CN109684028A - 一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备 - Google Patents

一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备，涉及WINDOWS操作系统通用软件业务领域，方法包括：为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘；在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件；若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘；当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。本发明实施例通过每台虚拟机私有的用户数据磁盘，找回用户数据。

Description

一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及视窗(WINDOWS)操作系统通用软件业务领域，特别涉及一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备。
背景技术
虚拟桌面基础架构(Virtual Desktop Infrastructure，VDI)可以迅速部署一个通用的桌面环境，创建一个Windows桌面映像并使用该映像达到统一的体验。一台服务器可以支持许多虚拟桌面，通过各种传输协议给最终用户提供桌面操作系统。
目前快速部署的重要步骤是操作系统模板的应用，即给每个虚拟机分配一个模板，运行时每个虚拟机基于此模板生成自己独立的运行环境，如图1所示。然而，由于该运行环境是基于模板的，因此在模板更新后，用户私有的文件(即用户使用数据或用户私有数据或用户数据)都因无法保存而丢失，例如用户保存的word文档，应用程序等等。
发明内容
本发明实施例提供的一种操作系统与用户数据分离的方法、装置及设备，解决VDI环境中操作系统模板更新后用户数据丢失的问题。
根据本发明实施例提供的一种操作系统与用户数据分离的方法，包括：
为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘；
在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件；
若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘；
当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
优选地，所述为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘包括：
配置一个用于保存文件和注册表数据的独立磁盘，并将所述独立磁盘分配给所述虚拟机；
将所述独立磁盘挂载到所述虚拟机上，作为所述虚拟机的私有用户数据磁盘。
优选地，还包括：
在所述为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘之后，在所述私有用户数据磁盘上建立包含根目录file、注册表记录文件reg和配置文件private.ini的目录结构，并将所述注册表记录文件reg挂载到所述虚拟机操作系统的注册表中。
优选地，所述若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘包括：
拦截与所述用户数据改变事件有关的文件和/或注册表；
将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中。
优选地，所述将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中包括：
将已拦截的所述文件的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录，从而将改变的所述文件重定向至所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录中；
和/或，将已拦截的所述注册表的路径的根目录转换到所述reg的目录，从而将改变的所述注册表重定向至所述私有用户数据磁盘的所述reg的目录中。
优选地，所述当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中包括：
读取所述用户瘦终端预先生成的用于指向所述私有用户数据磁盘的标识，若所读取的标识与所述私有用户数据磁盘的所述private.ini中的标识一致，则将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
优选地，所述将保存在所述私有用户数据磁盘的注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中包括：
从所述私有用户数据磁盘读取所述reg，并将所述reg挂载到更新的操作系统的注册表。
根据本发明实施例提供的一种操作系统与用户数据分离的装置，包括：
分配模块，用于为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘；
监测模块，用于在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件；
重定向模块，用于若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘；
合并模块，用于当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
根据本发明实施例提供的一种操作系统与用户数据分离的设备，包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被所述处理器执行时实现上述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。
根据本发明实施例提供的一种存储介质，存储有操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被处理器执行时实现上述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。
本发明实施例提供的技术方案具有如下有益效果：
本发明实施例为每台虚拟机分配私有用户数据磁盘，这样在操作系统模板更新后，通过该私有用户数据磁盘，即可找回用户数据。
附图说明
图1是现有技术提供的VDI架构图；
图2是本发明实施例提供的操作系统与用户数据分离的方法流程图；
图3是本发明实施例提供的操作系统与用户数据分离的装置的各模块的工作流程图；
图4是本发明实施例提供的VDI架构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图2是本发明实施例提供的操作系统与用户数据分离的方法流程图，如图2所示，步骤包括：
步骤S101：为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘。
步骤S101包括：配置一个用于保存文件和注册表数据的独立磁盘，并将所述独立磁盘分配给所述虚拟机；将所述独立磁盘挂载到所述虚拟机上，作为所述虚拟机的私有用户数据磁盘。
执行步骤S101之后，所述用户瘦终端生成用于指向所述私有用户数据磁盘的标识。
在所述用户瘦终端生成用于指向所述私有用户数据磁盘的标识之后，在所述私有用户数据磁盘上建立包含根目录file、注册表记录文件reg和配置文件private.ini的目录结构，并将所述注册表记录文件reg挂载到所述虚拟机操作系统的注册表中。其中，所述private.ini包含所述标识。
步骤S102：在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件。
步骤S103：若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘。
步骤S103包括：拦截与所述用户数据改变事件有关的文件和/或注册表，将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中，具体地说，将已拦截的所述文件的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录，从而将改变的所述文件重定向至所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录中，和/或，将已拦截的所述注册表的路径的根目录转换到所述reg的目录，从而将改变的所述注册表重定向至所述私有用户数据磁盘的所述reg的目录中。
步骤S104：当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
步骤S104包括：
读取所述用户瘦终端预先生成的用于指向所述私有用户数据磁盘的标识，若所读取的标识与所述私有用户数据磁盘的所述private.ini中的标识一致，则将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。如果是恢复注册表，则需要从所述私有用户数据磁盘读取所述reg，并将所述reg挂载到更新的操作系统的注册表。
本领域普通技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中。进一步说，本发明还可以提供一种存储介质，存储有操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被处理器执行时实现上述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。其中，所述的存储介质可以包括ROM/RAM、磁碟、光盘、U盘。
图3是本发明实施例提供的操作系统与用户数据分离的装置的各模块的工作流程图，所述装置包括：
分配模块，用于为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘。
监测模块，用于在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件。
重定向模块，用于若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘。
合并模块，用于当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
所述装置的工作流程包括：分配模块配置一个用于保存文件和注册表数据的独立磁盘，并将所述独立磁盘分配给所述虚拟机，将所述独立磁盘挂载到所述虚拟机上，作为所述虚拟机的私有用户数据磁盘，然后在所述用户瘦终端生成用于指向所述私有用户数据磁盘的标识之后，在所述私有用户数据磁盘上建立包含根目录file、注册表记录文件reg和包含所述标识的配置文件private.ini的目录结构，并将所述注册表记录文件reg挂载到所述虚拟机操作系统的注册表中。在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，若监测模块监测到所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件，则重定向模块拦截与所述用户数据改变事件有关的文件和/或注册表，并将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中，从而将已拦截的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘中。当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统(可以是在前的操作系统，可以是更新的操作系统)再次运行期间，读取所述用户瘦终端预先生成的用于指向所述私有用户数据磁盘的标识，并将所读取的标识与所述私有用户数据磁盘的所述private.ini中的标识进行匹配，若一致，则将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。如果是恢复注册表，则需要从所述私有用户数据磁盘读取所述reg，并将所述reg挂载到更新的操作系统的注册表。
本实施例提供一种操作系统与用户数据分离的设备，包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被所述处理器执行时实现上述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。
概括地说，本发明实施例提供一种操作系统模板与用户私有数据分离的实现方案，解决了VDI环境中模板更新后用户数据丢失的问题。本发明实施例的管理用户私有数据的方法立足于解决用户模板(即操作系统模块)的升级部署效率。应用程序以及操作系统运行时通过文件系统过滤驱动捕获对应事件后，重定向文件、注册表的读取和写入目标，改变到私有存储(即私有用户数据磁盘)上。这样操作系统模板更新后，直接挂载私有存储即完成文件找回。
本发明实施例涉及管理中心、私有存储、客户端，文件系统过滤驱动四个部分。
相对原有VDI典型系统，本发明实施例主要的改变在于，提出每台虚拟机私有的用户数据磁盘，用于文件和注册表数据的存储。本发明实施例没有在基础架构上更改底层原有的虚拟化方案。本发明实施例通过虚拟机上运行的操作系统内部文件过滤驱动实现功能，保证了原有底层机制的兼容适配。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合图4将对具体实例进行详细描述。
步骤一.虚拟机准备。
通过管理中心指定操作系统模板，启动此虚拟机操作系统，进入桌面运行。安装文件过滤驱动(或文件过滤驱动私有数据识别加载模块)，配置文件等。此时文件过滤驱动工作在空闲状态，并没有拦截过滤任务需要执行。
步骤二.在虚拟机上管理挂载的磁盘。
通过管理中心分配独立磁盘，并且分配给此虚拟机使用。独立磁盘以可以读写的方式挂载。针对某个独立磁盘同时只能分配挂载到一个虚拟机上操作，是一对一的关系。在虚拟机桌面对挂载的独立磁盘进行分区格式化，此分区就作为该虚拟机的私有存储使用。
步骤三.进入过滤工作模式。
客户端程序运行，指定私有存储分区，进入过滤工作模式。此时客户端生成唯一guid标识此分区，写入特定的注册表键值中，并且指定重定向目标为此分区。然后在分区上建立特定的目录结构包含后续需要的所有必要文件，例如根目录file，注册表记录文件reg，配置文件private.ini。最后客户端程序发送消息给文件系统过滤驱动程序，告知进入工作模式。此后文件系统过滤驱动程序进入到工作模式。工作模式主要是拦截系统调用重定向处理，具体地说，文件系统过滤驱动自动拦截C：分区卷上的所有文件创建和修改，全部重定向，文件路径的根目录转换为私有存储上以file文件夹为根的目录。关键技术点包括目录枚举合并和文件重定向。其中，目录枚举合并的目的是用户无感知；文件重定向的目的是达到在文件系统上再次逻辑分层。合并目录有2个来源，1、本地系统盘目录(C:)，2、私有存储根目录(file)。优先原则是私有存储中的目录。
(一)目录枚举合并
例如当枚举c:\program files目录时，过滤驱动执行2次查询工作，依次查询第一路径c:\program files，第二路径\FILE\program files。由于第二路径已经存在，按照优先原则，路径修改为第二路径\FILE\program files，文件系统下层返回第二路径句柄，重定向完成。接下来发起枚举目录文件，过滤驱动接收到路径为刚才打开的句柄路径\FILE\program files，此时执行2次枚举目录操作。
2次结果合并，如果有相同项，优先使用第二路径\FILE\program files路径下的文件信息。最后返回：
应用程序得到了合并的文件列表。
(二)文件重定向
当打开文件时先执行查询，如果私有存储目录中存在，则重定向。否则查询系统盘目录，如果存在，再判断打开方式。1、只读方式无需重定向立即返回。2、输入选项涉及到修改的情况，例如FILE_SUPERSEDE，FILE_OVERWRITE，FILE_OPEN_IF等等，执行copy文件到私有存储目录，路径修改为私有存储的路径后返回。如果都不存在，根据打开方式判断失败，如果是FILE_CREATE需要直接修改路径为私有存储的路径后返回。其中只要涉及到修改文件路径即完成了重定向。
注册表处理也类似，合并指定路径与重定向路径。不同点在于reg注册表记录文件，通过系统调用挂载到操作系统的注册表树形结构的某个叶节点上，再执行查询与重定向。
步骤四.重新启动操作系统，恢复私有数据。
当虚拟机操作系统重启以后，文件系统过滤驱动程序自动运行，通过2个条件判断是否进入工作模式。1，读取特定注册表键值guid2，拦截磁盘挂载消息，扫描磁盘根目录的private.ini文件，读取其中的guid值。通过比较2个guid值，如果完全相同则表示需要进入到工作模式，否则进入空闲模式。工作模式首先读取注册表reg文件，通过系统调用挂载到操作系统的注册表树形结构的某个路径分支上。然后文件系统过滤驱动拦截系统调用重定向处理，包含文件重定向和注册表重定向。此时的处理流程和步骤三相同。
技术上，使用windos WDK提供的文件系统过滤minifilter框架，入口注册函数为FltRegisterFilter，目前处理的类型有：
IRP_MJ_CREATE
IRP_MJ_CLOSE
IRP_MJ_CLEANUP
IRP_MJ_DIRECTORY_CONTROL
IRP_MJ_QUERY_VOLUME_INFORMATION
IRP_MJ_SET_INFORMATION
涉及到与操作系统调用注册表过滤处理。
入口注册函数为：CmRegisterCallback，目前处理的类型有：
RegNtPreDeleteKey
RegNtPreSetValueKey
RegNtPreDeleteValueKey
RegNtPreRenameKey
RegNtPreEnumerateKey
RegNtPreEnumerateValueKey
RegNtPreQueryKey
RegNtQueryValueKey
RegNtPreCreateKeyEx
RegNtPreOpenKeyEx
RegNtPreLoadKey
用RegNtPreQueryKey的处理流程举例说明。驱动加载至系统后，在工作模式下所有对注册表的改动都记录在内存中，按照固定的时间间隔以hive格式记录为单个文件，存放于reg目录中。操作系统重启后，读取reg文件恢复到上次的状态。接收到系统调用后，优先查询挂接注册表项的同路径Key，如果存在以此为结果返回。
综上所述，本发明的实施例具有以下技术效果：
本发明实施例将文件和注册表重定向到指定的私有用户数据磁盘，以避免用户数据丢失，后续使用时，将私有用户数据磁盘中的软件合并到操作系统中即可。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种操作系统与用户数据分离的方法，其特征在于，包括：
为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘；
在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件；
若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘；
当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘包括：
配置一个用于保存文件和注册表数据的独立磁盘，并将所述独立磁盘分配给所述虚拟机；
将所述独立磁盘挂载到所述虚拟机上，作为所述虚拟机的私有用户数据磁盘。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘之后，在所述私有用户数据磁盘上建立包含根目录file、注册表记录文件reg和配置文件private.ini的目录结构，并将所述注册表记录文件reg挂载到所述虚拟机操作系统的注册表中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘包括：
拦截与所述用户数据改变事件有关的文件和/或注册表；
将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将已拦截的所述文件和/或注册表的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的目录结构中包括：
将已拦截的所述文件的路径的根目录转换到所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录，从而将改变的所述文件重定向至所述私有用户数据磁盘的以file为根的目录中；
和/或，将已拦截的所述注册表的路径的根目录转换到所述reg的目录，从而将改变的所述注册表重定向至所述私有用户数据磁盘的所述reg的目录中。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中包括：
读取所述用户瘦终端预先生成的用于指向所述私有用户数据磁盘的标识，若所读取的标识与所述私有用户数据磁盘的所述private.ini中的标识一致，则将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将保存在所述私有用户数据磁盘的注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中包括：
从所述私有用户数据磁盘读取所述reg，并将所述reg挂载到更新的操作系统的注册表。
8.一种操作系统与用户数据分离的装置，包括：
分配模块，用于为配备给用户瘦终端的虚拟机分配用于保存文件和注册表数据的私有用户数据磁盘；
监测模块，用于在所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统运行期间，监测所述用户瘦终端对系统盘的文件和/或注册表操作时产生的用户数据改变事件；
重定向模块，用于若监测到所述用户数据改变事件，则将改变的所述文件和/或注册表重定向至所述私有用户数据磁盘；
合并模块，用于当所述用户瘦终端利用所述虚拟机的操作系统再次运行期间，将保存在所述私有用户数据磁盘的所述文件和/或注册表恢复到所述更新的虚拟机操作系统中。
9.一种操作系统与用户数据分离的设备，其特征在于，所述设备包括：处理器，以及与所述处理器耦接的存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，存储有操作系统与用户数据分离的程序，所述操作系统与用户数据分离的程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的操作系统与用户数据分离的方法的步骤。
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