[发明专利]实现存储卷的一致性组的快照集

说明书

用于实现数据存储系统中的存储卷的一致性组的快照集的技术。对于一致性组的快照集中的每个快照，元数据被扩展以包括快照集标识符和一致性组标识符。一致性组的数据结构被增强以包括快照集列表，快照集列表包括一致性组的快照集标识符和指向存储卷列表的指针，存储卷列表包含具有快照集中的快照的存储卷的名称。通过扩展快照集中每个快照的元数据，并且利用快照集来增强每个一致性组的数据结构，可以容易地保持快照、快照集、一致性组和存储卷之间的关系，从而允许存储卷被添加到一致性组和/或从一致性组中被移除，而不必删除存储卷的快照和/或一致性组的快照集。

背景技术

传统的数据存储系统出于各种目的在某些时间点(PIT)处创建存储卷的快照，包括但不限于备份大量数据、提供操作和/或灾难恢复、提高应用可用性、以及降低数据管理成本。存储卷的这样的快照通常用于记录数据存储系统的状态，以及提供一致性组的时间点(PIT)视图，该PIT视图表示存储在数据存储系统内的存储设备上的应用的存储卷集。通过保持存储在一致性组的存储卷集上的数据之间的一致性，这样的应用可以在数据存储系统的一个或多个PIT处使用存储卷的一致数据来成功地从故障(例如，数据库错误等)中恢复。存储卷的这样的一致数据也可以在事故、灾难或其他灾难性故障使得生产现场处的数据被丢失的情况下被用于数据恢复。

发明内容

在传统数据存储系统中，存储设备可以在数据存储系统的某些PIT处存储存储卷的快照，并且在相应的PIT处存储一致性组内的存储卷的快照集合(本文中也称为“快照集”)。然而，在这种传统数据存储系统上保持具有一个或多个关联快照的存储卷和/或具有一个或多个关联快照集的一致性组可能限制数据存储系统向一致性组添加存储卷以及从一致性组中移除存储卷的能力。例如，为了向一致性组添加具有一个或多个关联快照的存储卷，传统数据存储系统通常必须在向一致性组添加存储卷之前删除存储卷的所有快照。此外，为了向具有一个或多个关联快照集的一致性组添加存储卷(或从中移除存储卷)，传统数据存储系统通常必须在向一致性组添加存储卷(或从中删除存储卷)之前删除一致性组的所有快照集。然而，在向一致性组添加存储卷(或从中移除存储卷)之前必须删除快照和/或快照集可以减少对数据存储系统可用的一致性数据的量，从而不利地影响数据存储系统在事故、灾难或其他灾难性故障的情况下实现数据恢复的能力。

本文中公开了用于实现数据存储系统中的存储卷的一致性组的快照集的技术。所公开的技术针对存储在数据存储系统上的存储卷的快照采用扩展元数据并且针对存储卷的一致性组采用增强数据结构。对于一致性组的快照集中的存储卷的每个快照，快照元数据被扩展以包括快照集的标识符(在本文中也被称为“快照集标识符”或“SSID”)和一致性组的标识符(在本文中也被称为“一致性组标识符”或“CGID”)。一致性组的数据结构被增强以包括快照集列表(本文中也称为“一致性组快照集列表”或“CGSSL”)，快照集列表包括一致性组的每个快照集的SSID和指向存储卷列表的指针，该存储卷列表包含具有快照集中的关联快照的一个或多个存储卷的名称。通过扩展一致性组的快照集中的存储卷的每个快照的元数据，并且利用一个或多个关联快照集来增强每个一致性组的数据结构，可以更容易地在数据存储系统中保持快照、快照集、一致性组和存储卷之间的关系，由此允许存储卷被添加到一致性组和/或从一致性组中被移除，而不必首先删除存储卷的快照和/或一致性组的快照集。

在某些实施例中，一种实现数据存储系统中的存储卷的一致性组的快照集的方法包括在数据存储系统上形成存储卷的一致性组。一致性组具有数据结构。该方法还包括在第一时间点(PIT)处创建一致性组中的存储卷的第一快照集，并且为第一快照集中的每个快照生成第一快照元数据。第一快照元数据包括第一快照集的标识符和一致性组的标识符。该方法还包括将包括第一快照集节点的快照集列表并入一致性组的数据结构中。第一快照集节点包括第一快照集的标识符和指向具有第一快照集中的相应快照的存储卷的第一存储卷列表的第一指针。该方法还包括执行以下中的至少一项：(i)向一致性组添加附加存储卷，以及(ii)从一致性组中的存储卷中移除相应存储卷，而不删除一致性组中的第一快照集中的快照中的任何快照。