CN110515778A - 基于共享逻辑卷的数据保护的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法、装置和系统。其中，该方法包括：镜像卷管理模块监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。本发明解决了相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的技术问题。

Description

基于共享逻辑卷的数据保护的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及数据保护领域，具体而言，涉及一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法、装置和系统。

背景技术

镜像卷是具有容错能力的动态卷，通过使用卷的两个副本或镜像复制存储在卷上的数据从而提供数据冗余性。镜像卷由两个逻辑卷组成，并且两个逻辑卷中的数据保持实时同步，当执行写操作时，会同时往两个逻辑卷中写入数据。

常见的单节点镜像卷可以在一个固定的业务节点，提供双份的数据冗余，并在镜像卷子设备异常时，根据逻辑地址空间与比特位的一一映射关系，记录数据变化信息到本地设备。待镜像卷子设备恢复时，在该节点做数据恢复。然而，上述方式只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，其子设备镜像数据不一致时不能进行业务节点的切换，数据保护的可靠性较差。

针对相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法、装置和系统，以至少解决相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法，包括：监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

可选地，在第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷。

可选地，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，包括：更新第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息；将目标数据写入第一逻辑卷的逻辑块；将逻辑块对应的位图数据写入到位图单元中。

可选地，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷，包括：遍历位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据比特位值确定目标逻辑块；基于第一逻辑卷的逻辑块确定目标逻辑块的数据；将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上。

可选地，在根据比特位值确定目标逻辑块之后，上述方法还包括：按照预定规则对目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

可选地，在将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，上述方法还包括：清除比特位值。

可选地，在将解析结果写入第二逻辑卷之后，上述方法还包括：更新第二逻辑卷的元数据信息。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法，包括：接收位图数据，并将位图数据写入位图单元中，其中，位图数据是在第二逻辑卷处于异常状态的情况下，由管理模块基于目标数据确定的，目标数据还被写入第一逻辑卷，第一逻辑卷为第二逻辑卷的镜像卷；将解析结果发送至第二逻辑卷，其中，解析结果是在第二逻辑卷恢复正常状态的情况下，由管理模块解析位图数据确定的。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的装置，包括：监测模块，用于监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；第二写入模块，用于如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；第一写入模块，用于如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述基于共享逻辑卷的数据保护方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述基于共享逻辑卷的数据保护方法。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的系统，包括：管理模块、镜像卷和共享逻辑卷，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷，管理模块，用于监测镜像卷的工作状态，如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

在本发明实施例中，镜像卷管理模块监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。上述方案通过引入外部共享逻辑卷，作为镜像卷的中间存储单元来记录数据，保证了镜像卷数据的恢复和对外数据的一致性，达到了在业务节点切换的过程中，能够快速、准确地恢复镜像卷的内部数据的目的，进而解决了相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例1的一种可选的基于共享逻辑卷的数据保护的方法流程示意图；

图2是根据本发明实施例1的一种可选的成员卷正常状态下的数据存储原理图；

图3是根据本发明实施例1的一种可选的成员卷异常状态下的数据存储原理图；

图4是根据本发明实施例1的一种可选的成员卷恢复正常状态的数据存储原理图；

图5是根据本发明实施例1的一种可选的另一成员卷的数据恢复原理图；

图6是根据本发明实施例1的一种可选的成员卷和共享逻辑卷的数据分布图；

图7是根据本发明实施例2的一种可选的基于共享逻辑卷的数据保护的方法流程示意图；

图8是根据本发明实施例3的一种可选的基于共享逻辑卷的数据保护的装置结构示意图；以及

图9是根据本发明实施例4的一种可选的基于共享逻辑卷的数据保护的装置结构示意图。

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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

根据本发明实施例，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的基于共享逻辑卷的数据保护的方法，如图1所示，该方法从镜像卷管理模块的角度出发，包括如下步骤：

步骤S102，监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷。

一种可选方案中，上述镜像卷可以由两块子逻辑卷组成，两块子逻辑卷的数据保持一致，该子逻辑卷也称为镜像卷的成员卷，是数据的真实存储空间；上述工作状态包括正常状态和异常状态。

图2示出了成员卷均处于正常状态下的数据存储原理图。图2中，业务写请求数据从客户端A下发到节点N1时，首先落在镜像卷，由镜像卷同时分发到第一逻辑卷和第二逻辑卷，两个逻辑卷的数据保持镜像关系。等待成员卷都返回时，向客户端A返回写命令结果。

需要说明的是，组成镜像卷的成员卷，即本发明中的第一逻辑卷和第二逻辑卷，是在系统初始化时，由镜像卷的管理模块创建的，一个位于本地，一个位于远程。也就是说，如果第一逻辑卷位于本地，那么第二逻辑卷就是第一逻辑卷的远程卷，同样地，第一逻辑卷也是第二逻辑卷的远程卷。管理模块实时或不定期地监测成员卷的工作状态。

步骤S104，如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中。

一种可选方案中，上述目标数据可以为业务数据；上述共享逻辑卷可以为记录重要位图(bitmap)信息的镜像卷之外的共享存储卷；上述位图单元由头部区和位图区两部分组成，头部区记录位图区对应的逻辑卷区域等信息，位图区标记镜像卷对应区域的数据差异信息。

图3示出了成员卷中的第一逻辑卷处于正常状态、第二逻辑卷处于异常状态时的数据存储原理图。如图3所示，业务写请求数据首先落在镜像卷，由于此时第二逻辑卷处于异常状态，管理模块无法向第二逻辑卷成功写入业务数据，所以管理模块会将业务请求数据下发到节点N1，同时将业务数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中。

需要说明的是，管理模块将业务数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元之前，先更新写命令逻辑地址范围覆盖的位图数据，并将位图数据更新命令下发到共享逻辑卷，待第一逻辑卷的写命令和共享逻辑卷的位图数据更新完成后，才向客户端A返回写命令结果。

步骤S106，如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

仍以客户端A为例，图4示出了成员卷恢复正常状态的数据存储原理图。如图4所示，客户端A写入128K数据到镜像卷，镜像卷的管理模块监测两块成员卷的状态，如果第一逻辑卷处于正常状态、第二逻辑卷处于异常状态，那么业务写请求数据首先落在镜像卷，管理模块将业务请求数据下发到节点N1，同时更新写命令逻辑地址范围覆盖的位图数据，并将位图数据更新命令下发到共享逻辑卷，待第一逻辑卷的写命令和共享逻辑卷的位图数据更新完成后，才向客户端A返回写命令结果。如果管理模块监测到第二逻辑卷恢复正常状态，管理模块触发镜像卷内部的重建流程，控制节点N1的第一逻辑卷读取共享逻辑卷记录的位图信息，来恢复第二逻辑卷处于异常状态时的镜像卷的增量数据变化。

现有技术中，单节点镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，其子设备镜像数据不一致时不能进行业务节点的切换，数据保护的可靠性较差。另外，现有技术是根据逻辑地址空间与比特位的一一映射关系，记录数据变化的信息，记录数据变化的映射单一，需要预留较大的逻辑地址空间给本地位图。与现有技术相比，本发明创新性的引入了共享逻辑卷作为镜像卷的中间记录区域，不仅解决了镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的问题，而且能够快速有效的记录数据变化信息，额外的写放大效果小，对系统性能影响小，同时按照位图单元的粒度增量记录数据差异，不需要一直占用大量的逻辑空间，管理记录的空间灵活可控。

在本发明实施例中，镜像卷管理模块监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。上述方案通过引入外部共享逻辑卷，作为镜像卷的中间存储单元来记录数据，保证了镜像卷数据的恢复和对外数据的一致性，达到了在业务节点切换的过程中，能够快速、准确地恢复镜像卷的内部数据的目的，进而解决了相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的技术问题。

可选地，在第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷。

一种可选方案中，上述元数据信息可以为数据状态的版本、镜像卷唯一标识符、成员卷唯一标识符、共享卷信息，卷起始位置，卷大小等信息。

上述方案中，只有在成员卷和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，管理模块才能将目标数据分别写入成员卷和共享逻辑卷。

在另一个可选的实施例中，第一逻辑卷出现故障，随后恢复正常状态。图5示出了第一逻辑卷的数据恢复原理图。如图5所示，节点N1发生故障，客户端A的业务路径切换至节点N2，管理模块通过比对第二逻辑卷和共享逻辑卷中的元数据信息，来判断镜像卷是否能够继续提供业务。如果能继续提供业务，图5所示客户端A的请求可以继续进行，请求数据首先落在镜像卷，管理模块将业务请求数据下发到节点N2，同时更新写命令逻辑地址范围覆盖的位图数据，并将位图数据更新命令下发到共享逻辑卷，待第二逻辑卷的写命令和共享逻辑卷的位图数据更新完成后，才向客户端A返回写命令结果。如果管理模块监测到第一逻辑卷恢复正常状态，管理模块触发镜像卷内部的重建流程，控制节点N2的第二逻辑卷读取共享逻辑卷记录的位图信息，来恢复第一逻辑卷处于异常状态时的镜像卷的增量数据变化。

可选地，步骤S104将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，具体可以包括以下步骤：

步骤S1042，更新第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息。

如图3所示，在第二逻辑卷出现故障的情况下，管理模块更新第一逻辑卷和共享逻辑卷的元数据区，第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息均有V0更新为V1。

步骤S1044，将目标数据写入第一逻辑卷的逻辑块。

一种可选方案中，上述逻辑块(chunk)可以为成员卷中固定大小的数据块。

步骤S1046，将逻辑块对应的位图数据写入到位图单元中。

一种可选方案中，上述位图单元可以位于共享逻辑块中，上述位图单元记载着比特位值。

可选地，步骤S106解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷，具体可以包括以下步骤：

步骤S1062，遍历位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据比特位值确定目标逻辑块。

一种可选方案中，每个比特位值对应成员卷的一个逻辑块。

上述步骤中，管理模块通过遍历位图单元，找到数值变化的比特位，并确定该比特位对应的目标逻辑块。

步骤S1064，基于第一逻辑卷的逻辑块确定目标逻辑块的数据。

在确定好目标逻辑块后，从第一逻辑卷的逻辑块中读出目标逻辑块的数据。

步骤S1066，将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上。

将从第一逻辑卷的逻辑块中读出的目标逻辑块的数据，写入到第二逻辑卷的对应逻辑块上，即完成了数据的恢复操作。上述方案使用位图单元记录特定逻辑空间的差异数据，额外的写放大效果小，对系统性能影响小，管理记录的空间灵活可控。而且，按照位图单元的粒度增量记录数据差异，不需要一直占用大量逻辑空间。

具体地，图6示出了一种可选的成员卷和共享逻辑卷的数据分布图。如图6所示，成员卷包括元数据区和数据区，元数据区主要记载镜像卷及其成员卷的描述性信息，包含了镜像卷唯一标识符，成员卷唯一标识符，数据状态版本号，共享逻辑卷信息，卷起始位置，卷大小等信息；数据区为真实业务数据落盘区域，按照一定的块大小划分为多个逻辑块并编号，其中，逻辑块的大小为128k的整数倍大小。

共享逻辑卷包括元数据区和位图单元区，元数据区类似于成员卷的元数据区，也是记录镜像卷的相关信息，还有位图单元区的相关信息；位图单元区由多个位图单元组成，共同记录着镜像卷的内部数据变化信息，每个位图单元大小可以为4K，其中，位图单元的头部区记载了该位图单元的具体映射区域、差异数据的比特位值以及其他管理信息，位图单元的位图区记载了比特位值，每个比特位值对应一个逻辑块。上述方案通过位图单元记录数据变化信息，能够快速有效的记录该变化，对系统性能影响小，恢复速度快。

可选地，在执行步骤S1062根据比特位值确定目标逻辑块之后，上述方法还可以包括：

步骤S1063，按照预定规则对目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

一种可选方案中，上述预定规则可以为逻辑块的大小顺序，也可以为按照共享逻辑卷中比特位从左至右的顺序，或从右至左的顺序，以不遗漏存在数值变化的比特位为前提。

可选地，在执行步骤S1066将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，上述方法还可以包括：执行步骤S1067，清除比特位值。

在将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，清楚共享逻辑卷的比特位值，然后重复步骤S1062至步骤S1066，直至所有存在数值变化的比特位值都被清除。

可选地，在执行步骤S106将解析结果写入第二逻辑卷之后，上述方法还可以包括：步骤S107，更新第二逻辑卷的元数据信息。

上述步骤中，在将解析结果写入第二逻辑卷之后，随即更新第二逻辑卷的元数据信息。如图4所示，第二逻辑卷的元数据信息由图3的V0更新为V1。通过元数据信息的更新，可以用来判断异常状态恢复后数据是否可用，保证业务数据的完整性和正确性。

通过上述实施例，镜像卷管理模块监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。上述方案通过引入外部共享逻辑卷，作为镜像卷的中间存储单元来记录数据，保证了镜像卷数据的恢复和对外数据的一致性，通过共享逻辑卷的位图单元记录差异数据，减小了额外的写放大影响，同时可以高效的记录和恢复内部差异数据，减少对业务IO的影响，达到了在业务节点切换的过程中，不阻碍前端业务请求，能够快速、准确地恢复镜像卷的内部数据的目的；通过比较元数据信息，作为异常状态恢复时数据可用性的判断依据，保障了业务数据的完整性和正确性；进而解决了相关技术中的镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的技术问题。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

根据本发明实施例，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图7是根据本发明实施例的一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法流程图，如图7所示，该方法从共享逻辑卷的角度出发，包括如下步骤：

步骤S702，接收位图数据，并将位图数据写入位图单元中，其中，位图数据是在第二逻辑卷处于异常状态的情况下，由管理模块基于目标数据确定的，目标数据还被写入第一逻辑卷，第一逻辑卷为第二逻辑卷的镜像卷。

一种可选方案中，可以通过共享逻辑卷接收上述位图数据，共享逻辑卷可以为记录重要位图(bitmap)信息的镜像卷之外的共享存储卷；上述位图单元由头部区和位图区两部分组成，头部区记录位图区对应的逻辑卷区域等信息，位图区标记镜像卷对应区域的数据差异信息；上述镜像卷可以由两块子逻辑卷组成，两块子逻辑卷的数据保持一致，该子逻辑卷也称为镜像卷的成员卷，是数据的真实存储空间；上述目标数据可以为业务数据；

需要说明的是，组成镜像卷的成员卷，即本发明中的第一逻辑卷和第二逻辑卷，是在系统初始化时，由镜像卷的管理模块创建的，一个位于本地，一个位于远程。也就是说，如果第一逻辑卷位于本地，那么第二逻辑卷就是第一逻辑卷的远程卷，同样地，第一逻辑卷也是第二逻辑卷的远程卷。管理模块实时或不定期地监测成员卷的工作状态。

管理模块将业务数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元之前，先更新写命令逻辑地址范围覆盖的位图数据，并将位图数据更新命令下发到共享逻辑卷，待第一逻辑卷的写命令和共享逻辑卷的位图数据更新完成后，才向客户端A返回写命令结果。

步骤S704，将解析结果发送至第二逻辑卷，其中，解析结果是在第二逻辑卷恢复正常状态的情况下，由管理模块解析位图数据确定的。

仍以图4为例，客户端A写入128K数据到镜像卷，镜像卷的管理模块监测两块成员卷的状态，如果第一逻辑卷处于正常状态、第二逻辑卷处于异常状态，那么业务写请求数据首先落在镜像卷，管理模块将业务请求数据下发到节点N1，同时更新写命令逻辑地址范围覆盖的位图数据，并将位图数据更新命令下发到共享逻辑卷，待第一逻辑卷的写命令和共享逻辑卷的位图数据更新完成后，才向客户端A返回写命令结果。如果管理模块监测到第二逻辑卷恢复正常状态，管理模块触发镜像卷内部的重建流程，控制节点N1的第一逻辑卷读取共享逻辑卷记录的位图信息，来恢复第二逻辑卷处于异常状态时的镜像卷的增量数据变化。

现有技术中，单节点镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，其子设备镜像数据不一致时不能进行业务节点的切换，数据保护的可靠性较差。另外，现有技术是根据逻辑地址空间与比特位的一一映射关系，记录数据变化的信息，记录数据变化的映射单一，需要预留较大的逻辑地址空间给本地位图。与现有技术相比，本发明创新性的引入了共享逻辑卷作为镜像卷的中间记录区域，不仅解决了镜像卷只能在单一业务节点实现镜像数据冗余，导致数据保护的可靠性较差的问题，而且能够快速有效的记录数据变化信息，额外的写放大效果小，对系统性能影响小，同时按照位图单元的粒度增量记录数据差异，不需要一直占用大量的逻辑空间，管理记录的空间灵活可控。

可选地，位图数据是在第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，由管理模块写入的。

一种可选方案中，上述元数据信息可以为数据状态的版本、镜像卷唯一标识符、成员卷唯一标识符、共享卷信息，卷起始位置，卷大小等信息。

上述方案中，只有在成员卷和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，管理模块才能将目标数据分别写入成员卷和共享逻辑卷。

可选地，步骤S702接收位图数据，并将位图数据写入位图单元中，具体可以包括以下步骤：

步骤S7022，通过管理模块更新第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息。

如图3所示，在第二逻辑卷出现故障的情况下，管理模块更新第一逻辑卷和共享逻辑卷的元数据区，第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息均有V0更新为V1。

步骤S7024，通过管理模块将目标数据写入第一逻辑卷的逻辑块。

一种可选方案中，上述逻辑块(chunk)可以为成员卷中固定大小的数据块。

步骤S7026，通过管理模块将逻辑块对应的位图数据写入到位图单元中。

一种可选方案中，上述位图单元可以位于共享逻辑块中，上述位图单元记载着比特位值。

可选地，步骤S704将解析结果发送至第二逻辑卷，具体可以包括以下步骤：

步骤S7042，通过管理模块遍历位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据比特位值确定目标逻辑块。

一种可选方案中，每个比特位值对应成员卷的一个逻辑块。

上述步骤中，管理模块通过遍历位图单元，找到数值变化的比特位，并确定该比特位对应的目标逻辑块。

步骤S7044，管理模块基于第一逻辑卷的逻辑块确定目标逻辑块的数据。

在确定好目标逻辑块后，从第一逻辑卷的逻辑块中读出目标逻辑块的数据。

步骤S7046，管理模块将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上。

将从第一逻辑卷的逻辑块中读出的目标逻辑块的数据，写入到第二逻辑卷的对应逻辑块上，即完成了数据的恢复操作。上述方案使用位图单元记录特定逻辑空间的差异数据，额外的写放大效果小，对系统性能影响小，管理记录的空间灵活可控。而且，按照位图单元的粒度增量记录数据差异，不需要一直占用大量逻辑空间。

具体地，图6示出了一种可选的成员卷和共享逻辑卷的数据分布图。如图6所示，成员卷包括元数据区和数据区，元数据区主要记载镜像卷及其成员卷的描述性信息，包含了镜像卷唯一标识符，成员卷唯一标识符，数据状态版本号，共享逻辑卷信息，卷起始位置，卷大小等信息；数据区为真实业务数据落盘区域，按照一定的块大小划分为多个逻辑块并编号，其中，逻辑块的大小为128k的整数倍大小。

共享逻辑卷包括元数据区和位图单元区，元数据区类似于成员卷的元数据区，也是记录镜像卷的相关信息，还有位图单元区的相关信息；位图单元区由多个位图单元组成，共同记录着镜像卷的内部数据变化信息，每个位图单元大小可以为4K，其中，位图单元的头部区记载了该位图单元的具体映射区域、差异数据的比特位值以及其他管理信息，位图单元的位图区记载了比特位值，每个比特位值对应一个逻辑块。上述方案通过位图单元记录数据变化信息，能够快速有效的记录该变化，对系统性能影响小，恢复速度快。

可选地，在执行步骤S7042根据比特位值确定目标逻辑块之后，上述方法还可以包括：

步骤S7043，按照预定规则对目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

一种可选方案中，上述预定规则可以为逻辑块的大小顺序，也可以为按照共享逻辑卷中比特位从左至右的顺序，或从右至左的顺序，以不遗漏存在数值变化的比特位为前提。

可选地，在执行步骤S7046将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，上述方法还可以包括：执行步骤S7047，清除比特位值。

在将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，清除共享逻辑卷的比特位值，然后重复步骤S7042至步骤S7046，直至所有存在数值变化的比特位值都被清除。

可选地，在执行步骤S704将解析结果发送至第二逻辑卷之后，上述方法还可以包括：步骤S705，更新第二逻辑卷的元数据信息。

上述步骤中，在将解析结果写入第二逻辑卷之后，随即更新第二逻辑卷的元数据信息。如图4所示，第二逻辑卷的元数据信息由图3的V0更新为V1。通过元数据信息的更新，可以用来判断异常状态恢复后数据是否可用，保证业务数据的完整性和正确性。

需要说明的是，本申请上述实施例2中涉及到优选实施方案与实施例1提供的方案以及应用场景实施过程相同，但不限于实施例1所提供的方案。

实施例3

根据本发明实施例，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的装置，图8是根据本申请实施例的基于共享逻辑卷的数据保护的装置示意图。如图8所示，该装置800包括监测模块802、第一写入模块804和第二写入模块806。

其中，监测模块802，用于监测镜像卷的工作状态，其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；第一写入模块804，用于如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；第二写入模块806，用于如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

可选地，在第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷。

可选地，第一写入模块具体可以包括：第一更新模块，用于更新第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息；逻辑块写入模块，用于将目标数据写入第一逻辑卷的逻辑块；位图数据写入模块，用于将逻辑块对应的位图数据写入到位图单元中。

可选地，第二写入模块具体可以包括：遍历模块，用于遍历位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据比特位值确定目标逻辑块；确定模块，用于基于第一逻辑卷的逻辑块确定目标逻辑块的数据；第二写入子模块，用于将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上。

可选地，上述装置还可以包括：排序模块，用于在根据比特位值确定目标逻辑块之后，按照预定规则对目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

可选地，上述装置还可以包括：清除模块，用于在将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，清除比特位值。

可选地，上述装置还可以包括：第二更新模块，用于在将解析结果写入第二逻辑卷之后，更新第二逻辑卷的元数据信息。

需要说明的是，上述监测模块802、第一写入模块804和第二写入模块806对应于实施例1中的步骤S102至步骤S106，该三个模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例1所公开的内容。

实施例4

根据本发明实施例，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的装置，图9是根据本申请实施例的基于共享逻辑卷的数据保护的装置示意图。如图9所示，该装置900包括接收模块902和发送模块904。

其中，接收模块902，用于接收位图数据，并将位图数据写入位图单元中，其中，位图数据是在第二逻辑卷处于异常状态的情况下，由管理模块基于目标数据确定的，目标数据还被写入第一逻辑卷，第一逻辑卷为第二逻辑卷的镜像卷；发送模块904，用于将解析结果发送至第二逻辑卷，其中，解析结果是在第二逻辑卷恢复正常状态的情况下，由管理模块解析位图数据确定的。

可选地，位图数据是在第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，由管理模块写入的。

可选地，接收模块具体可以包括：第一更新模块，用于通过管理模块更新第一逻辑卷的元数据信息和共享逻辑卷的元数据信息；逻辑块写入模块，用于通过管理模块将目标数据写入第一逻辑卷的逻辑块；位图数据写入模块，用于通过管理模块将逻辑块对应的位图数据写入到位图单元中。

可选地，发送模块具体可以包括：遍历模块，用于通过管理模块遍历位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据比特位值确定目标逻辑块；确定模块，用于管理模块基于第一逻辑卷的逻辑块确定目标逻辑块的数据；数据写入模块，用于通过管理模块将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上。

可选地，上述装置还可以包括：排序模块，用于在根据比特位值确定目标逻辑块之后，按照预定规则对目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

可选地，上述装置还可以包括：清除模块，用于在将目标逻辑块的数据写入第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，清除比特位值。

可选地，上述装置还可以包括：第二更新模块，用于在将解析结果发送至第二逻辑卷之后，更新第二逻辑卷的元数据信息。

需要说明的是，上述接收模块902和发送模块904对应于实施例2中的步骤S702至步骤S704，该两个模块与对应的步骤所实现的示例和应用场景相同，但不限于上述实施例2所公开的内容。

实施例5

根据本发明实施例，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行实施例1或2中的基于共享逻辑卷的数据保护方法。

实施例6

根据本发明实施例，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，在程序运行时执行实施例1或2中的基于共享逻辑卷的数据保护方法。

实施例7

根据本发明实施例，提供了一种基于共享逻辑卷的数据保护的系统，包括：

管理模块、镜像卷和共享逻辑卷；

其中，镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷，管理模块，用于监测镜像卷的工作状态，如果第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，目标数据以位图数据的形式写入共享逻辑卷的位图单元中；如果第二逻辑卷恢复正常状态，解析位图数据，并将解析结果写入第二逻辑卷。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法，其特征在于，包括：

监测镜像卷的工作状态，其中，所述镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；

如果所述第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入所述第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，所述目标数据以位图数据的形式写入所述共享逻辑卷的位图单元中；

如果所述第二逻辑卷恢复正常状态，解析所述位图数据，并将解析结果写入所述第二逻辑卷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一逻辑卷的元数据信息和所述共享逻辑卷的元数据信息匹配的情况下，将所述目标数据分别写入所述第一逻辑卷和所述共享逻辑卷。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将目标数据分别写入所述第一逻辑卷和共享逻辑卷，包括：

更新所述第一逻辑卷的元数据信息和所述共享逻辑卷的元数据信息；

将所述目标数据写入所述第一逻辑卷的逻辑块；

将所述逻辑块对应的位图数据写入到所述位图单元中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，解析所述位图数据，并将解析结果写入所述第二逻辑卷，包括：

遍历所述位图单元中存在数值变化的比特位值，并根据所述比特位值确定目标逻辑块；

基于所述第一逻辑卷的逻辑块确定所述目标逻辑块的数据；

将所述目标逻辑块的数据写入所述第二逻辑卷的对应逻辑块上。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在根据所述比特位值确定目标逻辑块之后，所述方法还包括：

按照预定规则对所述目标逻辑块进行排序，得到排序后的目标逻辑块。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在将所述目标逻辑块的数据写入所述第二逻辑卷的对应逻辑块上之后，所述方法还包括：

清除所述比特位值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将解析结果写入所述第二逻辑卷之后，所述方法还包括：

更新所述第二逻辑卷的元数据信息。

8.一种基于共享逻辑卷的数据保护的方法，其特征在于，包括：

接收位图数据，并将所述位图数据写入位图单元中，其中，所述位图数据是在第二逻辑卷处于异常状态的情况下，由管理模块基于目标数据确定的，所述目标数据还被写入第一逻辑卷，所述第一逻辑卷为所述第二逻辑卷的镜像卷；

将解析结果发送至所述第二逻辑卷，其中，所述解析结果是在所述第二逻辑卷恢复正常状态的情况下，由所述管理模块解析所述位图数据确定的。

9.一种基于共享逻辑卷的数据保护的装置，其特征在于，包括：

监测模块，用于监测镜像卷的工作状态，其中，所述镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷；

第一写入模块，用于如果所述第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入所述第一逻辑卷和共享逻辑卷，其中，所述目标数据以位图数据的形式写入所述共享逻辑卷的位图单元中；

第二写入模块，用于如果所述第二逻辑卷恢复正常状态，解析所述位图数据，并将解析结果写入所述第二逻辑卷。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1或8所述的基于共享逻辑卷的数据保护方法。

11.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1或8所述的基于共享逻辑卷的数据保护方法。

12.一种基于共享逻辑卷的数据保护的系统，其特征在于，包括：管理模块、镜像卷和共享逻辑卷，其中，所述镜像卷包括第一逻辑卷和第二逻辑卷，

所述管理模块，用于监测所述镜像卷的工作状态，如果所述第二逻辑卷处于异常状态，将目标数据分别写入所述第一逻辑卷和所述共享逻辑卷，其中，所述目标数据以位图数据的形式写入所述共享逻辑卷的位图单元中；如果所述第二逻辑卷恢复正常状态，解析所述位图数据，并将解析结果写入所述第二逻辑卷。