CN116088765A - 一种基于逻辑卷的数据复制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于逻辑卷的数据复制方法。该方法包括：根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数；利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据；基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。本发明实施例的技术方案，可以实现对指定的磁盘的数据进行复制，解决了传统复制方式不支持部分逻辑卷数据复制的问题，并通过将逻辑卷的复制数据转化为磁盘数据分片，使将该磁盘数据分片复制到容灾机的逻辑卷的底层磁盘，避免了因容灾机与生产机的磁盘数量和名称发变化，而导致的部分应用不可用的问题。

Description

一种基于逻辑卷的数据复制方法
技术领域
本发明涉及数据备份技术领域，尤其涉及一种基于逻辑卷的数据复制方法。
背景技术
随着信息化技术的不断发展，数据的价值日益突显，由于各种主观或客观原因导致数据损坏或丢失的情况时有发生，这给企业和用户带来了不小的损失，数据保护变的异常重要。
目前，持续数据保护(CDP，Continuous Data Protection)技术是当前比较流行且恢复时间目标(RTO，Recovery Time Objective)和恢复点目标(RPO，Recovery PointObjective)的效果都比较好的数据保护方案。持续数据保护一般有2种实现方式，一种是基于文件的持续数据保护，一种基于块的持续数据保护。基于文件的持续数据保护一般用作特定应用的保护，例如数据库复制，基于块的持续数据保护一般用作整机保护，例如主机复制。
然而，在逻辑卷管理(LVM，Logical Volume Manager)的场景下，由于在基于块的持续数据保护方式下，当生产机与容灾机之间磁盘数量和名称存在差异时，经常会出现某些应用在容灾机上不可使用的问题。
发明内容
本发明提供了一种数据复制的方法，以解决由于生产机与容灾机之间磁盘数量和名称存在差异，而导致应用在容灾机上不可使用的问题。
第一方面，本发明提供了一种基于逻辑卷的数据复制方法，包括：
根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数；
利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据；
基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中
本发明提供的基于逻辑卷的数据复制方案，根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数，利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据，基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。通过采用上述技术方案，通过确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，可以实现对指定的磁盘的数据进行复制，解决了传统复制方式只能复制整个磁盘，不支持部分逻辑卷数据复制的问题，并通过将逻辑卷的复制数据转化为磁盘数据分片，使将该磁盘数据分片复制到容灾机的逻辑卷的底层磁盘，实现了在原始布局下对生产机逻辑卷的复制，避免了因容灾机与生产机的磁盘数量和名称发变化，而导致的部分应用不可用的问题。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1是根据本发明实施例一提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例一提供的一种复制示意图；
图3是根据本发明实施例二提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图；
图4是根据本发明实施例二提供的一种复制逻辑卷的示意图；
图5是根据本发明实施例二提供的一种线性映射示意图；
图6是根据本发明实施例三提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图；
图7是根据本发明实施例三提供的一种条带映射示意图。
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。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。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。
实施例一
图1为本发明实施例一提供了一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图，本实施例可适用于复制逻辑卷中的数据情况，该方法可以由基于逻辑卷的数据复制装置来执行，该基于逻辑卷的数据复制装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该基于逻辑卷的数据复制装置可配置于电子设备中，该电子设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。
如图1所示，该本发明实施例一提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法，具体包括如下步骤：
S101、根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数。
在本实施例中，布置有逻辑卷管理(LVM，Logical Volume Manager)的主机中，可以通过LVM生成多个逻辑卷，逻辑卷可记作Lv-1、Lv-2、…、Lv-n等，图2为一种复制示意图，通常生产机中磁盘的名称和/或数量与容灾机的存在差异，如图2所示，生产机中含有2个磁盘，而容灾机中含有5个磁盘。生产机可以理解为包含待复制的逻辑卷的主机，待复制逻辑卷中的数据所在的磁盘，即为目标磁盘，如逻辑卷1(Lv-1)的数据所在的磁盘为磁盘1。根据该磁盘1的参数信息，如块设备标识，可以确定用来复制和缓存该块设备号对应的数据，以及调用指定函数的IO(输入输出)提交函数，如io_filter_make_request函数，该函数即为复制缓存调用函数。
S102、利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据。
在本实施例中，可以利用复制缓存调用函数来复制待复制逻辑卷中的数据，并进行缓存，以及调用指定函数，如make_request_fn函数，以得到待复制逻辑卷的复制数据。
S103、基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。
在本实施例中，利用线性映射机制或条带映射机制，可以将复制数据转换成底层磁盘中存储的数据分片的格式，如可以将逻辑卷5，即lv-5，的复制数据，转换成容灾机的磁盘1中的数据分片的格式，以得到磁盘数据分片，最后将该磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中，即可完成对生产机中待复制逻辑卷中的数据的复制。其中，具体是利用线性映射机制，或是条带映射机制对复制数据转换，可以根据磁盘容量和复制效率等因素，预先确定并配置在生产机中。
本发明实施例提供的基于逻辑卷的数据复制方法，根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数，利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据，基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。本发明实施例技术方案，通过确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，可以实现对指定的磁盘的数据进行复制，解决了传统复制方式只能复制整个磁盘，不支持部分逻辑卷数据复制的问题，并通过将逻辑卷的复制数据转化为磁盘数据分片，使将该磁盘数据分片复制到容灾机的逻辑卷的底层磁盘，实现了在原始布局下对生产机逻辑卷的复制，避免了因容灾机与生产机的磁盘数量和名称发变化，而导致的部分应用不可用的问题。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，给出了复制逻辑卷中的数据的具体方式。
可选的，所述根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数，包括：确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘的块设备标识，并根据所述块设备标识确定所述目标磁盘的块设备的复制缓存调用函数。这样设置的好处在于，通过确定块设备标识，准确的建立了待复制逻辑卷的底层磁盘与复制缓存调用函数间的映射关系，保证了复制指定逻辑卷中的数据的准确性。
可选的，在所述利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据之前，还包括：根据所述块设备标识，确定所述目标磁盘的块设备的当前的申请提交函数，并将所述申请提交函数替换为所述复制缓存调用函数，其中，所述复制缓存调用函数用于复制和缓存数据，以及调用所述申请提交函数。这样设置的好处在于，通过替换当前的申请提交函数，在实现原先的申请提交函数的功能的基础上，还能对待复制逻辑卷中的数据进行复制和缓存。
可选的，所述基于线性映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，包括：利用线性映射机制确定线性映射表，并根据所述线性映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。这样设置的好处在于，利用线性映射机制，将待复制逻辑卷中的数据占用空间映射至容灾机的磁盘中，可以得到容灾机的磁盘对应的数据分片，保证了被写入容灾机中后，复制数据对应的应用可以正常使用。
如图3所示，本发明实施例二提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法，具体包括如下步骤：
S201、确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘的块设备标识，并根据所述块设备标识确定所述目标磁盘的块设备的复制缓存调用函数。
具体的，可以在生产机中配置管理模块和数据抓取模块。在复制开始后，管理模块可以用于指示数据抓取模块进行初始化，并将相关参数，如生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘的名称和存储路径等信息，发送给数据抓取模块。数据抓取模块在接收到初始化指令和该相关参数后，根据该相关参数可以确定目标磁盘的块设备标识以及块设备内核数据结构，然后根据该块设备标识可以生成对应的复制缓存调用函数，用来复制和缓存待复制逻辑卷中的数据，以及调用指定函数。其中，数据抓取模块相当于一个Linux驱动程序(可称作iofilter)，其主要实现了对磁盘(也就是块设备)IO数据的抓取，即复制。
S202、根据所述块设备标识，确定所述目标磁盘的块设备的当前的申请提交函数，并将所述申请提交函数替换为所述复制缓存调用函数，其中，所述复制缓存调用函数用于复制和缓存数据，以及调用所述申请提交函数。
具体的，数据抓取模块还可以将块设备标识对应的块设备的IO提交函数，即当前的申请提交函数，替换为复制缓存调用函数。如将make_request_fn替换为io_filter_make_request。
S203、利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据。
具体的，数据转换模块可以调用该复制缓存调用函数对待复制逻辑卷进行复制，以得到复制数据。
S204、利用线性映射机制确定线性映射表，并根据所述线性映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。
具体的，还可以在生产机中配置数据转换模块，该模块可以利用线性映射机制确定线性映射表。图4为一种复制逻辑卷的示意图，如图4所示，数据转换模块将数据抓取模块获取到的复制数据，转换成底层磁盘对应的数据片，即磁盘数据分片。
示例性的，图5为一种线性映射示意图，如图5所示，若将逻辑卷1(记作lv-1)的数据占用空间映射到容灾机的磁盘1和磁盘2上，则线性映射表可表示如下：
Figure BDA0004074019420000071
Figure BDA0004074019420000081
其中，“devPath:磁盘1”和“devPath:磁盘2”表示磁盘路径，“length:5GB”和“length:2GB”表示磁盘容量。数据转换模块可以根据磁盘路径和磁盘容量，将复制数据转化为数据分片，具体方式可以表示如下：
Figure BDA0004074019420000082
Figure BDA0004074019420000091
S205、将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。
本发明实施例提供的基于逻辑卷的数据复制方法，通过确定块设备标识，准确的建立了待复制逻辑卷的底层磁盘与复制缓存调用函数间的映射关系，保证了复制指定逻辑卷中的数据的准确性，并通过替换当前的申请提交函数，在实现原先的申请提交函数的功能的基础上，还能对待复制逻辑卷中的数据进行复制和缓存，最后利用线性映射机制，将待复制逻辑卷中的数据占用空间映射至容灾机的磁盘中，得到容灾机的磁盘对应的数据分片，保证了被写入容灾机中后，复制数据对应的应用可以正常使用，避免了因容灾机与生产机的磁盘数量和名称发变化，而导致的部分应用不可用的问题。
实施例三
图6为本发明实施例二提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法的流程图，本发明实施例的技术方案在上述各可选技术方案的基础上进一步优化，给出了复制逻辑卷中的数据的具体方式。
可选的，所述基于条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，包括：利用条带映射机制确定条带映射表，并根据所述条带映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。这样设置的好处在于，利用条带映射机制，将待复制逻辑卷中的数据占用空间映射至容灾机的磁盘中，可以得到容灾机的磁盘对应的数据分片，被写入容灾机中后，在复制数据对应的应用可以正常使用的基础上，还提高了复制的效率。
可选的，在所述基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中之后，还包括：若停止对所述待复制逻辑卷进行复制，则将所述目标磁盘的块设备的所述复制缓存调用函数，替换为所述申请提交函数。这样设置的好处在于，在停止复制操作后，将目标磁盘的块设备的函数恢复回申请提交函数，保证了生产机内复制任务的正常进行。
如图6所示，本发明实施例三提供的一种基于逻辑卷的数据复制方法，具体包括如下步骤：
S301、确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘的块设备标识，并根据所述块设备标识确定所述目标磁盘的块设备的复制缓存调用函数。
S302、根据所述块设备标识，确定所述目标磁盘的块设备的当前的申请提交函数，并将所述申请提交函数替换为所述复制缓存调用函数，其中，所述复制缓存调用函数用于复制和缓存数据，以及调用所述申请提交函数。
S303、利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据。
S304、利用条带映射机制确定条带映射表，并根据所述条带映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。
示例性的，图7为一种条带映射示意图，如图7所示，若将逻辑卷2(记作lv-2)的数据占用空间映射到容灾机的磁盘1和磁盘2上，图中的S1，S2，S3，…，表示磁盘中的数据块，则条带映射表可表示如下：
Figure BDA0004074019420000101
Figure BDA0004074019420000111
其中，“offset:0”表示磁盘偏移量。数据转换模块可以根据磁盘路径和磁盘偏移量，将复制数据转化为数据分片，具体方式可以表示如下：
Figure BDA0004074019420000112
Figure BDA0004074019420000121
S305、将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。
S306、判断是否停止对所述待复制逻辑卷进行复制，若是，则执行步骤307，若否，则执行步骤301。
S307、将所述目标磁盘的块设备的所述复制缓存调用函数，替换为所述申请提交函数，并结束复制。
具体的，管理模块除了可以指示数据抓取模块初始化和开始抓取数据外，还可以指示数据抓取模块停止抓取数据，并且指示数据抓取模块将目标磁盘的块设备的复制缓存调用函数，替换为申请提交函数。
可选的，还包括：基于netlink网络连接通信机制，利用停止复制指令指示停止对所述待复制逻辑卷的复制操作。
具体的，管理模块、数据抓取模块以及数据转换模块，可以利用Linux操作系统的netlink网络连接通信机制，来进行通信，如管理模块指示数据抓取模块停止抓取数据，即向数据抓取模块发送停止复制指令，以指示数据抓取模块停止对待复制逻辑卷的复制操作。
本发明实施例提供的基于逻辑卷的数据复制方法，利用条带映射机制，将待复制逻辑卷中的数据占用空间映射至容灾机的磁盘中，可以得到容灾机的磁盘对应的数据分片，在被写入容灾机中后，保证了复制数据对应的应用可以正常使用的同时，还提高了复制的效率，并在停止复制操作后，通过将目标磁盘的块设备的函数恢复回申请提交函数，保证了生产机内复制任务的正常进行，实现了在原始布局下对生产机逻辑卷的复制，避免了因容灾机与生产机的磁盘数量和名称发变化，而导致的部分应用不可用的问题。

Claims (7)

1.一种基于逻辑卷的数据复制方法，其特征在于，包括：
根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数；
利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据；
基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘，确定复制缓存调用函数，包括：
确定生产机中待复制逻辑卷对应的目标磁盘的块设备标识，并根据所述块设备标识确定所述目标磁盘的块设备的复制缓存调用函数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述利用所述复制缓存调用函数对所述待复制逻辑卷进行复制，得到复制数据之前，还包括：
根据所述块设备标识，确定所述目标磁盘的块设备的当前的申请提交函数，并将所述申请提交函数替换为所述复制缓存调用函数，其中，所述复制缓存调用函数用于复制和缓存数据，以及调用所述申请提交函数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于线性映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，包括：
利用线性映射机制确定线性映射表，并根据所述线性映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，包括：
利用条带映射机制确定条带映射表，并根据所述条带映射表，将所述复制数据转化为数据分片，得到所述目标磁盘的磁盘数据分片。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述基于线性映射机制或条带映射机制，确定所述复制数据对应的磁盘数据分片，并将所述磁盘数据分片写入容灾机的磁盘中之后，还包括：
若停止对所述待复制逻辑卷进行复制，则将所述目标磁盘的块设备的所述复制缓存调用函数，替换为所述申请提交函数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
基于netlink网络连接通信机制，利用停止复制指令指示停止对所述待复制逻辑卷的复制操作。
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