CN113868019A - 一种数据处理方法、装置及相关设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种数据处理方法、装置及相关设备，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，可以获取到主机的写操作，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据，此时源卷的介质错误被修复，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，此时快照卷中与第一位置对应的第二位置的数据为自定义数据，并不是正确的数据，因此可以标记第二位置出现介质错误，修改快照卷的位图，之后可以执行主机写操作，以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
Description
技术领域
本申请涉及计算机领域，特别涉及一种数据处理方法、装置及相关设备。
背景技术
快照技术是一种基于时间点的数据保护技术，当对一个生产卷创建快照关系后，会产生一个快照卷，快照卷中会记录生产卷在创建快照关系那一时刻的数据，快照关系中的生产卷被称为源卷，快照卷被称为目标卷。快照处理输入/输出(Input/Output，IO)的基本单位，称为grain，大小为256KB。
快照关系维护了一个位图(bitmap)，位图是用于管理快照关系中从源卷向目标卷拷贝数据操作的一个数组结构。数组中每一个元素大小为1bit，用于标记源卷中某个grain数据是否已经从源卷拷贝到了目标卷。若已拷贝，则将位图对应bit置为1；若未拷贝，则置为0。
当主机IO要修改源卷某个grain的数据时，快照会先将源卷中的老数据读出来，写到目标卷中，然后更新位图，最后才会处理主机IO。该操作被称为COW(copy on firstwrite，写时拷贝)，可以保证目标卷中保存的正是打快照时刻源卷中的数据。
然而，源卷可能存在介质错误(medium error)，即外存故障，如磁盘损坏、强磁场干扰等，通常来说，介质错误会导致存储中读取磁盘中对应逻辑区块地址(Logical BlockAddress，LBA)位置的数据时，无法从磁盘中读出，存储只能上报介质错误，一般对卷该位置的LBA执行一次写操作，便能修复卷的该位置的medium error。
若在从源卷读取老数据时发生介质错误，会导致无法从源卷中读出老数据。这就导致了无法向目标卷写入数据，而快照关系只能被迫停止。这就会让快照的保护数据的功能失效。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种数据处理方法、装置及相关设备，可以在读取源卷发生介质错误时保证快照的可用性。其具体方案如下：
第一方面，本申请提供了一种数据处理方法，包括：
在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作；
若所述主机写操作的对象为源卷，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据拷贝至所述源卷的快照卷中，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
执行所述主机写操作。
可选的，所述方法还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置包括所述第一位置对应的第二位置，则将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图。
可选的，所述方法还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据拷贝至所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
执行所述主机写操作。
可选的，所述方法还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图。
可选的，所述第一位置和所述第二位置包括一个或多个扇区sector。
第二方面，本申请实施例还提供了一种数据处理装置，包括：
写操作获取单元，用于在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作；
数据填充单元，用于若所述主机写操作的对象为源卷，则在所述第一位置填充自定义数据；
拷贝单元，用于将所述源卷中的数据拷贝至所述源卷的快照卷中，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
写操作执行单元，用于执行所述主机写操作。
可选的，所述写操作执行单元还用于：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置包括所述第一位置对应的第二位置，则将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图。
可选的，所述数据填充单元还用于：若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
所述写操作执行单元还用于：将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图。
可选的，
所述数据填充单元还用于：若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
所述拷贝单元还用于：将所述源卷中的数据拷贝至所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
所述写操作执行单元还用于：执行所述主机写操作。
可选的，所述第一位置和所述第二位置包括一个或多个扇区sector。
第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：
存储器和处理器；
其中，所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的数据处理方法。
第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的数据处理方法。
本申请实施例提供了一种数据处理方法及相关设备，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，可以获取到主机的写操作，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据，此时源卷的介质错误被修复，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，修改快照卷的位图，此时快照卷中与第一位置对应的第二位置的数据为自定义数据，并不是正确的数据，因此可以标记第二位置出现介质错误，之后可以执行主机写操作，以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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它的附图。
图1示出了本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程示意图；
图2示出了本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构示意图；
图3为本申请公开的一种电子设备结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，本申请结合示意图进行详细描述，在详述本申请实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本申请保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
正如背景技术中的描述，当主机IO要修改源卷某个grain的数据时，快照会先将源卷中的老数据读出来，写到目标卷中，然后更新位图，最后才会处理主机IO。该操作被称为COW，可以保证目标卷中保存的正是打快照时刻源卷中的数据。
然而，源卷可能存在介质错误，即外存故障，如磁盘损坏、强磁场干扰等，通常来说，介质错误会导致存储中读取磁盘中对应LBA位置的数据时，无法从磁盘中读出，存储只能上报介质错误，一般对卷该位置的LBA执行一次写操作，便能修复卷的该位置的mediumerror。
若在从源卷读取老数据时发生介质错误，会导致无法从源卷中读出老数据。这就导致了无法向目标卷写入数据，而快照关系只能被迫停止。这就会让快照的保护数据的功能失效。
基于以上技术问题，本申请实施例提供了一种数据处理方法、装置及相关设备，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，可以获取到主机的写操作，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据，此时源卷的介质错误被修复，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，修改快照卷的位图，此时快照卷中与第一位置对应的第二位置的数据为自定义数据，并不是正确的数据，因此可以标记第二位置出现介质错误，之后可以执行主机写操作，以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
为了便于理解，下面结合附图对本申请实施例提供的一种数据处理方法、装置及相关设备进行详细的说明。
参考图1所示，为本申请实施例提供的一种数据处理方法的流程图，该方法可以包括以下步骤。
S101，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作。
介质错误，即外存故障，如磁盘损坏、强磁场干扰等，通常来说，介质错误会导致存储中读取磁盘中对应LBA位置的数据时，无法从磁盘中读出，存储只能上报介质错误，一般对卷该位置的LBA执行一次写操作，便能修复卷的该位置的medium error。
本申请实施例中，grain是快照处理IO的最小粒度，1个grain是固定大小的，比如256KB。而底层出现的medium error大多是某一个扇区(sector)有问题，一个sector的大小为512B。换句话说，当从源卷读取1个grain大小的老数据时，如果出现medium error，也只是其中1个sector的数据读取不到，grain中其他位置的数据还是可以读出来的。即，源卷中确定出现介质错误的第一位置可以包括一个或多个sector，导致包含着一个或多个sector的一个或多个grain的数据无法读出。
S102，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据。
触发快照COW操作的场景有两种，分别是主机写源卷和主机写目标卷。主机写源卷时，会先将老数据从源卷读出，复制到目标卷，之后才能下发主机写源卷的IO；主机写目标卷时，同样也会先从源卷读出老数据，复制到目标卷，之后才能下发主机写目标卷的IO。
若主机写操作的对象为源卷，快照模块需要对第一位置进行额外的处理，具体的，可以在第一位置中填充一个自定义的数据，比如对出现介质错误的sector填充0x12345678。填充完成后，第一位置有了数据，第一位置的介质错误被修复，可以被读取。例如一个grain中的sector填充了自定义数据，则该grain的所有sector都有了数据，可以向快照卷进行数据拷贝。
S103，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，并标记快照卷中与第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改快照卷的位图。
在对第一位置填充自定义数据后，第一位置的介质错误被修复，此时可以将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，快照卷也可以称为目标卷，但是第一位置的数据是快照模块写入的自定义数据，并不是实际从源卷中读出的真实数据，因此在将第一位置的数据拷贝至快照卷中的与第一位置对应的第二位置时，第二位置的数据是不准确的，因此可以标记快照卷中的第二位置出现介质错误，从而额外通知底层模块第二位置的数据有问题，而在对第二位置进行数据读取时，会返回介质错误的结果，这样可以使源卷和快照卷的行为保持一致，且填充的自定义数据不会影响数据一致性。
第一位置包括一个或多个sector时，第二位置也包括一个或多个sector。
举例来说，一个grain中有一个sector作为第一位置，其数据是快照模块自己写入的自定义数据，因此这个sector对应的快照卷中sector作为第二位置，在将作为第一位置的sector中的数据写入作为第二位置的sector后，作为第二位置的sector的数据是不准确的，而包含该sector的grain中其他的sector是准确的，考虑到快照关系要求目标卷和源卷数据保持一致，而此时源卷该sector出现了medium error，因此我们也可以在目标卷的该sector位置制造一个medium error。
在将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷，且标记第二位置出现介质错误后，可以修改快照卷的位图，其中包括第二位置对应的位图，表示第二位置的数据已完成拷贝。例如第二位置为一个sector，则可以将包含该sector的grain对应的位图置为1。
S104，执行主机写操作。
在将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷，并修改快照卷的位图后，表示第一位置的COW操作已经完成，可以接着执行主机写操作，即处理主机的写源卷IO，将主机写操作的主机数据写入快照卷，从而可以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
此外，若主机写操作的对象源卷的快照卷，也需要先将源卷中的数据赋值到快照卷中，然后再处理主机写操作。当源卷出现介质错误时，考虑到写操作可以修复卷的mediumerror，可以判断主机写操作的位置是否包括第一位置对应的第二位置，若是，说明主机写操作可以修复该介质错误，可以不进行自定义数据的填充，若否，说明主机写操作不能修复该介质错误，可以进行自定义数据的填充。
具体的，若主机写操作的位置包括第一位置对应的第二位置，可以将源卷中的数据和主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入快照卷，修改快照卷的位图。数据合并后第一位置会被主机数据覆盖，这样写入主机的数据就全部是正确的数据了，无需对第二位置进行介质错误的标记。
具体的，若主机写操作的位置不包括第一位置对应的第二位置，可以在第一位置填充自定义数据，之后将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，并标记快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改快照卷的位图，之后执行主机写操作，将主机写操作的主机数据写入快照卷。
具体的，若主机写操作的位置不包括第一位置对应的第二位置，可以在第一位置填充自定义数据，之后将第一位置的自定义数据和主机写操作的主机数据合并，而后将合并后的数据写入快照卷，标记快照卷中与第一位置对应的第二位置出现介质错误，之后修改快照卷的位图。
其中，主机数据与源卷读出来的数据合并后再写入快照卷的意义在于，减少一次数据落盘操作。如果不合并，就需要先将自定义数据写入快照卷，再将主机数据写入快照卷，共2次落盘操作，合并数据是在内存中完成的，在内存里进行数据操作比数据落盘要快很多，因此先合并再一次性落盘会提高效率。
本申请实施例提供了一种数据处理方法，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，可以获取到主机的写操作，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据，此时源卷的介质错误被修复，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，修改快照卷的位图，此时快照卷中与第一位置对应的第二位置的数据为自定义数据，并不是正确的数据，因此可以标记第二位置出现介质错误，之后可以执行主机写操作，以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
基于以上数据处理方法，本申请实施例还提供了一种数据处理装置，参考图2所示，为本申请实施例提供的一种数据处理装置的结构框图，该数据处理装置可以包括：
写操作获取单元110，用于在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作；
数据填充单元120，用于若所述主机写操作的对象为源卷，则在所述第一位置填充自定义数据；
拷贝单元130，用于将所述源卷中的数据拷贝至所述源卷的快照卷中，修改所述快照卷的位图，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误；
写操作执行单元140，用于执行所述主机写操作。
可选的，所述写操作执行单元还用于：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置包括所述第一位置对应的第二位置，则将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图。
可选的，所述数据填充单元还用于：若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
所述写操作执行单元还用于：将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误。
可选的，
所述数据填充单元还用于：若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
所述拷贝单元还用于：将所述源卷中的数据拷贝至所述快照卷，修改所述快照卷的位图，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误；
所述写操作执行单元还用于：执行所述主机写操作。
可选的，所述第一位置和所述第二位置包括一个或多个扇区sector。
本申请实施例提供了一种数据处理装置，在确定源卷的第一位置出现介质错误时，可以获取到主机的写操作，若主机写操作的对象为源卷，则在第一位置填充自定义数据，此时源卷的介质错误被修复，将源卷中的数据拷贝至源卷的快照卷中，修改快照卷的位图，此时快照卷中与第一位置对应的第二位置的数据为自定义数据，并不是正确的数据，因此可以标记第二位置出现介质错误，之后可以执行主机写操作，以保证快照关系正常运行而不会强制停止，并保证快照的数据一致性。
参见图3所示，为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图，该电子设备20可以实现前述实施例中公开的数据处理方法步骤。
通常，本实施例中的电子设备20包括：处理器21和存储器22。
其中，处理器21可以包括一个或多个处理核心，比如四核心处理器、八核心处理器等。处理器21可以采用DSP(digital signal processing，数字信号处理)、FPGA(field-programmable gate array，现场可编程们阵列)、PLA(programmable logic array,可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(central processing unit,中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器21可以集成有GPU(graphics processing unit,图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的图像的渲染和绘制。一些实施例中，处理器21可以包括AI(artificialintelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器22可以包括一个或多个计算机可读存储介质，计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器22还可以包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中，存储器22至少用于存储以下计算机程序221，其中，该计算机程序被处理器21加载并执行之后，能够实现前述任一实施例中公开的数据处理方法步骤。
在一些实施例中，电子设备20还可包括有显示屏23、输入输出接口24、通信接口25、传感器26、电源27以及通信总线28。
本技术领域人员可以理解，图3中示出的结构并不构成对电子设备20的限定，可以包括比图示更多或更少的组件。
进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一实施例中公开的数据处理方法。
其中，关于上述数据处理方法的具体过程可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，虽然本申请已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本申请技术方案保护的范围内。
Claims (10)
1.一种数据处理方法，其特征在于，包括：
在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作；
若所述主机写操作的对象为源卷，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据拷贝至所述源卷的快照卷中，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
执行所述主机写操作。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置包括所述第一位置对应的第二位置，则将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据拷贝至所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
执行所述主机写操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述第一位置和所述第二位置包括一个或多个扇区sector。
6.一种数据处理装置，其特征在于，包括：
写操作获取单元，用于在确定源卷的第一位置出现介质错误时，获取到主机的写操作；
数据填充单元，用于若所述主机写操作的对象为源卷，则在所述第一位置填充自定义数据；
拷贝单元，用于将所述源卷中的数据拷贝至所述源卷的快照卷中，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图；
写操作执行单元，用于执行所述主机写操作。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述写操作执行单元还用于：
若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置包括所述第一位置对应的第二位置，则将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，修改所述快照卷的位图。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，
所述数据填充单元还用于：若所述主机写操作的对象为所述源卷的快照卷，且所述主机写操作的位置不包括所述第一位置对应的第二位置，则在所述第一位置填充自定义数据；
所述写操作执行单元还用于：将所述源卷中的数据和所述主机写操作的主机数据进行合并，将合并后的数据写入所述快照卷，并标记所述快照卷中与所述第一位置对应的第二位置出现介质错误，修改所述快照卷的位图。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器和处理器；
其中，所述存储器，用于存储计算机程序；
所述处理器，用于执行所述计算机程序，以实现权利要求1至5任一项所述的数据处理方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的数据处理方法。
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Citations (6)
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2021
- 2021-08-27 CN CN202110995990.7A patent/CN113868019B/zh active Active
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