CN106155569A - 一种基于镜像的存储快照技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于镜像的存储快照技术，该方法旨在解决计算机在线数据恢复的问题，其特征是要求附属的镜像卷和主数据卷相联系，利用中断镜像，数据能够在时点来临之前不断地复制到“第三镜像”中，生成快照将数据恢复成快照产生时间点的状态。本发明作用主要是能够进行在线数据恢复，当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行及时数据恢复，将数据恢复成快照产生时间点的状态。

Description

一种基于镜像的存储快照技术

技术领域

本发明涉及一种基于镜像的存储快照技术，属于计算机数据处理领域。

背景技术

随着存储应用需求的提高，用户需要在线方式进行数据保护，快照就是在线存储设备防范数据丢失的有效方法之一。现在，快照技术已经超越了简单的数据保护范畴。我们可以用快照进行高效且无风险的应用软件测试。用快照数据做测试，不会对生产数据造成任何的破坏。对于数据挖掘(data mining)和电子发现(eDiscovery)应用，快照也是理想的测试数据源。在灾难恢复方面，快照是一种非常有效的方法——甚至是首选，非常适合遭到恶意软件攻击、人为误操作和数据损坏等逻辑错误发生时的数据恢复。

快照是—种基于时间点的数据拷贝技术，是指向保存在存储设备中的数据的引用标记或指针，是数据备份领域的一个重要的概念。

目前有两大类存储快照，一种叫做即写即拷(copy-on-write)快照，另一种叫做分割镜像快照。其中基于镜像的存储快照技术引用镜像硬盘组上所有数据。每次应用运行时，都生成整个卷的快照，而不只是新数据或更新的数据。这种使离线访问数据成为可能，并且简化了恢复、复制或存档一块硬盘上的所有数据的过程。

镜像快照所创建的是数据的完整副本。可以是一个存储卷、一个文件系统或者是一个LUN(logical unit number逻辑单元号)。镜像快照的优点是它们具有高可用性；缺点是所有的数据都要完整的复制一份，复制的过程也不可能在瞬间完成。我们可以分割一对保持同步状态的镜像卷来启用镜像快照，分割的过程瞬间即可完成。然而，当镜像被分割成镜像快照之后，数据卷也就失去了他的同步镜像。

发明内容

本发明是针对存储过程中快照存储提出的一种基于镜像的存储快照技术，以解决计算机在线数据恢复的问题，利用快照技术将数据恢复成快照产生时间点的状态，用来防范数据丢失。

本发明提出的基于镜像的存储快照技术有以下三种方式：

冷快照拷贝：在进行任何大的配置变化或维护过程之前和之后，一般都需要进行冷拷贝，以保证完全的恢复原状(rollback)。冷快照拷贝完全恢复的最安全的方式。本发明中冷拷贝与克隆技术相结合复制整个服务器系统，以实现各种目的，如扩展、制作生产系统的复本供测试/开发之用以及向二层存储迁移。

暖快照拷贝：暖快照拷贝利用服务器的挂起功能。当执行挂起行动时，程序计数器被停止，所有的活动内存都被保存在引导硬盘所在的文件系统中的一个临时文件(.vmss文件)中，并且暂停服务器应用。在这个时间点上，复制整个服务器(包括内存内容文件和所有的LUN以及相关的活动文件系统)的快照拷贝。在这个拷贝中，机器和所有的数据将被冻结在完成挂起操作时的处理点上。

热快照拷贝：在这种状态下，发生的所有的写操作都立即应用在一个虚硬盘上，以保持文件系统的高度的一致性。服务器提供让持续的虚拟硬盘处于热备份模式的工具，以通过添加REDO日志文件在硬盘子系统层上复制快照拷贝。

一旦REDO日志被激活，复制包含服务器文件系统的LUN的快照是安全的。在快照操作完成后，可以发出另一个命令，这个命令将REDO日志处理提交给下面的虚拟硬盘文件。当提交活动完成时，所有的日志项都将被应用，REDO文件将被删除。在执行这个操作过程中，会出现处理速度的略微下降，不过所有的操作将继续执行。但是，在多数情况下，快照进程几乎是瞬间完成的，REDO的创建和提交之间的时间非常短。

本发明作用主要是能够进行在线数据恢复，当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行及时数据恢复，将数据恢复成快照产生时间点的状态。另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据，还可以利用快照进行测试等工作。

附图说明

图1、存储快照流程图

图2、快照生成图

具体实施方式

本发明是提出一种基于镜像的存储快照技术，具体流程如图1，这一技术要求附属的镜像卷和主数据卷相联系(主卷自身可能被RAIDI实现镜像，因此“三重镜像”)。利用中断镜像，数据能够在时点来临之前不断地复制到“第三镜像”中。

以下是使用“镜像”技术的典型过程：：

(1)首先创建数据的附属镜象。

在要求时点复制之前，一个新的镜卷与主卷相联系。接着，主卷的内含在后台被复制到新镜之中。然后，附加镜像将调整与主卷一致。附属镜卷也会得到与主卷一致的更新数据，以保证同步继续。

(2)使附属镜卷与主卷脱离

如果要创建一个能为后续程序所进入的时点映象。人们必须不时的暂停更新镜卷并中断镜象。换句话说。分离第三镜卷将中断主卷与附属卷的同步性，使时点复制独立出去。中断之后，附属镜像在时点保存了快速抽点的主数据，并且仅对主卷进行刷新。

(3)独立镜卷与主卷的再同步

分离之后，随着原程序和PIT程序的独立运行，主卷和独立镜卷的各自影像而逐渐大相径庭。这就是所谓的非同步化。再同步是这样一个过程：它能使一个影像又一次变成它所对应的信息的“克隆”。依据时点复初始化过程的不同，再同步技术分为好几类。

(4)镜像被分割成镜像快照

图2是快照生成图

在一个快照生成期间，从一个发起备份的命令开始，该命令告诉系统在特定的时间点停止正在运行的文件系统和应用程序。接着文件系统执行清空操作，完成所有等待执行的文件操作，然后创建快照，将自上次快照以来所有的重定向写数据所对应在源介质中的数据复制出来生成这个时间点的快照，然后再将这些重定向写数据写回到源介质中的相应位置上，从而完成一个快照生成过程。最后，文件系统和应用程序被释放从而恢复正常运行。

Claims (3)

1.一种基于镜像的存储快照技术，其步骤如下：

(1)首先创建数据的附属镜象。

(2)使附属镜卷与主卷脱离。

(3)独立镜卷与主卷的再同步。

(4)分割成镜像快照还原数据。

2.如权利要求1中所述的基于镜像的存储快照技术其目的是利用快照技术将数据恢复成快照产生时间点的状态，用来防范数据丢失。

3.如权利要求1中所述的存储快照技术其特征是要求附属的镜像卷和主数据卷相联系(主卷自身可能被RAIDI实现镜像，因此“三重镜像”)。利用中断镜像，数据能够在时点来临之前不断地复制到“第三镜像”中。