CN107704208B - 一种元数据的修复方法、装置及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种元数据的修复方法、装置及计算机可读存储介质，该方法包括：获取数据块作为地址块，并将地址块划分为N个地址空间；统计地址空间的数量，并在剩余的数据块中连续获取相同数量的数据块；依据对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入目标地址空间，并将数据写入目标数据块；当元数据损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将目标虚拟空间地址与实际空间地址重新记录为元数据。可见，本方法保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。此外本发明还提供一种元数据的修复装置及计算机可读存储介质，有益效果如上所述。

Description

一种元数据的修复方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及数据存储领域，特别是涉及一种元数据的修复方法、装置及计算机可读存储介质。
背景技术
随着数据存储技术的发展，自动精简配置技术是当今各种存储系统应用越来越广泛的基本技术之一，无论是高端存储或是低端存储，自精简技术都作为了一种数据存储的技术标配，它的核心功能在于可以使存储系统按需分配使用磁盘空间，而不必预先分配一定的磁盘空间，从而有效提高了磁盘的利用率。
自精简技术的核心技术在于对元数据的管理，由于自精简技术是在磁盘写数据的时候实时按需分配磁盘实际的存储地址，用户对磁盘的操作是建立在虚拟地址的基础上，同一数据所在的虚拟地址与实际地址往往不同，元数据的作用是记录虚拟空间地址与实际空间地址的映射关系，进而当用户需要使用某数据时需要在元数据中查找虚拟地址所对应的实际地址，因此元数据就成为了确保数据安全的关键，一旦元数据发生损坏，用户查询数据时就无法得知该部分数据在磁盘上的正确存放地址，进而无法获取正确的数据，最后导致该数据的损坏或丢失。
由此可见，提供一种元数据的修复方法，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
发明内容
本发明的目的是提供一种元数据的修复方法、装置及计算机可读存储介质，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
为解决上述技术问题，本发明提供一种元数据的修复方法，基于自动精简配置技术，包括：
获取数据块作为地址块，并将地址块划分为N个地址空间；其中，N为大于等于1的正整数；
统计地址空间的数量，并在剩余的数据块中连续获取相同数量的数据块；其中，相同偏移位置上的各目标数据块与目标地址空间之间存在对应关系；
依据对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入目标地址空间，并将数据写入目标数据块；
当元数据损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将目标虚拟空间地址与实际空间地址重新记录为元数据。
优选的，元数据具体为B+树形式的元数据。
优选的，该方法进一步包括：
对元数据进行分布式存储。
优选的，该方法进一步包括：
将元数据的损坏情况记录到日志。
优选的，当元数据全部损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址具体为：
依照对应关系遍历查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址。
优选的，数据块的空间容量具体为32K。
此外，本发明还提供一种元数据的修复装置，包括：
地址空间划分模块，用于获取数据块作为地址块，并将地址块划分为N个地址空间；
数据块获取模块，用于统计地址空间的数量，并在剩余的数据块中连续获取相同数量的数据块；
数据写入模块，用于依据对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入目标地址空间，并将数据写入目标数据块；
元数据修复模块，用于当元数据损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将目标虚拟空间地址与实际空间地址重新记录为元数据。
优选的，该装置进一步包括：
存储模块，用于对元数据进行分布式存储。
此外，本发明还提供一种元数据的修复装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的修复方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的元数据的修复方法的步骤。
本发明所提供的元数据的修复方法，将数据块作为地址块并划分为用于存储虚拟空间地址的地址空间，并根据地址空间的数量获取相应数量的数据块以用于存储实际空间地址，进而在地址空间与用于存储实际空间地址的数据块之间建立了相同偏移位置上一对一的对应关系，当有目标数据进行存储时，将该目标数据的虚拟空间地址写入地址空间，并且将该目标数据写入该地址空间对应的数据块中，而该数据块的地址即为实际空间地址。可见，本方法采用数据块与地址空间之间建立的对应关系，分别存储数据的虚拟空间地址与实际空间地址，进而在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。此外，本发明还提供一种元数据的修复装置及介质，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元数据的修复方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的另一种元数据的修复方法的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种元数据的修复装置结构图。
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元数据的修复方法，在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。此外，本发明还提供一种元数据的修复装置及介质。
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元数据的修复方法的流程图。请参考图1，元数据的修复方法的具体步骤包括：
步骤S10：获取数据块作为地址块，并将地址块划分为N个地址空间。
其中，N为大于等于1的正整数。
需要说明的是，由于本方法是基于自动精简配置技术，并且自动精简配置技术中对于数据读写的操作单位为地址块，因此本步骤中在存储空间中获取到地址块并且将地址块再进行划分，成为地址空间。地址空间是用于在后续步骤中存储数据的虚拟空间地址，并且地址块可以由一个或多个数据块划分而成，应根据实际情况而定，在此不做具体限定。此外，地址块进行划分的地址空间数量由用户所预设的地址空间容量而定，因此当地址空间容量理论上可以与数据块的容量相同，即将地址快划分为1个地址空间，也可以为大于1的正整数个地址空间，在此同样不做限定。
步骤S11：统计地址空间的数量，并在剩余的数据块中连续获取相同数量的数据块。
其中，相同偏移位置上的各目标数据块与目标地址空间之间存在对应关系。
需要说明的是，由于本方法的目的是建立数据的虚拟空间地址与实际空间地址之间的对应关系，因此虚拟空间地址的数量与实际空间地址的数量应该相同，即地址空间的数量与数据块的数量相同，其中地址空间用于存储虚拟空间地址，数据块均能表示实际空间地址。并且由于当有数据存储时，到来的数据会依次存储至数据块中，因此存储数据的数据块是连续的，其虚拟空间地址也是连续存储于地址空间的，进而相同偏移位置上的各目标数据块与目标地址空间之间存在对应关系。
步骤S12：依据对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入目标地址空间，并将数据写入目标数据块。
可以理解的是，本步骤中，当有新数据写入时，则依照上述的对应关系将该数据的虚拟空间地址写入相应的地址空间中，将该数据写入相应的数据块中，并且改地址空间与数据块具有相同的偏移位置。
步骤S13：当元数据损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将目标虚拟空间地址与实际空间地址重新记录为元数据。
可以理解的是，元数据损坏时，无法根据虚拟空间地址确定对应的实际空间地址，进而可以通过在地址空间中找到目标虚拟空间地址，并根据其偏移的位置在数据块中找到具有相同偏移量的目标数据块，进而得到目标实际空间地址，以此重新找到对应关系并重新记录为元数据已达到修复的目的。
本发明所提供的元数据的修复方法，将数据块作为地址块并划分为用于存储虚拟空间地址的地址空间，并根据地址空间的数量获取相应数量的数据块以用于存储实际空间地址，进而在地址空间与用于存储实际空间地址的数据块之间建立了相同偏移位置上一对一的对应关系，当有目标数据进行存储时，将该目标数据的虚拟空间地址写入地址空间，并且将该目标数据写入该地址空间对应的数据块中，而该数据块的地址即为实际空间地址。可见，本方法采用数据块与地址空间之间建立的对应关系，分别存储数据的虚拟空间地址与实际空间地址，进而在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
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，元数据具体为B+树形式的元数据。
B+树具有key-value的键值对应关系，较为符合虚拟空间地址与实际空间地址之间的对应关系，并且由于B+树的扩展性相比于位图以及链表更加便捷，适用于不断有新数据写入的工作环境，可以根据数据的到来开辟新的“叶节点”以存储key-value的键值对应关系。
图2为本发明实施例提供的另一种元数据的修复方法的流程图。图2中步骤S10-S13与图1相同，在此不再赘述。
如图2所示，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：
步骤S20：对元数据进行分布式存储。
可以理解的是，采用分布式存储能够对数据进行冗余备份，进而当某一节点中的数据发生损坏时能够通过其它节点中的冗余备份的数据进行恢复，因此将元数据进行分布式存储能够最大程度上保证元数据的安全性，尽量避免元数据的损坏。
如图2所示，作为一种优选的实施方式，该方法进一步包括：
步骤S21：将元数据的损坏情况记录到日志。
需要说明的是，本步骤中将元数据的损坏情况记录到日志能够有助于用户了解元数据的具体情况，进而在对元数据进行修复后能够根据日志所记录的损坏情况了解修复后的元数据中损坏的数据是否顺利恢复，对元数据的修复起到了验证的作用。所记录的可以为无法找到实际空间地址的虚拟空间地址集合，进而在修复后用户可以根据该虚拟空间地址集合寻找对应的实际空间地址以确保修复后元数据的可用性。
此外，作为一种优选的实施方式，当元数据全部损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址具体为：
依照对应关系遍历查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址。
可以理解的是，在实际的情况中可能会出现元数据全部损坏的情况，因此需要对元数据进行全部的恢复，遍历查找虚拟空间地址是上述情况下效率最高的修复方式。在恢复时，可以通过依次读取地址空间中的虚拟空间地址，并且根据该虚拟空间地址找到对应的数据块的实际空间地址，进而对元数据进行修复。
此外，作为一种优选的实施方式，数据块的空间容量具体为32K。
由于数据块是自动精简配置技术中基本的数据操作单位，因此可以根据数据量以及存储系统的性能设置数据块的空间容量，将数据块的空间容量设置为32K相对于性能较低的存储系统也能够相对稳定的进行数据的读写，对于性能高的存储系统也不会过于浪费可用资源，因此兼容性相对较高。
实施例三
在上文中对于一种元数据的修复方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供一种元数据的修复装置，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3为本发明实施例提供的一种元数据的修复装置结构图。如图3所示，本发明实施例提供的一种元数据的修复装置，包括：
地址空间划分模块10，用于获取数据块作为地址块，并将地址块划分为N个地址空间；
数据块获取模块11，用于统计地址空间的数量，并在剩余的数据块中连续获取相同数量的数据块；
数据写入模块12，用于依据对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入目标地址空间，并将数据写入目标数据块；
元数据修复模块13，用于当元数据损坏时，依照对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将目标虚拟空间地址与实际空间地址重新记录为元数据。
本发明所提供的元数据的修复装置，将数据块作为地址块并划分为用于存储虚拟空间地址的地址空间，并根据地址空间的数量获取相应数量的数据块以用于存储实际空间地址，进而在地址空间与用于存储实际空间地址的数据块之间建立了相同偏移位置上一对一的对应关系，当有目标数据进行存储时，将该目标数据的虚拟空间地址写入地址空间，并且将该目标数据写入该地址空间对应的数据块中，而该数据块的地址即为实际空间地址。可见，本装置采用数据块与地址空间之间建立的对应关系，分别存储数据的虚拟空间地址与实际空间地址，进而在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
在实施例三的基础上，该装置还包括：
存储模块，用于对元数据进行分布式存储。
实施例四
本发明还提供一种元数据的修复装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述元数据的修复方法的步骤。
本发明所提供的元数据的修复装置，将数据块作为地址块并划分为用于存储虚拟空间地址的地址空间，并根据地址空间的数量获取相应数量的数据块以用于存储实际空间地址，进而在地址空间与用于存储实际空间地址的数据块之间建立了相同偏移位置上一对一的对应关系，当有目标数据进行存储时，将该目标数据的虚拟空间地址写入地址空间，并且将该目标数据写入该地址空间对应的数据块中，而该数据块的地址即为实际空间地址。可见，本装置采用数据块与地址空间之间建立的对应关系，分别存储数据的虚拟空间地址与实际空间地址，进而在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的元数据的修复方法的步骤。
本发明所提供的元数据的修复的计算机可读存储介质，将数据块作为地址块并划分为用于存储虚拟空间地址的地址空间，并根据地址空间的数量获取相应数量的数据块以用于存储实际空间地址，进而在地址空间与用于存储实际空间地址的数据块之间建立了相同偏移位置上一对一的对应关系，当有目标数据进行存储时，将该目标数据的虚拟空间地址写入地址空间，并且将该目标数据写入该地址空间对应的数据块中，而该数据块的地址即为实际空间地址。可见，本计算机可读存储介质采用数据块与地址空间之间建立的对应关系，分别存储数据的虚拟空间地址与实际空间地址，进而在元数据出现损坏时，可以通过地址空间找到虚拟空间地址所对应的实际空间地址，实现了对于元数据的恢复，保证元数据能够正常提供地址查询的能力，进而确保磁盘数据的安全性及可用性。
以上对本发明所提供的一种计算机可读存储方法、装置及介质进行了详细介绍。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 (4)

1.一种元数据的修复方法，基于自动精简配置技术，其特征在于，包括：
获取数据块作为地址块，并将所述地址块划分为N个地址空间；其中，N为大于1的正整数；
统计所述地址空间的数量，并在剩余的数据块中获取相同数量且地址连续的数据块；其中，相同偏移位置上的各目标数据块与目标地址空间之间存在对应关系；
依据所述对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入所述目标地址空间，并将所述数据写入所述目标数据块；
当元数据损坏时，依照所述对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将所述目标虚拟空间地址与所述实际空间地址重新记录为所述元数据；
其中，所述数据块连续，所述虚拟空间地址连续存储于地址空间；
其中，所述元数据具体为B+树形式的元数据；
其中，该方法进一步包括：
对所述元数据进行分布式存储；
其中，该方法进一步包括：
将所述元数据的损坏情况记录到日志；
其中，当所述元数据全部损坏时，所述依照所述对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址具体为：
依照所述对应关系遍历查找目标虚拟空间地址所对应的所述数据块的实际空间地址；
其中，所述数据块的空间容量具体为32K。
2.一种元数据的修复装置，其特征在于，包括：
地址空间划分模块，用于获取数据块作为地址块，并将所述地址块划分为N个地址空间；其中，N为大于1的正整数；
数据块获取模块，用于统计所述地址空间的数量，并在剩余的数据块中获取相同数量且地址连续的数据块；其中，相同偏移位置上的各目标数据块与目标地址空间之间存在对应关系；
数据写入模块，用于依据所述对应关系将目标数据的虚拟空间地址写入所述目标地址空间，并将所述数据写入所述目标数据块；
元数据修复模块，用于当元数据损坏时，依照所述对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址，并将所述目标虚拟空间地址与所述实际空间地址重新记录为所述元数据；
其中，所述数据块连续，所述虚拟空间地址连续存储于地址空间；
其中，所述元数据具体为B+树形式的元数据；
其中，该装置进一步包括：
存储模块，用于对所述元数据进行分布式存储；
其中，该装置进一步包括：
日志记录模块，用于将所述元数据的损坏情况记录到日志；
其中，当所述元数据全部损坏时，所述依照所述对应关系查找目标虚拟空间地址所对应的数据块的实际空间地址具体为：
依照所述对应关系遍历查找目标虚拟空间地址所对应的所述数据块的实际空间地址；
其中，所述数据块的空间容量具体为32K。
3.一种元数据的修复装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的元数据的修复方法的步骤。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的元数据的修复方法的步骤。
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