CN107357928B - 一种实现存储快照的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请所提供的一种实现存储快照的方法，包括设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。使得拷贝到新的粒度区域的数据仍然具有连续性，提高了读操作效率。本申请还提供一种实现存储快照的系统，具有上述有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及网络存储领域，特别涉及一种实现存储快照的方法和系统。
背景技术
全球网络存储工业协会给出对存储快照技术的定义是，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。
当前，所有存储系统，不论高中低端，只要应用于在线系统，那么快照功能是其中一个不可或缺的功能。快照的作用体现在以下两个方面。其一，能够进行在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复到某个可用的时间点的状态；其二，为存储用户提供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。
目前的存储快照包括写时复制和写重定向。写重定向的缺点是多次读写后，原卷的读操作性能下降很快。原因是创建快照后，新的数据第一次写入原卷时，需要创建新的存储区域将新的数据写入新的存储区域，多次之后，原卷的存储区域变得离散，使读操作性能不佳。
发明内容
本申请的目的是提供一种实现存储快照的方法和系统，解决多次写重定向后原卷的存储区域离散使读操作性能较差的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种实现存储快照的方法，技术方案如下；
设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；
修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。
其中，所述设置数据拷贝的粒度包括：
通过存储核心管理系统根据数据之间的相关性设置数据拷贝的粒度。
其中，所述方法还包括：
当第二新数据写入所述原卷时，将所述第二新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；其中，所述第二新数据和所述新数据属于同一粒度区域。
其中，所述创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域，包括：
从所述原卷复制所述元数据并将复制的元数据指针指向各数据单元形成快照卷；
创建所述快照卷后，当有新数据写入所述原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被所述快照卷的所述元数据指针指向；
若是，将所述存储单元对应的粒度区域的数据拷贝到新的粒度区域。
本申请还提供一种实现存储快照的系统，包括：
设置模块，用于设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
拷贝模块，用于创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到新的粒度区域；
写入模块，用于修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。
其中，所述设置模块为通过存储核心管理系统根据数据之间的相关性设置数据拷贝的粒度的模块。
其中，所述系统还包括：
二次写入模块，用于当第二新数据写入所述原卷时，将所述第二新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；其中，所述第二新数据和所述新数据属于同一粒度区域。
其中，所述拷贝模块包括：
创建子模块，用于从所述原卷复制所述元数据并将复制的元数据指针指向各数据单元形成快照卷；
判断子模块，用于创建所述快照卷后，当有新数据写入所述原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被所述快照卷的元数据指针指向；
拷贝子模块，用于新数据对应的存储单元被快照卷的元数据指针指向时，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域。
本申请所提供的一种实现存储快照的方法，包括设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。使得拷贝到新粒度区域的数据仍然具有连续性，提高了读操作效率。本申请还提供一种实现存储快照的系统，具有上述有益效果，此处不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种实现存储快照的方法流程图；
图2为本申请实施例所提供的粒度划分示意图；
图3为本申请实施例所提供的粒度区域拷贝示意图；
图4为本申请实施例所提供的数据写入示意图；
图5为本申请实施例所提供的一种实现存储快照的系统示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种实现存储快照的方法流程图，技术方案如下：
S101：设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
先设置一个数据拷贝的粒度，粒度可以是根据存储数据之间的相关性设置，也可以人为确定一个值作为粒度，本申请在此不作限定。确定粒度后，可以通过存储核心管理系统设置数据拷贝的粒度。
设置粒度后，根据所述粒度对存储区域划分粒度区域。例如，如图2，设置的粒度为四，则在存储区域中每四个存储单元为一个粒度区域，A、B、C、D四个存储单元组成第一个粒度区域，E、F、G、H四个存储单元组成第二个粒度区域……以此类推。
S102：创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；
全球网络存储工业协会对于存储快照技术的定义是：关于制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)的影响。因此，需要新建一个快照卷。创建快照时，从原卷复制一份metedata(元数据)，且元数据指针和原卷的元数据指针一样指向相同的存储单元。
当有新的数据要写入原卷时，先判断该新数据对应的存储单元是否被元数据指针所指向，这里的元数据指针通常指的是快照卷的元数据指针，当然也可以是原卷的元数据指针。
如果新数据对应的存储单元被快照卷的元数据指针指向，则申请一段新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到新的粒度区域。当然也可以但不建议申请一段比粒度区域还要大的存储区域，此处不作限定。申请完新的粒度区域之后，将该新数据所属的粒度区域的数据全部拷贝到新的粒度区域。如图3，不妨继续假设新数据为E'，粒度按S101中所述设为四，新数据E'即将写入数据E所在存储区域，则将新数据E'所属的存储单元对应的粒度区域也即E、F、G、H组成的粒度区域中全部的数据拷贝到新的粒度区域中。当然这里只是以新数据E'为例作介绍，并不限定新数据。
如果新数据对应的存储单元没有被快照卷的元数据指针指向，直接写入。
S103：修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。
因为新数据对应的粒度区域已经拷贝到新的粒度区域，因此对应的修改原卷的元数据指针，将其指向新的粒度区域中的存储单元。并将新数据写入新的粒度区域中对应的存储单元。参见图4，继续以新数据E'为例，将原卷metedata原本指向E、F、G、H的四个指针指向新的粒度区域中的E、F、G、H，然后在新的粒度区域中将新数据E'写入，由E替换为E'。
此外，当再有新的数据即第二新数据写入原卷，且第二新数据和新数据属于同一粒度区域时，直接将第二新数据写入新的粒度区域中对应的存储单元。例如，当和新数据E'同属于一个粒度区域的第二新数据F'要写入原卷时，直接将其写入图4中E'旁边的存储单元。
本申请实施例提供了一种实现存储快照的方法，可以通过上述方法能够实现写重定向时拷贝到新的存储区域的数据仍具有连续性，提高了读操作效率。
下面对本申请实施例提供的一种实现存储快照的系统进行介绍，下文描述的实现存储快照的系统与上文描述的实现存储快照的方法可相互对应参照。
参见图5，本申请还提供一种实现存储快照的系统，包括：
设置模块100，用于设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
拷贝模块200，用于创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；
写入模块300，用于修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述设置模块可以为通过存储核心管理系统根据数据之间的相关性设置数据拷贝的粒度的模块。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述系统还可以包括：
二次写入模块，用于当第二新数据写入所述原卷时，将所述第二新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；其中，所述第二新数据和所述新数据属于同一粒度区域。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述拷贝模块可以包括：
创建子模块，用于从所述原卷复制所述元数据并将复制的元数据指针指向各数据单元形成快照卷；
判断子模块，用于创建所述快照卷后，当有新数据写入所述原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被所述快照卷的元数据指针指向；
拷贝子模块，用于新数据对应的存储单元被所述快照卷的元数据指针指向时，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的一种实现存储快照的方法和系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请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申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (6)
1.一种实现存储快照的方法，其特征在于，包括：
设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；
修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述原卷的元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；
还包括：
当第二新数据写入所述原卷时，将所述第二新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；其中，所述第二新数据和所述新数据属于同一粒度区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置数据拷贝的粒度包括：
通过存储核心管理系统根据数据之间的相关性设置数据拷贝的粒度。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域，包括：
从所述原卷复制所述元数据并将复制的元数据指针指向各数据单元形成快照卷；
创建所述快照卷后，当有新数据写入所述原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被所述快照卷的所述元数据指针指向；
若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域的数据拷贝到所述新的粒度区域。
4.一种实现存储快照的系统，其特征在于，包括：
设置模块，用于设置数据拷贝的粒度，并根据所述粒度对存储区域划分粒度区域；
拷贝模块，用于创建快照卷后，当有新数据写入原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；若是，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域；
写入模块，用于修改所述原卷的元数据，将所述粒度区域中各存储单元的所述原卷的元数据指针对应指向所述新的粒度区域中的各存储单元，并将所述新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；
还包括：
二次写入模块，用于当第二新数据写入所述原卷时，将所述第二新数据写入所述新的粒度区域中对应的存储单元；其中，所述第二新数据和所述新数据属于同一粒度区域。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述设置模块为通过存储核心管理系统根据数据之间的相关性设置数据拷贝的粒度的模块。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述拷贝模块包括：
创建子模块，用于从所述原卷复制所述元数据并将复制的元数据指针指向各数据单元形成快照卷；
判断子模块，用于创建所述快照卷后，当有新数据写入所述原卷时，判断所述新数据对应的存储单元是否被快照卷的元数据指针指向；
拷贝子模块，用于所述新数据对应的存储单元被所述快照卷的元数据指针指向时，申请新的粒度区域，将所述存储单元对应的粒度区域中的数据拷贝到所述新的粒度区域。
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