CN107209727B - 存储系统 - Google Patents

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Abstract

本主题涉及存储系统。在示例方法中，在数据备份模式中从计算设备接收写入请求(402)。在写入请求是针对初级存储驱动器的未经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的初级存储驱动器(404)。在写入请求是针对初级存储驱动器的经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的次级存储驱动器(406)。

Description

存储系统
背景技术
计算系统（诸如台式计算机、膝上型计算机、手持计算机、服务器等）与用于存储数据的存储系统相关联。数据可以包括在计算系统的操作期间生成和利用的操作系统数据、应用数据和用户数据。一般对存储系统中的数据进行备份，使得计算系统可以恢复到之前已知的工作状态。
附图说明
参照随附各图来描述具体实施方式。应当指出的是，描述和各图仅仅是本主题的示例，并且不意在代表主题本身。
图1图示了根据本主题的示例实现的用于在数据备份期间写入数据的系统环境。
图2图示了根据本主题的示例实现的用于在数据备份期间读取数据的系统环境。
图3图示了根据本主题的示例实现的系统恢复之后的系统环境。
图4图示了根据本主题的示例实现的在存储系统中的数据备份期间写入数据的方法。
图5图示了根据本主题的示例实现的在存储系统中的数据备份期间读取数据的方法。
图6图示了根据本主题的示例实现的恢复计算系统的方法。
图7图示了根据本主题的示例实现的系统环境。
具体实施方式
系统恢复是指将计算系统还原到之前已知的状态的过程。计算系统可以例如在计算系统的操作系统不可启动或者计算系统感染有病毒或恶意软件或者误配置了应用更新时进行恢复。计算系统还可以在用户出于某种原因而希望将计算系统带回到较早的已知状态的情况下进行恢复。为了恢复计算系统，对与计算系统相关联的存储系统中的数据进行备份。数据备份是在存储空间处保存和存留数据的过程，该数据可以被利用和恢复以用于将计算系统恢复到之前已知的状态。
一般地，在存储系统中的数据备份操作中，在存储系统中的分离存储空间处保存和存留数据的副本。保存数据的副本相当于数据在存储系统中的复制。因此，利用存储系统中的相当大的存储空间。另外，数据可能必须被频繁拷贝和保存以便防止最新数据的丢失。数据的频繁拷贝和保存是耗时且繁琐的。另外，在一些数据在最后的数据备份操作之后存储在存储系统中的情况下，该数据不能被恢复。
数据备份还通过将在发起数据备份操作之前写入的数据存储在第一存储驱动器中，并且将在发起数据备份操作之后写入的所有数据存储在第二存储驱动器中来执行。因此，在发起数据备份操作之前和之后写入的数据保存在不同的存储驱动器中。在此，尽管数据备份是瞬时的，但是利用相当大的尺寸的第二存储驱动器以用于存储在数据备份操作期间写入的数据。这增加针对存储系统的备份存储空间要求。
本主题描述用于数据备份、系统恢复和最新数据的恢复的方法和系统。数据以高效利用存储系统的存储空间的方式进行备份。采用依照本主题的数据备份、系统恢复和数据恢复，计算系统可以按对于用户看起来瞬时的方式恢复到工作状态，并且还可以恢复在恢复计算系统之前存储的最新数据。
依照本主题，与计算系统相关联的存储系统包括初级存储驱动器和次级存储驱动器。在示例实现中，初级存储驱动器可以是存储系统的主存储驱动器，其中所有数据被初级存储。次级存储驱动器可以是具有备份文件的备份存储驱动器，其中数据可以在数据备份操作期间写入。数据备份操作在从计算系统的用户接收到数据备份请求之后执行。计算系统被说成在数据备份操作期间操作在数据备份模式中。
在本主题的示例实现中，在接收到针对在操作的数据备份模式期间向初级存储驱动器的特定块写入数据的写入请求时，确定该块是经分配的还是未经分配的。如果块由文件系统所使用，存储驱动器的块被说成是经分配的。如果块未被文件系统所使用，存储驱动器的块被说成是未经分配的。当确定写入请求是针对初级存储驱动器的未经分配的块时，则与写入请求相关联的数据被写入到初级存储驱动器。而当确定写入请求是针对初级存储驱动器的经分配的块时，则与写入请求相关联的数据被写入到次级存储驱动器。
依照本主题，分离地存储和存留在操作的数据备份模式之前和在操作的数据备份模式期间写入的数据，该数据稍后可以用于恢复计算系统。该方法在没有复制或保存数据的副本以供备份的情况下促进数据的备份。另外，由于初级存储驱动器的未经分配的块用于在操作的数据备份模式期间写入数据，因此次级存储驱动器的尺寸可以是小的。这促进减少针对存储系统的备份存储空间要求。在示例实现中，次级存储驱动器可以具有与在发起数据备份之前存储在初级存储驱动器中的数据的尺寸大体相等的尺寸。
另外，追踪在操作的数据备份模式期间执行的写入操作并且这样的写入操作的信息例如存储在表中。为此，在示例实现中，在操作的数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块的信息存储在初级存储映射（PSM）表中，并且次级存储驱动器的未经分配的块和经分配的块的信息存储在次级存储映射（SSM）表中。
当操作在数据备份模式中时，如果接收到针对恢复计算系统的系统恢复请求，对于数据随后从存储系统的读取和写入，PSM表和SSM表被忽略（即未被考虑）。通过忽略PSM表和SSM表，计算系统恢复到刚好在以对于用户看起来瞬时的方式发起数据备份之前存在的状态。
另外，在接收到系统恢复请求之后，生成新的次级存储驱动器。依照本主题，在接收到系统恢复请求之后，初级存储驱动器和新的次级存储驱动器然后用于写入和读取数据。
另外，在示例实现中，在操作的数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块受保护以防在接收到系统恢复请求之后的进一步修改。在保护初级存储驱动器的这些块之后，呈现初级存储驱动器的经分配的块的数据（包括受保护块的数据），以及在接收到系统恢复请求之前写入的次级存储驱动器的经分配的块的数据，以用于拷贝。数据可以呈现在虚拟存储驱动器中以用于拷贝到存储空间。数据可以拷贝到外部存储空间，或者取决于在初级存储驱动器中可用的存储空间而拷贝到初级存储驱动器。依照本主题，用于拷贝的数据的呈现促进在恢复计算系统之前存储的最新数据的恢复。
以下详细描述参照随附各图。在可能的情况下，在各图和以下描述中使用相同的参考标记以指代相同或类似的部分。虽然在描述中描述了若干示例，但是修改、适配和其它实现是可能的。相应地，以下详细描述不限制所公开的示例。而是，所公开的示例的适当范围可以由随附权利要求限定。
图1图示了根据本主题的示例实现的用于在数据备份期间写入数据的系统环境。系统环境可以包括具有至少一个处理器102、控制器104和存储系统106的计算系统100。计算系统100可以是台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、服务器等。存储系统106包括至少一个物理存储介质以存储与计算系统100相关联的数据。控制器104耦合到（多个）处理器102和存储系统106。控制器106捕获来自（多个）处理器102的读取和写入请求，并且处理读取和写入请求以从存储系统106读取数据和向其写入数据，以使得能够以存储系统106的物理存储介质的高效利用来实现数据备份。读取请求是指针对从存储系统106的物理存储介质读取数据的请求。写入请求是指针对向存储系统106的物理存储介质写入数据的请求。在示例实现中，依照本主题，控制器104还执行功能以使得能够实现系统恢复和在发起系统恢复之前存储在存储系统106中的最新数据的恢复。
在示例实现中，控制器104可以包括至少一个计算机。控制器104可以实现为微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令而操纵信号的任何设备。除其它能力之外，控制器104可以提取和执行存储在耦合到控制器104的存储器中的计算机可读指令。存储器可以在控制器104内部或外部。存储器可以包括任何非暂时性计算机可读存储介质，包括例如易失性存储器（例如RAM）和/或非易失性存储器（例如EPROM、闪速存储器、NVRAM、忆阻器等）。
在示例中，（多个）处理器102还可以实现为微处理器、微型计算机、微控制器、数字信号处理器、中央处理单元、状态机、逻辑电路和/或基于操作指令而操纵信号的任何设备。除其它能力之外，（多个）处理器102可以提取和执行存储在耦合到（多个）处理器102的存储器中的计算机可读指令。存储器可以是存储系统106的物理存储介质。存储系统106的物理存储介质可以包括任何非暂时性计算机可读存储介质，包括例如易失性存储器（例如RAM）和/或非易失性存储器（例如EPROM、闪速存储器、NVRAM、忆阻器等）。
图1中所示的各种元件的功能（包括标记为“（多个）处理器”和“控制器”的任何功能块）可以通过专用硬件以及能够执行计算机可读指令的硬件的使用来提供。
在示例实现中，（多个）处理器102可以是计算设备的处理器，并且存储系统106在所述计算设备外部。计算设备与用于存储数据的存储系统106相关联。在该示例实现中，计算设备的（多个）处理器102可以耦合到控制器104，其中控制器104执行用于存储数据、备份数据、恢复计算设备和恢复存储在存储系统106中的最新数据的功能。
如本文所使用的，“耦合”可以意指考虑到经由电信号、电磁信号、光学信号等与彼此交换数据信号的实体之间的直接连接。例如，可以与相同设备（例如计算机、服务器等）直接通信连接和/或在该相同设备中/该相同设备上布置，并且相互通信连接的实体已经被称为与彼此耦合。因此，通过直接通信进行通信的计算资源已经被称为“耦合”到彼此。
存储系统106（除其它组件和模块之外）包括初级存储驱动器108和次级存储驱动器110，如图1中所示。初级存储驱动器108可以是存储数据的主硬盘，包括以下中的一个或其组合：操作系统数据、应用数据和被生成并且用于计算系统10的操作的其它数据。次级存储驱动器110可以是用于在计算系统100的操作的数据备份模式期间存储数据的备份存储驱动器。次级存储驱动器110可以具有与在计算系统100操作在数据备份模式中之前存储在初级存储驱动器108中的数据的尺寸大体相等的尺寸。在示例实现中，次级存储驱动器110可以是初级存储驱动器108的分区。
在示例实现中，次级存储驱动器110具有备份文件，其具有等于在操作的数据备份模式之前分配的初级存储驱动器108的块的数目的数个块。在操作的数据备份模式之前分配的初级存储驱动器108的块此后可以被称为经预先分配的块。次级存储驱动器110的备份文件的块可以处于与初级存储驱动器108的经预先分配的块相同的偏移处。备份文件的块可以具有关于初级存储驱动器108的经预先分配的块的一对一映射，使得备份文件具有对应于初级存储驱动器108的每一个经预先分配的块的一个块。在示例实现中，次级存储驱动器110中的备份文件是稀疏文件，其使得块能够关于经预先分配的块具有相同的偏移和一对一映射。在示例实现中，次级存储驱动器110还包括存储各种映射表的缓冲空间，如稍后在描述中描述的。
以下描述详细地描述依照本主题的示例实现的用于在计算系统100的操作的数据备份模式期间写入数据的控制器104的操作。在一个示例中，在发起数据备份之前，初级存储驱动器108具有多个经预先分配的块和多个未经分配或自由的块。经预先分配的块可以存储操作系统数据、应用数据和其它用户数据。初级存储驱动器108的经预先分配的块通过112-1、112-2和112-3来索引，并且初级存储驱动器108的未经分配的块通过114-1、114-2和114-3来索引，如图1中所示。在发起数据备份之后接收到的任何写入请求将修改现有数据或存储新数据。可以指出的是，为了简化而仅示出三个经预先分配的块112-1、112-2和112-3以及仅三个未经分配的块114-1、114-2和114-3。初级存储驱动器108可以分别取决于在初级存储驱动器108中可用的自由存储空间和数据的尺寸而包括数个经预先分配的块和数个未经分配的块。经预先分配的块集体通过112来索引，并且初级存储驱动器108的未经分配的块通过114来索引。
在示例实现中，控制器104从（多个）处理器102接收数据备份请求。数据备份请求是在数据备份模式中操作计算系统100的请求。（多个）处理器102可以基于针对数据备份的用户输入而生成和发送数据备份请求。响应于数据备份请求，控制器104生成具有经预先分配的块112的信息的初始存储映射（ISM）表。ISM表还包括初级存储驱动器108的未经分配的块114的信息。在示例实现中，ISM表可以描绘具有针对经预先分配的块112的1和针对未经分配的块114的0的位图。
另外，响应于数据备份请求，控制器104生成次级存储驱动器110。在示例实现中，控制器104生成具有备份文件和缓冲存储空间的次级存储驱动器110。备份文件可以是稀疏文件。控制器104可以划分初级存储驱动器108以生成次级存储驱动器110。如较早提到的，备份文件次级存储驱动器110可以包括等于初级存储驱动器108的经预先分配的块的数目的数个块。备份文件中的块最初未被分配。如图1中所示，备份文件的未经分配的块通过116-1、116-2和116-3（对应于经预先分配的块112-1、112-2和112-3）来索引。备份文件的未经分配的块可以通过116集体索引。另外，控制器104将ISM表的副本存储在次级存储驱动器110中的缓冲存储空间中。
在操作的数据备份模式中，控制器104可以接收针对向初级存储驱动器108的块写入数据的写入请求118。在接收到写入请求118时，控制器104将写入请求118引导至初级存储驱动器108。控制器104确定与写入请求118相关联的块是初级存储驱动器108的未经分配的块还是初级存储驱动器108的经分配的块，即经预先分配的块。确定可以基于ISM表而执行。当确定写入请求118是针对初级存储驱动器108的经预先分配的块时，控制器104将与写入请求118相关联的数据写入到次级存储驱动器110。在该情况下，将数据写入到对应于初级存储驱动器108的经预先分配的块的次级存储驱动器110的备份文件的未经分配的块。如图1中所示，当写入请求118是针对经预先分配的块112-2时，数据不写入到经分配的块112-2（通过箭头120描绘），而是写入到次级存储驱动器110的备份文件的未经分配的块116-2（通过箭头122描绘）。
然而，当确定写入请求118是针对初级存储驱动器108的未经分配的块时，控制器104将与写入请求118相关联的数据写入到初级存储驱动器108。在该情况下，将数据写入到初级存储驱动器108的未经分配的块。未经分配的块改变成经分配的块。如图1中所示，当写入请求118是针对未经分配的块114-1时，将数据写入到未经分配的块114-1，通过箭头124描绘。可以指出的是，如果接收到针对在操作的数据备份模式期间分配的块114-1的任何随后写入请求，控制器104盖写块114-1中的数据。
另外，在示例实现中，控制器104生成PSM表并且存储在操作的数据备份模式期间分配的初级存储驱动器108的块的信息。PSM表还可以包括初级存储驱动器108的未经分配的块的信息。在示例实现中，PSM表可以描绘具有针对在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器108的块的第一状态（例如“1”）和针对初级存储驱动器108的未经分配的块的第二状态（例如“0”）的位图。在示例实现中，ISM表和PSM表可以是单个表，具有经预先分配的块（在操作的数据备份模式期间分配的块）和未经分配的块的信息。PSM表可以存储在次级存储驱动器110的缓冲存储空间中。
另外，控制器104生成SSM表并且存储次级存储驱动器110的经分配的块和未经分配的块的信息。在示例实现中，SSM表可以描绘具有针对次级存储驱动器110的未经分配的块的第一状态（例如“0”）和针对次级存储驱动器110的经分配的块的第二状态（例如“0”）的位图。SSM表可以存储在次级存储驱动器110的缓冲存储空间中。
图2图示了根据本主题的示例实现的用于在数据备份期间读取数据的系统环境100。在操作的数据备份模式中，控制器104可以从存储系统106接收针对读取数据的读取请求202。在接收到读取请求202时，控制器104将读取请求202引导至次级存储驱动器110。控制器104确定读取请求202是针对次级存储驱动器110的未经分配的块还是针对次级存储驱动器110的经分配的块。确定可以基于SSM表而执行。当确定读取请求202是针对次级存储驱动器110的经分配的块时，控制器104从次级存储驱动器110读取与读取请求202相关联的数据。在该情况下，从次级存储驱动器110的备份文件的对应的经分配的块读取数据。如图2中所示，当读取请求202是针对经分配的块116-2时，从经分配的块116-2读取数据，通过箭头204描绘。
然而，当确定读取请求202是针对次级存储驱动器110的未经分配的块时，控制器104从初级存储驱动器108读取与读取请求202相关联的数据。在该情况下，从初级存储驱动器108的对应的经分配的块读取数据。如图2中所示，当读取请求202是针对未经分配的块116-3时，数据不从未经分配的块116-3读取，通过箭头206描绘，而是从经预先分配的块112-3读取，通过箭头208描绘。
以下描述描述了依照本主题的示例实现的用于恢复计算系统100的控制器104的操作。可以指出的是，当要恢复计算系统100时，计算系统100可以操作在数据备份模式中。计算系统100可以在计算系统的操作系统变成不可启动或计算系统100感染有病毒或恶意软件或误配置了应用更新时恢复。计算系统100还可以在用户出于某种原因而希望将计算系统100带回到较早状态的情况下恢复。
在示例实现中，控制器104从（多个）处理器102接收系统恢复请求。系统恢复请求是将计算系统100恢复到较早状态的请求。（多个）处理器102可以基于针对系统恢复的用户输入而生成和发送系统恢复请求。响应于系统恢复请求，控制器104针对数据的读取和写入而忽略PSM表和SSM表。通过忽略PSM表和SSM表，将计算系统100恢复到在以对于用户看起来瞬时的方式发起数据备份之前存在的状态。控制器104参考ISM表以用于数据的进一步写入。
另外，在接收到系统恢复请求之后，控制器104生成新的次级存储驱动器，并且利用新的次级存储驱动器连同初级存储驱动器108以用于数据的读取和写入。图3图示了根据本主题的示例实现的系统恢复之后的系统环境100。如图3中所示，存储系统106包括新的次级存储驱动器302。控制器104生成具有备份文件和缓冲存储空间的新的次级存储驱动器302，类似于之前生成的次级存储驱动器110。如果初级存储驱动器108具有充足的自由存储空间，控制器104可以划分初级存储驱动器108以生成新的次级存储驱动器302。新的次级存储驱动器302的备份文件可以包括等于初级存储驱动器108的经预先分配的块的数目的数个块。新的次级存储驱动器302的备份文件中的块最初未经分配。另外，控制器104将ISM表的副本存储在新的次级存储驱动器302中的缓冲存储空间中。控制器104可以再次生成ISM表，或者拷贝存储在之前使用的次级存储驱动器110的缓冲存储空间中的相同ISM表。控制器104还基于随后的写入请求而维护新的PSM表和新的SSM表，并且以与较早描述的类似的方式使用新的PSM表和SSM表以用于随后的读取和写入请求。
另外，在示例实现中，在接收到系统恢复请求之后，控制器104保护在操作的数据备份模式期间分配的初级存储驱动器108的块。块受保护以防在接收到系统恢复请求之后的修改。也就是说，不允许针对受保护的块的任何写入请求，使得可以存留受保护的块的数据。控制器104参考PSM表以用于保护块。为了保护块，控制器104可以隐藏块或者使它们是只读块。在示例实现中，控制器104可以创建伪文件并且将要保护的块关联到所述伪文件。
另外，在示例实现中，在保护块之后，控制器104呈现初级存储驱动器108的经分配的块的数据和次级存储驱动器110的经分配的块的数据以用于拷贝到存储空间。这使得能够实现直至接收到系统恢复请求的时间而存储在存储系统106中的最新数据的恢复。初级存储驱动器108的经分配的块包括经预先分配的块112和受保护的块，即在操作的数据备份模式期间分配的初级存储驱动器108的块。
另外，控制器104可以按虚拟存储驱动器的形式呈现数据以供拷贝。虚拟存储驱动器在图3中通过304索引。虚拟存储驱动器304暴露于（多个）处理器102，并且计算系统100的用户可以从虚拟存储驱动器304拷贝数据以恢复在系统恢复之前存储的最新数据。如果初级存储驱动器108具有充足的自由存储空间，来自虚拟存储驱动器304的数据可以拷贝到初级存储驱动器108。来自虚拟存储驱动器304的数据可以拷贝到外部存储介质，例如闪速驱动器、存储器服务器、云使能的存储介质等。
在示例实现中，计算系统100可以出于恢复计算系统100的目的而重启。如果计算系统100的操作系统从正在被备份的存储驱动器运行，重启计算系统100。在计算系统100在接收到系统恢复请求之后重启的情况下，控制器104关掉计算系统100，并且在启动计算系统100之前，控制器104忽略PSM表和SSM表，生成新的次级存储驱动器302，并且保护在操作的数据模式期间分配的初级存储驱动器108的块。
在示例实现中，在计算系统100能够虚拟化的情况下，控制器104是系统仿真器，例如快速仿真器（QEMU）。在该实现中，（多个）处理器102充当向系统仿真器发送读取和写入请求的虚拟机。系统仿真器向虚拟机的操作系统提供作为虚拟存储驱动器的存储系统106的初级存储驱动器108和次级存储驱动器110，以用于数据的读取和写入。这促进安全的数据备份和安全的系统恢复，因为经备份的数据和存储在存储系统106中的表不向（多个）处理器102或由（多个）处理器102执行的操作系统暴露。
在示例实现中，在计算系统100不具有虚拟化能力的情况下，控制器104可以实现为存储系统驱动器。
图4图示了根据本主题的示例实现的在存储系统中的数据备份期间写入数据的方法400。以其描述方法400的次序不旨在解释为限制，并且任何数目的所描述的方法块可以按任何次序组合以实现方法400。另外，方法400可以通过任何合适的硬件、非暂时性机器可读介质或其组合而由（多个）处理器或（多个）计算设备实现。另外，尽管在前述计算系统100的上下文中描述方法400，但是其它合适的计算设备或系统可以用于方法400的执行。可以理解到，在方法400中牵涉的过程可以基于存储在非暂时性计算机可读介质中的指令而执行，如将容易理解到的。非暂时性计算机可读介质可以包括例如数字存储器、磁性存储介质（诸如磁盘和磁带）、硬驱动器或光学可读数字数据存储介质。
参照图4，在402处，在数据备份模式中从计算设备接收写入请求。计算设备可以包括生成写入请求的（多个）处理器102。使用至少一个计算机来接收写入请求。所述至少一个计算机可以是控制器104。在接收到写入请求之后，确定写入请求是针对初级存储驱动器108的经分配的块还是针对初级存储驱动器108的未经分配的块。确定使用至少一个计算机来执行。当写入请求是针对初级存储驱动器108的未经分配的块时，在404处，将与写入请求相关联的数据写入到初级存储驱动器108。在该情况下，使用所述至少一个计算机（例如控制器104）将数据写入到初级存储驱动器108的未经分配的块。当写入请求是针对初级存储驱动器108的经分配的块时，在406处，将与写入请求相关联的数据写入到存储系统106的次级存储驱动器110。在该情况下，使用所述至少一个计算机（例如控制器104）将数据写入到对应于初级存储驱动器108的经分配的块的次级存储驱动器110的块，如较早描述的。
另外，如较早提到的，维护存储在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器108的块的信息的PSM表。同样，维护存储次级存储驱动器108的未经分配的块和经分配的块的信息的SSM表。使用所述至少一个计算机来维护PSM表和SSM表。
图5图示了根据本主题的示例实现的在存储系统的数据备份期间读取数据的方法500。以其描述方法500的次序不旨在解释为限制，并且任何数目的所描述的方法块可以按任何次序组合以实现方法500。另外，方法500可以通过任何合适的硬件、非暂时性机器可读介质或其组合而由（多个）处理器或（多个）计算设备实现。另外，尽管在前述计算系统100的上下文中描述方法500，但是其它合适的计算设备或系统可以用于方法500的执行。可以理解到，在方法500中牵涉的过程可以基于存储在非暂时性计算机可读介质中的指令而执行，如将容易理解到的。非暂时性计算机可读介质可以包括例如数字存储器、磁性存储介质（诸如磁盘和磁带）、硬驱动器或光学可读数字数据存储介质。
参照图5，在502处，在数据备份模式中从计算设备接收读取请求。计算设备可以包括生成读取请求的（多个）处理器102。读取请求使用至少一个计算机来接收。所述至少一个计算机可以是控制器104。在接收到读取请求之后，基于SSM表确定读取请求是针对次级存储驱动器110的经分配的块还是针对次级存储驱动器110的未经分配的块。确定使用所述至少一个计算机来执行。当确定读取请求是针对次级存储驱动器110的经分配的块时，在504处，从次级存储驱动器110读取与读取请求相关联的数据。在该情况下，使用所述至少一个计算机（例如控制器104）从次级存储驱动器110的经分配的块读取数据。当确定读取请求是针对次级存储驱动器110的未经分配的块时，在506处，从初级存储驱动器108读取与读取请求相关联的数据。在该情况下，使用所述至少一个计算机（例如控制器104）从对应于次级存储驱动器110的未经分配的块的初级存储驱动器108的经分配的块读取数据。
图6图示了根据本主题的示例实现的恢复计算系统的方法600。以其描述方法600的次序不旨在解释为限制，并且任何数目的所描述的方法块可以按任何次序组合以实现方法600。另外，方法600可以通过任何合适的硬件、非暂时性机器可读介质或其组合而由（多个）处理器或（多个）计算设备实现。另外，尽管在前述计算系统100的上下文中描述方法600，但是其它合适的计算设备或系统可以用于方法600的执行。可以理解到，在方法600中牵涉的过程可以基于存储在非暂时性计算机可读介质中的指令而执行，如将容易理解到的。非暂时性计算机可读介质可以包括例如数字存储器、磁性存储介质（诸如磁盘和磁带）、硬驱动器或光学可读数字数据存储介质。
参照图6，在602处，从计算设备接收系统恢复请求。计算设备可以包括生成系统恢复请求的（多个）处理器102。系统恢复请求使用至少一个计算机来接收。所述至少一个计算机可以是控制器104。响应于系统恢复请求，在604处，在接收到系统恢复请求之后，针对数据的读取和写入而忽略SSM表和PSM表。使用所述至少一个计算机（例如控制器104）来忽略SSM表和PSM表。另外，在606处，保护在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块以防接收到系统恢复请求之后的修改。使用所述至少一个计算机（例如控制器104）以如描述中较早描述的方式保护初级存储驱动器108的这样的块。此后，在608处，在虚拟存储驱动器中呈现初级存储驱动器108的经分配的块的数据和次级存储驱动器110的经分配的块的数据以用于拷贝到存储空间。初级存储驱动器108的经分配的块包括受保护的块。所述至少一个计算机，例如控制器104，向（多个）处理器102暴露具有所述数据的虚拟存储驱动器以用于拷贝到外部存储空间或初级存储驱动器108。
另外，在接收到系统恢复请求之后，在610处，生成新的次级存储驱动器。在示例中，新的次级存储驱动器310使用所述至少一个计算机（例如控制器104）通过划分初级存储驱动器108而生成。在612处，初级存储驱动器和新的次级存储驱动器用于在接收到系统恢复请求之后在数据备份模式中的数据的读取和写入。初级存储驱动器和新的次级存储驱动器使用所述至少一个计算机（例如控制器104）来利用。
图7图示了根据本主题的示例实现的示例系统环境700。在示例实现中，系统环境700包括通过通信链路706通信耦合到非暂时性计算机可读介质704的计算机702。计算机702具有用于从非暂时性计算机可读介质704提取和执行计算机可读指令的处理资源。
计算机702和非暂时性计算机可读介质704还通信耦合到存储系统708。存储系统708可以包括初级存储驱动器和次级存储驱动器（如较早描述的），以用于在数据备份模式期间读取和写入数据。
非暂时性计算机可读介质704可以是例如内部存储器设备或外部存储器设备。在示例实现中，通信链路706可以是直接通信链路，诸如任何存储器读取/写入接口。在另一示例实现中，通信链路706可以是间接通信链路，诸如网络接口。在这样的情况下，计算机702可以通过网络（未示出）访问非暂时性计算机可读介质704。网络可以是单个网络或多个网络的组合，并且可以使用各种不同的通信协议。
在示例实现中，非暂时性计算机可读介质704包括用于数据备份、系统恢复和数据的恢复的计算机可读指令集。计算机可读指令集可以由计算机702通过通信链路706来访问，并且随后被执行以施行用于数据备份、系统恢复和数据恢复的动作。
参照图7，在示例中，非暂时性计算机可读介质704包括使得计算机702在数据备份模式中从计算设备接收写入请求的指令710。非暂时性计算机可读介质704包括使得计算机702在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的未经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统708的初级存储驱动器的指令712。非暂时性计算机可读介质704包括使得计算机702在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统708的次级存储驱动器的指令714。非暂时性计算机可读介质704包括使得计算机702在PSM表中存储在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块的信息的指令716。非暂时性计算机可读介质704包括使得计算机702在SSM表中存储次级存储驱动器的未经分配的块和经分配的块的信息的指令718。
在示例实现中，非暂时性计算机可读介质704还可以包括指令，所述指令使得计算机702：在数据备份模式中从计算设备接收读取请求；当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的经分配的块时从次级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据；并且当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的未经分配的块时从初级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据。
在示例实现中，非暂时性计算机可读介质704还可以包括指令，所述指令使得计算机702从计算设备接收系统恢复请求，并且在接收到系统恢复请求之后，针对数据的读取和写入而忽略SSM表和PSM表。在示例实现中，非暂时性计算机可读介质704还可以包括指令，所述指令使得计算机702在接收到系统恢复请求之后生成新的次级存储驱动器，并且在接收到系统恢复请求之后利用初级存储驱动器和新的次级存储驱动器以用于数据备份模式中的数据的读取和写入。
在示例实现中，非暂时性计算机可读介质704还可以包括使得计算机702保护在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块以防在接收到系统恢复请求之后的修改的指令。非暂时性计算机可读介质704还可以包括使得计算机702在虚拟存储驱动器中呈现初级存储驱动器的经分配的块的数据和次级存储驱动器的经分配的块的数据以用于拷贝到存储空间的指令。初级存储驱动器108的经分配的块包括受保护的块。
尽管已经以具体到结构特征和/或方法的语言描述了用于数据备份、系统恢复和数据恢复的实现，但是要理解的是，本主题不必限于所描述的具体特征或方法。更确切地说，具体特征和方法作为用于计算系统中的数据备份、系统恢复和数据恢复的示例实现而被公开和解释。

Claims (15)

1.一种方法，包括：
使用至少一个计算机，在数据备份模式中从计算设备接收写入请求；
使用所述至少一个计算机，在写入请求是针对初级存储驱动器的未经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的初级存储驱动器；以及
使用所述至少一个计算机，在写入请求是针对初级存储驱动器的经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的次级存储驱动器；
其中所述未经分配的块指未被文件系统所使用的块，并且所述经分配的块指被文件系统所使用的块。
2.如权利要求1中所要求保护的方法，包括：
使用所述至少一个计算机，维护存储在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块的信息的初级存储映射PSM表；以及
使用所述至少一个计算机，维护存储次级存储驱动器的未经分配的块和经分配的块的信息的次级存储映射SSM表。
3.如权利要求2中所要求保护的方法，包括：
使用所述至少一个计算机，在数据备份模式中从计算设备接收读取请求；
使用所述至少一个计算机，当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的经分配的块时从次级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据；以及
使用所述至少一个计算机，当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的未经分配的块时从初级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据。
4.如权利要求2中所要求保护的方法，包括：
使用所述至少一个计算机，从计算设备接收系统恢复请求；以及
使用所述至少一个计算机，在接收到系统恢复请求之后，针对数据的读取和写入而忽略SSM表和PSM表。
5.如权利要求4中所要求保护的方法，包括：
使用所述至少一个计算机，保护在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块以防在接收到系统恢复请求之后的修改；以及
使用所述至少一个计算机，在虚拟存储驱动器中呈现初级存储驱动器的经分配的块的数据和次级存储驱动器的经分配的块的数据以用于拷贝到存储空间，其中初级存储驱动器的经分配的块包括受保护的块。
6.如权利要求4中所要求保护的方法，包括：
使用所述至少一个计算机，在接收到系统恢复请求之后生成新的次级存储驱动器；以及
使用所述至少一个计算机，在接收到系统恢复请求之后利用初级存储驱动器和新的次级存储驱动器以用于数据备份模式中的数据的读取和写入。
7.如权利要求6中所要求保护的方法，其中所述生成包括从初级存储驱动器划分所述新的次级存储驱动器。
8.一种计算系统，包括：
处理器；
用于存储数据的存储系统；以及
耦合到处理器和存储系统的控制器，用于：
在数据备份模式中从处理器接收数据备份请求以操作计算系统；
生成具有在接收到数据备份请求之前分配的存储系统的初级存储驱动器的块的信息的初始存储映射ISM表；
在数据备份模式中从处理器接收写入请求；
在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的未经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到初级存储驱动器；以及
在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的次级存储驱动器；
其中所述未经分配的块指未被文件系统所使用的块，并且所述经分配的块指被文件系统所使用的块。
9.如权利要求8中所要求保护的计算系统，其中次级存储驱动器的块处于与初级存储驱动器的块相同的偏移处，并且其中控制器用于将数据写入到处于与初级存储驱动器的经分配的块相同的偏移处的次级存储驱动器的块。
10.如权利要求8中所要求保护的计算系统，其中控制器用于：
在初级存储映射PSM表中存储在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块的信息；以及
在次级存储映射SSM表中存储次级存储驱动器的未经分配的块和经分配的块的信息，其中SSM表代表针对次级存储驱动器的未经分配的块的第一状态和针对次级存储驱动器的经分配的块的第二状态。
11.如权利要求10中所要求保护的计算系统，其中控制器用于：
在数据备份模式中从处理器接收读取请求；
当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的经分配的块时从次级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据；以及
当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的未经分配的块时从初级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据。
12.如权利要求10中所要求保护的计算系统，其中控制器用于：
从处理器接收系统恢复请求；
在接收到系统恢复请求之后，针对数据的读取和写入而忽略SSM表和PSM表；
保护在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块以防在接收到系统恢复请求之后的修改；以及
在虚拟存储驱动器中呈现初级存储驱动器的经分配的块的数据和次级存储驱动器的经分配的块的数据以用于拷贝到存储空间，其中初级存储驱动器的经分配的块包括受保护的块。
13.如权利要求8中所要求保护的计算系统，其中控制器是向在处理器上执行的操作系统提供作为虚拟存储驱动器的初级存储驱动器和次级存储驱动器的系统仿真器。
14.一种包括计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读指令在由计算机执行时，使得计算机：
在数据备份模式中从计算设备接收写入请求；
在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的未经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到初级存储驱动器；
在写入请求是针对将数据写入到初级存储驱动器的经分配的块时将与写入请求相关联的数据写入到存储系统的次级存储驱动器；
在初级存储映射PSM表中存储在数据备份模式期间分配的初级存储驱动器的块的信息；以及
在次级存储映射SSM表中存储次级存储驱动器的未经分配的块和经分配的块的信息；
其中所述未经分配的块指未被文件系统所使用的块，并且所述经分配的块指被文件系统所使用的块。
15.如权利要求14中所要求保护的非暂时性计算机可读介质，其中指令在由计算机执行时使得计算机：
在数据备份模式中从计算设备接收读取请求；
当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的经分配的块时从次级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据；以及
当基于SSM表而确定读取请求是针对次级存储驱动器的未经分配的块时从初级存储驱动器读取与读取请求相关联的数据。
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