[发明专利]一种持续数据保护系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据保护技术领域，更具体地，本发明涉及一种持续数据保护(Continuous Data Protection，CDP)系统及其实现方法。

背景技术

CDP技术是一种数据连续时间点保护技术，用来解决传统快照-备份数据保护技术中费时的数据备份和低效的恢复能力的问题。目前，根据数据保护粒度，CDP技术分为准CDP(Near CDP)技术和真CDP(True CDP)技术。准CDP技术采用快照技术，在某一个时间点对源数据作一个只读快照，是当时数据的一个静态映像，仅反映做快照时间点的数据情况，在运行时，可以定时作快照，也可以手工做快照，当读取历史版本数据时，只能访问快照时间点的数据，属于离散数据保护技术，数据保护的粒度依赖于快照的频度。真CDP技术是采用每次写进行数据拷贝的技术，一般只提供单一粒度的保护支持，数据写入到持久空间(Permanent Storage，PS)时执行COW操作，将原始数据备份，再写入新的数据，然后在元数据空间(MetadataStorage，MS)中做数据变动记录，方便以后的查找，数据保护粒度为每次更新操作，可恢复时间点是连续的。

上述两种技术对数据保护没有进行分级，为了实现全数据的任意时间点的CDP，则需要巨大的存储空间。从数据生命周期的角度看CDP，可以发现，一方面，数据具有不同的重要性等级；另一方面，数据的存储行为是不均匀的，数据访问行为符合80/20原则，在大多数情况下，80％的访问集中在20％的数据上，现有技术中对数据采用同等存储代价进行保存，忽略这种差异性，导致数据持续保护可靠性的降低和巨大数据存储量的需求。

发明内容

为克服现有技术中持续数据保护可靠性差和数据存储量需求大的缺陷，本发明提出了一种持续数据保护系统及其实现方法。

根据本发明的一个方面，提供一种持续数据保护系统，包括：

管理工具模块，所述管理工具模块负责向内核空间中主体模块发出逻辑设备创建和删除命令，由主体模块完成具体任务；

物理设备，所述物理设备为存储设备，用于存放元数据和用户数据；

主体模块，所述主体模块由时间戳空间TS、元数据空间MS和持久空间PS子模块组成；当所述管理工具模块的创建命令发送给主体模块时，所述主体模块在内核空间中创建出一个逻辑块设备LD设备，所述TS，MS和PS与逻辑块设备建立关系，当外部应用通过LD设备进行读写操作时，主体模块负责数据在TS，PS上的转发和元数据的记录；

所述系统对最近时间段内的数据采用所述TS连续保护，超出TS的时间段数据，将TS段内的数据合并存储到PS，其中，所述最近时间段的长度由所述TS的大小确定，所述PS使用原位置写方式存储，逻辑空间与所述逻辑设备一一映射。

其中，所述TS提供时间戳，标记不同时间的历史数据，采用可恢复日志方式记录每次数据更新，所述TS使用回收策略，保证空间在被回收前将数据写到所述PS上。

其中，所述MS用于存储带有时间信息的逻辑地址到物理地址的映射表，所述MS采用日志方式记录和循环使用方式。

其中，所述PS提供持久数据的存储，通过数据合并迁移机制、连续远程复制机制提供不同时间粒度的数据保护支持。

其中，所述系统可以是一种可以堆叠使用的结构。

其中，在所述系统的一个逻辑设备中，可以使用另一个逻辑设备代替所述一个逻辑设备中的PS或者TS。

其中，多个逻辑设备可以采用设备间堆叠，所述多个LD设备进行横向层次堆叠，层次中每一个LD设备具有不同的保护粒度，各LD设备之间没有直接关系；或者多个LD设备可以采用设备内堆叠，所述多个LD设备进行纵向层次堆叠，每一个层次具有不同的保护粒度，下层LD的保护粒度为上层保护粒度的倍数；或者多个LD设备可以同时具有所述设备间堆叠和所述设备内堆叠；

其中，不同的堆叠方式可以提供不同等级的数据保护和不同长短的恢复时间。

根据本发明的另一方面，提供一种持续数据保护的方法，包括：

步骤10)、用户使用管理工具模块创建带有时间戳空间TS的逻辑设备LD，接收用户请求；

步骤20)、如果所述用户请求是读请求，根据元数据空间MS中的元数据判断数据位置；如果数据在时间戳空间TS上，将所述用户请求转发到所述TS，否则，转发到持久空间PS；