CN107423165A - 一种数据快照首写拷贝方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据快照首写拷贝方法，该方法可以包括以下步骤：在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。应用本发明实施例所提供的技术方案，可以减少拷贝数据量，减少存储空间的占用，提升快照性能。本发明还公开了一种数据快照首写拷贝装置，具有相应技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域，特别是涉及一种数据快照首写拷贝方法及装置。
背景技术
随着互联网技术的快速发展，各行各业的业务数据量逐渐增多，对数据灾备的关注程度越来越高。为防范存储设备数据丢失，目前较有效的方法是对存储设备创建快照。快照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的映像。
首写拷贝是快照实现的一种方式，即在对存储设备创建快照后，在初次接收到对该存储设备的写请求时，需要将该存储设备中的数据拷贝到其他区域，然后再响应该写请求。
现有技术的这种方法，在每次首写拷贝时都需要将存储设备中的数据全部拷贝出来，这样将导致很多数据被重复拷贝，增加了拷贝数据量，占用了更多的存储空间，快照性能较差。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种数据快照首写拷贝方法及装置，以减少拷贝数据量，减少存储空间的占用，提升快照性能。
一种数据快照首写拷贝方法，包括：
在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；
在创建所述快照之后，初次接收到针对所述目标存储设备的写请求时，分别对所述目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到所述备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
在本发明的一种具体实施方式中，所述在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，包括：
在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，所述在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，包括：
在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项；
如果是，则确定预设的备份区域存储有该数据块；
否则，确定所述备份区域未存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，还包括：
确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址；
根据所述快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
在本发明的一种具体实施方式中，在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在所述将该数据块拷贝到所述备份区域之后，还包括：
确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
一种数据快照首写拷贝装置，包括：
快照创建模块，用于在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；
首写拷贝模块，用于在创建所述快照之后，初次接收到针对所述目标存储设备的写请求时，分别对所述目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；
备份模块，用于针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到所述备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
在本发明的一种具体实施方式中，所述备份模块，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，所述备份模块，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项；
如果是，则确定预设的备份区域存储有该数据块；
否则，确定所述备份区域未存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，所述备份模块，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址；
根据所述快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
在本发明的一种具体实施方式中，所述备份模块，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在所述将该数据块拷贝到所述备份区域之后，确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
应用本发明实施例所提供的技术方案，在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照，在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝，针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则可以将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。这样可以减少拷贝数据量，减少存储空间的占用，提升快照性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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他的附图。
图1为本发明实施例中一种数据快照首写拷贝方法的实施流程图；
图2为本发明实施例中一种数据快照首写拷贝装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
参见图1所示，为本发明实施例所提供的一种数据快照首写拷贝方法的实施流程图，该方法可以包括以下步骤：
S101：在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照。
在本发明实施例中，可以预先设定一个时间间隔，在达到设定的该时间间隔时，视为达到了设定的快照触发条件，即按照设定的时间间隔对目标存储设备中的数据块进行快照的创建。或者，在接收到用户或者其他系统发送的快照创建请求时，视为达到设定的快照触发条件，对目标存储设备中的数据块进行快照的创建。或者，在监测到目标存储设备中增长数据量达到设定阈值时，视为达到了设定的快照触发条件，对目标存储设备中的数据块进行快照的创建。
针对目标存储设备中的数据块创建快照，具体可以是在目标存储设备中添加快照标签。
S102：在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝。
在目标存储设备的正常运行过程中，可以对目标存储设备中的数据进行读写操作。在针对目标存储设备中的数据块创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝。因为响应写请求后目标存储设备中存储的数据将发生变化，所以需要对此次快照对应的数据块进行首写拷贝。
S103：针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
在本发明实施例中，可以预设一个备份区域，用于存储每次快照对应的目标存储设备中的数据。
针对目标存储设备中的每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，可以确定预设的备份区域中是否存储有该数据块，如果没有，则将该数据块拷贝到备份区域，如果有，则可以不进行拷贝操作。
在实际应用中，在对该数据块进行首写拷贝时，可以根据该数据块的具体内容确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，可以在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
在实际应用中，可以将目标存储设备的存储空间按照固定大小分块，这样目标存储设备包含多个存储块。对于每个数据块而言，可以将该数据块存放在实际的某个存储块上。并根据每个数据块的内容设定每个数据块的内容标识符。具体的，对于一个数据块而言，该数据块的内容标识符可以是对该数据块进行哈希计算得到的该数据块的指纹。据此可以建立目标存储设备的管理映射表，如表1所示：
| 1 | LBA1 | FP1 | PBA1 |
| 2 | LBA2 | FP2 | PBA2 |
| 3 | LBA3 | FP3 | PBA3 |
| 4 | LBA4 | FP4 | PBA4 |
| … | … | … | … |
| n | LBAn | FPn | PBAn |
表1
表1中，LBA为Logic Block Address，表示数据块在目标存储设备中的逻辑地址，FP为Finger Print，表示数据块的指纹，表征数据块内容，PBA为Physical Block Address，表示数据块在目标存储设备中的实际存储位置的物理地址。举例而言，指纹为FP1的数据块在目标存储设备中的逻辑地址为LBA1，在目标存储设备中的物理地址为PBA1。
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，可以根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。具体的，可以将该数据块的内容标识符与预设的备份区域中存储的各数据块的内容标识符进行比较，如果备份区域中存在内容标识符与该数据块的内容标识符相同的数据块，则可以确定备份区域中存储有该数据块，否则，可以确定备份区域中未存储有该数据块。这样可以提高查找效率。
在本发明的一种具体实施方式中，在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，可以包括以下步骤：
步骤一：在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项，如果是，则执行步骤二，否则，执行步骤三；
步骤二：确定预设的备份区域存储有该数据块；
步骤三：确定备份区域未存储有该数据块。
在本发明实施例中，可以预先建立一个快照映射表，如表2所示：
| 1 | LBA1 | FP1 | LBA1’ |
| 2 | LBA2 | FP2 | LBA2’ |
| 3 | LBA3 | FP4 | LBA4’ |
| 4 | LBA4 | FP4 | LBA4’ |
| … | … | … | … |
| n | LBAn | FPn | LBAn’ |
| n+1 | LBAn+1 | FP4 | LBA4’ |
表2
表2中，LBAn’表示数据块在备份区域中的逻辑地址。举例而言，指纹为LP1的数据块在目标存储设备中的逻辑地址即源逻辑地址为LBA1，在备份区域中的逻辑地址即目的逻辑地址为LBA1’。
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项。如果存在，则可以确定备份区域中存储有该数据块，如果不存在，则可以确定备份区域中未存储有该数据块。
在本发明的一个实施例中，在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，该方法还可以包括以下步骤：
第一个步骤：确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址；
第二个步骤：根据快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在备份区域中的目的逻辑地址；
第三个步骤：根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，如果确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项，则可以进一步确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址。根据快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在备份区域中的目的逻辑地址。
假设备份区域的快照映射表中仅有映射项1、映射项2、映射项3三个映射项，在要对指纹为FP4的数据块进行首写拷贝时，可以确定当前快照映射表中存在包含该数据块的指纹的映射项，该映射项为映射项3，表明备份区域中存储有该数据块。在这种情况下，可通过目标存储设备的管理映射表确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址为LBA4。根据映射项3，可以确定该数据块在备份区域中的目的逻辑地址为LBA4’。
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
如上例中，该数据块的源逻辑地址为LBA4，该数据块的目的逻辑地址为LBA4’，该数据块的内容标识符为LP4，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项为映射项4。
这样，在对该数据块进行首写拷贝时，如果确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项，则可以确定备份区域中存储有该数据块，不需要对该数据块再进行拷贝操作，可以直接在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。根据快照映射表即可获知此次快照对应的目标存储设备中的数据结构。
在本发明的另一个实施例中，在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在将该数据块拷贝到备份区域之后，该方法还可以包括以下步骤：
步骤一：确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在备份区域中的目的逻辑地址；
步骤二：根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，如果确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项，则可以进一步确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在备份区域中的目的逻辑地址，根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
假设备份区域的快照映射表中仅有映射项1、映射项2两个映射项，在要对指纹为FP4的数据块进行首写拷贝时，可以确定当前快照映射表中不存在包含该数据块的指纹的映射项，表明备份区域中未存储有该数据块。在这种情况下，可通过目标存储设备的管理映射表确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址为LBA3，通过备份区域的剩余存储空间或者拷贝目的端可以确定该数据块在备份区域中的目的逻辑地址为LBA4’。从而，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项为映射项3。
这样，在对该数据块进行首写拷贝时，如果确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项，则可以确定备份区域中未存储有该数据块，可以将该数据块拷贝到备份区域，并在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。根据快照映射表即可获知此次快照对应的目标存储设备中的数据结构。
在对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝之后，可以响应针对目标存储设备的写请求。
应用本发明实施例所提供的方法，在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照，在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝，针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则可以将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。这样可以减少拷贝数据量，减少存储空间的占用，提升快照性能。
相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种数据快照首写拷贝装置，下文描述的一种数据快照首写拷贝装置与上文描述的一种数据快照首写拷贝方法可相互对应参照。
参见图2所示，该装置可以包括以下模块：
快照创建模块201，用于在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；
首写拷贝模块202，用于在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；
备份模块203，用于针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
应用本发明实施例所提供的装置，在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照，在创建快照之后，初次接收到针对目标存储设备的写请求时，分别对目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝，针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则可以将该数据块拷贝到备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。这样可以减少拷贝数据量，减少存储空间的占用，提升快照性能。
在本发明的一种具体实施方式中，备份模块203，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，备份模块203，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项；
如果是，则确定预设的备份区域存储有该数据块；
否则，确定备份区域未存储有该数据块。
在本发明的一种具体实施方式中，备份模块203，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址；
根据快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
在本发明的一种具体实施方式中，备份模块203，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在将该数据块拷贝到备份区域之后，确定该数据块在目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
本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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，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。
本文中应用了具体个例对本发明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发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种数据快照首写拷贝方法，其特征在于，包括：
在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；
在创建所述快照之后，初次接收到针对所述目标存储设备的写请求时，分别对所述目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；
针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到所述备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，包括：
在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，包括：
在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项；
如果是，则确定预设的备份区域存储有该数据块；
否则，确定所述备份区域未存储有该数据块。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，还包括：
确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址；
根据所述快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在所述将该数据块拷贝到所述备份区域之后，还包括：
确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
6.一种数据快照首写拷贝装置，其特征在于，包括：
快照创建模块，用于在达到设定的快照触发条件时，针对目标存储设备中的数据块创建快照；
首写拷贝模块，用于在创建所述快照之后，初次接收到针对所述目标存储设备的写请求时，分别对所述目标存储设备中的每个数据块进行首写拷贝；
备份模块，用于针对每个数据块，在对该数据块进行首写拷贝时，确定预设的备份区域是否存储有该数据块，如果否，则将该数据块拷贝到所述备份区域，如果是，则不进行拷贝处理。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述备份模块，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，根据该数据块的内容标识符，确定预设的备份区域是否存储有该数据块。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述备份模块，具体用于：
在对该数据块进行首写拷贝时，确定预先建立的快照映射表中是否存在包含该数据块的内容标识符的映射项；
如果是，则确定预设的备份区域存储有该数据块；
否则，确定所述备份区域未存储有该数据块。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述备份模块，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中存在包含该数据块的内容标识符的映射项之后，确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址；
根据所述快照映射表中存在的包含该数据块的内容标识符的映射项，确定该数据块在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述备份模块，还用于：
在确定预先建立的快照映射表中不存在包含该数据块的内容标识符的映射项时，在所述将该数据块拷贝到所述备份区域之后，确定该数据块在所述目标存储设备中的源逻辑地址和对应的在所述备份区域中的目的逻辑地址；
根据该数据块的源逻辑地址、该数据块的目的逻辑地址和该数据块的内容标识符，在所述快照映射表中建立该数据块对应的映射项。
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