CN112380071A - 一种快速备份ntfs文件系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速备份NTFS文件系统的方法,包括如下步骤:步骤S1.为需要备份的卷创建快照或进行锁卷;步骤S2.获取文件系统的位图数据;步骤S3.从位图数据中排出不需要备份的文件;步骤S4.计算出每个块占用多少个簇;步骤S5.判断总簇数是否在限制的最大簇数范围内;步骤S6.判断是否完成所有块的备份;步骤S7.若未完成所有块的备份,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;步骤S8.若完成所有块的备份,备份结束。本发明解决了目前面对日渐庞大的数据的备份,传统的备份方法的备份速度会越来越慢,传统的备份方法已经不适用于目前的数据备份的问题。
Description
技术领域
本发明涉及计算机文件备份技术领域,更具体地涉及一种快速备份NTFS文件系统的方法。
背景技术
随着计算机技术的高速发展,硬盘容量的快速提高,人们的数据存储需求也越来越高,同时也有更多的个人或企业更关注数据的安全。目前使用传统的备份方法去备份日渐庞大的数据,传统的备份方法的备份速度越来越慢,传统的备份方法已经不适用于目前日渐庞大的数据状况。因此,有必要提供一种快速备份NTFS文件系统的方法,以克服上述问题。
发明内容
本发明提供了一种快速备份NTFS文件系统的方法,以解决目前面对日渐庞大的数据的备份,传统的备份方法的备份速度会越来越慢,传统的备份方法已经不适用于目前的数据备份的问题。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种快速备份NTFS文件系统的方法,包括如下步骤:
步骤S1.为需要备份的卷创建快照或进行锁卷;
步骤S2.获取文件系统的位图数据;
步骤S3.从位图数据中排出不需要备份的文件;
步骤S4.计算出每个块占用多少个簇;
步骤S5.判断总簇数是否在限制的最大簇数范围内,即总簇数是否大于预设值,若总簇数大于预设值,则每个块的簇数乘以2,直至总簇数小于或等于预设值;若总簇数小于或等于预设值,则进行备份;
步骤S6.判断是否完成所有块的备份;
步骤S7.若未完成所有块的备份,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;
步骤S8.若完成所有块的备份,备份结束。
进一步地,步骤S1中,为需要备份的NTFS文件系统创建快照,创建快照的方式分为两种:一种是使用Windows Volume Shadow Copy Service创建备份快照;另一种是使用能进行快照功能扩展的过滤驱动创建备份快照。
进一步地,步骤S2中,从步骤S1创建的快照中获取需要备份的NTFS文件系统的位图数据。
进一步地,步骤S2中,根据NTFS文件系统的已使用簇构造出NTFS文件系统的位图数据。
进一步地,步骤S3中,找出不需要备份文件的位图数据,从构造出来的卷位图中将其排除,即可构造出需要备份的簇的位图数据。
进一步地,步骤S4中,根据NTFS文件系统的扇区总数计算出每个块需要备份多少簇。
进一步地,步骤S5中,如果NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数大于限制的最大块数量时,每个块的簇数会翻倍,直至NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数在最大块的限制数量内为止,伪代码如下:
while(文件系统总簇数/每块簇数量>最大块数量限制)
{每块簇数量=每块簇数量*2}。
进一步地,步骤S7中,根据总扇区数和每个块的大小算出本次备份的所有块。
进一步地,步骤S7中,根据所有块进行循环读取NTFS文件系统上的原始数据。
进一步地,步骤S7中,根据步骤S2获取的位图数据获取需要备份的已使用扇区,再得出下次要备份的扇区。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明的快速备份NTFS文件系统的方法通过创建快照,获取位图,排出不需要备份的位图,再计算出每个块需要备份多少簇,确定总簇数是否在限制的最大簇数范围内,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;本方法较于传统的备份方法来说,速度更快、更节省存储空间。
附图说明
图1为本发明的一种快速备份NTFS文件系统的方法的流程图的示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案,但本发明的保护范围不局限于以下所述。
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例,都属于本发明的保护范围。
请参阅图1,图中所示者为本发明所选用的实施例结构,此仅供说明之用,在专利申请上并不受此种结构的限制。
实施例一
如图1所示,一种快速备份NTFS文件系统的方法,包括如下步骤:
步骤S1.为需要备份的卷创建快照或进行锁卷;
步骤S2.获取文件系统的位图数据;
步骤S3.从位图数据中排出不需要备份的文件;
步骤S4.计算出每个块占用多少个簇;
步骤S5.判断总簇数是否在限制的最大簇数范围内,即总簇数是否大于预设值,若总簇数大于预设值,则每个块的簇数乘以2,直至总簇数小于或等于预设值;若总簇数小于或等于预设值,则进行备份;
步骤S6.判断是否完成所有块的备份;
步骤S7.若未完成所有块的备份,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;
步骤S8.若完成所有块的备份,备份结束。
步骤S1中,为需要备份的NTFS文件系统创建快照,创建快照的方式分为两种:一种是使用Windows Volume Shadow Copy Service创建备份快照;另一种是使用能进行快照功能扩展的过滤驱动创建备份快照。
步骤S2中,从步骤S1创建的快照中获取需要备份的NTFS文件系统的位图数据。
步骤S2中,根据NTFS文件系统的已使用簇构造出NTFS文件系统的位图数据。
步骤S3中,找出不需要备份文件的位图数据,从构造出来的卷位图中将其排除,即可构造出需要备份的簇的位图数据。
步骤S4中,根据NTFS文件系统的扇区总数计算出每个块需要备份多少簇。
步骤S5中,如果NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数大于限制的最大块数量时,每个块的簇数会翻倍,直至NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数在最大块的限制数量内为止,伪代码如下:
while(文件系统总簇数/每块簇数量>最大块数量限制)
{每块簇数量=每块簇数量*2}。
步骤S7中,根据总扇区数和每个块的大小算出本次备份的所有块。
步骤S7中,根据所有块进行循环读取NTFS文件系统上的原始数据。
步骤S7中,根据步骤S2获取的位图数据获取需要备份的已使用扇区,再得出下次要备份的扇区。
实施例二
本实施例是实施例一的进一步具体应用。
首先为需要备份的NTFS文件系统创建快照,创建快照的方式分为两种:一、使用Windows Volume Shadow Copy Service创建备份快照。二、使用过滤驱动创建备份快照。过滤驱动为能进行快照功能扩展的过滤驱动。
从快照中获取到NTFS文件系统的位图数据,获取位图数据分为两个部分,一是根据NTFS文件系统的已使用簇构造出NTFS文件系统的位图数据;二是找出排除文件的位图数据,从构造出来的卷位图数据中将其排除,即可构造出此次需要备份的簇的位图数据。排除文件为不需要备份的文件。
再根据此卷的扇区总数计算出每个块需要备份多少簇,这里的块指的是镜像文件中的数据存储单元的大小,算法是:每块多少簇=预设块大小/(每簇扇区数*每个扇区多少个字节);但是如果整个分区的簇数除以每个块的簇数大于限制的最大块数量(假设:1048576)时,每块的簇数会翻倍,直至整个分区的簇数除以每个块的簇数在最大块的限定数量内为止,伪代码如下:
根据总扇区数和每个数据块的大小算出本次备份的所有数据块,公式:
总的数据块=总扇区数/每个数据块占多少个扇区;
然后根据总的数据块进行循环读取NTFS文件系统上的原始数据,由于NTFS文件系统的数据存储并不总是连续的,所以需要先根据上述从快照中获取到NTFS文件系统的位图数据中获取需要备份的已使用扇区,在位图数据中循环找到第一个已使用的位图,再向后查找每个块的总扇区数所对应的位图数量,将这段位图拷贝到临时缓冲区,拷贝后将原始位图全部置0,再根据拷贝的这个位图数据解析出需要备份的扇区列表,具体的伪代码如下:
注:BMP指的是位图的缓冲区;BIT指的是位图起始位。
注:StartBit指的是起始位;m_uBmpBits指的是位图总大小。
将拷贝的位图转换为用于程序读取的扇区数据,其数据结构为:
由于已使用的簇一定是连续存在的,所以可以通过此位图生成多个这样的数据结构的数组,伪代码如下所示:
注:StartSector指的是起始扇区;TotalSectors指的是连续的扇区数量;
将上一步获取出的扇区列表计算出需要备份的扇区总量,伪代码如下:
根据计算出的扇区总量从内存池中分配内存,读取真实数据到缓冲区,将缓冲区的数据投递到消费者队列中,再通过消费者线程将这些数据压缩、加密后存储到镜像文件中,读取出的数据与临时位图在缓冲区中的组织方式为:数据结构头信息+位图数据+真实数据。
专业术语解释:
块:镜像文件中的粒度
快照:在做备份这个时间点数据的一个复制
Windows Volume Shadow Copy Service:管理并执行用于备份和其它目的的卷影复制。
卷的快照模块:该模块主要负责为需要备份的卷创建一个复制;
磁盘管理器:该模块主要负责构建磁盘和分区信息,属于逻辑层面的磁盘管理器;
文件系统模块:该模块主要负责NTFS文件系统的解析;
备份模块:该模块主要负责数据的处理逻辑;
镜像文件模块:该模块主要负责镜像文件的读写和根据备份模块的数据生成镜像文件。
实施例三
一种快速备份NTFS文件系统的方法,包括如下步骤:
步骤S1.为需要备份的卷创建快照或进行锁卷;
步骤S2.获取文件系统的位图数据;
步骤S3.从位图数据中排出不需要备份的文件;
步骤S4.计算出每个块占用多少个簇;
步骤S5.判断总簇数是否在限制的最大簇数范围内,即总簇数是否大于预设值,若总簇数大于预设值,则每个块的簇数乘以2,直至总簇数小于或等于预设值;若总簇数小于或等于预设值,则进行备份;备份的程序为:根据服务器编写数据库备份脚本,向服务器发送数据库备份脚本,服务器接收数据库备份脚本,并根据数据库备份脚本创建备份目录和脚本目录;根据备份目录和脚本目录编写解释程序,根据解释程序编写相应的脚本程序;根据脚本程序翻译成相应的任务脚本,根据任务脚本编辑相应的命令脚本,以便根据命令脚本进行数据备份,命令脚本根据备份目录和脚本目录编辑的脚本程序自由编写数据备份方式;
步骤S6.判断是否完成所有块的备份;
步骤S7.若未完成所有块的备份,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;
步骤S8.若完成所有块的备份,备份结束。
以上所述实施例是用以说明本发明,并非用以限制本发明,所以举例数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本发明的范畴。
由以上详细说明,可使本领域普通技术人员明了本发明的确可达成前述目的,实已符合专利法的规定。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,应当指出的是,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤S1.为需要备份的卷创建快照或进行锁卷;
步骤S2.获取文件系统的位图数据;
步骤S3.从位图数据中排出不需要备份的文件;
步骤S4.计算出每个块占用多少个簇;
步骤S5.判断总簇数是否在限制的最大簇数范围内,即总簇数是否大于预设值,若总簇数大于预设值,则每个块的簇数乘以2,直至总簇数小于或等于预设值;若总簇数小于或等于预设值,则进行备份;
步骤S6.判断是否完成所有块的备份;
步骤S7.若未完成所有块的备份,从位图数据中获取下次要备份的扇区,根据位图数据读取原始数据并与位图数据投递到消费者队列,直至完成所有块的备份;
步骤S8.若完成所有块的备份,备份结束。
2.如权利要求1所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S1中,为需要备份的NTFS文件系统创建快照,创建快照的方式分为两种:一种是使用WindowsVolume Shadow Copy Service创建备份快照;另一种是使用能进行快照功能扩展的过滤驱动创建备份快照。
3.如权利要求2所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S2中,从步骤S1创建的快照中获取需要备份的NTFS文件系统的位图数据。
4.如权利要求3所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S2中,根据NTFS文件系统的已使用簇构造出NTFS文件系统的位图数据。
5.如权利要求4所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S3中,找出不需要备份文件的位图数据,从构造出来的卷位图中将其排除,即可构造出需要备份的簇的位图数据。
6.如权利要求5所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S4中,根据NTFS文件系统的扇区总数计算出每个块需要备份多少簇。
7.如权利要求6所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S5中,如果NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数大于限制的最大块数量时,每个块的簇数会翻倍,直至NTFS文件系统的总簇数除以每个块的簇数在最大块的限制数量内为止,伪代码如下:
while(文件系统总簇数/每块簇数量>最大块数量限制)
{每块簇数量=每块簇数量*2}。
8.如权利要求7所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S7中,根据总扇区数和每个块的大小算出本次备份的所有块。
9.如权利要求8所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S7中,根据所有块进行循环读取NTFS文件系统上的原始数据。
10.如权利要求9所述的一种快速备份NTFS文件系统的方法,其特征在于,步骤S7中,根据步骤S2获取的位图数据获取需要备份的已使用扇区,再得出下次要备份的扇区。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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