进行读取的过程，在一个可选实施例中，在快照位置信息不大于全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从可写数据区读取待读取数据；或者，在快照位置信息大于该全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在可写数据区映射表中查找到该快照写入位置信息时，从可写数据区读取待读取数据；或者，在快照位置信息大于全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在快照数据区映射表中查找到快照写入位置信息时，从快照数据区读取该待读取数据；或者，在快照位置信息大于全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在快照数据区映射表中不能查找到快照写入位置信息时，从源卷中读取待读取数据。

在源卷数据出现丢失的情况下，在一个可选实施例中，从快照数据区进行数据回滚或者从可写数据区进行数据回滚。因此，即使源卷数据破坏的情况下，通过数据的回滚可以对数据进行恢复。

上述步骤涉及到从该快照数据区进行数据回滚，在一个可选实施例中，获取快照数据区映射表的第一个位置，根据第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到源卷相应位置上。在另一个可选实施例中，在全量同步完成的情况下，将从可写数据区读取的数据回写至源卷；或者，获取可写数据区映射表的第一个位置，根据第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到源卷相应位置上。从而从快照数据区或者可写数据区完成了对数据的回滚。

在根据快照数据区和可写数据区进行快照处理中包括快照读写转换的处理，在一个可选实施例中，在将可写快照转化为只读快照的情况下，保留可写数据区；或者，删除可写数据区、可写数据区映射表和全量同步进度表。在另一个可选实施例中，在将只读快照转换为该可写快照的情况下，判断可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配可写数据区、可写数据区映射表和全量同步进度表，发起全量同步。

在本实施例中还提供了一种快照处理装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图，如图2所示，还装置包括：创建模块22，用于创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，快照数据区与可写数据区相互独立，快照数据区用于保存快照数据，可写数据区用于保存快照写入数据；处理模块24，用于根据快照数据区和可写数据区进行快照处理。

图3是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(一)，如图3所示，创建模块22还包括：第一创建单元222，用于创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和源卷数据在该快照数据区的位置的对应关系，可写数据区映射表用于保存快照数据在该可写数据区上的位置以及该快照数据对应的标记信息；第二创建单元224，用于创建全量同步进度表，全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。

图4是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(二)，如图4所示，处理模块24包括：第一写入单元242，用于对该可写快照进行写入，其中，第一写入单元242用于：在快照写入位置信息不大于全量同步进度表的当前位置信息的情况下，将该数据直接写入该可写数据区；或者，在该快照写入位置信息大于全量同步进度表的当前位置信息的情况下，并且在该可写数据区映射表中查找到该快照写入位置信息时，将数据直接写入该可写数据区；或者，在该快照写入位置信息大于全量同步进度表的当前位置信息的情况下，并且第一次在该快照写入位置信息写入数据时，将该快照写入位置信息拷贝到该可写数据区，再将该数据直接写入该可写数据区。

图5是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(三)，如图5所示，处理模块24还包括：第二写入单元244，用于在第一次在该快照写入位置信息写入数据时，将快照写入位置信息更新至该可写数据区映射表。

图6是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(四)，如图6所示，处理模块24还包括：更新单元246，用于启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到所述全量同步进度表中。

图7是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(五)，如图7所示，处理模块24还包括：获取单元248，用于获取待读取数据的快照位置信息；读取单元250，用于根据该快照位置信息对该待读取数据进行读取。

可选地，读取单元250还用于：在该快照位置信息不大于该全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从该可写数据区读取该待读取数据；或者，在快照位置信息大于该全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在该可写数据区映射表中查找到该快照写入位置信息时，从可写数据区读取该待读取数据；或者，在快照位置信息大于全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在该快照数据区映射表中查找到该快照写入位置信息时，从该快照数据区读取该待读取数据；或者，在快照位置信息大于全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在快照数据区映射表中不能查找到快照写入位置信息时，从源卷中读取该待读取数据。

图8是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(六)，如图8所示，处理模块24还包括：回滚单元252，用于在该源卷数据出现丢失的情况下，从快照数据区进行数据回滚或者从可写数据区进行数据回滚。

可选地，回滚单元252还用于：获取该快照数据区映射表的第一个位置，根据该第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到该源卷相应位置上

可选地，回滚单元252还用于：在全量同步完成的情况下，将从该可写数据区读取的数据回写至该源卷；或者，获取该可写数据区映射表的第一个位置，根据该第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到源卷相应位置上

图9是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(七)，如图9所示，处理模块24还包括：第一转化单元254，用于在将可写快照转化为只读快照的情况下，保留可写数据区；或者，删除可写数据区、可写数据区映射表和该全量同步进度表。

图10是根据本发明实施例的快照处理装置的结构框图(八)，如图10所示，处理模块24还包括：第二转化单元256，用于在将只读快照转换为该可写快照的情况下，判断该可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配该可写数据区、可写数据区映射表和全量同步进度表，发起全量同步。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述各个模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块分别位于第一处理器、第二处理器和第三处理器…中。

针对相关技术中存在的上述问题，下面结合可选实施例进行说明，在本可选实施例中结合了上述可选实施例及其可选实施方式。

本可选实施例涉及到的术语包括：

快照：英文翻译为：snapshot，对数据进行快速备份和恢复的一种技术；

COW：全称为Copy-On-Write，即写时拷贝，快照的一种技术，只在第一次写入时才会进行数据拷贝；

CK：全称为chunk，数据按照一定的大小分块，每一个数据块就是一个chunk；

全量复制：将一个卷上的数据按照顺序全部复制到另外一个卷上的数据复制方式。

本可选实施例采用以下技术方案，本可选实施例所采用的技术特征包括：

1.存储空间独立。快照COW数据和快照写入数据独立存放，互不影响，便于扩展，也保证了数据的安全性，确保快照不会因为COW数据或者快照写入数据任一个损坏导致整个快照不可用；

2.空间智能分配。快照支持可写时才会真正分配可写数据区，保证空间按需分配，节约存储空间；

3.灵活回滚。快照源卷数据被破坏时，可以由快照进行回滚，快速恢复源卷数据，保证源卷尽快提供数据服务，由于快照COW数据区和写入数据区独立，回滚时，可以灵活的选择回滚数据源；

4.快速回滚。由于COW数据和写入数据空间独立性，在进行数据回滚时，可以快速定位回滚数据源的位置，保证源卷快速提供数据服务；

5.快速写入。快照写入时，先将快照当前位置数据拷贝到写入数据空间，然后将快照数据快速写入，快照写入即可用；

6.快速读取。由于快照写入后立即可用，根据快照数据分布位图，能够快速找到快照数据分布，立即可以提供快照数据访问；

7.布局简单。可以完全在已有只读快照的基础上实现可写，保证可写快照实现后，不会影响到已有的快照；

8.快照读写转换。可以支持只读快照和可写快照之间自由转换，保证转换后的快照正常可用，可以做到快照空间的按需分配和及时回收；

9.全量复制。可写快照的可写数据数据空间分配后，系统立即启动从快照到可写数据区的全量复制。

在本可选实施例涉及到的技术方案包括：

新建快照处理方法：

步骤A.选择对一个普通卷创建快照，用户填写相关参数,创建快照，如果创建只读快照，转步骤B；如果创建可写快照，则转步骤C。

步骤B.快照分配COW数据区和COW数据区映射表(保存源卷数据源卷上的位置和其在COW数据区的位置的对应关系)，完成只读快照创建流程。

步骤C.快照分配COW数据区和可写数据区，COW数据区和可写数据区独立，同时创建COW数据区映射表和可写数据区映射表(保存快照数据在可写数据区上的位置以及对应的标记信息)，以及全量同步进度表(只保存对快照进行全量同步时的当前位置)，同时启动全量复制，完成可写快照创建流程。

快照写入处理方法：

步骤A.主机对快照的写入，先取快照写入位置和同步进度表中保存的位置比对，如果快照写入位置小于等于同步进度表保存的位置，则将待写入快照的数据直接写入可写数据区，如果该位置是第一次写入，还需要将写入位置更新到可写数据区映射表，然后向主机回应快照写入完成，结束快照写入流程。如果写入位置大于同步进度表保存的位置，则转步骤B。

步骤B.查找可写数据区映射表，如果找到该写入位置，则将快照待写的数据直接写入可写数据区，然后向主机回应快照写入完成，结束快照写入流程。否则转步骤C。

步骤C.快照该位置是第一次写入，先将快照该位置数据拷贝到可写数据区，然后将待写入快照的数据写入快照可写数据区，同时将写入位置更新到可写数据区映射表，最后向主机回应快照写入完成，结束快照写入流程。

全量同步处理方法：

步骤A.全量同步依次按照顺序将快照数据复制到快照可写数据区，同步过程中，先检查可写数据区映射表，如果没有快照该位置的数据记录，则从快照读取数据，写入可写数据区，同时写入位置更新到全量同步进度表。否则转步骤B。

步骤B.快照该位置上写过数据，说明快照该位置上数据不能被覆盖，需要将该位置更新到全量同步进度表，继续判断快照下一个位置上是否写过数据，如果写过，继续步骤B，否则转步骤A，直到全量同步结束。

快照读取处理方法：

步骤A.主机对快照读取时，取主机读取快照数据位置，和全量同步进度表相比，如果读取位置小于等于进度表中记录位置，那么直接从可写数据区读取数据，向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。如果读取位置大于进度表记录位置，则转步骤B。

步骤B.查找可写数据区映射表，如果找到读取位置，那么根据可写数据区映射表中的位置，读取可写数据区该位置上的数据，向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。如果可写数据区映射表没有找到读取位置，则转步骤C。

步骤C.查找COW数据区映射表，根据COW数据区映射表查找读取位置，如果找到，那么根据COW数据区映射表保存的位置，读取COW数据区该位置上的数据，向主机返回数据，结束快照读取流程。否则转步骤D。

步骤D.数据存放在源卷，读取源卷该位置上的数据，向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。

快照数据回滚处理方法：

步骤A.如果源卷出现故障，或者数据被误删或者非法修改时，需要从快照进行数据回滚，将快照数据恢复到源卷。根据用户指定的数据源，可以选择从COW数据区回滚，也可以选择从可写数据区回滚。如果选择从COW数据区回滚数据，设置读取COW数据区映射表当前位置为1，转步骤B；如果选择从可写数据区回滚数据，设置读取可写数据区映射表当前位置为1，转步骤D。

步骤B.先遍历COW数据区映射表，映射表当前位置保存信息是否为空，如果为空，回滚完成。否则转步骤C。

步骤C.取出COW数据区映射表当前位置保存的位置信息(包括COW数据位置和源卷数据位置)，根据该COW数据位置在COW数据区相应位置上读取数据，数据写入快照源卷相应位置上。设置当前位置加1，转步骤B。

步骤D.如果全量同步已经完成，依次从头开始读取可写数据区数据，写入快照源卷，直到最后一个数据，然后完成回滚。否则转步骤E。

步骤E.取出可写数据区映射表当前位置保存的位置信息，根据取出的位置读取可写数据区该位置上的数据，数据随即写入源卷该位置上，直到遍历完整个可写空间映射表，然后完成数据回滚。

快照读写转换处理方法：

步骤A.用户根据实际应用场景，可以选择在快照的只读和读写之间自由转换，减少用户的重复投入以及对主机的停机影响。如果将只读快照转换为可写快照，转步骤B。如果可写快照转换为只读，转步骤D。

步骤B.只读转换为可写快照时，判断快照的可写数据区是否存在，如果不存在，创建可写数据区，建立可写数据区映射表和全量同步进度表。随即发起对快照的全量同步，完成只读快照转换为可写快照的流程。否则可写数据区存在，则转步骤C。

步骤C.完成只读快照转换为可写快照的流程。

步骤D.可写转换为只读快照时。根据用户设置，决定是否需要保留可写数据区，如果保留,完成可写快照转换为只读快照的流程。否则转步骤E。

步骤E.删除可写数据区以及可写数据区映射表和全量进度表，完成可写快照转换为只读快照的流程。

快照写入处理流程如下：

步骤1：用户创建可写快照或者将只读快照修改为可写快照，快照创建COW数据区和可写数据区，图11是根据本发明实施例的快照COW数据区和可写数据区分布示意图，如图11所示为创建后的数据空间分布图。图12是根据本发明实施例的源卷写入后的数据空间分布示意图。

步骤2：图13是根据本发明实施例的快照写入后的数据空间分布示意图，图16是根据本发明实施例的对快照写入数据流程图，如图13和图16所示，主机对快照写入数据A2，取数据A2写入的位置Ld和进度表proc_table中的位置Li进行比对，如果Ld小于等于Li，将数据A2写入可写数据区，如果Ld是第一次写入，将Ld更新到映射表map2中，然后向主机回应快照写入完成，结束对快照写入流程。如果写入位置Ld大于进度表proc_table中的位置Li，则转步骤3。

步骤3：查找映射表map2，如果从map2中找到Ld，说明之前已经对该位置写过，数据A2写入可写数据区，然后向主机回应快照写入完成，结束对快照写入流程。如果从map2中没找到Ld，则转步骤4。

步骤4：将快照Ld上的数据A先拷贝到可写数据区，然后新数据A2写入可写数据区，Ld连同对应的标记更新到映射表map2，然后向主机回应快照写入完成，结束对快照写入流程。

从快照读取数据处理流程如下：

步骤1：图17是根据本发明实施例的从快照读取数据流程图，如图17所示，主机读取快照Ld位置上的数据，取进度表proc_table中的位置信息Li，如果Ld小于等于Li，从可写数据区读取数据，然后向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。如果Ld大于Li，则转步骤2。

步骤2：查找映射表map2中是否有Ld位置信息，如果找到，从可写数据区读取数据，然后向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。如果map2中没有找到Ld，则转步骤3。

步骤3：查找映射表map1中的old_ck是否有Ld位置信息，如果找到，从map1对应的new_ck位置读取COW数据区的数据，然后向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。如果map1的old_ck也没有找到Ld位置，则转步骤4。

步骤4：从快照源卷Ld位置上读取数据，然后向主机返回读取的数据，结束快照读取流程。

快照全量同步处理流程如下：

步骤1：图18是根据本发明实施例的可写快照全量复制流程图，如图18，在创建可写快照或者只读快照修改为可写快照时，可写数据区创建后，快照会启动全量复制机制，将快照数据全量复制到可写数据区,设置初始复制位置Li等于0。

步骤2：取当前的位置Li，检查Li是否已经是快照最后一个位置Max，如果是，结束全量复制。否则转步骤3。

步骤3：根据Li查找映射表map2中是否有等于Li的信息，如果有，用当前的Li更新进度表proc_table中已有的Li，Li加1，转步骤2；否则转步骤4。

步骤4：读取快照Li位置上的数据，将读取到的数据写入可写数据区，用当前的Li更新进度表proc_table中已有的Li，Li加1，转步骤2。

快照数据回滚处理流程如下：

步骤1：图14是根据本发明实施例的从快照COW数据区回滚数据示意图，图15是根据本发明实施例的从快照可写数据区回滚数据示意图，如图14和如图15，当源卷数据A1丢失或者用户想恢复到某个时刻的数据，需要从快照进行数据回滚，将快照数据恢复到源卷。根据用户指定的数据源，及时恢复源卷的数据，保证源卷尽快提供数据服务。如果从COW数据区进行回滚，转步骤2；否则转步骤3。

步骤2：如图14所示，从COW数据区映射表map1的new_ck获取A1位置对应的COW数据区位置Lp，读取快照COW数据区Lp位置上的数据A，然后数据A写入源卷A1对应Ld的位置，如果源卷还有其他快照，该快照之后创建的快照还需要对源卷对应Ld位置上的数据做COW，保证该快照创建时刻的数据一致性。

步骤3：如图15所示，从可写数据区映射表map2的ck获取A1位置对应的可写数据区位置Ld，读取可写数据区Ld位置上的数据A2，然后数据A2写入源卷A1对应Ld的位置，如果源卷还有其他快照，除该快照外的其他快照还需要对源卷对应Ld位置上的数据做COW，保证该快照创建时刻的数据一致性。

快照读写转换处理流程如下：

步骤1：用户根据实际应用场景,可以选择在快照的只读和读写之间自由转换，减少用户的重复投入以及对主机的停机影响。如果用户将现有的只读快照转换为可写快照，转步骤2；否则，如果将现有可写快照转换为只读快照时，转步骤4。

步骤2：快照检查可写数据区是否存在，如果存在，修改快照属性为可读写，完成只读快照转换为可写快照的流程。否则转步骤3。

步骤3：快照创建可写数据区，修改快照属性为可读写，建立可写数据区映射表和全量同步进度表。随即发起对快照的全量同步，完成只读快照转换为可写快照的流程。

步骤4：根据用户设置，检查是否需要保留可写数据区，如果保留，则修改快照属性为只读，完成可写快照转换为只读快照的流程。如果不保留可写数据区，则转步骤5。

步骤5：删除可写数据区以及可写数据区映射表和全量进度表，修改快照属性为只读，完成可写快照转换为只读快照的流程。

综上所述，通过本发明的技术方案解决了传统快照只能读取的问题，实现对快照的写入功能，同时不破坏快照原有的数据，在快照源卷故障或者数据损坏时，可以对快照进行灵活回滚，快速恢复源卷数据，保证源卷尽快提供数据服务。帮助学校和培训机构在部署虚拟机后能够快速用于教学等工作。也可以用于企业的版本升级，在临时版本可用后，能够快速应用到正式版本中，减少用户的重复投入，同时最大可能降低对主机的影响，保证部署时主机不停机，可以随时提供服务。与现有技术相比较，现在快照大都只能读取，不能提供对快照的写入功能。也有些厂商实现了可写，但是实现可写后就会破坏快照已有的数据，导致数据无法回滚，或者COW数据和可写数据区耦合在一起，导致数据安全性降低，特别是不能满足高性能的读取。所以本发明实现了对快照的可写功能，也保证了可写后读取效率更高，同时支持用户灵活选择数据回滚，也实现了只读快照和可写快照之间的自由转换。

在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种快照处理方法，其特征在于，包括：

创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，所述快照数据区与所述可写数据区相互独立，所述快照数据区用于保存快照数据，所述可写数据区用于保存快照写入数据；

根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理，对所述可写快照进行写入；

其中，在快照写入位置信息不大于全量同步进度表的当前位置信息的情况下，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，

在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，

在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息的数据从源卷拷贝到所述可写数据区，再将所述快照数据直接写入所述可写数据区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，创建所述可写快照还包括：

创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，所述快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和所述快照数据在所述快照数据区的位置的对应关系，所述可写数据区映射表用于保存所述快照数据在所述可写数据区上的位置以及所述快照数据对应的标记信息；

创建全量同步进度表，该全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息更新至所述可写数据区映射表。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对可写快照进行写入后包括：

启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到所述全量同步进度表中。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述可写快照进行写入之后包括：

获取快照待读取数据的位置信息；

根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取包括：

在所述位置信息不大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述快照数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中不能查找到所述快照写入位置信息时，从源卷中读取所述快照待读取数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述可写快照进行写入之后包括：

在源卷数据出现丢失的情况下，从所述快照数据区进行数据回滚或者从所述可写数据区进行数据回滚。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从所述快照数据区进行数据回滚包括：

获取所述快照数据区映射表的第一个位置信息，根据所述第一位置信息逐一将所述快照数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，从所述可写数据区进行数据回滚包括：

在全量同步完成的情况下，将从所述可写数据区读取的数据回写至所述源卷；或者，

获取所述可写数据区映射表的第一个位置信息，根据所述第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理包括：

在将所述可写快照转化为只读快照的情况下，保留所述可写数据区；或者，

删除所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表。

11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理包括：

在将只读快照转换为所述可写快照的情况下，判断所述可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表，发起全量同步。

12.一种快照处理装置，其特征在于，包括：

创建模块，用于创建可写快照，其中包括：分配快照数据区和可写数据区，所述快照数据区与所述可写数据区相互独立，所述快照数据区用于保存快照数据，所述可写数据区用于保存快照写入数据；

处理模块，用于根据所述快照数据区和所述可写数据区进行快照处理，对所述可写快照进行写入；

其中，所述处理模块包括：第一写入单元，用于对所述可写快照进行写入，其中，所述第一写入单元用于：

在快照写入位置信息不大于全量同步进度表的当前位置信息的情况下，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，

在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，将所述数据直接写入所述可写数据区；或者，

在快照写入位置信息大于所述全量同步进度表的所述当前位置信息的情况下，并且第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置的数据从源卷拷贝到所述可写数据区，再将所述快照数据直接写入所述可写数据区。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述创建模块还包括：

第一创建单元，用于创建快照数据区映射表和可写数据区映射表，其中，所述快照数据区映射表用于保存快照数据在源卷上的位置和所述快照数据在所述快照数据区的位置的对应关系，所述可写数据区映射表用于保存所述快照数据在所述可写数据区上的位置以及所述快照数据对应的标记信息；

第二创建单元，用于创建全量同步进度表，该全量同步进度表用于保存对快照进行全量同步时的当前位置信息。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：第二写入模块，用于在第一次在所述快照写入位置信息写入数据时，将所述快照写入位置信息更新至所述可写数据区映射表。

15.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：

更新单元，用于启动对快照的全量同步，并根据同步的进度，将同步的位置信息更新到所述全量同步进度表中。

16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：

获取单元，用于获取快照待读取数据的位置信息；

读取单元，用于根据所述位置信息对所述快照待读取数据进行读取。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述读取单元还用于：

在所述位置信息不大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，直接从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述可写数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述可写数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中查找到所述快照写入位置信息时，从所述快照数据区读取所述快照待读取数据；或者，

在所述位置信息大于所述全量同步进度表中记录的位置信息的情况下，并且在所述快照数据区映射表中不能查找到所述快照写入位置信息时，从源卷中读取所述快照待读取数据。

18.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：

回滚单元，用于在源卷数据出现丢失的情况下，从所述快照数据区进行数据回滚或者从所述可写数据区进行数据回滚。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述回滚单元还用于：

获取所述快照数据区映射表的第一个位置，根据所述第一位置信息逐一将所述快照数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

20.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述回滚单元还用于：

在全量同步完成的情况下，将从所述可写数据区读取的数据回写至所述源卷；或者，

获取所述可写数据区映射表的第一个位置，根据所述第一位置信息逐一将快照可写数据区上的数据写到所述源卷相应位置上。

21.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：

第一转化单元，用于在将所述可写快照转化为只读快照的情况下，保留所述可写数据区；或者，

删除所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表。

22.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述处理模块还包括：

第二转化单元，用于在将只读快照转换为所述可写快照的情况下，判断所述可写数据区是否存在，在判断结果为否的情况下，分配所述可写数据区、所述可写数据区映射表和所述全量同步进度表，发起全量同步。

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