[发明专利]一种写时重定向引擎快照流方法

说明书

本发明公开了一种写时重定向(ROW)引擎快照流方法，采用写时重定向快照技术的思想，通过连续的、关联性快照实现本地数据备份。第一次快照之后更改的数据单元地址和更改前的值一同记录在快照区域中的一个快照单元中。在数据恢复期间，读取当前时间和待恢复时刻之间的所有快照单元，并按时间顺序恢复数据存储区域。在触发多个快照的情况下，每次接收到修改数据存储区域的数据单元的指令时，快照处理系统要执行的操作仅在快照的当前快照之后分配的快照单元区域中被触发，执行一次数据单元地址的遍历和比较，并将至多一次写入操作写入到新分配的快照单元。由于本发明针对数据快照流生成快照所存在的性能问题采用了写时重定向引擎快照流的技术，在读写操作时均重定向到另一个存储空间中，快照系统在完成一次数据修改所需的系统处理资源与已触发的快照数量无关，从而提高了快照系统的处理能力和效率。

技术领域

本发明属于计算机及数据保护技术领域，具体是一种写时重定向(ROW)引擎快照流方法。

背景技术

SNIA(Storage Networking Industry Association，全球网络存储工业协会)对CDP(Continuous Data Protection，持续数据保护)的定义：持续数据保护是一种在不影响主要数据运行的前提下，可以实现持续捕捉或跟踪目标数据所发生的任何改变，并且能够恢复到此前任意时间点的技术方法。

在传统(Copy-On-Write)COW-CDP技术方案中，当处于COW-CDP保护下的源磁盘收到写IO请求时，首先将源磁盘上即将写入位置的数据(即历史数据)复制到另一存储上(称之为COW-CDP保存盘)，再将写IO请求分发给底层的磁盘驱动处理，完成写请求，在此种方式下，一个写源磁盘的IO请求被转化成读源磁盘IO、写COW-CDP保存盘IO、写源磁盘IO三个IO请求，性能影响很大，快照生成所需空间也较大，因此如何提高大型数据中心存储设备在利用快照进行数据存储备份时的效率和减少备份空间大小是一个迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明主要是应用ROW-CDP技术模型，将源磁盘的所有写IO请求被直接重定向到CDP保存盘上而不是源磁盘，ROW-CDP将这种重定向映射元数据也保存在CDP保存盘，在此种方式下，写IO被转化成查找映射及重定向写IO，其中重定向映射元数据可以利用Cache进行缓存以减少读元数据的IO。在第一次快照之后更改的数据单元地址和更改前的值记录在快照区域中的一个快照单元中。在数据恢复期间，读取当前时间和待恢复时刻之间的所有快照单元，并按时间顺序恢复数据存储区域。在触发多个快照的情况下，每次接收到修改数据存储区域的数据单元的指令时，快照处理系统要执行的操作仅在快照的当前快照之后分配的快照单元区域中被触发，执行一次数据单元地址的遍历和比较，并将至多一次写入操作写入到新分配的快照单元。因此，完成一次数据修改所需的系统处理资源与已触发的快照数量无关，从而提高了快照系统的处理能力和效率，减少了备份所需的存储空间。

本发明方法的具体步骤是：

步骤(1)：对快照源设备的I/O请求类型进行界定，具体界定如下：

1)写请求：即在数据操作过程中向磁盘内写入数据到数据块。

2)读请求：即在数据操作过程中从磁盘中读出数据块上存储的数据。

步骤(2)：根据步骤(1)接收到操作请求，判断请求类型，若为写请求，执行步骤(3)，否则执行步骤(13)；

步骤(3)：根据步骤(2)寻找查询快照数据源块，判断快照数据源块是否存在，若存在，执行步骤(4)，否则，执行步骤(5)；

步骤(4)：判断快照源是否存在前一个写缓冲正在重定向写入数据，若存在，执行步骤(6)，否则执行步骤(7)；

步骤(5)：在目标磁盘中申请分配新的存储空间来存放待写入数据块，记录相应的重定向指针，启动CDP-ROW引擎，然后结束本次写请求操作；