專利名稱：集中建立依賴型快照的方法
集中建立依賴型快照的方法技術領域一種建立快照的方法，特別涉及一種以時間分隔連續(xù)的存儲空間來集中 建立依賴型快照的方法。
背景技術：
快照是一種可以對存儲區(qū)域中某一特定時間點的數(shù)據(jù)進行實時備份，并 幾乎不影響數(shù)據(jù)服務(也就是數(shù)據(jù)讀寫)效率的備份方式，它是一個獨立存 在于存儲介質上的存儲區(qū)域?？煺盏牟皇菍Υ鎯^(qū)域的數(shù)據(jù)完整備份，而是將存儲區(qū)域分為數(shù)個小區(qū)塊(chimk，通常以KB為單位，其大小是可以調整 的)，當使用者改寫存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)時，把將被更改的區(qū)塊的數(shù)據(jù)復制到快 照中，也就是寫入前復制(Copy On Write; COW)。于是，當一個快照被建 立時，使用者需要指定使用的磁盤空間、對應的存儲區(qū)域等信息，快照會備 份其建立時間點時的數(shù)據(jù)。存儲區(qū)域可以建立數(shù)個快照，各個快照記錄不同的時間點的存儲區(qū)域的 數(shù)據(jù)，在邏輯和物理上都占用著各自的磁盤空間。為了避免當對存儲區(qū)域建 立了數(shù)個快照時，各快照會把將被更改的相同數(shù)據(jù)復制到各自的存儲空間 中，而造成存儲空間的浪費，并加重存儲介質進行讀寫的負擔，所以各快照 有依賴的機制較早建立的快照依賴于較新建立的快照存在，也就是說，被 使用者更改的數(shù)據(jù)只會被復制到最新(最晚)建立的快照中，這樣就有效的 避免了存儲空間的浪費，并減輕了存儲介質讀寫的負擔。雖然將存儲區(qū)域建立數(shù)個快照可以備份各個時間點的數(shù)據(jù)，但是，快照 卻會造成空間浪費的問題。由于各快照是獨立的存儲區(qū)域，卻又有依賴關系， 所以當新的快照被建立時，己存在的快照將不再存入任何數(shù)據(jù)，如圖1所示， 存儲區(qū)域110建立了第一快照121、第二快照122、第三快照123等三個快 照，第一快照121僅有第一已使用區(qū)域121a存儲數(shù)據(jù)，第二快照122僅以 第二已使用區(qū)域122a存儲數(shù)據(jù)，第三快照123也同樣，由于第三未使用區(qū)
域123b在新的快照被建立之前還會有數(shù)據(jù)存入，因此，第--未使用區(qū)域121b與第二未使用區(qū)域122b形成了存儲介質100中的被浪費的存儲空間。因此， 如何能提供一種可減少存儲空間的浪費的快照，成為待解決的問題。發(fā)明內容鑒于以上的問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種可以將存儲空間配置 給對應存儲區(qū)域的數(shù)個依賴型快照，使得各快照使用一塊連續(xù)的存儲空間， 達到被依賴的快照沒有未存儲數(shù)據(jù)區(qū)塊的空間，借以解決現(xiàn)有技術的上述存 儲空間被浪費問題。為達上述目的，本發(fā)明所揭示的方法，包括有下列步驟建立存儲區(qū)域 的第一快照、存儲具有第一快照的起始地址與第一快照的建立時間的第一時 間戳，并設定寫入前復制的一指針為第一快照的起始地址、當存儲區(qū)域中的數(shù)據(jù)區(qū)塊(chunk)將被改變時，執(zhí)行寫入前復制，并在寫入前復制完成后，修改寫入前復制的指針為該第一快照中可繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)區(qū)塊的地址、以修改 后的寫入前復制的指針為存儲區(qū)域的第二快照的起始地址，建立第二快照， 并存儲第二快照的起始地址與第二快照的建立時間為第二時間戳。 在上述方法中，建立該第一快照的步驟是在建立該存儲區(qū)域時執(zhí)行的。在上述方法中，該存儲區(qū)域是邏輯巻(Logical Volume; LV)。 在上述方法中，建立該第一快照的步驟是在該邏輯巻所在的巻組中配置該第一快照可使用的存儲空間。在上述方法中，存儲該第一時間的步驟是存儲該第一時間于該巻組中的特定位置。在上述方法中，存儲該第二時間的步驟是存儲該第二時間于該巻組中的 特定位置。所述方法還包含下列步驟刪除該第一時間；以及設定該第二快照的起 始地址為存儲該第二快照的存儲區(qū)域的起始地址。因此，本發(fā)明能夠將各快照連續(xù)存儲，并以各快照的時間分隔各快照， 從而減少存儲空間的浪費。有關本發(fā)明的詳細特征與實施，現(xiàn)配合附圖在實施方式中詳細說明如 下，其內容足以使任何本領域技術人員了解本發(fā)明的技術內容并據(jù)以實施，且根據(jù)本說明書所揭示的內容及附圖，任何本領域技術人員可輕易地理解本 發(fā)明相關的目的及優(yōu)點。


圖1是現(xiàn)有技術的快照分布于存儲介質中的示意圖。圖2A是本發(fā)明所提出的集中建立依賴型快照的方法的建立方法流程圖。圖2B是本發(fā)明所提出的集中建立依賴型快照的方法的刪除方法流程圖。 圖3A是本發(fā)明實施例所提出的建立快照過程示意圖。 圖3B是本發(fā)明實施例所提出的建立快照過程示意圖。 圖4是本發(fā)明實施例所提出的刪除快照過程示意圖。其中，

如下100存儲空間110第一存儲區(qū)域121第一快照121a第一'已使用區(qū)域121b第一未使用區(qū)域122第二.快照122a——.已使用區(qū)域122b——.未使用區(qū)域123第三.快照123a第三:已使用區(qū)域123b第三:未使用區(qū)域130第二.存儲區(qū)域140寫入前復制指針150第三:存儲區(qū)域160第四存儲區(qū)域161第—-時間戳162第二:時間戳163— -第二綱戳
步驟210建立第一快照步驟220存儲第一快照的第一時間戳步驟230設定寫入前復制指針為第一快照的起始地址步驟240寫入前復制步驟250修改寫入前復制指針為可繼續(xù)存儲區(qū)塊的地址 步驟260以寫入前復制指針為起始地址建立第二快照 步驟270存儲第二快照的第二時間戳 步驟310刪除第一時間戳步驟320設定存儲快照的存儲區(qū)域的起始地址為第二快照的起始地址具體實施方式
以下通過一個實施例來解說本發(fā)明的操作系統(tǒng)與方法，本實施例將以具 有邏輯巻管理(Logical Volume Management; LVM)技術的存儲系統(tǒng)為例， 但并不以此為限，其它存儲系統(tǒng)例如磁盤陣列(Redundant Array of Inexpensive Disk; RAID)也可使用執(zhí)行有本發(fā)明的快照程序。LVM可以將 所有的存儲設備統(tǒng)一管理，也就是說LVM會將所有的存儲介質整合為一個 大型的存儲空間，稱之為巻組(Volume Group; VG)，使用者可以在巻組中 指定特定存儲空間的存儲區(qū)域，LVM會將其劃分為一個邏輯巻(Logical Volume; LV)，巻組中有一個特定的存儲區(qū)域存儲著各個邏輯巻被分配到巻 組中的地址，如圖1所示，存儲空間100即為巻組，第一存儲區(qū)域110、第 一快照121、第二快照122、第三快照123為邏輯巻，而第二存儲區(qū)域130 存儲著第一存儲區(qū)域與第一至第三快照存在于巻組中的地址。以下將以與上 述相同的標號表示上述所提到的各對象。接著請參照圖2A，該圖為本發(fā)明所提出的方法流程圖，當使用者通過 LVM在巻組100中建立第一存儲區(qū)域110后，執(zhí)行本發(fā)明的快照程序即會 在LVM上劃出一小塊存儲空間以建立供快照存儲使用的邏輯巻，如圖3A 所示，此邏輯巻為第三存儲區(qū)域150，并會以第三存儲區(qū)域150為對應第一 存儲區(qū)域110的第一快照121 (步驟210)，另外，建立第一快照121的步 驟并不僅局限于第一存儲區(qū)域110建立完成的同時，例如，也可以經由使用 者設定要建立第一存儲區(qū)域110的快照時建立第一快照121。
在第一快照121被建立之后，執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會將第一快照121 的第一起始地址與建立第一快照121的第一時間存儲至巻組100中的特定的 第四存儲區(qū)域160，第四存儲區(qū)域160即為現(xiàn)有技術的存儲第一存儲區(qū)域110 的各快照索引信息的存儲區(qū)域，本發(fā)明所提出的時間記錄有快照的建立時間 與快照的起始地址，故第一時間161代表建立第一快照121的第一時間與第 一起始地址(步驟220)。接著執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會設定第一快照121 的寫入前復制指針200為第一快照121的起始地址(步驟230)，使得第一 快照121進行寫入前復制時，被復制的數(shù)據(jù)區(qū)塊會由寫入前復制指針200所 指到的地址開始存儲(步驟240)，若數(shù)據(jù)區(qū)塊的大小為4KB，寫入前復制 指針200指向第一快照121的第一起始地址OxOOOOBBOO，當被復制的數(shù)據(jù) 區(qū)塊(將被更改的數(shù)據(jù)區(qū)塊)有3塊，則在寫入前復制完成之后，寫入前復 制指針200將會被修改為指向地址OxOOOOBFOO(步驟250)，即移動了 12KB, 上述寫入前復制指針的修改過程僅為舉例，LVM配置的邏輯巻實際上是邏 輯性的連續(xù)空間，也就是說，在物理性的存儲裝置中并不一定為連續(xù)空間， 但此部份為LVM的技術手段，并非為本發(fā)明的重點，所以不在此描述。如上所述，使用者在建立第一快照121之后，對第一存儲區(qū)域110所做 的更改，包括刪除與修改，會被連續(xù)的存儲在第一快照121中，因此第一快 照121會分為已存儲數(shù)據(jù)區(qū)塊的第一已使用區(qū)域121a以及尚未存儲數(shù)據(jù)區(qū) 塊的第一未使用區(qū)域121b，兩者以寫入前復制指針200所指向的地址為分界。當使用者在第二時間通過LVM建立第一存儲區(qū)域110的第二快照時， 執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會以第二時間時寫入前復制指針200所指向的地址為 第二起始地址，在第三存儲區(qū)域150中，接續(xù)在第一快照121的已使用區(qū)域 121a之后，建立第二快照122 (步驟260)，如圖3B所示，其中第二快照 122的存儲區(qū)域會接續(xù)在第一快照121的已使用區(qū)域121a之后。在第二快照 122建立之后，執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會將第二快照122的第二起始地址， 也就是寫入前復制指針200指向的地址，與第二時間存儲至第四存儲區(qū)域160 中，成為第二時間162 (步驟270)。若使用者在此之后更改第一存儲區(qū)域 110，將被更改的數(shù)據(jù)區(qū)塊會由寫入前復制指針200所指向的地址開始，依 序存儲數(shù)據(jù)區(qū)塊至第二快照122中。同樣，若使用者建立第一存儲區(qū)域110的第三快照123，則第三快照123
的第三已使用區(qū)域會接續(xù)在第二快照122的第二已使用區(qū)域122a的后方，與第二快照122的第二未使用區(qū)域122b重疊，并以寫入前復制指針200分 隔第三已使用區(qū)域與第三未使用區(qū)域，第四存儲區(qū)域160中也會存儲有第三 快照123的第三時間戳163。如此，本發(fā)明即可以解決現(xiàn)有技術中的存儲空 間被浪費的問題。若使用者要取回舊數(shù)據(jù)，執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會至第四存儲區(qū)域160 取得各快照的時間，若使用者要取回第一快照的舊數(shù)據(jù)，則執(zhí)行本發(fā)明的快 照程序會由第一時間161中取出第一快照121的第一起始地址，接著便可以 索引至第一快照121并取回舊數(shù)據(jù)，由于本發(fā)明并沒有改變寫入前復制的技 術，因此在快照中取回舊數(shù)據(jù)的方式與現(xiàn)有技術的方式相同，故不在此多做描述o若使用者要刪除舊有的快照，由于依賴型快照只能由最先建立的快照開始刪除，故在上述實施例中，使用者必須先刪除第一快照121，如圖2B所 示的流程，刪除快照時，執(zhí)行本發(fā)明的快照程序會將第一時間161由第四存 儲區(qū)域160中刪除(步驟310)，使得第四存儲區(qū)域僅剩下第二時間戳162 與第三時間戳163，并至第二存儲區(qū)域130中，將第三存儲區(qū)域150的地址 修改為第二時間162中所記錄的第二起始地址，也就是第二快照122的起始 地址(步驟320)，如圖4所示，如此便完成刪除的步驟，上述的兩個步驟 并沒有先后執(zhí)行的順序關系，所以刪除的步驟也可以先進行步驟320后再進 行步驟310。寫入前復制的技術并非只有在數(shù)據(jù)區(qū)塊被更改前，將被更改的數(shù)據(jù)區(qū)塊 復制到快照中這一種，也有其它的技術，例如將更改后的數(shù)據(jù)區(qū)塊寫至快照 中的技術，但不同的寫入前復制技術并不影響本發(fā)明的實現(xiàn)。并且，本發(fā)明也可在計算機系統(tǒng)中以集中方式實現(xiàn)或以不同元件散布于 若干互連的計算機系統(tǒng)的分散方式實現(xiàn)。雖然本發(fā)明以前述的較佳實施例揭示如上，然而其并非用以限定本發(fā) 明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，所作的變動與修改，均屬本發(fā)明的專利保護范圍，因此本發(fā)明的專利保護范圍應以所附權 利要求范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種集中建立依賴型快照的方法，該方法包含下列步驟建立存儲區(qū)域的第一快照；存儲具有該第一快照的起始地址與建立該第一快照的第一時間的第一時間戳，并設定寫入前復制指針為該起始地址；當該存儲區(qū)域中的數(shù)據(jù)區(qū)塊將被改變時，執(zhí)行寫入前復制，并在寫入前復制完成后，修改該寫入前復制指針為該第一快照中可繼續(xù)存儲數(shù)據(jù)區(qū)塊的地址；及以該寫入前復制指針為該存儲區(qū)域的第二快照的起始地址建立該第二快照，并存儲該寫入前復制指針對應的該地址與建立該第二快照的第二時間為第二時間戳。
2. 如權利要求1所述的集中建立依賴型快照的方法，其中建立該第一快 照的步驟是在建立該存儲區(qū)域時執(zhí)行的。
3. 如權利要求1所述的集中建立依賴型快照的方法，其中該存儲區(qū)域是 邏輯巻。
4. 如權利要求3所述的集中建立依賴型快照的方法，其中建立該第一快 照的步驟是在該邏輯巻所在的巻組中配置該第一快照可使用的存儲空間。
5. 如權利要求3所述的集中建立依賴型快照的方法，其中存儲該第一時 間的步驟是存儲該第一時間于該巻組中的特定位置。
6. 如權利要求3所述的集中建立依賴型快照的方法，其中存儲該第二時 間戳的步驟是存儲該第二時間于該巻組中的特定位置。
7. 如權利要求1所述的集中建立依賴型快照的方法，該方法還包含下列 步驟刪除該第一時間戳；及設定該第二快照的起始地址為存儲該第二快照的存儲區(qū)域的起始地址。
全文摘要
一種集中建立依賴型快照的方法，是在建立對應儲存區(qū)域的第一快照時，儲存第一快照的起始地址與建立第一快照的第一時間為第一時間戳，第一時間戳通過第一快照的起始地址與第一快照對應，接著設定寫入前復制的指針為第一快照的起始地址。當建立儲存區(qū)域的第二快照時，以第一快照中的可繼續(xù)進行寫入前復制的指針為第二快照的起始地址建立第二快照，并存儲第二快照的起始地址與建立時間為對應第二快照的第二時間戳，如此即可以將各快照連續(xù)存儲，并以各快照的時間戳分隔各快照，減少存儲空間的浪費。
文檔編號G06F11/14GK101154172SQ200610159558
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月27日 優(yōu)先權日2006年9月27日
發(fā)明者劉文涵, 磊 李, 雷 賀, 陳玄同 申請人:英業(yè)達股份有限公司