[发明专利]一种日志空间在线可调整的连续数据保护和恢复方法

摘要

本发明涉及一种日志空间在线可调整的连续数据保护和恢复方法，包括日志数据管理方式、空间扩容、空间缩减、空间回收过程。本发明在不影响已保存日志完整性的情况下，对CDP日志卷进行扩展或压缩，自动回收超过保护期限的数据，并释放其占用的空间。本发明能够持续备份受保护卷中的变化数据，并能够利用备份数据把受保护卷的内容恢复到较旧时间点。

主权项

一种日志空间在线可调整的连续数据保护和恢复方法，其特征在于步骤如下：步骤1：把CDP日志卷划分为超级块、索引段和若干个数据段；系统每申请使用一个新数据段，在索引段中就生成一条对应的索引，索引中记录对应的数据段号和段中第一条数据写入时间；所述超级块是数据日志卷的第一个数据块，记录CDP运行和数据管理所需的全部信息，包括CDP开始记录时间、CDP状态、有效索引段起始地址、数据段起始扇区号、数据段总数量、已经使用的数据段数目、当前段中记录的元数据数量、当前使用的数据段号、数据段空闲段表；所述空闲段表是一张位表，记录每个数据段使用情况；所述数据段是等长的存储备份数据和元数据的空间，在每个数据段中存储一定量的备份数据和其对应的元数据，元数据和备份数据被各自集中存放在数据段的元数据区和备份数据区；步骤2：将所有备份数据拆分为固定大小的数据块，每个数据块对应一个元数据，元数据和对应的数据块存储在同一个数据段中步骤3：定义每个数据块的元数据；所述元数据包括时间戳、数据块在受保护卷中的地址和数据块在日志卷中的地址、数据块大小；步骤4：数据记录过程；CDP系统捕获到受保护卷的写入数据时，从超级块中查看当前使用的数据段号和当前段存储的数据量；如果当前使用的数据段号有效且当前段中存储的数据量没有超过最大值，向正在使用的数据段中写入元数据和备份数据块；否则需要分配一个新数据段保存日志，过程为：从超级块中的空闲段表中查询段号最小的空闲数据段，并在空闲段表中将其标记为已使用，之后为这个数据段新建一条索引，索引中填写此段段号和当前时间。再按照公式：数据段基址+段号×段长，计算出这个数据段所在地址，向其中写入元数据和备份数据；检索某一时刻的备份数据的过程；从超级块中读取有效索引起止位置，从有效索引起点开始按顺序检索索引时间，当检索到某索引时间小于指定时间且下一个索引时间大于指定时间时，计算出这个索引对应的数据段位置并检索数据段中存储的元数据时间戳，即可找到目标时间点前后最近的数据；日志卷可用空间的计算；日志卷中能够存储有效数据的部分是每个数据段中的备份数据区，计算日志卷剩余空间时从超级块中读取当前可用的数据段个数，用可用数据段个数乘以每个数据段中备份数据区的大小，得到剩余可用空间；空间扩容过程；调用存储虚拟化系统对日志卷进行扩容，CDP系统重新读取日志卷大小，并计算日志卷可以容纳数据段数量；把扩容后的数据段数量写入超级块，同时修改剩余可用数据段个数；因为超级快中记录的数据段数量发生了改变，导致查询空闲段表的范围增大，新增的空间就会被查询到并使用；空间缩减过程；系统计算出已使用的数据段个数N，之后遍历索引，如果索引对应的数据段大于或等于N，把这个数据段的内容拷贝至0到N‑1之间编号最小的空闲数据段，并修改索引；索引遍历完成后，数据段N之后的连续空间全部是空闲数据段，被回收；系统会计算出这部分空间的大小M，之后可以调用存储虚拟化模块把CDP日志卷压缩至0到M之间的大小；空间回收过程；根据用户设定的数据保护期限，清理超过保护期限的数据段，释放出空间供再次使用；如果在空间回收过程中收到数据恢复请求，则立刻停止空间回收并开始恢复数据；当空间回收开始时，系统从最早的有效索引开始检测，查询本索引对应数据段中记录的时间范围，如果数据段中所有记录都超过保护期限，把数据段中记录的数据写入初始镜像，之后有效索引起始指针后移，使本条索引失效。在空闲段表中把这条索引对应的数据段使用状态标记为未使用，并把超级块中记录的可用数据段条数加一。继续查询下一条索引，直到找到未超期的索引，修改CDP记录起始时间为本索引的起始时间，结束；数据恢复过程；数据恢复时从有效索引起点开始遍历索引，如果遍历到的索引时间不在恢复时间范围内，跳到下一条索引，否则开始遍历索引对应数据段内的元数据，如果元数据时间戳符合恢复条件，则根据元数据中记录的信息，把备份数据块拷贝回受保护卷中的对应位置，直到读取的元数据时间戳大于目标恢复时间时停止。