CN106104492A - 一种数据备份的方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
一种数据备份的方法、装置及系统,该方法包括:控制器获知数据备份系统的外部电源中断;所述控制器在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中;如果完成数据备份,则所述控制器在所述备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成;当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,并告知上层应用所述备份数据是否可信。
Description
本发明实施例涉及信息技术领域,具体涉及一种数据备份的方法、装置及系统。
数据存储是指数据以某种格式记录在存储介质上。存储介质通常可以分为两类,一类是易失性(Volatile)存储介质,例如随机存储器(Random Access memory,RAM),电脑中的的内存就是一种RAM,当供电停止时,易失性存储介质里面存储的数据也会随着电流的消失而丢失掉;另一类是非易失性(Non-Volatile)存储介质,例如普通硬盘或用闪存(Flash)芯片搭建的固态硬盘(Solid State Drives,SSD)或SSD PCI-e(Peripheral Component Interconnect Express,高速外围设备接口)插卡,当供电停止时,非易失性存储介质里面存储的数据不会丢失,在供电恢复后,这些数据仍旧可以供访问。数据写入非易失性存储介质的过程,被称为数据“持久化”过程。
由于RAM的数据存取速度比硬盘和闪存快很多,因此为了提升存储系统的性能,硬盘或用Flash芯片搭建的SSD盘或SSD PCI-e插卡上都有一小片容量很小的RAM作为高速缓存(cache),来提升系统整体输入输出(Input Output,IO)性能,RAM是一种易失性存储介质,当系统突然掉电时,RAM上的数据会丢失掉。由于当今系统对数据完整性要求得越来越严格,为了避免RAM上的数据丢失,系统会使用一个备用电源(如电池或超级电容),当外部电源突然中断时,备用电源会替代外部电源给系统提供短时间的供电。由于备用电源存储的电能有限,所以通常能供电时间很短,需要系统尽快把RAM里的数据备份到非易失性存储介质中,以免备用电源所存储的电能耗尽时,导致RAM中的重要数据丢失。
为了保证备用电源能够在外部电源丢失时能够正常启动,就需要在例行工作中对备用电源的可靠性进行检测,但是过于频繁的检测又会影响备用电源的寿命,因此现有的对备用电源的检测周期往往是数月或数周。由于检测周期长,当检测周期内备用电源出现故障,备用电源将无法在外部电源丢失时,对系统提供供电保护,从而可能导致RAM中存放的重要数据丢失。在
现有技术中,当RAM中存放的重要数据丢失后,通常上层软件不能及时发现是否有数据丢失。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种数据备份的方法、装置及系统,能够使上层应用及时当获知外部电源中断时系统备份数据是否有丢失,即是否可信。
第一方面,提供一种数据备份的方法,包括以下步骤:
控制器获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用;
所述控制器在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中;
如果完成数据备份,则所述控制器在所述备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成;
当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则告知上层应用所述备份数据可信。
结合第一方面,在第一方面的第一种可能的实现方式中,所述数据备份具体为:
将第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中;
所述第一存储单元为易失性存储介质,具体为缓存、RAM、铁电存储器FeRAM、磁性随机存储器MRAM或相变存储器OUM;
所述第二存储单元为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列;
所述备份状态寄存器为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式,在第一方面的第二种可能的实现方式中,在所述告知上层应用所述备份数据可信的步骤之前,还包括:
所述控制器指令第二存储单元将备份数据迅速恢复到第一存储单元中,
并进一步确认第二存储单元的备份数据恢复完成。
结合第一方面以及第一方面的第一种至第二种可能的任一种可能的实现方式,在第一方面的第三种可能的实现方式中,所述告知的动作具体为:控制器主动告知,或者控制器响应上层应用的查询指令被动告知。
结合第一方面以及第一方面的第一种至第三种可能的任一种可能的实现方式,在第一方面的第四种可能的实现方式中,所述第一标识具体为“Backuping”,“正在备份”;
所述第二标识具体为“Backuped”、“Backup completed”或“已备份”;
所述第三标识具体为“Backuped”、“Backup completed”或“已备份”。
第二方面,提供一种用于数据备份的控制器,包括:
接收单元,用于接收消息,获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用;
处理单元,用于在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中。进一步的,如果顺利完成数据备份,则处理单元进一步在备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成;
发送单元,用于当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。
结合第二方面,在第二方面的第一种可能的实现方式中,所述数据备份具体为:
将第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中;
所述第一存储单元为易失性存储介质,具体为缓存、RAM、铁电存储器FeRAM、磁性随机存储器MRAM或相变存储器OUM;
所述第二存储单元为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列;
所述备份状态寄存器为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列。
结合第二方面或第二方面的第一种可能的实现方式,在第二方面的第二种可能的实现方式中,所述处理单元还用于,在所述发送通知消息的步骤之前:
所述处理单元指令第二存储单元将备份数据迅速恢复到第一存储单元中,并进一步确认第二存储单元的备份数据恢复完成。
第三方面,提供一种数据备份系统,包括:
第一存储单元,为易失性存储介质,用于临时存放数据;
第二存储单元,为非易失性存储介质,用于长期存放数据;
控制器,用于控制数据的备份操作,当外部电源突然中断时,备用电源临时替代外部电源供电,控制器控制数据备份系统将所述第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中;
备份状态寄存器,为非易失性存储介质;
当数据从第一存储单元备份到第二存储单元时,所述控制器在所述备份状态寄存器中记录数据备份的状态:如果数据备份没有顺利完成,则记录数据备份的状态为第一标识,如果数据备份顺利完成,则记录数据备份的状态为第二标识。当外部电源恢复供电时,所述控制器进一步将该数据备份的状态信息告知上层应用,以便上层应用能够及时获知数据备份的状态。
结合第三方面,在第三方面的第一种可能的实现方式中,所述控制器进一步将该数据备份的状态信息告知上层应用,具体为:
所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信;如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。
本发明实施例的有益效果是:通过控制器在备份状态寄存器中写入标识,用于标识数据备份的完成情况,并将数据备份的完成情况上报给上层应用,使得上层应用可以确认备份数据是否可信,从而为上层应用的进一步处理提供重要的参考依据,以便上层应用依据备份数据的实际情况即时采取合理的数据保护及修复措施,防止错误扩大,提高系统的可靠性。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本
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是本发明实施例的数据备份系统的架构示意图;
图2是本发明实施例的控制器的组成示意图;
图3是本发明实施例的方法流程图。
如图1所示,本发明实施例的数据备份系统包括:外部电源12、备用电源14、第一存储单元15、第二存储单元16、控制器17以及备份状态寄存器18。其中,外部电源12用于在正常情况下为数据备份系统供电,备用电源14通常是一个蓄电池或电容,用于在外部电源正常供电的状态下储存一定量的电能,当外部电源出现异常而无法正常供电时,备用电源14启动,在短时间内为数据备份系统提供应急电力。第一存储单元15为易失性存储介质,如电脑或服务器上的内存或随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),用于临时存放数据,当供电终止时,第一存储单元15上所存放的数据将会丢失。第二存储单元16为非易失性存储介质,如电脑或服务器上的闪存(Flash)或硬盘,用于长期存放数据,当供电终止时,第二存储单元16上所存放的数据不会丢失。控制器17,用于控制数据的备份操作,当外部电源12突然中断时,备用电源14临时替代外部电源17对系统供电,控制器17则可以控制系统将第一存储单元15中存储的数据迅速复制并保存到第二存储单元16中。备份状态寄存器18通常为非易失性存储介质,当数据从第一存储单元15备份到第二存储单元16时,控制器17在备份状态寄存器18中实时记录数据备份的状态:如果数据备份没有顺利完成,则记录数据备份的状态为“备份中”或“未完成”,如果数据备份顺利完成,则记录数据备份的状态为“已完成”。当外部电源恢复供电时,控制器17可以迅速将该备份数据的状态信息告知上层应用,以便上层应用能够及时获知数据备份的状态。
如图2所示,本发明实施例的控制器包括:接收单元、处理单元以及发送单元。其中,接收单元用于接收消息,获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用。处理单元用于在备份状态寄存器18中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份在进行中。进一步的,如果顺利
完成数据备份,则处理单元在备份状态寄存器17中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器17中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成。发送单元,用于当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。
本发明实施例的方法如图3所示,具体包括以下步骤:
S100,控制器获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用。具体方式如下:电源检测单元检测到数据备份系统的外部电源中断且备用电源启用后,电源检测单元发送通知消息给控制器,告知外部电源中断,备用电源启用。
S102,所述控制器在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中。所述第一标识可以具体为“备份中”、“Backuping”或“正在备份”等,本领域的技术人员可以根据系统要求和规范具体确定第一标识的具体形式,本发明不做限定。所述备份状态寄存器为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列。
S104,所述控制器控制数据备份系统将第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中。所述第一存储单元为易失性存储介质,如缓存、RAM、铁电存储器(Ferroelectric RAM,FeRAM)、磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)或相变存储器(Ovonic Universal Memory,OUM)等。所述第二存储单元为非易失性存储介质,如闪存(Flash)、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列等。
S106,如果完成数据备份,则所述控制器在所述备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成。
所述第二标识可以具体为“Backuped”、“Backup completed”或“已备份”等,本领域的技术人员可以根据系统要求和规范具体确定第二标识的具体形式,本发明不做限定。所述第三标识可以具体为“备份中”、“Backuping”
或“正在备份”等,本领域的技术人员可以根据系统要求和规范具体确定第三标识的具体形式,本发明不做限定。
S108,当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。当然,所述发送通知消息可以是控制器主动发送,也可以是控制器响应上层应用的查询指令被动发送。
可选的,在所述发送通知消息之前,所述控制器指令第二存储单元16将备份数据迅速恢复到第一存储单元15中,并进一步确认第二存储单元16的备份数据恢复完成。
S110,上层应用根据所述控制器发送的通知消息确认备份数据是否可信。如果可信,则上层应用正常启动,如果不可信,则上层应用可以根据所述通知消息定位不可信数据的位置,为数据备份系统的进一步处理提供依据。
本发明的实施例通过控制器在备份状态寄存器中写入标识,用于记录标识数据备份的完成情况,并将数据备份的完成情况上报给上层应用,使得上层应用可以确认备份数据是否可信,从而为上层应用的进一步处理提供重要的参考依据,以便上层应用依据备份数据的实际情况即时采取合理的数据保护及修复措施,防止错误扩大,提高系统的可靠性。
在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元
中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
- 一种数据备份的方法,包括以下步骤:控制器获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用;所述控制器在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中;如果完成数据备份,则所述控制器在所述备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成;当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则告知上层应用所述备份数据可信。
- 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述数据备份具体为:将第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中;所述第一存储单元为易失性存储介质,具体为缓存、RAM、铁电存储器FeRAM、磁性随机存储器MRAM或相变存储器OUM;所述第二存储单元为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列;所述备份状态寄存器为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列。
- 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,在所述告知上层应用所述备份数据可信的步骤之前,还包括:所述控制器指令第二存储单元将备份数据迅速恢复到第一存储单元中,并进一步确认第二存储单元的备份数据恢复完成。
- 根据权利要求1至3任意一项所述的方法,其特征在于,所述告知的动作具体为:控制器主动告知,或者控制器响应上层应用的查询指令被动告知。
- 根据权利要求1至4任意一项所述的方法,其特征在于,所述第一标识具体为“Backuping”,“正在备份”;所述第二标识具体为“Backuped”、“Backup completed”或“已备份”;所述第三标识具体为“Backuped”、“Backup completed”或“已备份”。
- 一种用于数据备份的控制器,包括:接收单元,用于接收消息,获知数据备份系统的外部电源中断,备用电源启用;处理单元,用于在备份状态寄存器中写入第一标识并启动数据备份,所述第一标识用以标识数据备份进行中。进一步的,如果顺利完成数据备份,则处理单元进一步在备份状态寄存器中写入第二标识,所述第二标识用以标识数据备份已完成;如果未完成数据备份,则所述控制器保持所述第一标识,或者在所述备份状态寄存器中写入第三标识,所述第三标识用以标识数据备份未完成;发送单元,用于当外部电源恢复供电后,所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识或所述第三标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信,如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。
- 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述数据备份具体为:将第一存储单元中存储的数据复制到第二存储单元中;所述第一存储单元为易失性存储介质,具体为缓存、RAM、铁电存储器FeRAM、磁性随机存储器MRAM或相变存储器OUM;所述第二存储单元为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列;所述备份状态寄存器为非易失性存储介质,具体为闪存Flash、磁带、光盘、硬盘或硬盘阵列。
- 根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述处理单元还用于,在所述发送通知消息的步骤之前:所述处理单元指令第二存储单元将备份数据迅速恢复到第一存储单元中,并进一步确认第二存储单元的备份数据恢复完成。
- 一种数据备份系统,包括:第一存储单元,为易失性存储介质,用于临时存放数据;第二存储单元,为非易失性存储介质,用于长期存放数据;控制器,用于控制数据的备份操作,当外部电源突然中断时,备用电源临时替代外部电源供电,控制器控制数据备份系统将所述第一存储单元中存 储的数据复制到第二存储单元中;备份状态寄存器,为非易失性存储介质;当数据从第一存储单元备份到第二存储单元时,所述控制器在所述备份状态寄存器中记录数据备份的状态:如果数据备份没有顺利完成,则记录数据备份的状态为第一标识,如果数据备份顺利完成,则记录数据备份的状态为第二标识。当外部电源恢复供电时,所述控制器进一步将该数据备份的状态信息告知上层应用,以便上层应用能够及时获知数据备份的状态。
- 根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述控制器进一步将该数据备份的状态信息告知上层应用,具体为:所述控制器查询所述备份状态寄存器的标识信息,如果所述标识信息是所述第一标识,则发送通知消息,告知上层应用备份数据不可信;如果是所述第二标识,则发送通知消息,告知上层应用所述备份数据可信。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161109 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |