[发明专利]一种支持级联快照的快照系统及其快照处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘阵列技术，尤其涉及一种支持级联的快照。

背景技术

在数字时代，公司电子化存储的关键业务数据日益增长。当发生文件丢失、数据损坏或者用户误操作时必须能够简单快速恢复。快照技术为此提供了解决方案，方便实现数据备份。

在该快照系统中，将进行读写的逻辑卷称为源逻辑卷，实现快照增加的辅助逻辑卷称为快照卷。差异复制是建立快照中方便快捷的方式，差异复制包括两种方法，写拷贝(Copy-on-Write)和重定向写(Redirect-on-Write)。写拷贝方法是每次接收写操作时，先将源卷中被覆盖的数据拷贝到快照卷，然后将数据写到源卷；重定向写方法是每次接收写操作时，直接将数据写到快照卷中。在该快照系统中，处理数据的单位为一个条带大小的数据，称为一个数据块。

在使用写拷贝方法建立的快照中读取快照数据时，如果数据块未被修改，直接从源卷中读取，否则从快照卷中读取；在使用重定向写建立的快照中读取源数据时，如果数据未被修改时，直接从源逻辑卷中读取，否则从快照卷中读取。每读取一个数据块就需要判断一次该数据块是否被修改，影响到读取快照卷数据的性能。使用这两种方法建立快照时，写数据操作和读取快照卷中数据的方法相似，下面以写拷贝方法为例进行说明。

使用写拷贝方法建立一个级联快照，建立快照的时间点为九点、十点、十一点，目前的时间是十二点，如图1所示。图1A为九点时源逻辑卷的数据；图1B中100为十点时源逻辑卷的数据，101为从九点到十点间向源逻辑卷写数据时被覆盖的数据，保存到九点的快照卷；图1C中100为十一点时源逻辑卷的数据，101为从十点到十一点间向源逻辑卷写数据时被覆盖的数据，保存到十点的快照卷；图1D中100为十二点时源逻辑卷的数据，101为从十一点到十二点间向源逻辑卷写数据时被覆盖的数据，保存到十一点的快照卷。快照建立完成后，目前物理保存的数据有十二点的源逻辑卷和九点、十点、十一点的快照卷。如果要读取九点的数据(即快照)，需要根据十二点时源逻辑卷的数据和十一点的快照卷得到十一点的数据，然后根据十一点的数据和十点的快照卷得到十点的数据，最后根据十点的数据和九点的快照卷得到九点的数据，即九点的快照。

上述方法读取快照卷中的数据时，需要逐级读取，且某些数据块在每个时点中都被修改，这些数据块在每级读取数据时都要被读取，实际上只有最后一次读取是有效的，影响了系统的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以支持级联快照的系统及其处理方法，提高在快照中读取快照卷数据的性能。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种支持级联快照的快照系统，包括源逻辑卷和快照卷，所述快照卷的结构包括：数据区、修改记录位图、修改地址索引表、快照地址索引表；

数据区，用于存放快照中被修改区域的旧数据；

修改记录位图，用于记录该时点开始建立快照后源逻辑卷中各个数据块是否被修改；

修改地址索引表，用于保存源逻辑卷中被修改区域的地址和该区域旧数据被保存在快照卷中数据区的地址；

快照地址索引表，用于保存源逻辑卷地址和该时点快照中每个数据块被存放的地址。

其中，所述修改地址索引表中所存放的地址索引表的表项为两个数据块地址，前一个数据块地址是源逻辑卷数据块地址，后一个数据块地址为旧数据块在快照卷中存放的地址。

其中，所述快照地址索引表中所存放的地址索引表的表项为两个数据块地址，前一个数据块存放的是源逻辑卷数据块地址，后一个数据块存放的是快照数据所存放的地址，可以是源逻辑卷中的地址也可以是快照卷中的地址。

一种支持级联快照的快照系统的快照处理方法，包括以下步骤：

a、建立快照，为一个逻辑卷创建快照；

b、写快照，在快照过程中向源逻辑卷写数据；

c、读快照，快照建立完成后从快照卷中读取快照数据；

d、结束快照，每次结束快照时更新该快照及之前所有时点快照的快照卷地址表；

e、删除快照，回收快照所占的存储资源并维护源卷为正常数据状态。

其中，所述建立快照包括以下步骤：

a1、为建立快照分配一个新的逻辑卷，为该逻辑卷分配相应的辅助存储结构，辅助存储结构包括：数据区、修改记录位图、修改地址索引表、快照地址索引表；

a2、初始化修改记录位图，将位图中所有位标记为0；

a3、初始化修改地址索引表，建立一个空表；