[发明专利]基于跳跃恢复链的连续数据保护方法

说明书

基于跳跃恢复链的连续数据保护方法，属于计算机存储技术领域，目的在于减少连续数据保护的数据恢复时间，提高写操作性能和数据恢复性能。所述算法包括写操作算法和数据恢复算法，采用跳跃恢复链技术，在不需要插入快照的情况下保证系统可以短时间内恢复到故障前的任意时间点，即数据恢复耗时和恢复点时间跨度无关，有效解决久远数据的快速恢复问题；同时，在写操作算法和数据恢复算法中采用了数据缓冲技术，提高跳跃恢复链的写操作性能和数据恢复性能。

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种基于跳跃恢复链的连续数据保护方法。

背景技术

随着科技的进步和生产力的发展，人们对数据的依赖越来越高。传统的数据保护技术如周期性备份、快照等只能将数据恢复到故障前的固定时间点，不能完全避免数据丢失的可能，难以满足高连续性应用场合的需求。

连续数据保护技术（Continuous Data Protection，CDP）能够将数据恢复到故障前的任意时间点，完全避免数据丢失的可能，因而成为近年来数据保护领域的研究热点。

CDP技术捕捉应用对数据块的每一次写操作，也就是在对数据块的每一次写操作前都对数据块的原内容进行备份并记录下当时时间作为时间戳，然后才写入新内容，由备份的数据块内容和时间戳等信息组成日志块，按照时间戳顺序将所有的日志块组成日志链。日志链记录了应用对数据的所有写操作历史，当系统发生故障时，逆着日志链便能将系统恢复到故障前的任意时间点。

但是上述技术在密集型写负载下很容易耗尽存储媒介上的空闲空间，因此已有研究如TRAP（timely Recovery to Any Point-in-time）阵列等注重于提高CDP空间利用率，以最小的空间开销实现了任意时间点恢复。

TRAP不在日志块中存储原数据块内容，而是存储原数据块内容和待写入的新数据块内容的异或校验值，由于修改内容的局部性，通常写前后平均数据改变量很小，因此异或校验值的绝大部分数据位为 0，这便于采用压缩算法对该校验值进行压缩，极大地节省记录日志链的存储空间。

但TRAP等已有CDP技术随着时间的增加，日志链越来越长，链条失效的概率较高，恢复久远数据的耗时较长，难以满足数据快速恢复的需要。

ST-CDP在保留TRAP原有数据记录方式的基础上，按一定间隔值在日志链中插入对应时间点的快照数据，来解决TRAP的链条易失效和恢复时间过长问题。但ST-CDP会产生额外的快照维护开销（如快照保存区的创建、指针维护等），快照点插入越多，对快照进行维护的开销就会越大。同时该方案没有考虑到不同数据块的写操作频率不同的问题，写操作较频繁的数据块，其相邻快照之间的日志链条较长，而对写操作不频繁的数据块，其写操作可能需要同时修改多个快照指针，写性能较差。

鉴于此，需要开发一种新的连续数据保护技术，在不需要插入快照的情况下保证系统用较短的时间恢复到故障前的任意时间点。

发明内容

本发明旨在提供一种基于跳跃恢复链的连续数据保护方法，使用效果好，其可以在不需要插入快照的情况下保证系统用较短的时间恢复到故障前的任意时间点。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：基于跳跃恢复链的连续数据保护方法，所述跳跃恢复链由日志块组成，日志块为校验块或指针块；日志块由块号字段、时间戳字段、计数器字段和载荷字段组成；

包括写操作算法和数据恢复算法；所述写操作算法依次包括如下步骤：

（1）初始化步骤：

首先：从磁盘配置文件上读取参数k，其中，k为设定的指针块插入周期，k为大于1的正整数，在内存中生成一个结点数为0的写操作缓冲区；

然后：判断是否是系统配置初期，如是则在内存中生成一个空的计数布隆过滤器；如否从磁盘配置文件上将备份的计数布隆过滤器读入内存；