本發(fā)明涉及快照技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在linux系統(tǒng)中，當(dāng)IO數(shù)據(jù)第一次寫入到linux系統(tǒng)的源卷內(nèi)的某個(gè)存儲(chǔ)位置時(shí)，會(huì)執(zhí)行COW(Copy On Write，寫時(shí)復(fù)制)快照操作，COW快照操作的內(nèi)容為：首先將該位置的原有內(nèi)容讀取出來，復(fù)制到目的卷內(nèi)的某個(gè)位置，然后再將IO數(shù)據(jù)寫入到該位置中；即在新數(shù)據(jù)寫入時(shí)，為避免數(shù)據(jù)覆蓋而將舊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至另一位置，而這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)包含新舊數(shù)據(jù)的位置映射關(guān)系(數(shù)據(jù)塊之間)的例外信息。目前的COW快照操作每執(zhí)行一次，即會(huì)將生成的例外信息刷寫至磁盤內(nèi)。

由于在上述操作中，COW快照操作是針對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的，若源卷內(nèi)的數(shù)據(jù)塊大小較小(例如為4KB)，而寫入的IO數(shù)據(jù)較大(例如為20G)，這時(shí)一次IO寫操作會(huì)需要執(zhí)行多次COW快照操作，生成多個(gè)例外信息，故該種情況下訪問磁盤的次數(shù)是非常大的，而頻繁的磁盤訪問會(huì)拖慢IO的處理速度，影響linux系統(tǒng)的性能。

因此，如何提供一種處理速度快且對(duì)系統(tǒng)性能影響小的基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法及其系統(tǒng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法及其系統(tǒng)，能夠在不影響CPW快照性能的基礎(chǔ)上，大大減少訪問磁盤的次數(shù)，提高IO的處理速度，盡可能避免影響linux系統(tǒng)的性能。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法，包括：

當(dāng)有IO數(shù)據(jù)寫入時(shí)，執(zhí)行CPW快照操作，并將生成的例外信息存儲(chǔ)于內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)；

判斷所述快照數(shù)據(jù)塊是否達(dá)到預(yù)設(shè)刷寫條件，如果是，將所述快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)刷寫條件具體包括：

所述快照數(shù)據(jù)塊被判定為臟塊且所述臟塊所處dirty鏈表的容量超出預(yù)設(shè)容量限制范圍和/或所述linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況。

優(yōu)選地，所述快照數(shù)據(jù)塊被判定為臟塊的條件具體為：

所述快照數(shù)據(jù)塊超過預(yù)設(shè)時(shí)間未被訪問。

優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)容量限制范圍為緩沖區(qū)固定容量值的75％。

優(yōu)選地，判斷所述linux系統(tǒng)是否出現(xiàn)掉電情況的過程具體為：

實(shí)時(shí)檢測(cè)所述linux系統(tǒng)的電源電壓值；

判斷所述電源電壓值是否低于預(yù)設(shè)電壓閾值，如果是，所述linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況。

優(yōu)選地，當(dāng)判斷所述linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況后，所述將所述快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)的過程具體為：

控制所述linux系統(tǒng)切換至大電容供電，然后將所述快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至所述磁盤內(nèi)。

優(yōu)選地，所述控制所述linux系統(tǒng)切換至大電容供電之后還包括：

發(fā)送截?cái)嘀噶钪罥O棧，控制所述IO棧停止下發(fā)IO數(shù)據(jù)；

確定當(dāng)前例外信息的狀態(tài)情況，得到狀態(tài)信息并寫入所述linux系統(tǒng)的超級(jí)塊內(nèi)，供所述linux系統(tǒng)上電后按照所述狀態(tài)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明還提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)，包括：

快照操作模塊，用于當(dāng)有IO數(shù)據(jù)寫入時(shí)，執(zhí)行CPW快照操作，并將生成的例外信息存儲(chǔ)于內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)；

刷寫判斷模塊，用于判斷所述快照數(shù)據(jù)塊是否達(dá)到預(yù)設(shè)刷寫條件，如果是，將所述快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

優(yōu)選地，所述刷寫判斷模塊具體包括：

臟塊判斷單元，用于判斷所述快照數(shù)據(jù)塊是否被判定為臟塊且所述臟塊所處dirty鏈表的容量是否超出預(yù)設(shè)容量限制范圍，如果是，所述快照數(shù)據(jù)塊滿足所述預(yù)設(shè)刷寫條件，觸發(fā)刷寫單元；

掉電判斷單元，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所述linux系統(tǒng)的電源電壓值；判斷所述電源電壓值是否低于預(yù)設(shè)電壓閾值，如果是，所述linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況，控制所述linux系統(tǒng)切換至大電容供電，并觸發(fā)所述刷寫單元；

所述刷寫單元，用于將所述快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

本發(fā)明提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法及其系統(tǒng)，本發(fā)明取消了COW快照操作中每次生成例外信息即將其刷寫至磁盤的操作，而是將每次生成的例外信息存儲(chǔ)至內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)，直達(dá)快照數(shù)據(jù)塊滿足預(yù)設(shè)刷寫條件后，才將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)存儲(chǔ)的若干例外信息一次性刷寫至磁盤內(nèi)。可見，本發(fā)明在不影響CPW快照性能的基礎(chǔ)上，大大減少了訪問磁盤的次數(shù)，提高了IO的處理速度，盡可能避免了影響linux系統(tǒng)的性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明提供的一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法的過程的流程圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法及其系統(tǒng)，能夠在不影響CPW快照性能的基礎(chǔ)上，大大減少訪問磁盤的次數(shù)，提高IO的處理速度，盡可能避免影響linux系統(tǒng)的性能。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法，參見圖1所示，圖1為本發(fā)明提供的一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法的過程的流程圖；該方法包括：

步驟s101：當(dāng)有IO數(shù)據(jù)寫入時(shí)，執(zhí)行CPW快照操作，并將生成的例外信息存儲(chǔ)于內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)；

步驟s102：判斷快照數(shù)據(jù)塊是否達(dá)到預(yù)設(shè)刷寫條件，如果是，將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

這里的例外信息具體為位圖信息。當(dāng)然，本發(fā)明不限定例外信息的類型。

其中，這里的預(yù)設(shè)刷寫條件具體包括：

快照數(shù)據(jù)塊被判定為臟塊且臟塊所處dirty鏈表的容量超出預(yù)設(shè)容量限制范圍和/或linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況。

具體的，快照數(shù)據(jù)塊被判定為臟塊的條件具體為：

快照數(shù)據(jù)塊超過預(yù)設(shè)時(shí)間未被訪問。

可以理解的是，快照數(shù)據(jù)塊是位于緩沖區(qū)內(nèi)的，緩沖區(qū)的固定容量值與緩沖區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)塊的固定容量大小有關(guān)，當(dāng)數(shù)據(jù)塊大小小于4M時(shí)，分配主內(nèi)存的2％做為緩沖區(qū)；當(dāng)數(shù)據(jù)塊大小大于4M時(shí)，分配虛擬內(nèi)存的25％做為緩沖區(qū)。其中，每個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)包括有兩個(gè)數(shù)據(jù)塊鏈表，分別為放置干凈塊的clean鏈表以及放置臟塊的dirty鏈表，當(dāng)快照數(shù)據(jù)塊超過預(yù)設(shè)時(shí)間未被訪問，該快照數(shù)據(jù)塊會(huì)被標(biāo)記為臟塊并放置于dirty鏈表內(nèi)，當(dāng)dirty鏈表的容量超出預(yù)設(shè)容量限制范圍時(shí)，則滿足預(yù)設(shè)刷寫條件將dirty鏈表內(nèi)的臟塊統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

進(jìn)一步的，這里的預(yù)設(shè)容量限制范圍為緩沖區(qū)固定容量值的75％。當(dāng)然，本發(fā)明不限定緩沖區(qū)固定容量值以及預(yù)設(shè)容量限制范圍的具體大小。

其中，判斷l(xiāng)inux系統(tǒng)是否出現(xiàn)掉電情況的過程具體為：

實(shí)時(shí)檢測(cè)linux系統(tǒng)的電源電壓值；

判斷電源電壓值是否低于預(yù)設(shè)電壓閾值，如果是，linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況。

具體的，當(dāng)判斷l(xiāng)inux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況后，將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)的過程具體為：

控制linux系統(tǒng)切換至大電容供電，然后將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

可以理解的是，linux系統(tǒng)在掉電后會(huì)立即切換至大電容供電，由大電容來進(jìn)行臨時(shí)供電，在臨時(shí)供電期間將全部例外信息刷寫至磁盤，供linux系統(tǒng)在上電后根據(jù)存儲(chǔ)的例外信息進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)操作，從而盡可能保證了在意外斷電的情況下數(shù)據(jù)的完整性。當(dāng)然，這里的預(yù)設(shè)電壓閾值可以自行設(shè)定，本發(fā)明不作限定。

作為優(yōu)選地，控制linux系統(tǒng)切換至大電容供電之后還包括：

發(fā)送截?cái)嘀噶钪罥O棧，控制IO棧停止下發(fā)IO數(shù)據(jù)；

確定當(dāng)前例外信息的狀態(tài)情況，得到狀態(tài)信息并寫入linux系統(tǒng)的超級(jí)塊內(nèi)，供linux系統(tǒng)上電后按照狀態(tài)信息進(jìn)行相應(yīng)的處理。

其中，這里的狀態(tài)信息包括例外信息處于拷貝狀態(tài)或刪除狀態(tài)等，例如，當(dāng)處于拷貝狀態(tài)時(shí)，表明掉電后，例外信息已刷寫至磁盤內(nèi)，linux系統(tǒng)上電后可根據(jù)該例外信息進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)；當(dāng)處于刪除狀態(tài)時(shí)，表明例外信息處于正在刪除的狀態(tài)，當(dāng)linux系統(tǒng)上電后，可繼續(xù)對(duì)例外信息進(jìn)行刪除。另外，這里的狀態(tài)信息可以具體包括每條例外信息的狀態(tài)，也可以包括某一個(gè)起止范圍內(nèi)的例外信息的狀態(tài)，當(dāng)包括某一個(gè)起止范圍內(nèi)的例外信息的狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)信息內(nèi)還需包括對(duì)應(yīng)的起止范圍信息。

當(dāng)然，這里的狀態(tài)信息還可包括表明其他狀態(tài)的信息，本發(fā)明對(duì)此不作限定。

另外，這里的預(yù)設(shè)刷寫條件還可以包括：接收到手動(dòng)觸發(fā)信號(hào)。即操作人員手動(dòng)觸發(fā)刷寫功能，接收到手動(dòng)觸發(fā)信號(hào)后即判定快照數(shù)據(jù)塊達(dá)到預(yù)設(shè)刷寫條件。當(dāng)然，預(yù)設(shè)刷寫條件可以包括以上三種之和或幾種的組合，或者還可以包括其他條件，本發(fā)明僅給出優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)此并不做限定。

本發(fā)明提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫方法，本發(fā)明取消了COW快照操作中每次生成例外信息即將其刷寫至磁盤的操作，而是將每次生成的例外信息存儲(chǔ)至內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)，直達(dá)快照數(shù)據(jù)塊滿足預(yù)設(shè)刷寫條件后，才將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)存儲(chǔ)的若干例外信息一次性刷寫至磁盤內(nèi)?？梢?，本發(fā)明在不影響CPW快照性能的基礎(chǔ)上，大大減少了訪問磁盤的次數(shù)，提高了IO的處理速度，盡可能避免了影響linux系統(tǒng)的性能。

本發(fā)明還提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)，參見圖2所示，圖2為本發(fā)明提供的一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)包括：

快照操作模塊1，用于當(dāng)有IO數(shù)據(jù)寫入時(shí)，執(zhí)行CPW快照操作，并將生成的例外信息存儲(chǔ)于內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)；

刷寫判斷模塊2，用于判斷快照數(shù)據(jù)塊是否達(dá)到預(yù)設(shè)刷寫條件，如果是，將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

作為優(yōu)選地，刷寫判斷模塊2具體包括：

臟塊判斷單元21，用于判斷快照數(shù)據(jù)塊是否被判定為臟塊且臟塊所處dirty鏈表的容量是否超出預(yù)設(shè)容量限制范圍，如果是，快照數(shù)據(jù)塊滿足預(yù)設(shè)刷寫條件，觸發(fā)刷寫單元23；

掉電判斷單元22，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)linux系統(tǒng)的電源電壓值；判斷電源電壓值是否低于預(yù)設(shè)電壓閾值，如果是，linux系統(tǒng)出現(xiàn)掉電情況，控制linux系統(tǒng)切換至大電容供電，并觸發(fā)刷寫單元23；

刷寫單元23，用于將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)的例外信息統(tǒng)一刷寫至磁盤內(nèi)。

其中，掉電判斷單元22包括電壓傳感器，電壓傳感器用于實(shí)時(shí)檢測(cè)linux系統(tǒng)的電源電壓值。

本發(fā)明提供了一種基于linux系統(tǒng)的COW快照數(shù)據(jù)刷寫系統(tǒng)，本發(fā)明取消了COW快照操作中每次生成例外信息即將其刷寫至磁盤的操作，而是將每次生成的例外信息存儲(chǔ)至內(nèi)存中的快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)，直達(dá)快照數(shù)據(jù)塊滿足預(yù)設(shè)刷寫條件后，才將快照數(shù)據(jù)塊內(nèi)存儲(chǔ)的若干例外信息一次性刷寫至磁盤內(nèi)?？梢?，本發(fā)明在不影響CPW快照性能的基礎(chǔ)上，大大減少了訪問磁盤的次數(shù)，提高了IO的處理速度，盡可能避免了影響linux系統(tǒng)的性能。

需要說明的是，在本說明書中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。