一种使用快照技术进行在线恢复的方法

摘要

本发明提供一种使用快照技术进行在线恢复的方法，应用程序(1)是通过文件系统对数据进行操作的程序，通常情况下有两种数据读写方式，一种是通过调用应用程序开发接口(2)提供的接口，再一种是通过系统调用方式(B)直接访问虚拟文件系统(3)提供的接口，应用程序开发接口(2)也是通过系统调用方式(B)来完成数据读写的；虚拟文件系统(3)存在的目的就是屏蔽文件系统(4)的具体实现而对上层提供主要接口；快照源卷(5)和快照卷(6)是虚拟块设备。二者结合实现快照功能。当有写请求发送到快照源卷(5)时，它首先判断扇区中的旧数据是否已经复制到了快照卷(6)，否则通过Kcopyd方式(C)将数据复制到快照卷(6)然后再完成写操作。这就是所谓的COW，快照卷(6)也可以以块设备的形式提供对外的读写。

主权项

一种使用快照技术进行在线恢复的方法，其特征在于在线恢复所用的软硬件及步骤包括：应用程序(1)，应用程序开发接口(2)，虚拟文件系统(3)，文件系统(4)，快照源卷(5)，快照卷(6)，在线恢复管理程序(7)，管理字符设备(8)，恢复线程(9)，具体步骤如下：1)在快照的基础上增加快照在线恢复能力应用程序(1)是通过文件系统对数据进行操作的程序，通常情况下有两种数据读写方式，一种是通过调用应用程序开发接口(2)提供的接口，再一种是通过系统调用方式(B)直接访问虚拟文件系统(3)提供的接口，应用程序开发接口(2)也是通过系统调用方式(B)来完成数据读写的；虚拟文件系统(3)存在的目的就是屏蔽文件系统(4)的具体实现而对上层提供主要接口；快照源卷(5)和快照卷(6)是虚拟块设备，二者结合实现快照功能。当有写请求发送到快照源卷(5)时，它首先判断扇区中的旧数据是否已经复制到了快照卷(6)，否则通过Kcopyd方式(C)将数据复制到快照卷(6)然后再完成写操作，这就是所谓的COW，快照卷(6)也可以以块设备的形式提供对外的读写；在线恢复管理程序(7)用于协调统一管理快照的在线恢复操作，它与多个模块都有接口，首先，它能够通知应用程序(1)准备恢复和开始恢复，以便应用程序(1)能够保证通过一些策略保证数据是可用的，以及处理底层数据的变更，同时，它通过管理字符设备(8)提供的接口进行数据恢复操作启动以及查看当前恢复的状态；管理字符设备(8)用于提供给用户级进程管理接口，并具体实现数据恢复、状态查看等操作；恢复线程(9)用于后台执行在线恢复功能；2)数据恢复流程，具体如下：a.用户通过在线恢复管理程序(7)启动数据恢复；b.在线恢复管理程序(7)通知应用程序(1)准备开始数据恢复，使应用程序(1)有机会做一些保证数据一致性的操作。比如停止当前读写等；c.在线恢复管理程序(7)通知管理字符设备(8)启动数据恢复；d.管理字符设备(8)清空虚拟文件系统(3)或文件系统(4)的缓存，使恢复过程中的数据不至于造成不一致；e.管理字符设备(8)通知快照源卷(5)将读写流程更改为“恢复过程中的读写”过程；f.管理字符设备(8)启动恢复线程(9)进行真正的数据恢复；g.这时(7)对(8)的调用返回；h.在线恢复管理程序(7)通知应用程序(1)正在恢复数据，使应用程序(1)有机会恢复正常业务，包括继续进行读写，事实上，从a-g的操作对应用程序(1)所运行的业务是完全忽略，认为是完全在线的，不至于导致长时间的离线操作；恢复线程(9)的工作是将快照存在的数据复制到快照源卷中，对快照中所存在的每个块，包括相同大小的扇区的集合，操作如下：a.将块索引加入正在恢复的列表，以便在线读写时查找；b.通过Kcopyd方式(C)将数据复制到原来的扇区；c.恢复完成后，将恢复位图中待恢复块所在的位置置0，恢复位图初始状态为，做过快照的块置1，其它置0；d.将块索引从正在恢复列表中删除；3)恢复过程中读写流程数据恢复过程中，数据读写是采用特殊的读写流程，主要流程如下：a.接收文件系统的块数据读写请求；b.将数据读写请求指定的扇区转换为块trunk；c.查找正在恢复列表，所要请求的数据是否正在被恢复，如果正在恢复则等待，至到恢复完成，否则转为函数ioctl方式(d)；d.查找恢复位图代表该块的位是否为1e.如果为1，从快照中进行数据读写，否则从源卷中进行读写(恢复位图某个位为0表示该trunk或者未被备份到快照卷，或者已经完成恢复，二必其一；f.将读写完成的结果返回上层。