專利名稱：實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法，特別涉及一種能夠立刻啟用備用操作系統(tǒng)而不中斷用戶工作，并且能夠實現對用戶數據的實時備份，以及對操作系統(tǒng)故障的快速修復的實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法，屬于計算機技術領域。
背景技術：
計算機操作系統(tǒng)是連接計算機硬件與上層軟件及用戶的橋梁，用于控制計算機硬件設備，管理計算機資源和數據存儲訪問，以及利用計算機硬件為各種應用軟件提供運行環(huán)境，其可靠性和安全性至關重要。
如今，越來越多的復雜應用被部署在單一的操作系統(tǒng)環(huán)境中，導致用戶應用環(huán)境變得非常復雜，容易出現宕機等故障，因此在實際應用中，需要通過相互隔離的操作系統(tǒng)環(huán)境實現多應用、多用戶相互隔離，并保護用戶數據和隱私的安全。同時，病毒攻擊、錯誤操作、應用程序之間的相互影響、以及應用程序與操作系統(tǒng)之間的相互影響等各種因素，使得用戶應用環(huán)境更加脆弱而容易崩潰。因此在實際應用中，在通過相互隔離的操作系統(tǒng)環(huán)境實現多應用、多用戶相互隔離的同時，還需要進一步地實現備用的操作系統(tǒng)環(huán)境和用戶數據，以便操作系統(tǒng)不能工作時立刻啟動備用操作系統(tǒng)繼續(xù)工作，以及實現在操作系統(tǒng)與其備用操作系統(tǒng)之間實時共享用戶數據，以便操作系統(tǒng)不能工作時可以使用共享的用戶數據繼續(xù)工作。
此外，在信息化飛速發(fā)展的今天，由于計算機操作系統(tǒng)發(fā)生故障而導致的資源和成本損耗已不容忽視，因此，如何實現對發(fā)生故障的計算機操作系統(tǒng)的快速修復，也成為亟待解決的問題。
現有技術中，為了解決上述的操作系統(tǒng)備用的問題，通常采用備用計算機或操作系統(tǒng)備份的方法，其缺點在于，在切換到備用計算機或備份的操作系統(tǒng)時，需要中止用戶的工作，并且不能實時地備份用戶數據。
現有技術中，為了解決上述的操作系統(tǒng)故障修復的問題，通常采用使用操作系統(tǒng)恢復軟件的方法。該方法是使用操作系統(tǒng)恢復軟件將操作系統(tǒng)還原到出故障之前的某個正常運行狀態(tài)，其缺點同樣在于修復過程中用戶需要停止工作而造成資源和成本的損耗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的之一是針對上述現有技術的不足，提供一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法，能夠立刻啟用備用操作系統(tǒng)而不中斷用戶工作，并且能夠實現實時地備份用戶數據。
本發(fā)明的另一目的是針對上述現有技術的不足，提供一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法，用于操作系統(tǒng)的故障修復，能夠實現不中斷用戶工作的快速修復。
為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)隔離模塊，用于執(zhí)行所述備用控制模塊發(fā)送的命令；備用控制模塊，與所述系統(tǒng)隔離模塊交互，用于根據用戶指令向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送基于母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊建立和/或啟動新子操作系統(tǒng)模塊的命令，并保存相應的備用關系信息。
進一步地，所述實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)還可包括數據隔離模塊，用于監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊對動態(tài)數據的讀/寫訪問。所述系統(tǒng)隔離模塊可由外存訪問控制模塊和代理模塊構成；所述外存訪問控制模塊設置于硬盤存儲器的磁盤空間中，用于保存所述母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件和/或所述子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件；所述代理模塊分別與所述外存訪問控制模塊、子操作系統(tǒng)模塊交互，用于監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊對文件和/或數據的讀/寫操作，并根據所述外存訪問控制模塊中設定的文件和/或數據訪問規(guī)則對文件和/或數據的讀/寫請求進行處理。
為實現發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種實現操作系統(tǒng)備用的方法，包括以下步驟步驟1、備用控制模塊向系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送建立新子操作系統(tǒng)模塊的命令；步驟2、系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，基于母操作系統(tǒng)和/或當前子操作系統(tǒng)模塊，執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作；步驟3、備用控制模塊保存所述新子操作系統(tǒng)模塊相應的備用關系信息。
上述技術方案中，所述母操作系統(tǒng)為現有技術中操作系統(tǒng)的內核或操作系統(tǒng)的內核與預先設置的應用程序，用于提供完成操作系統(tǒng)必需的基本功能的軟件程序，并對其獨享磁盤空間及磁盤空白空間進行讀訪問?；谀覆僮飨到y(tǒng)和/或當前子操作系統(tǒng)模塊建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作在現有技術中即為建立所述新子操作系統(tǒng)模塊，使其包括用戶對所述母操作系統(tǒng)所做的任何修改信息，并與所述母操作系統(tǒng)交互，對所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間進行讀訪問，且對所述新子操作系統(tǒng)模塊的獨享磁盤空間及磁盤空白空間進行讀/寫訪問。
進一步地，所述步驟2中執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作可包括系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，創(chuàng)建一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊的一個或多個拷貝。所述步驟3可包括所述備用控制模塊為所述新子操作系統(tǒng)模塊設置共享數據區(qū)。
在所述步驟1之前還可包括步驟01，即為系統(tǒng)隔離模塊創(chuàng)建不可更改的母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件，所述磁盤位圖文件標識所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間。在所述步驟01之后還可包括步驟02，即為系統(tǒng)隔離模塊引導建立一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊，并在系統(tǒng)隔離模塊中為每個當前子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建對應的磁盤位圖文件和索引文件。在所述步驟02之后還包括步驟03，即為系統(tǒng)隔離模塊根據所述母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件和所有子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件標識磁盤空白空間。
所述步驟3之后還可包括以下步驟步驟4為備用控制模塊根據啟動新子操作系統(tǒng)模塊的指令，查詢保存的所述備用關系信息，向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令；步驟5為系統(tǒng)隔離模塊根據所述啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令，執(zhí)行啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的操作。在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中。在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊監(jiān)控所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問。在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問實時復制或重定向到所述共享數據區(qū)中。
在上述技術方案中，通過備用控制模塊和系統(tǒng)隔離模塊為一個或多個子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建一個或多個備用模塊，也即為一個或多個不同的工作環(huán)境創(chuàng)建一個或多個備用工作環(huán)境，并通過系統(tǒng)隔離模塊實現不同的工作環(huán)境之間的相互獨立，通過數據隔離模塊實現子操作系統(tǒng)模塊與其備用模塊之間的數據共享和實時備份。當用戶的工作環(huán)境出現故障時，通過備用控制模塊和系統(tǒng)隔離模塊可以立刻啟動備用工作環(huán)境，同時通過數據隔離模塊可以從共享數據區(qū)獲得所有的工作文件和數據，從而克服了現有技術中在切換到備用計算機或備份的操作系統(tǒng)時需要中止用戶的工作且不能實時地備份用戶數據的缺陷。此外，在維修人員對操作系統(tǒng)故障進行修復時，通過備用工作環(huán)境可以遠程連接到用戶的計算機來進行維修，因此用戶不需在修復時停止在備用工作環(huán)境中的工作，而維修人員也不需等待計算機的空閑時間以進行維修，從而實現了不中斷用戶工作的快速修復，克服了現有技術中操作系統(tǒng)故障修復需要用戶停止工作而造成資源和成本的損耗的缺陷。
由上述技術方案可知，本發(fā)明通過操作系統(tǒng)隔離方法和數據隔離/共享方法，實現了操作系統(tǒng)備用，能夠達到立刻啟用備用操作系統(tǒng)而不中斷用戶工作、并且能夠實現實時地備份用戶數據、以及對操作系統(tǒng)故障的快速修復的有益效果。


圖1為本發(fā)明具體實施例一的示意圖；圖2為本發(fā)明具體實施例二的示意圖；圖3為本發(fā)明具體實施例三的示意圖；圖4為本發(fā)明具體實施例四的示意圖；圖5為本發(fā)明具體實施例五的示意圖；圖6為本發(fā)明具體實施例六的示意圖；圖7為本發(fā)明具體實施例七的示意圖；圖8為本發(fā)明具體實施例八的示意圖；圖9為本發(fā)明具體實施例九的示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。
參見圖1，為本發(fā)明具體實施例一，一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)隔離模塊A和備用控制模塊B。系統(tǒng)隔離模塊A與母操作系統(tǒng)交互，用于系統(tǒng)隔離模塊A根據用戶指令建立和/或啟動子操作系統(tǒng)模塊?，F有技術中母操作系統(tǒng)由操作系統(tǒng)內核或操作系統(tǒng)內核和預先設置的應用程序構成。具體來說，母操作系統(tǒng)可以為一個用以完成最基本功能的操作系統(tǒng)內核，所述操作系統(tǒng)內核指用于提供操作系統(tǒng)必需的基本功能的軟件程序，例如Linux、Unix、或者Windows的內核；也可以為操作系統(tǒng)內核和預先設置的應用程序，用于提供操作系統(tǒng)必需的基本功能和其它用戶選擇的功能，例如如果管理員設定所有的操作環(huán)境中都有office軟件，則可將office軟件安裝在母操作系統(tǒng)中。母操作系統(tǒng)用于提供完成操作系統(tǒng)必需的基本功能的軟件程序，以及對其獨享的磁盤空間進行讀訪問?，F有技術中，母操作系統(tǒng)可為一個或多個(圖中未示出)，在傳統(tǒng)計算機架構下，同時僅能運行一個母操作系統(tǒng)，例如運行Linux或者Windows；在虛擬機架構下，同時可運行多個母操作系統(tǒng)。現有技術中子操作系統(tǒng)模塊可為一個或一個以上(圖中未示出)，包括用戶對所述母操作系統(tǒng)所作的任何修改信息，與所述母操作系統(tǒng)交互，用于對所述母操作系統(tǒng)獨享的磁盤空間進行讀訪問，以及對該子操作系統(tǒng)模塊獨享的磁盤空間進行讀/寫訪問。如果有多個子操作系統(tǒng)模塊，則各個子操作系統(tǒng)模塊具有各自的獨享的磁盤空間，且可對各自的獨享的磁盤空間及磁盤空白空間進行讀/寫訪問。系統(tǒng)隔離模塊A還分別與所述母操作系統(tǒng)和所述子操作系統(tǒng)模塊互，用于記錄所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間和所述子操作系統(tǒng)模塊的獨享磁盤空間，以及監(jiān)控所述母操作系統(tǒng)和所述子操作系統(tǒng)模塊對磁盤空間的讀/寫訪問，具體為監(jiān)控母操作系統(tǒng)和子操作系統(tǒng)模塊對磁盤空間的讀/寫訪問，監(jiān)控所有對母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間的寫訪問。系統(tǒng)隔離模塊A可以設置在計算機的基本輸入輸出模塊(BIOS)或者擴展固件接口(EFI)中，且先于所述母操作系統(tǒng)啟動。系統(tǒng)隔離模塊A也可設置在母操作系統(tǒng)模塊A中的操作系統(tǒng)內核中，也可設置在母操作系統(tǒng)模塊A中的預先設置的應用程序中，且與所述母操作系統(tǒng)同時啟動。系統(tǒng)隔離模塊A也可設置在虛擬機的副操作系統(tǒng)模塊中，且與所述母操作系統(tǒng)同時啟動，或者先于所述母操作系統(tǒng)啟動。例如在支持虛擬機的計算機架構下，虛擬內存管理模塊(VIRTUAL MEMORY MANAGER，簡稱VMM)是虛擬機技術中最核心的部分，運行在所有其它操作系統(tǒng)之下，為運行在其上的操作系統(tǒng)分配和協(xié)調系統(tǒng)資源。例如VMWare公司的VMWare軟件、微軟公司的Virtual PC軟件、以及XenSource公司的Xen軟件都是支持虛擬機技術的軟件。VMM可以使同一個計算機系統(tǒng)中運行兩個或多個操作系統(tǒng)，可由系統(tǒng)隔離模塊A引導和/或建立多個子操作系統(tǒng)模塊。系統(tǒng)隔離模塊A可位于VMM中，與VMM同時啟動，用于監(jiān)控并監(jiān)控所有母操作系統(tǒng)和子操作系統(tǒng)模塊對磁盤空間的讀/寫訪問，實現操作系統(tǒng)的隔離。此外，也可在虛擬機系統(tǒng)中設有管理操作系統(tǒng)模塊或服務操作系統(tǒng)模塊(稱為副操作系統(tǒng)模塊)，和母操作系統(tǒng)同時運行或先于母操作系統(tǒng)運行，用于監(jiān)控母操作系統(tǒng)的狀態(tài)，并為母操作系統(tǒng)和子操作系統(tǒng)模塊提供磁盤訪問接口，并將所述系統(tǒng)隔離模塊A設置在所述副操作系統(tǒng)模塊的內核之中或設置在所述副操作系統(tǒng)模塊的內核之外的應用程序中，實現操作系統(tǒng)的隔離。
備用控制模塊B與所述系統(tǒng)隔離模塊A交互，用于接收用戶的指令，根據用戶的指令向系統(tǒng)隔離模塊A發(fā)送建立和/或啟動新子操作系統(tǒng)模塊的命令，并保存相應的備用關系信息。備用控制模塊B可以被安裝到母操作系統(tǒng)中，在母操作系統(tǒng)啟動后加載并運行。在支持虛擬機技術的計算機體系中，備用控制模塊B可以設置于虛擬機的副操作系統(tǒng)中或虛擬機的系統(tǒng)管理軟件中，與所述母操作系統(tǒng)同時啟動或先于所述母操作系統(tǒng)啟動。備用控制模塊B也可以被設置于計算機的BIOS、EFI或虛擬機的虛擬內存管理模塊中，且先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
本具體實施例一中，通過系統(tǒng)隔離模塊A和備用控制模塊B為一個或多個子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建一個或多個用于備用的新子操作系統(tǒng)模塊，也即為一個或多個不同的工作環(huán)境創(chuàng)建一個或多個備用工作環(huán)境，并通過系統(tǒng)隔離模塊A實現了不同的工作環(huán)境之間的相互獨立。
參見圖2所示的本發(fā)明具體實施例二的示意圖，一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)，與本發(fā)明具體實施例一的區(qū)別在于還包括數據隔離模塊C，與所述子操作系統(tǒng)模塊交互，用于監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊對動態(tài)數據的讀/寫訪問，具體包括將所述子操作系統(tǒng)模塊的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中，監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊B對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問，并將所述子操作系統(tǒng)模塊B對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問重定向和/或實時復制到所述共享數據區(qū)中。數據隔離模塊C可以設置于所述母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊中，且在所述母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊啟動后加載并運行。數據隔離模塊C也可以設置于虛擬機的副操作系統(tǒng)中或虛擬機的系統(tǒng)管理軟件中，與所述母操作系統(tǒng)同時啟動或先于所述母操作系統(tǒng)啟動。所述共享數據區(qū)可以是隱藏的磁盤分區(qū)，例如基于硬盤HPA(Host Protection Area)標準構建的磁盤分區(qū)，也可以是一個普通的未隱藏的磁盤空間。該共享數據區(qū)與所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間、所述子操作系統(tǒng)模塊的獨享磁盤空間不重疊。所述動態(tài)數據是指用戶數據。現有技術中，子操作系統(tǒng)模塊包括操作系統(tǒng)程序和數據、應用軟件程序和數據、用戶數據。其中用戶數據是最有價值的，而且是經常變化的，所以稱為動態(tài)數據。數據隔離模塊C能夠實時的監(jiān)控并監(jiān)控對動態(tài)數據的操作，并將對動態(tài)數據的讀/寫訪問重定向和/或實時復制到共享數據區(qū)中，從而實現了隔離操作系統(tǒng)的動態(tài)數據，并在啟動備用操作系統(tǒng)時能夠共享先前的動態(tài)數據。
參見圖3，為本發(fā)明具體實施例三的示意圖，當用戶當前使用的子操作系統(tǒng)模塊M1出現故障時，通過備用控制模塊B和系統(tǒng)隔離模塊A可以立刻啟動子操作系統(tǒng)模塊M1對應的用于備用的子操作系統(tǒng)模塊M2，所述子操作系統(tǒng)模塊M2包括所述子操作系統(tǒng)模塊M1中用戶對所述母操作系統(tǒng)模塊所作的任何修改信息，所述子操作系統(tǒng)模塊M2啟動后可與所述母操作系統(tǒng)交互，用于對所述母操作系統(tǒng)獨享的磁盤空間進行讀訪問。所述子操作系統(tǒng)模塊M2與所述數據隔離模塊C交互，用于所述數據隔離模塊C將所述子操作系統(tǒng)模塊M1和所述子操作系統(tǒng)模塊M2的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中；所述數據隔離模塊C監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊M1和/或所述子操作系統(tǒng)模塊M2對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問，并將所述子操作系統(tǒng)模塊M1和/或所述子操作系統(tǒng)模塊M2對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問重定向或實時復制到所述共享數據區(qū)中。
在本實施例中，通過數據隔離模塊C實現子操作系統(tǒng)模塊M1與其備用的子操作系統(tǒng)模塊M2之間的數據共享和實時備份。當用戶當前使用的子操作系統(tǒng)模塊M1出現故障時，通過備用控制模塊B和系統(tǒng)隔離模塊A可以立刻啟動子操作系統(tǒng)模塊M2，同時子操作系統(tǒng)模塊M2通過數據隔離模塊C可以從共享數據區(qū)獲得子操作系統(tǒng)模塊M1所有的工作文件和數據，從而克服了現有技術中在切換到備用計算機或備份的操作系統(tǒng)時需要中止用戶的工作且不能實時地備份用戶數據的缺陷。另外，用戶在子操作系統(tǒng)模塊M2中可以訪問子操作系統(tǒng)模塊M1中的文件和數據，并且可以對這些文件和數據進行操作，如復制、刪除、修改等。同樣，用戶在子操作系統(tǒng)模塊M1中也可以訪問子操作系統(tǒng)模塊M2中的文件和數據，并且可以對這些文件和數據進行操作，如復制、刪除、修改等。從而當維修人員對發(fā)生故障的操作系統(tǒng)進行修復時，可以通過該操作系統(tǒng)的備用模塊遠程連接到用戶的計算機，并進行遠程的維修，從而用戶無需因為維修而停止工作或宕機，而維修人員也無需等待計算機的空閑時間才進行維修。
參見圖4，為本發(fā)明具體實施例四的示意圖，其與具體實施例三的區(qū)別在于，系統(tǒng)隔離模塊A還包括代理模塊D和外存訪問控制模塊E，所述外存訪問控制模塊E設置于硬盤存儲器的磁盤空間中，包括母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件，用于記錄母操作系統(tǒng)的磁盤存儲狀態(tài)，標識母操作系統(tǒng)在磁盤上的獨享磁盤空間；子操作系統(tǒng)模塊M1、M2的磁盤位圖文件，用于記錄子操作系統(tǒng)模塊M1、M2的磁盤存儲狀態(tài)，標識子操作系統(tǒng)模塊M1、M2在磁盤上的獨享磁盤空間；子操作系統(tǒng)模塊M1、M2的索引文件，用于標識所有被系統(tǒng)隔離模塊A轉儲的數據的調用地址與轉儲后的存儲地址及二者間的對應關系。所述代理模塊D分別與外存訪問控制模塊E、子操作系統(tǒng)模塊M1、子操作系統(tǒng)模塊M2交互，用于監(jiān)控子操作系統(tǒng)模塊M1或子操作系統(tǒng)模塊M2對文件和/或數據的讀/寫操作，并根據外存訪問控制模塊D中設定的文件和/或數據訪問規(guī)則對文件和/或數據的讀/寫請求進行處理，其中，所述文件和/或數據保存在母操作系統(tǒng)的、或子操作系統(tǒng)模塊M1的、或子操作系統(tǒng)模塊M2的獨享磁盤空間中。在本實施例中，系統(tǒng)隔離模塊A通過代理模塊E和外存訪問控制模塊D實現對母操作系統(tǒng)、子操作系統(tǒng)模塊M1、及子操作系統(tǒng)模塊M2的隔離和監(jiān)控。
參見圖5所示的本發(fā)明具體實施例五的示意圖，一種實現操作系統(tǒng)備用的方法，包括以下步驟在步驟1中，備用控制模塊向系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送建立新子操作系統(tǒng)模塊的命令；然后在步驟2中，系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，基于母操作系統(tǒng)和/或當前子操作系統(tǒng)模塊，執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作；最后在步驟3中，備用控制模塊保存所述新子操作系統(tǒng)模塊相應的備用關系信息。
其中，所述步驟3可包括所述備用控制模塊為所述新子操作系統(tǒng)模塊設置共享數據區(qū)。所述步驟2中執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作可包括系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，創(chuàng)建一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊的一個或多個拷貝。
在本實施例中，通過復制子操作系統(tǒng)模塊或者子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊，或者通過母操作系統(tǒng)模塊，產生新的子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊；并通過數據共享方法實現該子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊可以共享該子操作系統(tǒng)模塊的工作數據。
參見圖6所示的本發(fā)明具體實施例六的示意圖，與具體實施例五的區(qū)別在于在所述步驟1之前還可包括步驟01，即為系統(tǒng)隔離模塊創(chuàng)建不可更改的母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件，所述磁盤位圖文件標識所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間。
參見圖7所示的本發(fā)明具體實施例七的示意圖，與具體實施例六的區(qū)別在于在所述步驟01之后還可包括步驟02，即為系統(tǒng)隔離模塊引導建立一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊，并在系統(tǒng)隔離模塊中為每個當前子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建對應的磁盤位圖文件和索引文件。所述磁盤位圖文件標識所述當前子操作系統(tǒng)模塊的獨享磁盤空間，所述索引文件標識所有被所述系統(tǒng)隔離模塊轉儲數據的調用地址、轉儲后的存儲地址以及二者間的對應關系。
參見圖8所示的本發(fā)明具體實施例八的示意圖，與具體實施例七的區(qū)別在于在所述步驟02之后還可包括步驟03，即為系統(tǒng)隔離模塊根據所述母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件和所有子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件標識磁盤空白空間。所述磁盤空白空間為所述母操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件以及子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件中標識的獨享磁盤空間以外的磁盤空間。
參見圖9所示的本發(fā)明具體實施例九的示意圖，與具體實施例五的區(qū)別在于所述步驟3之后還可包括以下步驟在步驟4中，備用控制模塊根據啟動新子操作系統(tǒng)模塊的指令，查詢保存的所述備用關系信息，向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令；然后在步驟5中，系統(tǒng)隔離模塊根據所述啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令，執(zhí)行啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的操作。
其中，在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中。在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊監(jiān)控所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問。在所述步驟5之后還可包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問實時復制到所述共享數據區(qū)中。
在本具體實施例九中，當接收到用戶發(fā)出的引導所述子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊啟動的命令后，備用控制模塊根據用戶發(fā)出的引導子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊的指令，查詢保存的所述對應關系信息，并根據所述對應關系信息向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送引導所述子操作系統(tǒng)的備用模塊的命令；然后系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的引導所述子操作系統(tǒng)的備用模塊的命令，執(zhí)行引導所述子操作系統(tǒng)的備用模塊的操作。其中，在執(zhí)行完步驟5之后即執(zhí)行以下操作所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中，并監(jiān)控所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問，將所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問實時復制到所述共享數據區(qū)中。在執(zhí)行所述步驟5之后還執(zhí)行以下操作系統(tǒng)隔離模塊對所述新子操作系統(tǒng)模塊對文件和/或數據的讀/寫請求進行處理，所述文件和/或數據保存在所述母操作系統(tǒng)模塊的、或所述子操作系統(tǒng)模塊的、或所述子操作系統(tǒng)模塊的備用模塊的獨享磁盤空間中。具體包括系統(tǒng)隔離模塊監(jiān)控所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述文件和/或數據的訪問請求，并判斷是否為讀請求；如果是讀請求則代理模塊通過外存訪問控制模塊定位該文件和/或數據在所述磁盤空間上的位置，然后讀取該文件和/或數據并返回給發(fā)起請求的模塊；如果是寫請求則代理模塊將該寫請求中攜帶的文件和/或數據寫入所述磁盤空間中。其中，所述的讀取該文件和/或數據并返回給發(fā)起請求的模塊具體包括以下步驟系統(tǒng)隔離模塊提取新子操作系統(tǒng)模塊發(fā)起的讀取磁盤數據操作的調用地址；然后系統(tǒng)隔離模塊根據所述調用地址，查詢新子操作系統(tǒng)模塊的索引文件中是否記錄有該調用地址對應的存儲地址，是則從所述存儲地址讀取數據并返回給當前子操作系統(tǒng)模塊，否則從所述調用地址讀取數據并返回給新子操作系統(tǒng)模塊。所述的將該寫請求中攜帶的文件和/或數據寫入所述磁盤空間中具體包括以下步驟系統(tǒng)隔離模塊提取新子操作系統(tǒng)模塊發(fā)起的寫入磁盤數據操作的調用地址；然后根據所述調用地址，查詢當前子操作系統(tǒng)模塊的索引文件中是否記錄有該調用地址對應的存儲地址，是則將數據寫入該存儲地址位置，否則將數據寫入磁盤空白空間，并將寫入的地址作為該調用地址對應的存儲地址記錄在當前子操作系統(tǒng)模塊的索引文件中，以及將新子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件中記錄的該存儲地址的對應位置標記為有數據狀態(tài)。
在本具體實施例九中，通過備用控制模塊和系統(tǒng)隔離模塊為一個或多個子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建一個或多個備用模塊，并通過系統(tǒng)隔離模塊實現不同的子操作系統(tǒng)模塊及其備用模塊之間的相互隔離，以及通過數據隔離模塊實現子操作系統(tǒng)模塊與其備用模塊之間的數據共享和實時備份。當用戶當前使用的子操作系統(tǒng)模塊出現故障時，通過備用控制模塊和系統(tǒng)隔離模塊可以立刻啟動其備用模塊，同時通過數據隔離模塊可以使該備用模塊從共享數據區(qū)獲得所有的工作文件和數據，從而克服了現有技術中在切換到備用計算機或備份的操作系統(tǒng)時需要中止用戶的工作且不能實時地備份用戶數據的缺陷。
最后所應說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明作限制性理解。盡管參照上述較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而這種修改或者等同替換并不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍。
權利要求
1.一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)，其特征在于，包括系統(tǒng)隔離模塊，用于執(zhí)行所述備用控制模塊發(fā)送的命令；備用控制模塊，與所述系統(tǒng)隔離模塊交互，用于根據用戶指令向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送基于母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊建立和/或啟動新子操作系統(tǒng)模塊的命令，并保存相應的備用關系信息。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括數據隔離模塊，用于監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊對動態(tài)數據的讀/寫訪問。
3.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)隔離模塊由外存訪問控制模塊和代理模塊構成；所述外存訪問控制模塊設置于硬盤存儲器的磁盤空間中，用于保存所述母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件和/或所述子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件；所述代理模塊分別與所述外存訪問控制模塊、子操作系統(tǒng)模塊交互，用于監(jiān)控所述子操作系統(tǒng)模塊對文件和/或數據的讀/寫操作，并根據所述外存訪問控制模塊中設定的文件和/或數據訪問規(guī)則對文件和/或數據的讀/寫請求進行處理。
4.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)隔離模塊設置于計算機的BIOS、EFI或虛擬機的虛擬內存管理模塊中，且先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
5.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)隔離模塊設置于虛擬機的副操作系統(tǒng)模塊中，且與所述母操作系統(tǒng)同時啟動，或者先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
6.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)隔離模塊設置于所述母操作系統(tǒng)中的操作系統(tǒng)內核中，或者設置于所述母操作系統(tǒng)中的預先設置的應用程序中，且與所述母操作系統(tǒng)同時啟動。
7.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述備用控制模塊設置于計算機的BIOS、EFI或虛擬機的虛擬內存管理模塊中，且先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
8.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述備用控制模塊設置于所述母操作系統(tǒng)中，且在所述母操作系統(tǒng)啟動后加載并運行。
9.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述備用控制模塊設置于虛擬機的副操作系統(tǒng)或虛擬機的系統(tǒng)管理軟件中，與所述母操作系統(tǒng)同時啟動或先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
10.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數據隔離模塊設置于所述母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊中，且在所述母操作系統(tǒng)和/或子操作系統(tǒng)模塊啟動后加載并運行。
11.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述數據隔離模塊設置于虛擬機的副操作系統(tǒng)中或虛擬機的系統(tǒng)管理軟件中，與所述母操作系統(tǒng)同時啟動或先于所述母操作系統(tǒng)啟動。
12.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述母操作系統(tǒng)由操作系統(tǒng)內核或操作系統(tǒng)內核和預先設置的應用程序構成。
13.根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述子操作系統(tǒng)模塊中記錄有對所述母操作系統(tǒng)的修改信息。
14.一種實現操作系統(tǒng)備用的方法，其特征在于，包括步驟1、備用控制模塊向系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送建立新子操作系統(tǒng)模塊的命令；步驟2、系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，基于母操作系統(tǒng)和/或當前子操作系統(tǒng)模塊，執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作；步驟3、備用控制模塊保存所述新子操作系統(tǒng)模塊相應的備用關系信息。
15.根據權利要求14所述的方法，其特征在于，所述步驟3包括所述備用控制模塊為所述新子操作系統(tǒng)模塊設置共享數據區(qū)。
16.根據權利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述步驟2中執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作包括系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，創(chuàng)建一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊的一個或多個拷貝。
17.根據權利要求14或15所述的方法，其特征在于，在所述步驟1之前還包括步驟01、系統(tǒng)隔離模塊創(chuàng)建不可更改的母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件，所述磁盤位圖文件標識所述母操作系統(tǒng)的獨享磁盤空間。
18.根據權利要求17所述的方法，其特征在于，在所述步驟01之后還包括步驟02、系統(tǒng)隔離模塊引導建立一個或多個當前子操作系統(tǒng)模塊，并在系統(tǒng)隔離模塊中為每個當前子操作系統(tǒng)模塊創(chuàng)建對應的磁盤位圖文件和索引文件。
19.根據權利要求18所述的方法，其特征在于，在所述步驟02之后還包括步驟03、系統(tǒng)隔離模塊根據所述母操作系統(tǒng)的磁盤位圖文件和所有子操作系統(tǒng)模塊的磁盤位圖文件標識磁盤空白空間。
20.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，所述步驟3之后還包括步驟4、備用控制模塊根據啟動新子操作系統(tǒng)模塊的指令，查詢保存的所述備用關系信息，向所述系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令；步驟5、系統(tǒng)隔離模塊根據所述啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的命令，執(zhí)行啟動所述新子操作系統(tǒng)模塊的操作。
21.根據權利要求20所述的方法，其特征在于，在所述步驟5之后還包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊的動態(tài)數據復制到共享數據區(qū)中。
22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，在所述步驟5之后還包括所述數據隔離模塊監(jiān)控所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問。
23.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，在所述步驟5之后還包括所述數據隔離模塊將所述新子操作系統(tǒng)模塊對所述動態(tài)數據的讀/寫訪問實時復制或重定向到所述共享數據區(qū)中。
全文摘要
一種實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)，包括系統(tǒng)隔離模塊和備用控制模塊。一種實現操作系統(tǒng)備用的方法，包括以下步驟步驟1為備用控制模塊向系統(tǒng)隔離模塊發(fā)送建立新子操作系統(tǒng)模塊的命令；步驟2為系統(tǒng)隔離模塊根據所述備用控制模塊發(fā)送的命令，基于母操作系統(tǒng)和/或當前子操作系統(tǒng)模塊，執(zhí)行所述建立新子操作系統(tǒng)模塊的操作；步驟3為備用控制模塊保存所述新子操作系統(tǒng)模塊相應的備用關系信息。本發(fā)明提供的實現操作系統(tǒng)備用的系統(tǒng)及方法能夠立刻啟用備用操作系統(tǒng)而不中斷用戶工作、并且能夠實現對用戶數據的實時備份以及對操作系統(tǒng)故障的快速修復。
文檔編號G06F9/46GK101059768SQ200610072468
公開日2007年10月24日 申請日期2006年4月17日 優(yōu)先權日2006年4月17日
發(fā)明者張興明 申請人:北京軟通科技有限責任公司