磁盘设备的持续数据保护方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及磁盘设备的持续数据保护方法和系统。该系统包括控制装置，用于向数据获取装置和／或存储管理装置下发指令，以实现对该持续数据保护系统进行管理和控制；数据获取装置，用于获取数据并生成历史操作信息存放到存储装置；磁盘监控装置，用于监控和截获磁盘Ｉ／Ｏ操作，并生成历史操作信息存放到存储装置；存储装置，该存储装置包含分层次的多个磁盘设备；存储装置，用于存储数据以及磁盘历史操作信息；存储管理装置，用于管理存储装置上存储的数据。本发明专利技术有效解决了历史操作信息数据量巨大所导致的持续数据保护系统实用性较差的问题，能够增加持续数据保护技术的通用性和实用性，降低系统的应用难度，增加系统的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁盘设备，尤其涉及磁盘设备的持续数据保护方法和系统。
技术介绍
随着信息化水平的不断提高，数据信息逐渐成为企业赖以生存的基础，数据丢失所造成的损失也日益严重，9.11事件所造成的灾难性的后果使人们更加深刻地认识到数据信息的价值和意义。最近的研究调查发现在很多行业中，数据丢失或者不可用造成的损失往往达到每个小时上百万美元。传统的数据复制、备份、恢复等数据保护技术虽然能够对数据实现一定程度的保护，但是这些方法的恢复点目标和恢复时间目标就显得太长，对于一些关键的信息系统是无法接受的。因此，就需要将数据备份的“固定时间间隔”尽可能地缩小，甚至缩为零，持续数据保护(CDP，Continuous Data Protection)就是为了满足这样的需求而出现的数据保护技术。持续数据保护技术的关键词是持续，其主要功能是实现故障瞬间完成对任何时间点数据的快速恢复，保证业务的连续性。因此，能够从根本上解决传统备份中恢复能力低和非精确时间策略(如按照天的备份)的先天弱点。就给定的数据集而言，持续数据保护提供连续的恢复点，能够存取任何时间点上的数据，允许应用恢复到任意的时间点之前，而不仅仅针对那些由备份流程预先确定的特殊时刻，且恢复点在时间发生后选定并动态重建。因此持续数据保护能够提供无限密集的恢复点，有些情况下可以提供接近即时的恢复。持续数据保护技术可以在不同的层次实现，具体来说，可以分为如下几类：基于应用的持续数据保护，基于文件的持续数据保护和基于数据块的持续数据保护。目前的持续数据保护方法存在如下问题：1.应用相关性太强；2.持续数据保护产生的数据量非常大，极大地限制了该方法的应用范围。为此，本专利技术提出了一种基于磁盘设备的持续数据保护方法，能够在磁盘设备-->层次进行数据保护，并且通过持续数据保护日志的多级保护机制，有效解决了数据量大、应用范围有限的问题。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，提供了一种磁盘设备的持续数据保护方法和系统，其目的在于，提出一种与应用相关性较小的持续数据保护方案，并且有效解决持续数据保护技术对存储空间要求比较大的问题，扩大其应用范围，增强实用性。本专利技术提供了一种磁盘设备的持续数据保护系统，包括：控制装置，用于向数据获取装置和/或存储管理装置下发指令，以实现对该持续数据保护系统进行管理和控制；数据获取装置，用于获取数据并生成历史操作信息存放到存储装置；磁盘监控装置，用于监控和截获磁盘I/O操作，并生成历史操作信息存放到存储装置；存储装置，该存储装置包含分层次的多个磁盘设备；存储装置，用于存储数据以及磁盘历史操作信息；存储管理装置，用于管理存储装置上存储的数据。存储管理装置，用于根据时间先后将历史操作数据存储到位于不同层次的存储装置上。存储管理装置，还用于在满足预设条件时，将历史操作数据合并并且将合并后的数据逐渐从较高层次的存储设备移动到较低层次的存储设备上。位于最高层次的磁盘设备上存放所有历史操作数据的元数据信息以及最近时间段的数据；元数据信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号、扇区数据以及存放位置；时间戳用于描述该数据的时间点信息，起始扇区号用于描述数据在磁盘设备上的起始位置，截止扇区号用于描述数据在磁盘设备上的结束位置，存放位置用于描述数据在磁盘设备上的存放位置。控制装置，还用于向磁盘监控装置下发过滤规则，该过滤规则用于描述需要保护的分区；磁盘监控装置，还用于获取磁盘I/O操作的目的分区，如果该目的分区需要保护并且该操作是写操作，则为该操作设置完成例程，在完成例程中根据执行结果确定是否记录该操作。-->磁盘监控装置，用于支持I/O触发方式、时间点触发、和/或事件触发方式生成历史操作信息；历史操作信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号以及扇区数据信息。磁盘监控装置，还用于在时间点触发方式或事件触发方式下，生成监控快照表，该监控快照表用于描述对应扇区的内容是否改变。数据获取装置，还用于在时间点触发方式或事件触发方式下创建分区的快照卷，并向磁盘监控装置发送请求获取监控快照表，根据监控快照表从快照卷读取磁盘数据，生成元数据信息，将元数据信息和数据同时写到位于最高层次的磁盘设备。存储管理装置，还用于在满足预设条件时，将位于在最低层次的磁盘设备上的数据删除。本专利技术提供了一种磁盘设备的持续数据保护方法，包括：步骤1，控制装置向数据获取装置和/或存储管理装置下发指令，以实现对磁盘设备的持续数据保护系统进行管理和控制；步骤2，磁盘监控装置监控和截获磁盘I/O操作，并生成历史操作信息存放到存储装置；或者磁盘监控装置监控和截获磁盘I/O操作，数据获取装置获取数据并生成历史操作信息存放到存储装置；其中，存储装置包含具有层次的多个磁盘设备，用于存储数据以及磁盘历史操作信息；步骤3，存储管理装置对在存储装置上存储的数据进行管理。步骤3中，存储管理装置根据时间先后将历史操作数据存储到位于不同层次的存储装置上。步骤3中，在满足预设条件时，存储管理装置还将历史操作数据合并并且将合并后的数据逐渐从较高层次的存储设备移动到较低层次的存储设备上。位于最高层次的磁盘设备上存放所有历史操作数据的元数据信息以及最近时间段的数据；元数据信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号、扇区数据以及存放位置；时间戳用于描述该数据的时间点信息，起始扇区号用于描述数据在磁盘设备上的起始位置，截止扇区号用于描述数据在磁盘设备上的结束位置，存放位置用于描述数据在磁盘设备上的存放位置。步骤1中，控制装置还向磁盘监控装置下发过滤规则，该过滤规则用于-->描述需要保护的分区；步骤2中，磁盘监控装置还获取磁盘I/O操作的目的分区，如果该目的分区需要保护并且该操作是写操作，则为该操作设置完成例程，在完成例程中根据执行结果确定是否记录该操作。步骤2中，磁盘监控装置支持I/O触发方式、时间点触发、和/或事件触发方式生成历史操作信息；历史操作信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号以及扇区数据信息。步骤2中，在时间点触发方式或事件触发方式下，磁盘监控装置生成监控快照表，该监控快照表用于描述对应扇区的内容是否改变。步骤2中，在时间点触发方式或事件触发方式下，数据获取装置创建分区的快照卷，并向磁盘监控装置发送请求获取监控快照表，根据监控快照表从快照卷读取磁盘数据，生成元数据信息，将元数据信息和数据同时写到位于最高层次的磁盘设备。步骤3中，在满足预设条件时，存储管理装置将位于在最低层次的磁盘设备上的数据删除。本专利技术能够透明的支持上层的多种应用系统，提高了系统的通用性；另外，本专利技术提供了一种对历史操作信息的存储管理方法，有效解决了历史操作信息数据量巨大所导致的持续数据保护系统实用性较差的问题；本专利技术能够增加持续数据保护技术的通用性和实用性，降低系统的应用难度，增加系统的应用范围。附图说明图1为本专利技术的磁盘级持续数据保护系统结构图；图2为本专利技术的磁盘监控装置事件分发例程的流程图；图3为本专利技术的磁盘监控装置完成例程的处理流程图；图4为本专利技术的数据获取装置的处理流程图；图5为本专利技术的存储管理装置的操作流程图；图6为本专利技术的文件备份的方法流程图。具体实施方式本专利技术的主要目的是提供一种通用性和实用性强的持续数据保护方法和-->系统。一方面，提出一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，包括控制装置、数据获取装置、磁盘监控装置、存储装置以及存储管理装置；　控制装置，用于向数据获取装置和／或存储管理装置下发指令，以实现对该持续数据保护系统进行管理和控制；　数据获取装置， 用于获取数据并生成历史操作信息存放到存储装置；　磁盘监控装置，用于监控和截获磁盘Ｉ／Ｏ操作，并生成历史操作信息存放到存储装置；　存储装置，该存储装置包含分层次的多个磁盘设备，用于存储数据以及磁盘历史操作信息；　存储管理装置 ，用于管理存储装置上存储的数据。

【技术特征摘要】
1.一种磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，包括控制装置、数据获取装置、磁盘监控装置、存储装置以及存储管理装置；控制装置，用于向数据获取装置和/或存储管理装置下发指令，以实现对该持续数据保护系统进行管理和控制；数据获取装置，用于获取数据并生成历史操作信息存放到存储装置；磁盘监控装置，用于监控和截获磁盘I/O操作，并生成历史操作信息存放到存储装置；存储装置，该存储装置包含分层次的多个磁盘设备，用于存储数据以及磁盘历史操作信息；存储管理装置，用于管理存储装置上存储的数据。2.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，存储管理装置，用于根据时间先后将历史操作数据存储到位于不同层次的存储装置上。3.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，存储管理装置，还用于在满足预设条件时，将历史操作数据合并并且将合并后的数据逐渐从较高层次的存储设备移动到较低层次的存储设备上。4.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，位于最高层次的磁盘设备上存放所有历史操作数据的元数据信息以及最近时间段的数据；元数据信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号、扇区数据以及存放位置；时间戳用于描述该数据的时间点信息，起始扇区号用于描述数据在磁盘设备上的起始位置，截止扇区号用于描述数据在磁盘设备上的结束位置，存放位置用于描述数据在磁盘设备上的存放位置。5.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，控制装置，还用于向磁盘监控装置下发过滤规则，该过滤规则用于描述需要保护的分区；磁盘监控装置，还用于获取磁盘I/O操作的目的分区，如果该目的分区需要保护并且该操作是写操作，则为该操作设置完成例程，在完成例程中根据执行结果确定是否记录该操作。6.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，磁盘监控装置，用于支持I/O触发方式、时间点触发、和/或事件触发方式生成历史操作信息；历史操作信息包括时间戳、起始扇区号、截止扇区号以及扇区数据信息。7.如权利要求4所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，磁盘监控装置，还用于在时间点触发方式或事件触发方式下，生成监控快照表，该监控快照表用于描述对应扇区的内容是否改变。8.如权利要求7所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，数据获取装置，还用于在时间点触发方式或事件触发方式下创建分区的快照卷，并向磁盘监控装置发送请求获取监控快照表，根据监控快照表从快照卷读取磁盘数据，生成元数据信息，将元数据信息和数据同时写到位于最高层次的磁盘设备。9.如权利要求1所述的磁盘设备的持续数据保护系统，其特征在于，存储管理装置，还用于在满足预设条件时，将位于在最低层次的磁盘设备上的数据删除。10.一种磁盘设备的持续数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔祥，郭莉，罗浩，王树鹏，吴志刚，云晓春，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]