CN110019097B - 虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质，该方法包括：响应于用户对原始数据的虚拟副本使用需求，生成用户的虚拟副本位图，虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，用户最终寻址指针从改写数据块在原始数据中的原始数据区块地址指向先前用户对改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址；创建用户针对原始数据的虚拟副本；以及响应于用户对虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址。由此，使得多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份原始物理数据，极大地节省存储开销，同时提高工作效率和管理效率。

Description

虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及数据库技术领域，尤其涉及一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质。

背景技术

随着企业业务的不断发展，生产业务软件新版本的开发需求逐渐增多。现有的数据库数据多副本管理方案中，通常会把生产数据库数据通过克隆或者备份恢复等手段“复制”一份相同的数据到开发测试系统，以方便业务程序的开发。或者需要把生产的数据库数据再“复制”一份或多份到经营分析类系统或其它功能类系统，以满足我们在数据管理、数据挖掘方面的各种需求。这种方式极大的浪费了存储空间，并且，数据的准备周期漫长而又复杂。

综上所述，仍然需要一种高效的数据多副本管理方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质，通过数据的多副本管理技术，使多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份原始物理数据，极大的节省了存储空间，同时提高工作效率和管理效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种原始数据的多个逻辑副本的管理方法，方法包括：

响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图，所述虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址；创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本；以及响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址。

第二方面，本发明实施例提供了一种原始数据的虚拟逻辑副本管理装置，装置包括：

位图生成单元，用于响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图，所述虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址；虚拟副本创建单元，用于创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本；以及寻址单元，用于响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在存储器中的计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，当计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施方式中第一方面的方法。

本发明实施例提供的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法、装置、设备及介质，通过数据的多副本管理技术，使多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份原始物理数据，极大的节省了存储空间，同时提高工作效率和管理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出了根据本发明一个实施例的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法流程示意图；

图2示出了本发明应用实例的应用场景；

图3示出了根据本发明一个实施例的虚拟副本数据块地址位图格式；

图4示出了根据本发明一个实施例的A1U用户使用虚拟副本的示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的B1U用户使用虚拟副本的示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的原始数据的虚拟逻辑副本管理装置的示意性框图；

图7示出了本发明实施例提供的计算设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。

需要说明的是，在本文中，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……”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。

如前所述，现有的数据库数据多副本管理方案中，同一份数据被重复多次的物理存放然后再分别给不同的部门不同的系统进行使用，极大的浪费了存储空间，并且，多份数据副本的准备流程耗时而复杂，浪费时间、浪费资源。

有鉴于此，本发明提出了一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方案，通过数据的多虚拟副本管理技术，达到使多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份物理数据。这样大大的节省了存储开销。并且数据的多份副本准备时间由多天级别变成了分钟级别，大大的提高了工作效率和管理效率。

本发明实施例中，当维护多个虚拟副本用户的虚拟副本位图，虚拟副本位图维护的目的在于生成多个用户的数据地址逻辑位图。其中，当有部分块有写入操作的时候涉及到位图维护以及具体的用户块落盘操作。如果同一个块地址被多个用户读，这个块被唯一存放一份，始终寻址到原始数据块地址。如果一个块地址被一个或多个用户写，那么每个用户的虚拟副本位图分别记录这个块的新落盘位置。最终每个用户的全局数据块寻址等于新落盘位置地址(即虚拟副本区块地址)加上未被写的原始数据块的原始数据区块地址。

如下将结合附图及实施例详细说明本发明对于单份原始物理数据的多个虚拟逻辑副本的管理方案。

图1示出了根据本发明一个实施例的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法流程示意图。该方法可以由一种多副本管理服务器实现，多副本管理服务器可以包括原始数据区和虚拟副本区，原始数据区存放原始物理数据的原始数据拷贝，虚拟副本区存放虚拟副本用户对原始数据的数据块的改写的数据。本发明中，以虚拟副本形式使用原始数据的用户为原始数据的虚拟副本用户。

参见图1，在步骤S110，响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图。

这里，原始数据可以是原始物理数据，也可以是原始数据的拷贝数据。

虚拟副本位图中可以记录有关原始数据或虚拟副本数据的相关信息，例如原始数据区的数据块地址、虚拟副本区的数据块地址、用户最终寻址指针等等。

在一个优选实施例中，可以基于原始数据或原始数据的位图或先前虚拟副本用户的虚拟副本或其位图生成该用户的虚拟副本位图。针对不同的情况，所生成的用户的虚拟副本位图的情形不同。

例如，当用户为该原始数据的首个虚拟副本用户时，或者没有任何先前虚拟副本用户对原始数据的数据块进行过写操作的情况下，基于原始数据所生成用户的虚拟副本位图，该虚拟副本位图中记录原始数据块在原始数据区的块地址，用户最终寻址指针由原始数据块在原始数据区的块地址指向其本身。

即，虚拟副本位图中还可以包括未被先前用户执行过写操作的未写数据块的用户最终寻址指针，此时，所述未写数据块的用户最终寻址指针从所述未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向其本身。

例如，当在用户以虚拟副本用户的形式使用该原始数据之前，已经有其他虚拟副本用户(先前用户)对原始数据块的某些数据块进行过改写(例如写操作)，此被改写过的原始数据块称为改写数据块，而对其进行改写产生的落盘数据被落盘存放到虚拟副本区。

此时，根据先前虚拟副本用户的先前虚拟副本或先前虚拟副本位图生成该用户的虚拟副本位图，虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

而在其中，未被任何用户执行过写操作的部分原始数据块的用户最终寻址指针仍然是由其在原始数据中的原始数据区块地址指向其本省。

这样，基于用户虚拟副本位图和原始数据位图的块二次索引，始终将用户指引到相应的数据块，能够最大化的节约了存储资源。

在一个优选实施例中，先前用户可以是最近一次对虚拟副本数据块执行过写操作的原始数据虚拟副本用户。

在步骤S120，创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本。

这个虚拟副本可以是用户的虚拟副本磁盘，这个虚拟副本磁盘在多副本管理服务器上对应一个新的虚拟逻辑卷或文件系统。这个虚拟逻辑卷或文件系统例如可以以NFS(网络文件系统)的方式挂载在虚拟副本用户的生产操作系统，这个时候在虚拟副本用户的操作系统中可以看到这个文件系统，成功的获得虚拟副本。

与上步骤相对应，如果该用户是基于原始数据生成的其虚拟副本位图，则在此步骤中，此时用户虚拟副本与原始数据或原始数据拷贝是一致的。如果该用户是基于先前用户的先前虚拟副本或先前虚拟副本位图生成器虚拟副本位图，则在此步骤中，此时用户的虚拟副本为原始数据和先前用户对原始数据块的改写而产生的落盘数据。

在步骤S130，响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址。

这里的操作请求可以是针对虚拟副本数据块的写操作请求或读操作请求。操作类型可以包括写操作和/或读操作。在一个优选实施例中，虚拟副本位图中还包括所述虚拟副本数据块相应的写标志位，所述写标志位的值对应于所述操作的操作类型。

虚拟副本数据块是该虚拟副本对应的数据块，其中可以包括原始数据的数据块，也可以包括虚拟副本用户对原始数据块进行过写操作的改写数据块对应的落盘数据块(此数据块落盘至虚拟副本区)。虚拟副本数据块地址是用户所请求操作的虚拟副本数据块的块地址。

应当理解，在步骤S110中生成用户的虚拟副本位图的过程只涉及到指针管理，而未涉及到具体的读写操作。

在该用户获得虚拟副本后对该虚拟副本进行使用的过程中，当用户对应于虚拟副本数据块的是读操作请求时，基于虚拟副本位图中的用户最终寻址指针，即可将该读操作请求指引到相应的数据块地址进行读取。

而当该用户对某个块发出写操作请求，即当有部分块有写入操作的时候会涉及到位图维护以及具体的用户块落盘操作。虚拟副本位图维护的目的在于生成多个用户的数据地址逻辑位图，以便于使多个用户可以以多个逻辑虚拟副本的形式使用一份原始物理数据。

在一个优选实施例中，在所述用户对所述虚拟副本数据块的操作请求为写操作的情况下，上述方法还可以包括更新所述用户最终寻址指针。

其中，当用户的虚拟副本位图是根据先前用户的虚拟副本或虚拟副本位图生成的情况下，此处更新后的用户最终寻址指针从先前用户对改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址指向所述用户对该改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

当用户的虚拟副本位图是根据原始数据生成的情况下，此处更新后的用户最终寻址指针从未被先前用户执行过写操作的未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述用户对该未写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

具体地，响应于用户对虚拟副本数据块的写操作请求，可以在所述虚拟副本位图中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址，并基于所述虚拟副本区块地址，更新所述用户最终寻址指针。

在一个优选实施例中，可以将虚拟副本数据块相应的写标志位的值修改为对应于写操作类型的值，在所述虚拟副本位图中，在所述虚拟副本数据块中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址。

这样，用户最终寻址指针即可将用户对该数据块的写操作指引到虚拟副本区的某个块进行写入，相应地，仅需在虚拟副本区存放用户的写入操作的新的落盘数据，而无需针对各个用户分别存放一份原始物理数据，极大地节约了存储空间。

本发明实施例中，如上所述的读操作对应的写标志位的值可以为0，写操作对应的写标志位的值可以为1。

在一个优选实施例中，初始生成虚拟副本位图时，各虚拟副本数据块相应的写标志位可以默认设置为0，而在用户对某个块进行写入操作的时候相应地修改其写标志位，进而便于多逻辑虚拟副本的管理。

例如，在用户对虚拟副本数据块进行写操作的时候，先将写标志位置1，随后在用户的虚拟副本位图中相应地记录用户写操作的写入地址，之后更新用户最终寻址指针。

在一个优选实施例中，用户的虚拟副本位图中还可以包括对应原始数据区指针。该对应原始数据区指针可以是由虚拟位图中记录的原始数据区块地址指向其中记录的虚拟副本区块地址。

与上述实施例相应，若基于原始数据生成该用户的虚拟副本位图，此时，虚拟副本位图中所记录的对应原始数据区指针由原始数据块在原始数据区的块地址指向其本身。若基于先前用户的先前虚拟副本或虚拟副本位图生成该用户的虚拟副本位图时，此时的对应原始数据区指针也改写数据块在原始数据中的原始数据区块地址指向先前用户对改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

在一个优选实施例中，用户最终寻址指针可以是基于对应原始数据区指针确定的。例如，在对应原始数据区指针添加用户标识即可确定用户最终寻址指针。在本发明如上实施例中，在更新了虚拟副本区块地址后，相应地更新对应原始数据区指针，将对应原始数据区指针更新为由用户的写操作前的块地址指向用户写操作后的块地址，之后，基于该对应原始数据区指针确定用户最终寻址指针。

至此，已经结合图1的方法流程图详细说明了本发明的具体实现过程。

为了更好地理解本发明，如下将结合具体的应用示例对本发明做详细的阐述。通过该应用示例，可以实现：多副本管理服务器从生产系统(服务器)拿到原始数据后，根据用户需求在多副本管理服务器上生成多份虚拟副本，这些不同的虚拟副本可以给到不同的系统、不同的用户同时进行使用。

图2示出了本发明应用实例的应用场景。

参见图2，在图2所示的应用场景中，A业务用户、B业务用户和C业务用户欲同时使用生产系统中的原始数据。具体实现步骤如下。

首先，在步骤S10，获取原始数据、并生成第一份原始数据拷贝。

多副本管理服务器包含原始数据区和虚拟副本区，原始数据区负责存放原始数据拷贝。对于生产系统数据库，使用Oracle数据库的镜像副本方式，通过NFS(网络文件系统)获取一份原始数据拷贝到“多副本管理服务器”，让多副本管理服务器获得一份原始数据拷贝。

然后，在步骤S20、S30、S40等，根据各个用户的多副本需求，在多副本管理服务器的虚拟副本区生成针对各个用户的逻辑虚拟副本。

这里，用户的逻辑虚拟副本中仅存放用户对原始数据的落盘数据，这里的落盘数据仅仅只是逻辑虚拟副本针对原始数据拷贝的数据偏移量。

例如，在用户对原始数据的某个数据块进行了改写的情况下，在用户的虚拟副本中落盘存放该用户针对该数据块进行改写的数据，即新的落盘数据落盘存放在虚拟副本区，而不对原始数据区的原始数据拷贝进行修改。

这样，多副本管理服务器只需要存储一份原始数据拷贝和各个用户的落盘数据，相比于现有技术中存放多份原始物理数据的情况，能够大大地节省存储开销。

应当理解的是，图2仅是示意性的，在具体应用中，本发明的多副本管理服务器可以针对单份原始数据的多逻辑虚拟副本的管理，并且也可以针对不同的原始数据实现更大数据量的多逻辑虚拟副本的管理，本发明原始数据的量及用户量均不作限制。

为了更全面地阐述本发明针对不同用户的多个逻辑虚拟副本的管理的具体实现，如下以A业务用户、B业务用户、C业务用户依次请求使用该原始数据进行阐述。

参见图2步骤S20，当有A业务用户要以虚拟副本的形式使用一份数据的时候，此时将其标记为虚拟副本用户A1U用户，对该A1U用户的逻辑虚拟副本进行管理。实现具体步骤如下。

(1)生成A1U用户的虚拟副本数据块地址位图

首先，获取到A1U用户提出的使用一份虚拟副本需求后，多副本管理服务器极快速地在其虚拟副本区生成A1U用户的虚拟副本数据块地址位图(如下简称位图)，这一刻的位图只涉及到逻辑指针管理，不涉及到具体的磁盘读写操作。

图3示出了根据本发明一个实施例的虚拟副本数据块地址位图格式。应当理解的是，图3仅示意性示出本发明的虚拟副本数据块地址位图的格式示例。本发明的虚拟副本数据块地址位图可以不限于是图3所示的格式。

参见图3，虚拟副本数据块地址位图主要分为3部分信息：原始数据区块地址位图、虚拟副本区块地址位图、虚拟副本用户最终寻址区。

原始数据区块地址位图分别记录原始数据的块地址以及是否被复写标志(未被写的数据块的写标志位默认置0)。

虚拟副本区块地址位图分别记录新的落盘地址(如果对应的原始数据块的写标志位被置“1”的情况下，也就是这个块被复写)，以及对应原始数据区的指针(指向对应哪个原始数据块)。

虚拟副本用户最终寻址区记录这个新用户对应数据块地址的用户最终寻址指针。

默认情况下(此时原始数据未被进行写操作)，A1U用户的数据块使用地址(即其位图中所记录的虚拟副本区对应的块地址)指向原始数据区块地址(即其位图中所记录的原始数据区对应的块地址)，参见图3的对应原始数据区指针。当有部分块有写入操作的时候会涉及到位图维护以及具体的用户块落盘操作。

虚拟副本数据块地址位图维护的目的在于生成多个用户的数据块地址逻辑位图。如果同一个数据块被一个或多个用户读，这个数据块被唯一存放一份，始终寻址到原始数据块地址。如果一个数据块被一个或多个用户写，那么每个用户的数据块地址逻辑位图分别记录对这个数据块的写操作的新落盘位置(落盘数据地址)。最终每个用户对一份原始数据的全局数据块(原始数据)寻址即为部分块的新落盘位置地址和未被写的数据块的原始数据块地址。

(2)创建A1U用户的虚拟副本磁盘

这个虚拟副本磁盘在多副本管理服务器上对应一个新的虚拟逻辑卷或文件系统。这个虚拟逻辑卷或文件系统以NFS(网络文件系统)的方式挂载在A1U用户的生产操作系统，这个时候在A1U用户的操作系统中可以看到这个文件系统，此刻，这个文件系统中的数据和原始数据一致(因为此时发生写操作)，成功的获得虚拟副本。

(3)A1U用户使用虚拟副本

获得虚拟副本后，A1U用户可以按照自己的方式使用这个虚拟副本。

例如，在数据库系统把数据库文件定向到这个虚拟副本的文件系统目录，然后打开数据库进行正常的使用。

图4示出了根据本发明一个实施例的A1U用户使用虚拟副本的示意图。

参见图4，当有对应块(E30)的读操作时，多副本管理服务器的A1U用户位图会把这个读操作请求通过指针指引到原始数据区块地址(例如原始数据区E30)对应的块进行读取。

当有对应块(例如原始数据区E92这个块地址对应的数据块)的写操作时，基于E92这个块地址被写操作请求，多副本管理服务器的A1U用户位图会执行如下的操作：

首先，在AIU用户的虚拟副本数据块地址位图的原始数据区将其对应的写标志位被置“1”，表示E92这个块会被复写。

然后，在AIU用户位图的虚拟副本区的块地址记录下新的落盘位置(例如，E70)，并更新对应原始数据区指针为E92->E70，指针更新后，AIU用户的写操作真正落盘到E70，即在虚拟副本区的E70存放新的落盘数据。

最后将AIU用户位图的虚拟副本用户最终寻址区的块指针维护更新为“A1U->E92->E70”，这表示A1U用户对应原始数据块E92被更新落盘存放到新地址E70。

应当理解，在此落盘过程中，原始数据拷贝这个母本并不变化，只是在用户寻址时不再读写已被写的数据块的数据，而是相应的读写新地址E70的数据。

至此，第一个虚拟副本用户A1U用户通过发明提供的方法对虚拟副本的使用过程描述完毕。

在A1U用户使用过程中或之后，若有2个或多个用户同时以虚拟副本的形式使用同一份原始数据时，可基于原始数据拷贝以及现已有虚拟副本用户的虚拟副本数据库地址位图实现多逻辑虚拟副本的管理。具体实现如下。

参见图2步骤S30，当有B业务用户要以虚拟副本的形式使用同一份原始数据的时候，此时将其标记为虚拟副本用户B1U用户，对该B1U用户的逻辑虚拟副本进行管理。实现具体步骤如下。

(1)生成B1U用户的虚拟副本数据块地址位图

首先，获取到B1U用户提出的也要使用一份虚拟副本的需求后，基于现有用户(例如，A1U用户或其他更多的用户)位图快速生成B1U用户的虚拟副本位图，这一刻的位图只涉及到逻辑指针管理，不涉及到具体的磁盘读写操作。

其中，优选以现有虚拟副本用户中最新对原始数据的数据块有过写操作的虚拟副本用户的位图直接生成B1U用户的位图，例如复制现有用户位图形成B1U用户的位图。当现有虚拟副本用户中任何用户均未对原始数据的数据块进行过写操作的情况下，步骤同A1U用户。

(2)创建B1U用户的虚拟副本磁盘

这个虚拟副本磁盘在多副本管理服务器上对应一个新的虚拟逻辑卷或文件系统。这个虚拟逻辑卷或文件系统以NFS(网络文件系统)的方式挂载在B1U用户的生产操作系统，这个时候在B1U用户的操作系统中可以看到这个文件系统。

此刻，针对不同的情况，B1U所创建的这个文件系统中的数据并不相同。在原始数据中的数据块均未被任何用户进行过写操作的情况下，这个文件系统中的数据和原始数据一致(参见A1U用户)。在原始数据中的数据块(例如E92)被某个虚拟副本用户(例如A1U用户)，进行过写操作的情况下，这个文件系统中的数据是原始数据和虚拟副本区的新落盘数据。

即，当有多个虚拟副本用户使用同一份原始数据时，虚拟副本用户的虚拟副本均为原始数据区的原始数据和虚拟副本区的新落盘数据，新落盘数据替代了原始数据中被进行过写操作的数据块而呈现给虚拟副本用户。

由此，B1U用户成功获得虚拟副本。

(3)B1U用户使用虚拟副本

获得虚拟副本后，B1U用户可以按照自己的方式使用这个虚拟副本。

图5示出了根据本发明一个实施例的B1U用户使用虚拟副本的示意图。

参见图5，第一条记录的举例，表示这个数据块(30E)没有被其它的任何用户进行过写操作，块位置为原始数据块地址。当B1U用户对此块进行读操作时，多副本管理服务器的B1U用户位图会把这个读操作请求通过指针指引到原始数据区块地址(原始数据区E30)对应的块进行读取。

第二条记录的举例表示，E70这个数据块已经被A1U用户落盘存放，B1U要以读方式访问E70这个地址时，可用过A1U用户的指针进行寻址。此时，B1U用户使用虚拟副本的方式与上述A1U用户使用虚拟副本的方式相同。

第三条记录的举例表示，如果B1U用户要对OG1(已经被A1U用户进行过落盘存放)数据块进行写操作时：

首先，把B1U用户位图中的原始数据区写标志位置“1”，表示这个块被写请求；然后，在B1U用户位图的虚拟副本区的块地址记录下新的落盘位置(例如，YY2)；之后，把B1U用户位图的虚拟副本区的对应原始数据区指针维护更新为“A1U->OG1->YY2”，表示A1U用户的0G1数据块已经被写落盘存放到YY2数据块，此数据块地址被B1U用户维护。最后，将B1U用户位图的虚拟副本用户最终寻址区的块指针维护更新为“B1U->A1U->OG1->YY2”，这表示B1U用户对应原始数据块A1U->0G1被写更新落盘存放到新地址B1U->YY2。

至此，第二个虚拟副本用户B1U用户通过发明提供的方法对虚拟副本的使用过程描述完毕。

如果有第三个用户或者更多用户要以虚拟副本的方式来使用数据时，重复B1U用户的步骤即可获取和使用相应的虚拟副本。

由此，当多用户以虚拟副本的形式同时使用一份物理数据时，可完全基于虚拟副本用户数据块地址位图和原始数据块地址位图的块二次索引，最大化的节约了储存资源。当用户数越多的时候这种节约效益越大。同时也根本性地简化了多数据副本提供流程，极大的提升了工作效率。

本发明通过多份虚拟逻辑副本基于用户相同数据块二级索引高效存储关联技术，最大化地节约了存储空间。

重复数据块二级索引管理的技术极大的帮助节约存储空间，同时大幅提高了多份虚拟逻辑副本的准备流程以及准备效率。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1)通过数据的多副本管理技术达到多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份物理数据，极大的节省了存储空间。

2)极大的缩短了给多个部门或者多个业务系统“准备数据”的流程和时间，提升了管理效率。

另外，本发明的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法还可以由一种管理装置实现。

图6示出了根据本发明一个实施例的原始数据的虚拟逻辑副本管理装置的示意性框图。其中，原始数据的虚拟逻辑副本管理装置600(如下简称管理装置)的功能模块可以由实现本发明原理的硬件、软件或硬件和软件的结合来实现。本领域技术人员可以理解的是，图6所描述的功能模块可以组合起来或者划分成子模块，从而实现上述发明的原理。因此，本文的描述可以支持对本文描述的功能模块的任何可能的组合、或者划分、或者更进一步的限定。

图6所示的管理装置600可以用来实现图1所示的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法，下面仅就原始数据的虚拟逻辑副本管理600可以具有的功能模块以及各功能模块可以执行的操作做简要说明，对于其中涉及的细节部分可以参见上文结合图1的描述，这里不再赘述。

参见图6，本发明的原始数据的虚拟逻辑副本管理装置600可以包括位图生成单元610、虚拟副本创建单元620和寻址单元630。

位图生成单元610，用于响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图，所述虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

虚拟副本创建单元620，用于创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本。

寻址单元630，用于响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址。

优选地，虚拟副本位图中还包括未被先前用户执行过写操作的未写数据块的用户最终寻址指针，所述未写数据块的用户最终寻址指针从所述未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向其本身。

优选地，所述虚拟副本位图中还包括所述虚拟副本数据块相应的写标志位，所述写标志位的值对应于所述操作的操作类型。

优选地，操作类型包括写操作和读操作。

优选地，所述管理装置600还可以包括更新单元。

优选地，在所述用户对所述虚拟副本数据块的操作请求为写操作的情况下，所述更新单元可以更新所述用户最终寻址指针。

优选地，更新后的用户最终寻址指针可以从先前用户对改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址指向所述用户对该改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。或者，更新后的用户最终寻址指针从未被先前用户执行过写操作的未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述用户对该未写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

优选地，所述更新单元可以在所述虚拟副本位图中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址，基于所述虚拟副本区块地址，更新所述用户最终寻址指针。

优选地，更新单元可以将所述虚拟副本数据块相应的写标志位的值修改为对应于写操作类型的值，在所述虚拟副本位图中，在所述虚拟副本数据块中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址。

优选地，读操作对应的写标志位的值可以为0，写操作对应的写标志位的值可以为1。

优选地，初始生成所述虚拟副本位图时，所述虚拟副本数据块相应的写标志的值为0。

优选地，所述先前用户可以是最近一次对虚拟副本数据块执行过写操作的原始数据虚拟副本用户。

由此，通过如上的管理装置，通过数据的多副本管理技术，可以达到使多个部门或者多个系统可以以多份逻辑虚拟副本的方式同时使用一份物理数据，极大的节省了存储空间。同时，极大的提升了给多个部门或者多个业务系统“准备数据”的流程和时间。

另外，结合图1描述的本发明实施例的原始数据的虚拟逻辑副本管理方法可以由计算设备来实现。图7示出了本发明实施例提供的计算设备的硬件结构示意图。

计算设备可以包括处理器701以及存储有计算机程序指令的存储器702。

具体地，上述处理器701可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器702可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在数据处理装置的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储器702包括只读存储器(ROM)。在合适的情况下，该ROM可以是掩模编程的ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除PROM(EPROM)、电可擦除PROM(EEPROM)、电可改写ROM(EAROM)或闪存或者两个或更多个以上这些的组合。

处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法。

在一个示例中，计算设备还可包括通信接口703和总线710。其中，如图7所示，处理器701、存储器702、通信接口703通过总线710连接并完成相互间的通信。

通信接口703，主要用于实现本发明实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线710包括硬件、软件或两者，将计算设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线710可包括一个或多个总线。尽管本发明实施例描述和示出了特定的总线，但本发明考虑任何合适的总线或互连。

另外，结合上述实施例中的计算方法，本发明实施例可提供一种计算机可读存储介质来实现。该计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本发明中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本发明不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种原始数据的虚拟逻辑副本管理方法，其特征在于，所述方法包括：

响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图，所述虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址，所述虚拟副本位图还包括对应原始数据区指针，所述对应原始数据区指针是由所述虚拟副本位图中记录的所述原始数据区块地址指向所述虚拟副本位图中记录的所述虚拟副本区块地址，所述对应原始数据区指针用于确定所述用户最终寻址指针；

创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本；以及

响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址；

其中，所述虚拟副本位图中还包括所述虚拟副本数据块相应的写标志位，所述写标志位的值对应于所述操作的操作类型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟副本位图中还包括未被先前用户执行过写操作的未写数据块的用户最终寻址指针，所述未写数据块的用户最终寻址指针从所述未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向其本身。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述操作类型包括写操作和读操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述用户对所述虚拟副本数据块的操作请求为写操作的情况下，所述方法还包括：

更新所述用户最终寻址指针，

更新后的用户最终寻址指针从先前用户对改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址指向所述用户对该改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址；或者

更新后的用户最终寻址指针从未被先前用户执行过写操作的未写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述用户对该未写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述更新所述用户最终寻址指针，包括：

在所述虚拟副本位图中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址；以及

基于所述虚拟副本区块地址，更新所述用户最终寻址指针。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述在所述虚拟副本位图中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址，包括：

将所述虚拟副本数据块相应的写标志位的值修改为对应于写操作类型的值；以及

在所述虚拟副本位图中，在所述虚拟副本数据块中记录所述用户执行写操作的虚拟副本区块地址。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述读操作对应的写标志位的值为0；并且/或者

所述写操作对应的写标志位的值为1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

初始生成所述虚拟副本位图时，所述虚拟副本数据块相应的写标志的值为0。

9.根据权利要求1-8中任何一项所述的方法，其特征在于，

所述先前用户是最近一次对虚拟副本数据块执行过写操作的原始数据虚拟副本用户。

10.一种原始数据的虚拟逻辑副本管理装置，其特征在于，所述装置包括：

位图生成单元，用于响应于用户对所述原始数据的虚拟副本使用需求，生成所述用户的虚拟副本位图，所述虚拟副本位图中包括曾被先前用户执行过写操作的改写数据块的用户最终寻址指针，所述用户最终寻址指针从所述改写数据块在所述原始数据中的原始数据区块地址指向所述先前用户对所述改写数据块执行写操作的虚拟副本区块地址，所述虚拟副本位图还包括对应原始数据区指针，所述对应原始数据区指针是由所述虚拟副本位图中记录的所述原始数据区块地址指向所述虚拟副本位图中记录的所述虚拟副本区块地址，所述对应原始数据区指针用于确定所述用户最终寻址指针；

虚拟副本创建单元，用于创建所述用户针对所述原始数据的虚拟副本；以及

寻址单元，用于响应于所述用户对所述虚拟副本的虚拟副本数据块的操作请求，基于所述用户最终寻址指针确定相应的虚拟副本数据块地址；

其中，所述虚拟副本位图中还包括所述虚拟副本数据块相应的写标志位，所述写标志位的值对应于所述操作的操作类型。

11.一种计算设备，其特征在于，包括：至少一个处理器、至少一个存储器以及存储在所述存储器中的计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其特征在于，当所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-9中任一项所述的方法。

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