[发明专利]用于安全元数据修改的一般化验证方案

说明书

一种验证元数据修改请求的有效性以防止不当元数据操作的系统和方法。在对存储设备中的卷进行初始化期间以及一旦为元数据结构预留了元数据区域，将表征元数据结构和元数据区域的信息存储在存储设备中，所述信息可能采用区域图例的形式，所述区域图例由如幻数签名、节点大小、预留的集群大小以及元数据区域范围等描述符组成。响应于对元数据进行操作的请求，针对所存储的特性信息对所述请求中提供的相关信息进行验证。如果所述验证发现所述请求中提供的信息与所存储的特性信息之间的不一致性，则将所述请求修改作为是无效的并阻止操作。

相关申请的交叉引用

本专利申请涉及：共同未决的共同转让的美国专利申请案第_____号，代理人卷号HGST-H20151246US1，于________提交的题为“METHOD OF PREVENTING METADATACORRUPTION BY USING A NAMESPACE AND A METHOD OF VERIFYING CHANGES TO THENAMESPACE(通过使用命名空间防止元数据损坏的方法以及验证对该命名空间的改变的方法)”；以及共同未决的共同转让的美国专利申请案第_____号，代理人卷号HGST-H20151244US1，题为“Generalized Write Operations Verification Method(一般化写入操作验证方法)”。上述申请出于所有目的通过引用以其全文结合在此。

技术领域

本公开总体上涉及在数据存储管理领域中以及更具体地在文件系统领域中预防元数据损坏。

背景技术

在各种操作系统中，文件系统用于组织数字文件以便于对文件进行存储和检索。文件系统可以管理存储在数据存储设备上的数据块并将其组织到文件和目录中。元数据被文件系统用于维护数据块的使用的信息，并且通常利用数据文件(例如，用户数据)被存储在相同的存储设备上。

文件系统元数据的一致性对于文件系统的运行和用户数据的可访问性是非常重要的。有时，最终用户的工作负载可以触发不当的或错误的行为，这对于不稳定的和成熟的文件系统都是成立的。恢复受损文件系统卷是非常耗时的，并且通常涉及在文件系统卷的未安装状态或离线状态中运行的文件系统检查实用程序。例如，通过对用户和相关联的应用程序造成数据访问的不可接受延迟，这可以防止存储设备高效且正确地运行。此外，尤其对于复杂的元数据损坏而言，恢复受损文件系统卷是重要的任务。因此，文件系统检查实用程序不能通过使文件系统元数据从所有可能的损坏恢复到一致状态来保证文件系统卷的一致性。

与使用检查实用程序来恢复受损文件系统相比，防止文件系统元数据损坏是更有前景的方法。然而，防止损坏的现有技术非期望地且通常包括复杂的逻辑并且限定于个别文件系统和损坏原因。

发明内容

提供一种具有增强效率、可靠性和一般性的能够预留元数据的一致性的数据存储系统也将是有利的。

本公开的实施例利用了一种验证系统，在文件系统元数据上执行所请求的修改或其他写操作之前，所述验证系统实现了验证过程。在对存储设备中的文件系统卷进行初始化期间以及一旦为元数据结构预留了元数据区域，将表征元数据结构和元数据区域的信息存储在存储设备中，所述信息可能采用区域图例的形式，所述区域图例由如幻数签名、节点大小、未来预留的集群大小以及元数据区域范围等描述符组成。响应于请求更新存储在元数据区域中的元数据，针对所存储的信息对请求中提供的相关信息进行验证。此外，如果用户数据写入请求试图修改元数据区域，则可以通过针对所存储的关于元数据区域的信息来防止所述修改。同样地，如果元数据写入请求试图修改任何元数据区域以外的(多个)物理扇区，则同样可以通过验证过程来防止所述修改。此外，可以通过验证，尤其是通过幻数签名和/或元数据节点检查的序列标识号，来防止由元数据写入请求对元数据区域进行的不当的修改。