操作系统热备份方法、装置及文件系统重构方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及信息安全领域，公开了一种操作系统热备份方法、装置及文件系统重构方法。本发明专利技术中，直接对数据块而不是文件进行备份，如果在备份过程中有覆盖性写入操作，则在覆盖前先将要被覆盖的数据块保存到临时文件中，备份时如果数据块存在于临时文件中，则直接备份临时文件中的数据块，这样备份到的数据块都是开始备份那一时刻的数据，保证了备份数据的完整性和一致性，而且在对操作系统的备份过程中该操作系统仍可以正常运行。基于驱动级的数据块备份技术，增加了对增量备份和差量备份的完美支持，可以节省存储空间，而且备份速度也更快。

【技术实现步骤摘要】
操作系统热备份方法、装置及文件系统重构方法
本专利技术涉及信息安全领域，特别涉及操作系统热备份和恢复技术。
技术介绍
当今社会科技发展日新月异，Windows操作系统作为桌面操作系统的主流，对系统容灾的需求显得越来越重要，对Windows操作系统的备份在国内基本没有类似研究，即使有也是那种关闭操作系统后进行的备份，也就是冷备份，无法满足在操作系统运行的过程中进行系统备份。这里，需要说明的是，操作系统冷备份，是指操作系统在非运行状态下进行备份。现有技术是通过备份文件的方式来备份系统，但是，这种技术存在如下方面的缺点：（1）备份文件时存在文件被其他程序以独占的方式打开而无法备份的现象；（2）文件备份无法备份一些系统文件；（3）文件备份不能完全保证数据的一致性，比如备份一个文件时，在备份了文件的上半部分时用户将此文件内容全部修改，此时再备下半部分的时侯，所备的上半部分是修改前的，下半部分是修改后的，所以上下两部分存在数据不一致现象；（4）文件备份不能备份已删掉但没有在回收站中清除的文件；（5）文件备份的速度比较慢；（6）如果文件的文件夹深度太深，可能会耗费大量内存甚至导致程序崩溃；（7）文件级别的备份很难支持增量备份和差量备份。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作系统热备份方法、装置及文件系统重构方法，这样备份到的数据块都是开始备份那一时刻的数据，保证了备份数据的完整性和一致性，而且在对操作系统的备份过程中该操作系统仍可以正常运行。为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式公开了一种操作系统全量热备份方法，包括以下步骤：记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向存储介质的写入操作，则根据使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；对使用状态记录中已被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到临时文件中，则从临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从存储介质中读取该数据块进行备份。本专利技术的实施方式还公开了一种操作系统增量热备份方法，包括以下步骤：对操作系统自上一次备份后的数据写入状态进行监控和记录，形成写入状态记录；记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向存储介质的写入操作，则根据使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；根据写入状态记录和使用状态记录，对既被写入过又被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到临时文件中，则从临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从存储介质中读取该数据块进行备份。本专利技术的实施方式还公开了一种操作系统差量热备份方法，包括以下步骤：对操作系统自上一次全量备份后的数据写入状态进行监控和记录，形成写入状态记录；记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向存储介质的写入操作，则根据使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；根据写入状态记录和使用状态记录，对既被写入过又被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到临时文件中，则从临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从存储介质中读取该数据块进行备份。本专利技术的实施方式还公开了一种文件系统重构方法，包括以下步骤：利用上文所述的任一种操作系统热备份方法，对操作系统进行热备份；根据原分区的保留扇区大小设定被还原分区的保留扇区大小，其中保留扇区的第一个扇区作为启动扇区；根据启动扇区中根入口的数据块号计算根目录的大小，按照从目标分区起始位置开始找空闲数据块的规则在目标分区中分配相同大小的空间，将目录项拷贝至目标分区所分配的空间，并对文件分配表作相应的已使用标记；根据根目录大小得到根目录中目录项个数，读取目录项的内容，根据目录项找到目录项所指示的文件的的起始位置，按数据块大小读取文件的数据，再按从目标分区起始位置开始找空闲数据块的规则，将文件数据写入所找到的空闲数据块中，并在文件分配表中作数据块的已使用记录；更新目录项所指示的文件的起始数据块字段并回写至该目录项在目标分区的对应项位置，然后根据上一个数据块所指示的位置找到下一个数据块的位置，继续分配空间并在文件分配表中作已使用标记和拷贝数据，直至数据块指示的数据块号为0xFFFFFFFF。本专利技术的实施方式还公开了一种文件系统重构方法，包括以下步骤：利用上文所述的任一种操作系统热备份方法，对操作系统进行热备份；打开备份文件，通过分析数据块的信息初始化原备份分区卷信息结构；将原分区的启动文件拷贝至目标分区的起始位置，计算主文件表中前4个文件记录的备份的起始位置，按从分区起始位置找空闲数据块的规则将主文件表中前4个文件记录的备份拷贝至目标分区；修改目标分区启动文件的第一个扇区的内容；读取主文件表属性得到主文件表大小，初始化目标分区的卷信息结构，更新主文件表的文件记录，更新主文件表中前4个文件记录的备份的文件记录，更新使用状态记录的文件记录，更新坏数据块文件的文件记录，读取原分区数据块使用状态记录大小和目标分区数据块使用状态记录大小，移动所有主文件表的数据到目标分区，更新主文件表文件记录中数据块空间分配的位置记录信息，根据数据块空间的分配状况在分区使用状态记录中作相应标记，完成整个主文件表的还原；根据主文件表的大小计算文件记录个数，根据文件记录个数拷贝主文件表外的所有文件；根据新生成的分区使用状态记录信息重写目标分区的使用状态记录。本专利技术的实施方式还公开了一种操作系统全量热备份装置，包括：第一使用状态记录单元，用于记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；第一判断单元，用于在备份的过程中，如果有向存储介质的写入操作，则根据第一使用状态记录单元记录的使用状态记录判断要写入的数据块是否已经被使用；第一写入单元，用于根据第一判断单元的判断，如果要写入的数据块已被使用则将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；第一备份单元，用于对使用状态记录中已被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到临时文件中，则从临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从存储介质中读取该数据块进行备份。本专利技术的实施方式还公开了一种操作系统增量热备份装置，包括：第一写入状态记录单元，用于对操作系统自上一次备份后的数据写入状态进行监控和记录，形成写入状态记录；第二使用状态记录单元，用于记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；第二判断单元，用于在备份的过程中，如果有向存储介质的写入操作，则根据第二使用状态记录单元记录的使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用；第二写入单元，用于根据第二判断单元的判断，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作系统全量热备份方法，其特征在于，包括以下步骤：记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向所述存储介质的写入操作，则根据所述使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；对所述使用状态记录中已被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到所述临时文件中，则从所述临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从所述存储介质中读取该数据块进行备份。

【技术特征摘要】
1.一种操作系统全量热备份方法，其特征在于，包括以下步骤：记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向所述存储介质的写入操作，则根据所述使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；对所述使用状态记录中已被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到所述临时文件中，则从所述临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从所述存储介质中读取该数据块进行备份。2.一种操作系统增量热备份方法，其特征在于，包括以下步骤：对操作系统自上一次备份后的数据写入状态进行监控和记录，形成写入状态记录；记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向所述存储介质的写入操作，则根据所述使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；根据所述写入状态记录和所述使用状态记录，对既被写入过又被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到所述临时文件中，则从所述临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从所述存储介质中读取该数据块进行备份。3.一种操作系统差量热备份方法，其特征在于，包括以下步骤：对操作系统自上一次全量备份后的数据写入状态进行监控和记录，形成写入状态记录；记录操作系统所在的存储介质中各数据块在开始备份时刻的使用状态记录；在备份过程中，如果有向所述存储介质的写入操作，则根据所述使用状态记录判断要写入的数据块是否已被使用，如果已被使用则先将该数据块中原来的数据保存到临时文件后再向该数据块写入新数据，否则直接向该数据块写入新数据；根据所述写入状态记录和所述使用状态记录，对既被写入过又被使用的数据块进行读取和备份，其中在读取要备份的数据块时，如果该数据块中的数据已被保存到所述临时文件中，则从所述临时文件中读取该数据块的数据进行备份，否则从所述存储介质中读取该数据块进行备份。4.一种文件系统重构方法，其特征在于，包括以下步骤：利用权利要求1至3中任一项所述的操作系统热备份方法，对操作系统进行热备份；根据原分区的保留扇区大小设定被还原分区的保留扇区大小，其中保留扇区的第一个扇区作为启动扇区；根据启动扇区中根入口的数据块号计算根目录的大小，按照从目标分区起始位置开始找空闲数据块的规则在目标分区中分配相同大小的空间，将目录项拷贝至目标分区所分配的空间，并对文件分配表作相应的已使用标记；根据根目录大小得到根目录中目录项个数，读取目录项的内容，根据目录项找到目录项所指示的文件的的起始位置，按数据块大小读取文件的数据，再按从目标分区起始位置开始找空闲数据块的规则，将文件数据写入所找到的空闲数据块中，并在文件分配表中作数据块的已使用记录；更新目录项所指示的文件的起始数据块字段并回写至该目录项在目标分区的对应项位置，然后根据上一个数据块所指示的位置找到下一个数据块的位置，继续分配空间并在文件分配表中作已使用标记和拷贝数据，直至数据块指示的数据块号为0xFFFFFFFF。5.根据权利要求4所述的文件系统重构方法，其特征在于，该文件系统重构方法适用于FAT32文件系统。6.一种文件系统重构方法，其特征在于，包括以下步骤：利用权利要求1至3中任一项所述的操作系统热备份方法，对操作系统进行热备份；打开备份文件，通过分析数据块的信息初始化原备份分区卷信息结构；将原分区的启动文件拷贝至目标分区的起始位置，计算主文件表中前4个文件记录的备份...

【专利技术属性】
技术研发人员：林鹏，
申请(专利权)人：武汉海康威视系统技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42