一種差量快照系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種差量快照系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)包括：快照模塊，用于維護(hù)源卷和快照卷的依賴關(guān)系、快照策略語義以及管理快照元數(shù)據(jù)；精簡配置模塊，該精簡配置模塊具有資源管理子模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)快照的資源管理功能，該功能包括資源分配、資源映射、資源回收；該快照模塊與該精簡配置模塊通過通用塊層接口通信，該快照模塊通過向該精簡配置模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求或資源管理命令實(shí)現(xiàn)通信。該系統(tǒng)使快照語義與物理資源管理解耦合，能夠按需分配存儲(chǔ)資源，并能夠?qū)崿F(xiàn)寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向、隨處寫三種方式的處理邏輯，提高快照資源有效利用率。
【專利說明】一種差量快照系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信息【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及存儲(chǔ)領(lǐng)域的差量快照技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì)SNIA (Storage Networking Industry Association),按照實(shí)現(xiàn)技術(shù)將快照分為兩大類:全復(fù)制快照與差量復(fù)制快照。與全復(fù)制快照相比差量快照技術(shù)具有時(shí)間開銷低，空間利用率高等突出優(yōu)勢(shì)，因此差量快照技術(shù)被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。目前差量快照技術(shù)有三種實(shí)現(xiàn)，即寫時(shí)拷貝(C0W，Copy On Write)，寫時(shí)重定向(ROW，Redirect OfWrite),隨處寫(WA, Write Anywhere),以滿足不同實(shí)例的需求。
[0003]寫時(shí)拷貝，原理如圖1所示，創(chuàng)建快照后源卷數(shù)據(jù)第一次被覆蓋寫之前，先將源卷的舊數(shù)據(jù)拷貝到為快照預(yù)留的空間，再將新數(shù)據(jù)寫入源卷，并建立索引表來記錄快照創(chuàng)建之后修改過的數(shù)據(jù)塊。寫時(shí)拷貝技術(shù)保持源卷上數(shù)據(jù)的物理分布，因此不影響讀源卷數(shù)據(jù)的性能。但是創(chuàng)建快照卷后的首次寫引入了數(shù)據(jù)的物理拷貝，因此源卷的寫性能差，而且各個(gè)時(shí)刻的增量數(shù)據(jù)集分散在各個(gè)快照卷中，讀快照卷數(shù)據(jù)的性能會(huì)受到影響。
[0004]寫時(shí)重定向，原理如圖2所示，在創(chuàng)建快照后，對(duì)源卷的寫操作將會(huì)被重定向到為快照預(yù)留的空間，并建立索引表來記錄數(shù)據(jù)位置，源卷中的舊數(shù)據(jù)仍保存在原位置。寫時(shí)重定向?qū)υ淳淼膶懶阅茌^優(yōu)，而且各個(gè)時(shí)刻的增量數(shù)據(jù)集聚集保存在一個(gè)快照卷中，讀快照卷數(shù)據(jù)的性能也要優(yōu)于寫時(shí)拷貝快照。然而由于新數(shù)據(jù)保存在快照卷中，源數(shù)據(jù)集的分布變得分散，因此讀源數(shù)據(jù)集的性能會(huì)受到影響。此外，源卷數(shù)據(jù)集既存放在源卷也存放在快照卷中，當(dāng)刪除一個(gè)快照時(shí)，需要將快照中的數(shù)據(jù)遷移合并到源中。
[0005]隨處寫，原理如圖3所示，基本思想是將所有物理資源進(jìn)行虛擬化管理，即將磁盤按照固定粒度切分成等大的物理塊，建立映射表記錄所有的邏輯塊與物理塊的映射關(guān)系，使用映射指針的方式管理數(shù)據(jù)塊。創(chuàng)建快照時(shí)，將當(dāng)前的映射指針復(fù)制一份作為快照。當(dāng)數(shù)據(jù)塊發(fā)生變化時(shí)，隨處寫技術(shù)不修改老數(shù)據(jù)，而是為數(shù)據(jù)塊新申請(qǐng)一個(gè)空閑的物理塊，接著將源的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊映射指針指向新物理塊，并將新數(shù)據(jù)寫入新物理塊的存儲(chǔ)空間?？煺盏挠成渲羔樔灾赶蚶蠑?shù)據(jù)所存放的物理塊。隨處寫技術(shù)寫性能較優(yōu)，并且還可以通過請(qǐng)求調(diào)度將隨機(jī)寫變成順序?qū)憙?yōu)化隨機(jī)寫性能。在刪除快照時(shí)，隨處寫技術(shù)只需要進(jìn)行數(shù)據(jù)塊的回收操作，不需要進(jìn)行數(shù)據(jù)合并遷移。隨處寫技術(shù)將源卷與快照卷的存儲(chǔ)空間混合在一起進(jìn)行統(tǒng)一管理，源卷與快照卷的讀性能相同。但是，隨處寫技術(shù)會(huì)造成大量的數(shù)據(jù)碎片，讀請(qǐng)求會(huì)引起大量的合并操作，嚴(yán)重影響讀源數(shù)據(jù)和快照數(shù)據(jù)的性能。
[0006]通過對(duì)差量快照三種實(shí)現(xiàn)方式的分析得出它們的共同點(diǎn)，即維護(hù)快照層語義需要為新數(shù)據(jù)或者舊數(shù)據(jù)分配存儲(chǔ)空間，即快照同時(shí)需要支持資源管理功能。綜合前述三種實(shí)現(xiàn)方式，快照技術(shù)支持兩種方式資源管理方式，即空間預(yù)留方式和動(dòng)態(tài)資源分配方式?？臻g預(yù)留方式，創(chuàng)建快照時(shí)就為快照卷按比率預(yù)留可用資源，屬于靜態(tài)的資源管理，該方式的資源利用率較低，該方式應(yīng)用于寫時(shí)拷貝與寫時(shí)重定向。動(dòng)態(tài)資源分配方式，統(tǒng)一管理系統(tǒng)中所有可用資源，按照按需分配的原則，采用寫時(shí)分配策略，該方式的資源利用率較高，但是需要?jiǎng)討B(tài)的更新資源使用情況，實(shí)現(xiàn)也更復(fù)雜，該方式應(yīng)用于隨處寫。
[0007]基于上述考慮，傳統(tǒng)差量快照技術(shù)中資源管理方式與快照語義緊耦合，由此帶來以下幾方面的不足:
[0008]第一，快照系統(tǒng)中需要維護(hù)資源映射信息。兩種資源管理分配方式都需要快照系統(tǒng)支持資源映射功能，并在有新數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)需要修改或者建立相應(yīng)的映射關(guān)系。資源映射管理和維護(hù)增加了快照系統(tǒng)的復(fù)雜性。
[0009]第二，快照實(shí)現(xiàn)技術(shù)與資源管理方式耦合，按照存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)工業(yè)協(xié)會(huì)的定義，寫時(shí)拷貝或者寫時(shí)重定向?yàn)橘Y源預(yù)留方式，不支持按需分配。由此導(dǎo)致這兩種實(shí)現(xiàn)方式的資源有效利用率難以提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種基于精簡配置系統(tǒng)的差量快照系統(tǒng)及其使用方法，使快照語義與物理資源管理解耦合，能夠按需分配存儲(chǔ)資源，并能夠?qū)崿F(xiàn)寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向、隨處寫三種方式的處理邏輯，提高快照資源有效利用率。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種差量快照系統(tǒng)，用于按需分配存儲(chǔ)資源，其特征在于，該系統(tǒng)包括:
[0012]快照模塊，用于維護(hù)源卷和快照卷的依賴關(guān)系、快照策略語義、管理快照元數(shù)據(jù)；
[0013]精簡配置模塊，該精簡配置模塊具有資源管理子模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)快照的資源管理功能，該功能包括資源分配、資源映射、資源回收；
[0014]該快照模塊的邏輯卷底層設(shè)備是該精簡配置模塊的邏輯卷，通過該精簡配置模塊對(duì)該邏輯卷的資源管理實(shí)現(xiàn)按需分配存儲(chǔ)資源，該快照模塊與該精簡配置模塊通過通用塊層接口通信，該快照模塊通過向該精簡配置模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求或資源管理命令實(shí)現(xiàn)通信。
[0015]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)，其特征在于，在該快照模塊中，所采用的快照技術(shù)為寫時(shí)拷貝或?qū)憰r(shí)重定向，在該精簡配置模塊中，采用寫時(shí)分配技術(shù)，支持隨處寫快照語義。
[0016]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)，其特征在于，該精簡配置模塊還包括:
[0017]資源池，用于對(duì)物理存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一的虛擬化管理，對(duì)外提供可用快照邏輯塊；
[0018]物理存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)快照數(shù)據(jù)塊；
[0019]其中，該快照邏輯塊與該快照數(shù)據(jù)塊通過該精簡配置模塊管理的邏輯卷中的資源映射表相對(duì)應(yīng)；
[0020]空閑資源表，記錄當(dāng)前資源池中可用的物理資源塊數(shù)量及信息。
[0021]本發(fā)明還涉及一種如上所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該方法包括快照模塊步驟和精簡配置模塊步驟，其中，
[0022]該快照模塊步驟，包括:
[0023]用戶請(qǐng)求處理步驟，用于當(dāng)該快照模塊接收到用戶的快照數(shù)據(jù)塊寫請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)該寫請(qǐng)求所訪問的邏輯卷所應(yīng)用的快照策略，進(jìn)行寫時(shí)拷貝處理或?qū)憰r(shí)重定向處理，并向該精簡配置層發(fā)送重映射命令或?qū)懻?qǐng)求，當(dāng)該快照模塊接收到用戶的讀請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)讀請(qǐng)求地址和快照邏輯確定請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊所在邏輯卷，向精簡配置層轉(zhuǎn)發(fā)讀請(qǐng)求，寫請(qǐng)求或讀請(qǐng)求返回后，向用戶返回，[0024]數(shù)據(jù)合并步驟，用于對(duì)同一快照邏輯地址在不同快照卷中對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行合并，并向該精簡配置層發(fā)送重映射命令或資源回收命令；
[0025]該精簡配置模塊步驟，包括:
[0026]寫請(qǐng)求步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的寫請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)策略選擇是否需要為該快照數(shù)據(jù)塊分配資源并建立該快照數(shù)據(jù)塊與物理資源塊的映射關(guān)系，然后向底層物理存儲(chǔ)模塊轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求將數(shù)據(jù)寫入物理存儲(chǔ)設(shè)備，寫完成后逐層向上返回，
[0027]讀請(qǐng)求步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的讀請(qǐng)求時(shí)，將請(qǐng)求重定向到數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的位置，轉(zhuǎn)發(fā)到物理存儲(chǔ)設(shè)備，從物理存儲(chǔ)設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)返回給用戶，
[0028]重映射步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的重映射命令時(shí)，對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重映射操作，
[0029]資源回收步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照數(shù)據(jù)塊的資源回收命令時(shí)，對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行物理資源回收。
[0030]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述寫時(shí)拷貝處理包括下列步驟:
[0031]步驟11，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷中的元數(shù)據(jù)，依此判斷本次寫是否為對(duì)該快照邏輯塊的首次寫，若該快照卷的元數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)該快照邏輯塊無有效快照數(shù)據(jù)塊，則為首次寫，執(zhí)行步驟12，否則，執(zhí)行步驟13，
[0032]步驟12，該快照源卷向底層設(shè)備即該精簡配置系統(tǒng)的邏輯卷發(fā)送重映射命令，將該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的舊版本快照數(shù)據(jù)塊從源卷邏輯空間重映射到快照卷邏輯空間，更新該快照卷元數(shù)據(jù)，并通知該源卷的數(shù)據(jù)邏輯單元已完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)快照數(shù)據(jù)塊的邏輯拷貝，
[0033]步驟13，該源卷將用戶的該快照數(shù)據(jù)寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備，即精簡配置邏輯卷，該快照寫請(qǐng)求返回后向用戶層返回；
[0034]該寫時(shí)重定向處理包括下列步驟:
[0035]步驟21，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷，將寫請(qǐng)求重定向到該快照卷邏輯空間，
[0036]步驟22，該快照卷接收用戶的快照邏輯塊寫請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備，
[0037]步驟23，該寫請(qǐng)求返回后更新快照卷元數(shù)據(jù)，并返回用戶層。
[0038]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該數(shù)據(jù)合并步驟具體為:若將在快照邏輯卷LV2中存在有效快照數(shù)據(jù)塊的快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊合并到快照邏輯卷LV1，其中LV1、LV2為同一源卷在不同時(shí)刻的快照卷，或者源卷與快照卷，
[0039]若該快照邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集新于該快照邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟:
[0040]步驟41，對(duì)于該快照邏輯卷LV2中的該快照邏輯塊B，檢查該快照邏輯卷LVl中的元數(shù)據(jù)，判斷該卷中是否有快照邏輯塊的新版本快照數(shù)據(jù)塊，若有則執(zhí)行步驟42，否則執(zhí)行步驟43，
[0041]步驟42，該快照模塊向該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊的資源回收命令，該命令成功返回后，更新該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并，
[0042]步驟43，該快照模塊向該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊的重映射命令，將該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷重映射到該快照邏輯卷LVl底層邏輯卷，其中，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射設(shè)備，目標(biāo)映射設(shè)備，
[0043]步驟44，該重映射命令成功返回后，分別更新該快照邏輯卷LVl與該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯卷LVl中元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊存在有效快照數(shù)據(jù)塊，將該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊不存在有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并；
[0044]若該快照邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集舊于該快照邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟:
[0045]步驟51，對(duì)于該快照邏輯卷LV2中的該快照邏輯塊B，向該精簡配置系統(tǒng)發(fā)送該快照邏輯塊的重映射命令，將該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該快照邏輯卷LV2的底層邏輯卷重映射到該快照邏輯卷LVl的底層邏輯卷，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射設(shè)備，目標(biāo)映射設(shè)備，
[0046]步驟52，該重映射命令成功返回后，合并該快照邏輯塊在該快照邏輯卷LVl和該快照邏輯卷LV2中的元數(shù)據(jù)，并據(jù)此更新該快照邏輯卷LVl的元數(shù)據(jù)，并更新該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，此時(shí)對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊的合并完成，
[0047]其中，該重映射命令參數(shù)中的源映射設(shè)備和目標(biāo)映射設(shè)備分別為快照邏輯卷LV2和LVl的底層設(shè)備，且當(dāng)該快照邏輯卷LV2中所有快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的有效快照數(shù)據(jù)塊均合并到該快照邏輯卷LV1，該快照邏輯卷LV2與該快照邏輯卷LVl的數(shù)據(jù)合并操作完成。
[0048]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置模塊步驟中，所述寫請(qǐng)求步驟具體為，
[0049]步驟61，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層寫請(qǐng)求，在該邏輯卷資源映射表中查找當(dāng)前快照邏輯塊的映射項(xiàng)，若映射信息中該快照邏輯塊沒有關(guān)聯(lián)相應(yīng)的物理資源塊，則是對(duì)該快照邏輯塊的首次寫，執(zhí)行步驟62 ;否則執(zhí)行步驟64 ；
[0050]步驟62，從該資源管理模塊的資源池中為該快照邏輯塊分配資源，更新資源池中的空閑資源記錄；
[0051]步驟63，建立該快照邏輯塊與物理資源塊的映射關(guān)系，在該快照邏輯塊的映射項(xiàng)中添加該物理資源塊的信息，該信息包括該物理資源塊所在的物理存儲(chǔ)設(shè)備及地址；
[0052]步驟64，將寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給物理存儲(chǔ)模塊；
[0053]步驟65，該物理存儲(chǔ)模塊寫返回后，逐層向上返回。
[0054]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置模塊步驟中，所述讀請(qǐng)求步驟具體為，
[0055]步驟71，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層讀請(qǐng)求，在該邏輯卷的資源映射表中查找該讀請(qǐng)求所訪問的快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的資源映射項(xiàng)，獲取與該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的地址；[0056]步驟72，將讀請(qǐng)求重定向到該快照數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)位置，轉(zhuǎn)發(fā)到物理存儲(chǔ)模塊；
[0057]步驟73，底層設(shè)備返回后，逐層向上返回。
[0058]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置模塊步驟中，所述重映射步驟具體為，
[0059]步驟81，該精簡配置模塊接收到重映射命令，解析重映射操作參數(shù)，即獲取該重映射操作所需的邏輯塊號(hào)，源映射邏輯卷，目標(biāo)映射邏輯卷，若源映射邏輯卷為LV3，目標(biāo)映射邏輯卷為LV4，待重映射快照邏輯塊為B ；
[0060]步驟82，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中查找該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中該快照邏輯塊B關(guān)聯(lián)了物理資源塊，獲得其對(duì)應(yīng)的物理資源塊P，執(zhí)行步驟83，否則執(zhí)行步驟87;
[0061]步驟83，在該目標(biāo)映射邏輯卷LV4的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)該快照邏輯塊B的映射項(xiàng)，若找到相應(yīng)映射項(xiàng)，獲取其對(duì)應(yīng)的物理資源塊Q，并執(zhí)行步驟84，否則執(zhí)行步驟85 ；
[0062]步驟84，取消快照邏輯塊與物理資源塊Q的關(guān)聯(lián)，釋放該目標(biāo)映射邏輯卷LV4中該快照邏輯塊B占用的物理資源塊Q，并更新共享資源池中空閑資源記錄；
[0063]步驟85，在該目標(biāo)映射邏輯卷LV4的資源映射表中將該快照邏輯塊B與物理資源塊P關(guān)聯(lián)，修改該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的映射項(xiàng)，寫入該快照邏輯塊關(guān)聯(lián)的該物理資源塊P信息，該信息包括物理資源塊所在物理設(shè)備，以及在該物理設(shè)備中的地址；
[0064]步驟86，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中取消該快照邏輯塊B與該物理資源塊P的關(guān)聯(lián)，重映射操作完成；
[0065]步驟87，向上層返回。
[0066]本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置模塊步驟中，所述資源回收步驟具體為，
[0067]步驟91，該精簡配置模塊接收到資源回收命令，解析參數(shù)，即獲取邏輯卷、邏輯塊
信息；
[0068]步驟92，在該參數(shù)指定邏輯卷的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)邏輯塊的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中關(guān)聯(lián)了對(duì)應(yīng)的物理資源塊，則執(zhí)行步驟93，否則執(zhí)行步驟95 ；
[0069]步驟93，取消該邏輯塊與物理資源塊映射關(guān)系，并釋放被映射的物理資源；
[0070]步驟94,更新資源池空閑資源記錄；
[0071]步驟95，向上層返回。
[0072]本發(fā)明的積極效果在于:
[0073]第一，精簡配置系統(tǒng)與快照技術(shù)的結(jié)合，一方面，將物理資源管理從快照系統(tǒng)中分離，快照層只需要維護(hù)快照語義，無需進(jìn)行復(fù)雜的資源管理；另一方面，實(shí)現(xiàn)了全局資源動(dòng)態(tài)配置，快照實(shí)現(xiàn)方式與資源管理方式解耦，即寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向語義不需要預(yù)分配快照空間。
[0074]第二，精簡配置系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隨處寫機(jī)制，快照層維護(hù)寫時(shí)拷貝和寫時(shí)重定向語義，實(shí)現(xiàn)了寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向與隨處寫技術(shù)的嵌套。
【專利附圖】

【附圖說明】[0075]圖1是差量快照實(shí)現(xiàn)方式中的寫時(shí)拷貝的原理示意圖；
[0076]圖2是差量快照實(shí)現(xiàn)方式中的寫時(shí)重定向的原理示意圖；
[0077]圖3是差量快照實(shí)現(xiàn)方式中的隨處寫的原理示意圖；
[0078]圖4是本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0079]圖5是本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)示意圖；
[0080]圖6是本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的快照語義嵌套示意圖；
[0081]圖7是本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)的寫時(shí)拷貝處理步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0082]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的差量快照系統(tǒng)及其使用方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0083]本發(fā)明向用戶提供源卷和快照卷兩類邏輯卷，其中快照卷依賴于源卷?？煺漳K的邏輯卷底層設(shè)備為精簡配置模塊導(dǎo)出的邏輯卷。本發(fā)明綜合寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向、隨處寫三種實(shí)現(xiàn)方式的處理邏輯，對(duì)快照的邏輯功能進(jìn)行了抽象劃分，其層次結(jié)構(gòu)如圖2所示，功能結(jié)構(gòu)如圖3所示，通過精簡配置系統(tǒng)對(duì)本模塊邏輯卷的管理實(shí)現(xiàn)資源按需配置，快照模塊只需維護(hù)快照語義，實(shí)現(xiàn)寫時(shí)拷貝或者寫時(shí)重定向邏輯。
[0084]快照模塊與精簡配置模塊通過接口模塊通信，快照模塊通過向精簡配置模塊發(fā)請(qǐng)求或者資源管理命令實(shí)現(xiàn)通信，涉及用戶請(qǐng)求處理和數(shù)據(jù)合并兩個(gè)過程。總體步驟按照系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為快照模塊步驟和精簡配置模塊步驟。下面將以快照模塊的一個(gè)快照數(shù)據(jù)塊為對(duì)象描述該步驟。
[0085]一、快照模塊步驟
[0086]該步驟具體包括用戶寫請(qǐng)求處理步驟、用戶讀請(qǐng)求處理步驟、數(shù)據(jù)合并步驟，下面依次對(duì)這些步驟進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0087]1、用戶寫請(qǐng)求處理步驟
[0088]當(dāng)接收到用戶寫請(qǐng)求時(shí)，若進(jìn)行寫時(shí)拷貝，則執(zhí)行下列步驟:
[0089]步驟11，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷中的元數(shù)據(jù)，據(jù)此判斷本次寫是否為對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊的首次寫，若該快照卷的元數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)該快照邏輯塊無有效快照數(shù)據(jù)塊則為首次寫，則執(zhí)行步驟12，否則，執(zhí)行步驟13，
[0090]步驟12，該快照源卷向底層設(shè)備即該精簡配置系統(tǒng)的邏輯卷發(fā)送重映射命令，將舊數(shù)據(jù)塊從源卷邏輯空間重映射到快照卷邏輯空間，更新該快照卷元數(shù)據(jù)，并通知該源卷的數(shù)據(jù)邏輯單元已完成對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊的邏輯拷貝，
[0091]步驟13，該源卷將用戶的該快照數(shù)據(jù)寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備，寫請(qǐng)求返回后，返回用戶層；
[0092]若進(jìn)行寫時(shí)重定向處理，則執(zhí)行下列步驟:
[0093]步驟21，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷，該將寫請(qǐng)求重定向到該快照卷邏輯空間，
[0094]步驟22，該快照卷接收用戶的快照邏輯塊寫請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備，
[0095]步驟23，該寫請(qǐng)求返回后更新快照卷元數(shù)據(jù)，并返回用戶層。[0096]2、用戶讀請(qǐng)求處理步驟
[0097]該用戶讀請(qǐng)求與SNIA定義的處理邏輯相同，分為讀快照源卷與讀快照卷。
[0098]步驟31，用戶讀快照源卷，具體步驟如下:
[0099]步驟311，若為寫時(shí)拷貝方式，則執(zhí)行以下步驟:
[0100](a)將讀請(qǐng)求重定向該快照源卷的底層邏輯卷，并轉(zhuǎn)發(fā)給源卷的底層精簡配置模塊邏輯卷；
[0101](b)精簡配置模塊邏輯卷接收到讀請(qǐng)求執(zhí)行讀流程，將讀到的數(shù)據(jù)返回給上層；
[0102](C)快照源卷收到底層邏輯卷的返回，直接向用戶返回。
[0103]步驟312，若為寫時(shí)重定向方式，則執(zhí)行以下步驟:
[0104](a)該快照源卷接收到用戶讀請(qǐng)求，查找依賴于該快照源卷的當(dāng)前快照卷；
[0105](b)檢查當(dāng)前快照卷中所請(qǐng)求的邏輯塊對(duì)應(yīng)的元數(shù)據(jù)，確定是否存在該邏輯塊的有效數(shù)據(jù)，若沒有則執(zhí)行步驟(C);否則執(zhí)行步驟(d)；
[0106](C)獲當(dāng)前快照卷的前驅(qū)快照邏輯卷，并將該前驅(qū)快照邏輯卷作為當(dāng)前快照卷，執(zhí)行(b)；
[0107](d)讀請(qǐng)求重定向到該當(dāng)前快照卷，快照卷接收到讀請(qǐng)求直接轉(zhuǎn)發(fā)給其底層的精簡配置模塊的邏輯卷；
[0108](e)精簡配置模塊邏輯卷接收到讀請(qǐng)求后，執(zhí)行本層讀流程，將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到底層物理存儲(chǔ)設(shè)備，并將讀出的數(shù)據(jù)逐層向上返回。
[0109]步驟32，用戶讀快照卷，則執(zhí)行以下步驟:
[0110]步驟321，若為寫時(shí)拷貝方式，則執(zhí)行以下步驟:
[0111](a)當(dāng)前快照卷接收到用戶讀請(qǐng)求，檢查本卷的元數(shù)據(jù)是否有所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，若沒有則執(zhí)行(b);否則執(zhí)行(c)；
[0112](b)獲取當(dāng)前快照卷的前驅(qū)邏輯卷，并將該邏輯卷作為當(dāng)前快照卷執(zhí)行(a);
[0113](c)當(dāng)前快照卷將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給底層的精簡配置模塊邏輯卷；
[0114](d)底層邏輯卷接收到讀請(qǐng)求執(zhí)行本層讀流程；
[0115](e)將讀到的數(shù)據(jù)逐層向上返回。
[0116]步驟322，若為寫時(shí)重定向方式，則執(zhí)行以下步驟:
[0117](a)快照卷接收到讀請(qǐng)求，獲取該快照卷的前驅(qū)邏輯卷，將讀請(qǐng)求重定向到本快照卷的前驅(qū)邏輯卷；
[0118](b)該前驅(qū)邏輯卷接收到讀請(qǐng)求，檢查本卷中的元數(shù)據(jù)，判斷是否有所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，若該邏輯卷中不存在所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，則執(zhí)行(C)，否則執(zhí)行(d)；
[0119](c)將該前驅(qū)邏輯卷作為當(dāng)前請(qǐng)求邏輯卷，獲取該當(dāng)前請(qǐng)求邏輯卷的前驅(qū)邏輯卷，將讀請(qǐng)求重定向到該前驅(qū)邏輯卷，執(zhí)行(b);
[0120](d)將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給底層的精簡配置模塊的邏輯卷；
[0121](e)精簡配置模塊的邏輯卷接收到讀請(qǐng)求，執(zhí)行本層讀流程；
[0122](f)將讀到的數(shù)據(jù)逐層向上返回。
[0123]3、數(shù)據(jù)合并步驟
[0124]當(dāng)需要將兩個(gè)快照卷中的快照數(shù)據(jù)進(jìn)行版本合并時(shí)，進(jìn)行如下步驟，
[0125]數(shù)據(jù)合并對(duì)LV2卷中的有效數(shù)據(jù)逐一與LVl卷中的數(shù)據(jù)做版本合并。下面以快照邏輯塊B的有效數(shù)據(jù)版本合并操作為例進(jìn)行闡述。
[0126]若將快照邏輯塊B在邏輯卷LV2中對(duì)應(yīng)的有效快照數(shù)據(jù)塊合并到邏輯卷LVl，其中LVl、LV2為同一源卷在不同時(shí)刻的快照卷，若該邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集新于該邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟:
[0127]步驟41，對(duì)于該邏輯卷LV2中存在有效快照數(shù)據(jù)塊的該快照邏輯塊B，檢查該邏輯卷LVl中的元數(shù)據(jù)，判斷該邏輯卷LVl中是否有該快照邏輯塊的新版本快照數(shù)據(jù)塊，若有則執(zhí)行步驟42，否則執(zhí)行步驟43，
[0128]步驟42，該邏輯卷LV2向底層的精簡配置邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊B的資源回收命令，該命令成功返回后，更新該邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并，
[0129]步驟43，該邏輯卷LV2向底層的該精簡配置邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊B的重映射命令，將該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該邏輯卷LV2底層邏輯卷重映射到該邏輯卷LVl底層邏輯卷，其中，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射邏輯卷，目標(biāo)映射邏輯卷，
[0130]步驟44，該重映射命令成功返回后，分別更新該邏輯卷LVl與該邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該邏輯卷LVl中元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊存在有效快照數(shù)據(jù)塊，將該邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊不存在有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并；
[0131]若該邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集舊于該邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟:
[0132]步驟51，對(duì)于該邏輯卷LV2中的該快照邏輯塊B，向該精簡配置系統(tǒng)發(fā)送該快照邏輯塊B的重映射命令，將該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該邏輯卷LV2底層邏輯卷重映射到該邏輯卷LVl底層邏輯卷，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射邏輯卷，目標(biāo)映射邏輯卷，
[0133]步驟52，該重映射命令成功返回后，合并該快照邏輯塊B在LVl和LV2中的元數(shù)據(jù)，并據(jù)此更新該LVl的元數(shù)據(jù)，并更新LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，此時(shí)對(duì)該快照邏輯塊B的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并完成，
[0134]其中，該重映射命令參數(shù)中的源映射邏輯卷和目標(biāo)映射邏輯卷分別是邏輯卷LV2和LVl的底層邏輯卷，當(dāng)該邏輯卷LV2中所有快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的有效快照數(shù)據(jù)塊均合并到該邏輯卷LV1，該邏輯卷LV2與該邏輯卷LVl的數(shù)據(jù)合并操作完成。
[0135]二、精簡配置模塊步驟
[0136]在精簡配置模塊步驟中，包括寫請(qǐng)求步驟、讀請(qǐng)求步驟、重映射步驟、資源回收步
聰坐
[0137]1、寫請(qǐng)求步驟
[0138]該步驟具體為:
[0139]步驟61，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層寫請(qǐng)求，在本卷的資源映射表中查找當(dāng)前快照邏輯塊的映射信息，若未查找到該快照邏輯塊與物理資源塊關(guān)聯(lián)的映射信息，則是對(duì)該快照邏輯塊的首次寫，執(zhí)行步驟62 ;否則執(zhí)行步驟64 ；
[0140]步驟62，從該資源管理模塊的資源池中為該快照邏輯塊分配資源，更新資源池中的空閑資源記錄；[0141]步驟63，建立該快照邏輯塊與物理資源塊的映射關(guān)系，在該邏輯卷的資源映射表中該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的映射中增加該物理資源塊的信息，該信息包括該物理資源塊所在的物理存儲(chǔ)設(shè)備及地址；
[0142]步驟64，將寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給物理存儲(chǔ)模塊；
[0143]步驟65，該物理存儲(chǔ)模塊寫返回后，向上層返回。
[0144]2、讀請(qǐng)求步驟
[0145]該步驟具體為:
[0146]步驟71，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層讀請(qǐng)求，在資源映射表中查找相應(yīng)的資源映射項(xiàng)，獲取存儲(chǔ)該讀請(qǐng)求所需數(shù)據(jù)塊的物理設(shè)備及物理地址；
[0147]步驟72，將讀請(qǐng)求重定向到該快照數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)位置，轉(zhuǎn)發(fā)到物理存儲(chǔ)模塊；
[0148]步驟73，底層設(shè)備向本模塊返回后，逐層向上返回。
[0149]3、重映射步驟
[0150]快照層的源卷或者快照卷的語義對(duì)精簡配置模塊透明，精簡配置模塊并不區(qū)分快照模塊的源卷或者快照卷，只區(qū)分重映射操作的源設(shè)備和目標(biāo)設(shè)備，即源邏輯卷與目標(biāo)邏輯卷。下面以一個(gè)快照邏輯塊為對(duì)象描述重映射操作的步驟。
[0151]該步驟具體為:
[0152]步驟81，該精簡配置模塊接收到重映射命令，解析重映射操作參數(shù)，即源映射邏輯卷，邏輯塊號(hào)，目標(biāo)映射邏輯卷信息，假設(shè)源映射邏輯卷為LV3，目標(biāo)映射邏輯卷為LV4，待重映射快照邏輯塊為B ；
[0153]步驟82，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中查找該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中該快照邏輯塊B關(guān)聯(lián)了物理資源塊，獲得其對(duì)應(yīng)的物理資源塊P，執(zhí)行步驟83，否則執(zhí)行步驟87;
[0154]步驟83，在該目標(biāo)映射邏輯卷LV4的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)該快照邏輯塊B的映射項(xiàng)，若該快照邏輯塊B的映射項(xiàng)中關(guān)聯(lián)了相應(yīng)的物理資源塊，獲取該物理資源塊Q，并執(zhí)行步驟84，否則執(zhí)行步驟85;
[0155]步驟84，取消快照邏輯塊與物理資源塊Q的關(guān)聯(lián)，釋放該目標(biāo)邏輯卷LV4中該快照邏輯塊B占用的物理資源塊Q，并更新共享資源池中空閑資源記錄；
[0156]步驟85，在該目標(biāo)邏輯卷LV4的資源映射表中將該快照邏輯塊B與物理資源塊P關(guān)聯(lián)，修改該快照邏輯塊B的映射項(xiàng)，寫入該物理資源塊P的信息，該信息包括該物理資源塊所在的物理存儲(chǔ)設(shè)備及物理地址；
[0157]步驟86，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中取消該快照邏輯塊B與該物理資源塊P的關(guān)聯(lián)，重映射操作完成；
[0158]步驟87，向上層返回。
[0159]4、資源回收步驟
[0160]該步驟具體為:
[0161]步驟91，該精簡配置模塊接收到資源回收命令，解析參數(shù)，即獲取邏輯卷、邏輯塊
信息；
[0162]步驟92，在參數(shù)指定邏輯卷的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)邏輯塊的映射項(xiàng)，若找到相應(yīng)的映射項(xiàng)則執(zhí)行步驟93，否則執(zhí)行步驟95 ；
[0163]步驟93，取消邏輯塊與物理資源塊映射關(guān)系，并釋放被映射的物理資源；
[0164]步驟94，更新資源池空閑資源記錄；
[0165]步驟95，向上層返回。
[0166]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0167]第一，快照語義與物理資源管理解耦合，資源管理對(duì)快照層透明。精簡配置系統(tǒng)作為底層支持技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源管理功能，其核心功能包括資源分配，資源映射，資源回收等；快照層核心功能包括維護(hù)快照語義，即維護(hù)快照卷間的依賴關(guān)系、管理快照層元數(shù)據(jù)(標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)塊在快照卷邏輯空間內(nèi)是否存在有效數(shù)據(jù))，實(shí)現(xiàn)寫時(shí)拷貝或者寫時(shí)重定向邏輯。
[0168]第二，精簡配置系統(tǒng)按照按需分配原則，執(zhí)行寫時(shí)分配策略，實(shí)現(xiàn)隨處寫語義，并且可以將隨機(jī)寫優(yōu)化為順序?qū)?，提高寫性能?br> [0169]第三，資源管理與快照語義的分離既解決了寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定與資源按需分配結(jié)合的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了寫時(shí)拷貝、寫時(shí)重定向與隨處寫機(jī)制的嵌套，如圖4所示。
【權(quán)利要求】
1.一種差量快照系統(tǒng)，用于按需分配存儲(chǔ)資源，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 快照模塊，用于維護(hù)源卷和快照卷的依賴關(guān)系、快照策略語義、管理快照元數(shù)據(jù)；精簡配置模塊，該精簡配置模塊具有資源管理子模塊，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)快照的資源管理功能，該功能包括資源分配、資源映射、資源回收； 該快照模塊的邏輯卷底層設(shè)備是該精簡配置模塊的邏輯卷，通過該精簡配置模塊對(duì)該邏輯卷的管理實(shí)現(xiàn)按需分配存儲(chǔ)資源，該快照模塊與該精簡配置模塊通過通用塊層接口通信，該快照模塊通過向該精簡配置模塊發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求或資源管理命令實(shí)現(xiàn)通信。
2.如權(quán)利要求1所述的差量快照系統(tǒng)，其特征在于，在該快照模塊中，所采用的快照技術(shù)為寫時(shí)拷貝或?qū)憰r(shí)重定向，在該精簡配置模塊中，采用寫時(shí)分配技術(shù)，支持隨處寫快照語義。
3.如權(quán)利要求1所述的差量快照系統(tǒng)，其特征在于，該精簡配置模塊還包括: 資源池，用于對(duì)物理存儲(chǔ)資源進(jìn)行統(tǒng)一的虛擬化管理，對(duì)外提供可用快照邏輯塊； 物理存儲(chǔ)設(shè)備，用于存儲(chǔ)快照數(shù)據(jù)塊； 其中，該快照邏輯塊與該快照數(shù)據(jù)塊通過該精簡配置模塊管理的邏輯卷中的資源映射表相對(duì)應(yīng)； 空閑資源表，記錄當(dāng)前資源池中可用的物理資源塊數(shù)量及信息。
4.一種對(duì)權(quán)利要求1-3所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該方法包括快照模塊步驟和精簡配置模塊步驟，其中， 該快照模塊步驟，包括: 用戶請(qǐng)求處理步驟，用于當(dāng)該快照模塊接收到用戶的快照數(shù)據(jù)塊寫請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)該寫請(qǐng)求所訪問的邏輯卷所應(yīng)用的快照策略，進(jìn)行寫時(shí)拷貝處理或?qū)憰r(shí)重定向處理，并向該精簡配置層發(fā)送重映射命令或?qū)懻?qǐng)求，當(dāng)該快照模塊接收到用戶的讀請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)讀請(qǐng)求地址和快照邏輯確定請(qǐng)求數(shù)據(jù)塊所在邏輯卷，向精簡配置層轉(zhuǎn)發(fā)讀請(qǐng)求，寫請(qǐng)求或讀請(qǐng)求返回后，向用戶返回， 數(shù)據(jù)合并步驟，用于對(duì)同一快照邏輯地址在不同快照卷中對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行合并，并向該精簡配置層發(fā)送重映射命令或資源回收命令； 該精簡配置模塊步驟，包括: 寫請(qǐng)求步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的寫請(qǐng)求時(shí)，根據(jù)策略選擇是否需要為該快照數(shù)據(jù)塊分配資源并建立該快照數(shù)據(jù)塊與物理資源塊的映射關(guān)系，然后向底層物理存儲(chǔ)模塊轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求將數(shù)據(jù)寫入物理存儲(chǔ)設(shè)備，寫完成后逐層向上返回， 讀請(qǐng)求步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的讀請(qǐng)求時(shí)，將請(qǐng)求重定向到數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的位置，轉(zhuǎn)發(fā)到物理存儲(chǔ)設(shè)備，從物理存儲(chǔ)設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)返回給用戶， 重映射步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照模塊發(fā)出的快照數(shù)據(jù)塊的重映射命令時(shí)，對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行重映射操作， 資源回收步驟，用于當(dāng)該精簡配置模塊接收到快照數(shù)據(jù)塊的資源回收命令時(shí)，對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊進(jìn)行物理資源回收。
5.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，所述寫時(shí)拷貝處理包括下列步驟: 步驟11，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷中的元數(shù)據(jù)，依此判斷本次寫是否為對(duì)該快照邏輯塊的首次寫，若該快照卷的元數(shù)據(jù)中標(biāo)識(shí)該快照邏輯塊無有效快照數(shù)據(jù)塊，則為首次寫，執(zhí)行步驟12，否則，執(zhí)行步驟13， 步驟12，該快照源卷向底層設(shè)備即該精簡配置系統(tǒng)的邏輯卷發(fā)送重映射命令，將該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的舊版本快照數(shù)據(jù)塊從源卷邏輯空間重映射到快照卷邏輯空間，更新該快照卷元數(shù)據(jù)，并通知該源卷的數(shù)據(jù)邏輯單元已完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)快照數(shù)據(jù)塊的邏輯拷貝， 步驟13，該源卷將用戶的該快照數(shù)據(jù)寫請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備，即精簡配置邏輯卷，該快照寫請(qǐng)求返回后向用戶層返回； 該寫時(shí)重定向處理包括下列步驟: 步驟21，源卷接收用戶對(duì)快照邏輯塊寫請(qǐng)求，查詢依賴于該源卷的當(dāng)前快照卷，將寫請(qǐng)求重定向到該快照卷邏輯空間， 步驟22，該快照卷接收用戶的快照邏輯塊寫請(qǐng)求，并轉(zhuǎn)發(fā)給底層設(shè)備， 步驟23，該寫請(qǐng)求 返回后更新快照卷元數(shù)據(jù)，并返回用戶層。
6.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該數(shù)據(jù)合并步驟具體為: 若將在快照邏輯卷LV2中存在有效快照數(shù)據(jù)塊的快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊合并到快照邏輯卷LV1，其中LV1、LV2為同一源卷在不同時(shí)刻的快照卷，或者源卷與快照卷， 若該快照邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集新于該快照邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟: 步驟41，對(duì)于該快照邏輯卷LV2中的該快照邏輯塊B，檢查該快照邏輯卷LVl中的元數(shù)據(jù)，判斷該卷中是否有快照邏輯塊的新版本快照數(shù)據(jù)塊，若有則執(zhí)行步驟42，否則執(zhí)行步驟.43， 步驟42，該快照模塊向該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊的資源回收命令，該命令成功返回后，更新該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并， 步驟43，該快照模塊向該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷發(fā)送該快照邏輯塊的重映射命令，將該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該快照邏輯卷LV2底層邏輯卷重映射到該快照邏輯卷LVl底層邏輯卷，其中，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射設(shè)備，目標(biāo)映射設(shè)備， 步驟44，該重映射命令成功返回后，分別更新該快照邏輯卷LVl與該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯卷LVl中元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊存在有效快照數(shù)據(jù)塊，將該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)為該快照邏輯塊不存在有效快照數(shù)據(jù)塊，則完成對(duì)該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的版本合并； 若該快照邏輯卷LVl中的數(shù)據(jù)集舊于該快照邏輯卷LV2中的數(shù)據(jù)集，則進(jìn)行如下步驟: 步驟51，對(duì)于該快照邏輯卷LV2中的該快照邏輯塊B，向該精簡配置系統(tǒng)發(fā)送該快照邏輯塊的重映射命令，將該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊從該快照邏輯卷LV2的底層邏輯卷重映射到該快照邏輯卷LVl的底層邏輯卷，該重映射命令包括下列參數(shù)，該快照邏輯塊的邏輯塊號(hào)，源映射設(shè)備，目標(biāo)映射設(shè)備， 步驟52，該重映射命令成功返回后，合并該快照邏輯塊在該快照邏輯卷LVl和該快照邏輯卷LV2中的元數(shù)據(jù)，并據(jù)此更新該快照邏輯卷LVl的元數(shù)據(jù)，并更新該快照邏輯卷LV2的元數(shù)據(jù)，將該快照邏輯塊標(biāo)識(shí)為無有效快照數(shù)據(jù)塊，此時(shí)對(duì)該快照數(shù)據(jù)塊的合并完成，其中，該重映射命令參數(shù)中的源映射設(shè)備和目標(biāo)映射設(shè)備分別為快照邏輯卷LV2和LVl的底層設(shè)備，且當(dāng)該快照邏輯卷LV2中所有快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的有效快照數(shù)據(jù)塊均合并到該快照邏輯卷LV1，該快照邏輯卷LV2與該快照邏輯卷LVl的數(shù)據(jù)合并操作完成。
7.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置步驟中，所述寫請(qǐng)求步驟具體為， 步驟61，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層寫請(qǐng)求，在該邏輯卷資源映射表中查找當(dāng)前快照邏輯塊的映射項(xiàng)，若映射信息中該快照邏輯塊沒有關(guān)聯(lián)相應(yīng)的物理資源塊，則是對(duì)該快照邏輯塊的首次寫，執(zhí)行步驟62 ;否則執(zhí)行步驟64 ； 步驟62，從該資源管理模塊的資源池中為該快照邏輯塊分配資源，更新資源池中的空閑資源記錄； 步驟63，建立該快照邏輯塊與物理資源塊的映射關(guān)系，在該快照邏輯塊的映射項(xiàng)中添加該物理資源塊的信息，該信息包括該物理資源塊所在的物理存儲(chǔ)設(shè)備及地址； 步驟64，將寫請(qǐng)求 轉(zhuǎn)發(fā)給物理存儲(chǔ)模塊； 步驟65，該物理存儲(chǔ)模塊寫返回后，逐層向上返回。
8.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置步驟中，所述讀請(qǐng)求步驟具體為， 步驟71，該精簡配置模塊的邏輯卷接收到上層讀請(qǐng)求，在該邏輯卷的資源映射表中查找該讀請(qǐng)求所訪問快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的資源映射項(xiàng)，獲取與該快照邏輯塊對(duì)應(yīng)的快照數(shù)據(jù)塊的在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的地址； 步驟72，將讀請(qǐng)求重定向到該快照數(shù)據(jù)塊在物理存儲(chǔ)設(shè)備中的存儲(chǔ)位置，轉(zhuǎn)發(fā)到物理存儲(chǔ)模塊； 步驟73，底層設(shè)備向本模塊返后，逐層向上返回。
9.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置步驟中，所述重映射步驟具體為， 步驟81，該精簡配置模塊接收到重映射命令，解析重映射操作參數(shù)，即獲取該重映射操作所需的邏輯塊號(hào)，源映射邏輯卷，目標(biāo)映射邏輯卷，若源映射邏輯卷為LV3，目標(biāo)映射邏輯卷為LV4，待重映射快照邏輯塊為B ； 步驟82，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中查找該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中該快照邏輯塊B關(guān)聯(lián)了物理資源塊，獲得其對(duì)應(yīng)的物理資源塊P，執(zhí)行步驟83，否則執(zhí)行步驟87 ； 步驟83，在該目標(biāo)映射邏輯卷LV4的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)該快照邏輯塊B的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中該快照邏輯塊B關(guān)聯(lián)了物理資源塊，獲取該物理資源塊Q，并執(zhí)行步驟84，否則執(zhí)行步驟85 ； 步驟84，取消快照邏輯塊與物理資源塊Q的關(guān)聯(lián)，釋放該目標(biāo)映射邏輯卷LV4中該快照邏輯塊B占用的物理資源塊Q，并更新共享資源池中空閑資源記錄； 步驟85，在該目標(biāo)映射邏輯卷LV4的資源映射表中將該快照邏輯塊B與物理資源塊P關(guān)聯(lián)，修改該快照邏輯塊B對(duì)應(yīng)的映射項(xiàng)，寫入該快照邏輯塊關(guān)聯(lián)的該物理資源塊P信息，該信息至少包括物理資源塊所在物理設(shè)備，以及在該物理設(shè)備中的地址； 步驟86，在該源映射邏輯卷LV3的資源映射表中取消該快照邏輯塊B與該物理資源塊P的關(guān)聯(lián)，重映射操作完成； 步驟87，向上層返回。
10.如權(quán)利要求4所述的差量快照系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，在精簡配置步驟中，所述資源回收步驟具體為， 步驟91，該精簡配置模塊接收到資源回收命令，解析參數(shù)，即獲取邏輯卷、邏輯塊信息； 步驟92，在該參數(shù)指定邏輯卷的資源映射表中查找對(duì)應(yīng)邏輯塊的映射項(xiàng)，若該映射項(xiàng)中關(guān)聯(lián)了對(duì)應(yīng)的物理資源塊，則執(zhí) 行步驟93，否則執(zhí)行步驟95 ； 步驟93，取消該邏輯塊與物理資源塊映射關(guān)系，并釋放被映射的物理資源； 步驟94，更新資源池空閑資源記錄； 步驟95，向上層返回。
【文檔編號(hào)】G06F12/02GK103942011SQ201410077212
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】許魯, 王慧, 郭明陽, 董歡慶 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所, 天津中科藍(lán)鯨信息技術(shù)有限公司