CN107491363A - 一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置，该方法的步骤包括：获取源数据卷以及快照卷，并将源数据卷以及快照卷之间的对应关系记录在映射表中；设定对目标快照卷进行的快照操作；通过目标驱动对映射表进行分析以查找到目标快照卷，并对目标快照卷进行快照操作；其中，目标驱动以及映射表基于Linux内核的模块框架生成；源数据卷为当前启用的存储卷，快照卷为规定时刻对源数据卷进行快照备份的存储卷。本发明相对提高了快照功能的通用性，并且相对降低了快照功能的使用成本。此外，基于Linux内核的存储卷的快照装置同样具有上述效果。

Description

一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置

技术领域

本发明涉及快照领域，特别是涉及一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置。

背景技术

随着大数据时代的到来，数据对于企业的发展起着至关重要的作用作，因此数据越来越受重视。由于数据的存储的安全与否直接决定着企业的发展，并且当下企业数据存储的数量在不断增大，因此保证数据的存储安全是企业所关注的重点。

存储卷快照是对存储卷在一个时间点的数据内容的备份，备份的目的是以便在需要时，将存储卷中的数据恢复到一个已知的状态。典型的应用场景有金融系统的账务数据，一般以数据库的形式保存，用于创建数据库的存储卷需要定期备份，以备对账时或灾难时的数据恢复。另外的一个场景是应用系统的备份，在应用系统升级时，可先对升级前的应用系统进行快照备份，一旦升级出现异常，可以迅速恢复到升级前的应用系统。但是现有的存储卷的快照功能的实现往往要依赖于特定存储设备的支持，如微软平台的VSS，在实现存储卷的快照功能时需要该设备提供VSS provider接口进行快照支持，才能实现在存储卷设备上创建快照的操作。由于实现快照功能需要特定的设备进行支持，因此在现有技术中快照功能的通用性较差，并且实现的成本较高。

由此可见，提供一种基于Linux内核的存储卷的快照方法，以提高快照功能的通用性，并且降低快照功能的使用成本，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置，相对提高了快照功能的通用性，并且相对降低了快照功能的使用成本。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于Linux内核的存储卷的快照方法，包括：

获取源数据卷以及快照卷，并将源数据卷以及快照卷之间的对应关系记录在映射表中；

设定对目标快照卷进行的快照操作；

通过目标驱动对映射表进行分析以查找到目标快照卷，并对目标快照卷进行快照操作；

其中，目标驱动以及映射表基于Linux内核的模块框架生成；源数据卷为当前启用的存储卷，快照卷为规定时刻对源数据卷进行快照备份的存储卷。

优选的，快照操作具体包括：

查看快照备份、创建快照备份、使用快照备份、删除快照备份以及删除快照备份任务。

优选的，在快照操作具体为创建快照备份的情况下，当对目标快照卷进行创建快照备份时，该方法进一步包括：

阻塞应用的数据IO，并排空应用的数据缓存。

优选的，当快照操作具体为使用快照备份时，该方法进一步包括：

将源数据卷转化为新的快照卷，并将目标快照卷转化为新的源数据卷。

优选的，创建快照备份具体为：

通过ROW算法创建快照备份。

优选的，创建快照备份具体为：

定时自动创建快照备份。

优选的，该方法进一步包括：

添加新快照卷，并将新快照卷与源数据卷的对应关系记录在映射表中。

此外，本发明还提供一种基于Linux内核的存储卷的快照装置，包括：

对应关系记录模块，用于获取源数据卷以及快照卷，并将源数据卷以及快照卷之间的对应关系记录在映射表中；

操作设定模块，用于设定对目标快照卷进行的快照操作；

操作执行模块，用于通过目标驱动对映射表进行分析以查找到目标快照卷，并对目标快照卷进行快照操作；

其中，目标驱动以及映射表基于Linux内核的模块框架生成；源数据卷为当前启用的存储卷，快照卷为规定时刻对源数据卷进行快照备份的存储卷。

优选的，该装置进一步包括：

阻塞排空模块，用于阻塞应用的数据IO，并排空应用的数据缓存。

优选的，该装置进一步包括：

卷转化模块，用于将源数据卷转化为新的快照卷，并将目标快照卷转化为新的源数据卷。

本发明所提供的基于Linux内核的存储卷的快照方法，将源数据卷与快照卷的对应关系存储在映射表中，进而通过使用目标驱动对映射表进行分析找到与特定源数据卷对应的快照卷，并进行对于快照卷的快照操作。由于目标驱动以及映射表均使用Linux内核的模块框架作为基础而生成，因此能够在Linux平台上实现存储卷的快照功能。此外，由于Linux被广泛应用于各种存储设备，因此本方法所提供的快照功能可以在多种现有的存储设备中执行，进而避免了必须使用特定存储设备才能实现快照功能的情况，相对提高了快照功能的通用性，并且由于减少了特点存储设备的使用，也相对降低了快照功能的使用成本。此外，本发明还提供一种基于Linux内核的存储卷的快照装置，与上述的方法对应，有益效果如上所述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，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为本发明实施例提供的一种基于Linux内核的存储卷的快照方法流程图；

图2为发明实施例提供的一种基于Linux内核的存储卷的快照装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。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，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种基于Linux内核的存储卷的快照方法，相对提高了快照功能的通用性，并且相对降低了快照功能的使用成本。

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。

实施例一

图1为本发明实施例提供的一种基于Linux内核的存储卷的快照方法流程图。请参考图1，基于Linux内核的存储卷的快照方法的具体步骤包括：

步骤S10：获取源数据卷以及快照卷，并将源数据卷以及快照卷之间的对应关系记录在映射表中。

需要说明的是，源数据卷为当前启用的存储卷，快照卷为规定时刻对源数据卷进行快照备份的存储卷。源数据卷与快照卷之间存在有对应关系，由于源数据卷为用户当前获取数据所使用的存储卷，因此源数据卷往往仅有一个，而源数据卷所对应的快照卷有多个，而映射表则用于记录源数据卷与快照卷之间的对应关系。每一个快照卷均为某一时刻的数据备份，进而，当设备进行数据恢复时，可以选择某一时刻的快照卷作转化为源数据卷以作为设备当前读取数据所使用的存储卷，而对于原有的源数据卷可以进行删除操作或将其转化为快照卷以作为数据备份。另外，在本发明中，不需要所有的快照卷都属于同一存储设备，也不要求所有快照卷的容量都相同。

步骤S11：设定对目标快照卷进行的快照操作。

可以理解是，本步骤的目的在于根据需要设定对特定的快照进行的一系列操作，进而在后续步骤中实施相应的操作。在具体设定时，可以采取命令行的形式或设置工具进行设定，在此不做具体限定。

步骤S12：通过目标驱动对映射表进行分析以查找到目标快照卷，并对目标快照卷进行快照操作。

目标驱动能够根据映射表查找目标快照卷中用户所需的相应快照，并且根据用户所设定的快照操作对于该快照进行相应的操作，可见目标驱动的作用在于处理用户对快照的一系列操作。此外，需要说明的是，由于目标驱动以及映射表基于Linux内核的模块框架生成，因此上述步骤均能够在Linux平台中执行。

本发明所提供的基于Linux内核的存储卷的快照方法，将源数据卷与快照卷的对应关系存储在映射表中，进而通过使用目标驱动对映射表进行分析找到与特定源数据卷对应的快照卷，并进行对于快照卷的快照操作。由于目标驱动以及映射表均使用Linux内核的模块框架作为基础而生成，因此能够在Linux平台上实现存储卷的快照功能。此外，由于Linux被广泛应用于各种存储设备，因此本方法所提供的快照功能可以在多种现有的存储设备中执行，进而避免了必须使用特定存储设备才能实现快照功能的情况，相对提高了快照功能的通用性，并且由于减少了特点存储设备的使用，也相对降低了快照功能的使用成本。

实施例二

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，快照操作具体包括：

查看快照备份、创建快照备份、使用快照备份、删除快照备份以及删除快照备份任务。

需要说明的是，查看快照备份的目的在于了解当前已有的快照版本，为用户能够有直观且有选择性的使用或删除快照提供了必要的基础；创建快照备份则是在用户所规定的时间点对当前源数据卷中的数据进行备份操作而在快照卷中生成新的快照；使用快照备份以及删除快照备份往往作为查看快照备份的后续操作。对于快照操作的设定，可以通过底层管理工具的形式实现，例如将不同的操作行为封装在管理工具中snapshot-mgr中，进而用户根据需要使用snapshot-mgr中的相应操作方法。当创建快照备份时，通过snapshot-mgr调用device-mapper-snapshot接口，创建成功后返回成功标志，以及新创建的快照的tag给snapshot-mgr；当删除快照备份时，通过snapshot-mgr发送要删除的快照的tag给device-mapper-snapshot接口，device-mapper-snapshot将该快照删除并释放对应的快照卷空间，并且将映射表中的相关记录删除，随后将执行结果返回给snapshot-mgr。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，在快照操作具体为创建快照备份的情况下，当对目标快照卷进行创建快照备份时，该方法进一步包括：

阻塞应用的数据IO，并排空应用的数据缓存。

可以理解的是，在进行数据快照备份时，数据的完备性直接影响该快照是否有使用的价值，因此需要保证存快照卷在任意时间点都能完整的备份源数据卷中的内容。由于需要避免数据备份时有数据的输入及输出，以数据备份出错，所以在进行创建快照备份时可以阻塞应用的数据IO以避免新数据的输入以及已有数据的输出，并且排空应用中的数据缓存以使缓存中的数据及时写入磁盘，防止数据的丢失。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，当快照操作具体为使用快照备份时，该方法进一步包括：

将源数据卷转化为新的快照卷，并将目标快照卷转化为新的源数据卷。

可以理解的是，使用快照备份时，有时源数据卷中数据的时效性并没有丧失，在后续操作中还有可能需要作为备份数据使用。因此在上述情况时，可以将源数据卷转化新的快照卷，并将原有的目标快照卷转化为当前所使用的新的源数据卷。

此外，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，创建快照备份具体为：

通过ROW算法创建快照备份。

通过ROW(写时重定向)算法创建快照备份能够快速将备份数据写入快照卷中，最大程度的节省写入开销并且提高写入速度。

此外，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，创建快照备份具体为：

定时自动创建快照备份。

对于金融系统的账务数据等一些列的非常重要数据来说，必须频繁进行快照备份以避免数据的丢失。在上述情况如果仅靠人工进行快照备份难以满足严格的备份要求，因此可以采用定时自动创建快照备份的方式以实现数据的备份，用户仅需要设定快照备份的频率即可使系统定期自动进行数据的快照备份。

此外，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，该方法进一步包括：

添加新快照卷，并将新快照卷与源数据卷的对应关系记录在映射表中。

可以理解的是，随着快照的数量不断增加，可能存在快照卷空间不足的情况，因此可以添加新的快照卷以增加快照卷的存储空间，并将新快照卷源数据卷的对应关系记录在映射表中，以便能够在后续操作中使用新添加的快照卷。

实施例三

在上文中对于基于Linux内核的存储卷的快照方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供一种与该方法对应的基于Linux内核的存储卷的快照装置，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图2为发明实施例提供的一种基于Linux内核的存储卷的快照装置结构图。本发明实施例提供的基于Linux内核的存储卷的快照装置，具体包括：

对应关系记录模块10，用于获取源数据卷以及快照卷，并将源数据卷以及快照卷之间的对应关系记录在映射表中。

操作设定模块11，用于设定对目标快照卷进行的快照操作。

操作执行模块12，用于通过目标驱动对映射表进行分析以查找到目标快照卷，并对目标快照卷进行快照操作。

其中，目标驱动以及映射表基于Linux内核的模块框架生成；源数据卷为当前启用的存储卷，快照卷为规定时刻对源数据卷进行快照备份的存储卷。

本发明所提供的基于Linux内核的存储卷的快照装置，将源数据卷与快照卷的对应关系存储在映射表中，进而通过使用目标驱动对映射表进行分析找到与特定源数据卷对应的快照卷，并进行对于快照卷的快照操作。由于目标驱动以及映射表均使用Linux内核的模块框架作为基础而生成，因此能够在Linux平台上实现存储卷的快照功能。此外，由于Linux被广泛应用于各种存储设备，因此本装置所提供的快照功能可以在多种现有的存储设备中执行，进而避免了必须使用特定存储设备才能实现快照功能的情况，相对提高了快照功能的通用性，并且由于减少了特点存储设备的使用，也相对降低了快照功能的使用成本。

在实施例三的基础上，该装置还包括：

阻塞排空模块，用于阻塞应用的数据IO，并排空应用的数据缓存。

在实施例三的基础上，该装置还包括：

卷转化模块，用于将源数据卷转化为新的快照卷，并将目标快照卷转化为新的源数据卷。

以上对本发明所提供的一种基于Linux内核的存储卷的快照方法及装置进行了详细介绍。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。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。

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 (10)

1.一种基于Linux内核的存储卷的快照方法，其特征在于，包括：

获取源数据卷以及快照卷，并将所述源数据卷以及所述快照卷之间的对应关系记录在映射表中；

设定对目标快照卷进行的快照操作；

通过目标驱动对所述映射表进行分析以查找到所述目标快照卷，并对所述目标快照卷进行所述快照操作；

其中，所述目标驱动以及所述映射表基于Linux内核的模块框架生成；所述源数据卷为当前启用的存储卷，所述快照卷为规定时刻对所述源数据卷进行快照备份的存储卷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快照操作具体包括：

查看快照备份、创建快照备份、使用快照备份、删除快照备份以及删除快照备份任务。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述快照操作具体为所述创建快照备份的情况下，当对所述目标快照卷进行创建快照备份时，该方法进一步包括：

阻塞应用的数据IO，并排空所述应用的数据缓存。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，当所述快照操作具体为所述使用快照备份时，该方法进一步包括：

将所述源数据卷转化为新的快照卷，并将所述目标快照卷转化为新的源数据卷。

5.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述创建快照备份具体为：

通过ROW算法创建所述快照备份。

6.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述创建快照备份具体为：

定时自动创建所述快照备份。

7.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

添加新快照卷，并将所述新快照卷与所述源数据卷的对应关系记录在所述映射表中。

8.一种基于Linux内核的存储卷的快照装置，其特征在于，包括：

对应关系记录模块，用于获取源数据卷以及快照卷，并将所述源数据卷以及所述快照卷之间的对应关系记录在映射表中；

操作设定模块，用于设定对目标快照卷进行的快照操作；

操作执行模块，用于通过目标驱动对所述映射表进行分析以查找到所述目标快照卷，并对所述目标快照卷进行所述快照操作；

其中，所述目标驱动以及所述映射表基于Linux内核的模块框架生成；所述源数据卷为当前启用的存储卷，所述快照卷为规定时刻对所述源数据卷进行快照备份的存储卷。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

阻塞排空模块，用于阻塞应用的数据IO，并排空所述应用的数据缓存。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括：

卷转化模块，用于将所述源数据卷转化为新的快照卷，并将所述目标快照卷转化为新的源数据卷。