专利名称：一种备份数据的管理系统和方法
技术领域：
本发明涉及信息安全技术，更具体地，本发明涉及一种备份数据的管理 系统和方法。
背景技术：
随着计算机技术的不断发展和信息化程度的不断提高，人们对信息的依 赖程度越来越高。信息在IT应用中的高度集中存储，很大程度地提高了信息 和数据管理的自动化，提高了运营效率，降低了运营成本。但同时，数据安 全的风险性也在不断的增加，而突难发生所造成的数据丟失可能会导致巨大 的损失。
为了避免灾难带来的不利影响，需要对数据进行定时或者实时的备份。 然而，随着需要保护的数据的增加，备份数据量也越来越大，导致备份数据 的索引量同时也越来越大。同时，随着信息系统重要性的不断提高，数据信 息丢失所造成的损失也越来越大，对于RPO(数据恢复点目标，是指业务系统 所能容忍的数据丢失量)的要求越来越小，以尽量降低数据丢失所造成的损 失，这导致备份越来越频繁，备份点越来越密集。在备份数据量的爆炸式增 长和备份点不断密集的情况下，如何对备份数据进行有效管理以提高数据恢 复的速度成为需要解决的一个关键问题。
目前存在的备份索引管理方法主要有单层链式组织方法和单层分段式组 织方式。单层链式组织方式恢复时需要扫描所有的备份点索引集，时间开销 很大，恢复时间太长，无法满足信息系统对RP0的要求；而单层分段式索引 组织方式在备份点非常多时，备份索引的存储开销会很大
发明内容
为克服现有数据备份中恢复时间长和备份索引存储要求大的缺陷，本发明 提出 一种备份数据的管理系统和方法。
根据本发明的一个方面，提出了一种备份数据的管理系统，包括
备份业务处理装置、备份索引管理装置、备份数据管理装置和存储装置， 所述备份业务处理装置和备4分客户端相连；
所述备份业务处理装置用于接收来自备份客户端的备份命令、备份数据和 备份数据索引，并将所述备份数据发送给所述备份数据管理装置，将所述备份 数据索？ 1发送给所述备份索？ 1管理装置；
所述备份数据管理装置接收所述备份数据并将其写入到所述存储装置，将 备份数据本地存储的地址通知给备份业务处理装置；
所述备份索引管理装置接收所述备份数据索引并将其写入到所述存储装 置，并且用于接收来自所述存储装置的备份索引集，建立或者更新层次分段式 的备份索引表；
所述存储装置用于存储所述备份数据索引和备份数据，根据该备份数据索 引和备份数据本地存储的地址及备份数据大小建立备份索引集。
其中，所述备份索引管理装置根据预定值对备份索引集进行分段，对每个 分段的备份索引集进行合并，生成合并索引，由所述合并索引产生上一层的 备份索引集，所述上一层的备份索引集基于与所述预定值相同或者不同的限 定值以同样方式建立更上一层的备份索引集，从而建立所述层次分段式的备份 索引表。
其中，数据恢复时，所述备份索引管理装置从所述备份索引表最上层开始 读取，逐层向下，除最上层外，其它层次仅读取当前没有达到分段条件的备 份索引集，形成所述全局合并索引。
其中，所述备份业务处理装置还用于接收来自备份客户端的恢复命令，根 据来自所述备份索引管理装置的全局合并索引而指令所述备份数据管理装置提 取所述备份数据并发送给所述备份客户端。
其中，所述备份索引集包括某时间点各备份数据的多个备份索引项，所述 备份索引项对应于所述存储装置中的数据仓库；所述备份索引项被定义为〈加rt,
丄e吸幼，Z)卬o,/《Q^,〉，其中，Sto"表示备份数据块在备份客户端中备份对象的起始位置，丄e"-表示所述备份数据块的长度， 表示所述数据仓库的编号，
表示所述备份数据块在所述数据仓库中的存放位置，其中，所述 和o炎e是四个字节或者更多个字节。
其中，所述备份数据管理装置接收来自备份业务处理装置的恢复命令和所 述全局合并索引，从所述存储装置读取相应的备份数据，发送给所述备份业务 处理装置。
其中，所述存储装置产生一个备份索引集后，所述备份索引管理装置将其 置于所述备份索引表的最底层，逐层向上判断，是否达到该层的门限值，如果 达到则合并产生新的上一层的备份索引集，以更新所述备份数据表。
其中，所述备份数据管理装置从最上层的备份索引集开始，仅将每一层所 合并的备份索引集置于新的集合，组成所合并的备份索引集的以下各层的备份 索引集不置于所述新的集合，将所述新的集合合并，形成所述全局合并索引。
根据本发明的第二方面，提出了一种备份数据的管理方法，包括 步骤10)、接收备份命令、备份数据和备份数据索引，根据该备份数据索 引和备份数据本地存储的地址及备份数据大小建立备份索引集；
步骤20)、根据所述备份索引集，建立或者更新层次分段式的备份索引表。 其中，步骤20)中，根据预定值对所述备份索引集进行分段，对每个分段 的备份索引集进行合并，生成合并索引，由所述合并索引产生上一层的备份 索引集，所述上一层的备份索引集基于与所述预定值相同或者不同的限定值 以同样方式建立更上一层的备份索引集，从而建立层次分段式的所述备份索引 表。
其中，所述备份索引集包括某时间点各备份数据的多个备份索引项，所述
备j分索引项净皮定义为〈加rt, ie"g/Z ' C#">，其中，Stort表示备4分凄t据块在备
份客户端中备份对象的起始位置，ie唯A表示所述备份数据块的长度，Z^oW表示 所述数据仓库的编号，o炎w表示所述备份数据块在所述数据仓库中的存放位置， 其中，所述Stort、 ^"g,A、 Z)卬o,W和(9炎e是四个字节或者更多个字节。
其中，步骤20)还包括产生备份索引集后，将其置于所述备份索引表的 最底层，逐层向上判断，是否达到该层的门限值，如果达到则合并产生新的上 一层的备份索引集，以更新所述备份数据表。其中，步骤20)还包括从备份索引表最上层开始读取，逐层向下，除最 上层外，其它层次仅处理当前没有达到分段条件的备份索引集，形成所述全局 合并索引。
其中，步骤20)还包括从最上层的备份索引集开始，仅将每一层所合并 的备份索引集置于新的集合，组成所合并的备份索引集的以下各层的备份索引 集不置于所述新的集合，将所述新的集合合并，形成所述全局合并索引。
根据本发明的第三方面，提出了一种备份数据的恢复方法，包括
步骤10)、接收来自备份客户端的恢复命令，根据备份索引集，更新层次 分段式的备份索引表，形成所述全局合并索引；
步骤20)、根据所述全局合并索引，提取所述备份数据并发送给所述备份 客户端；
其中，根据预定值对所述备份索引集进行分段，对每个分段的备份索引集 进行合并，生成合并索引，由所述合并索引产生上一层的备份索引集，所述
立更上一层的备份索引集，从而建立层次分段式的所述备份索引表。 其中，步骤20)还包括
从备份索引表最上层开始读取，逐层向下，除最上层外，其它层次仅处 理当前没有达到分段条件的备份索引集，形成所述全局合并索引。
其中，步骤20)中，所述备份索引集包括某时间点各备份数据的多个备份
索引项，所述备份索引项净皮定义为〈Stort,丄e"g^， "ep。奴(9#">,其中，Stort表示备 份数据块在备份客户端中备份对象的起始位置，表示所述备份数据块的长 度，D印。,W表示所述数据仓库的编号，CyfW表示所述备份数据块在所述数据仓库 中的存放位置，其中，所述 和O炎e是四个字节或者更多个字节。
本发明的备份数据的管理系统和方法，能够有效平衡存储开销和时间开销， 利用有限的存储空间实现备份数据的高效组织，支持对备份数据的高效定位和 访问，能够有效地提高备份数据的恢复效率，提高恢复速度，满足当前信息系
统对RTO (数据恢复时间目标，业务系统能够容忍的系统恢复时间)要求越来越 高的需求，具有很强的实用性和较广的应用范围。
图1为根据本发明的实施例的备份数据管理系统组成框图2为根据本发明的实施例的备份数据组织关系示意图3为根据本发明的实施例的备份索引集示意图4为根据本发明的实施例的基于层次分段的备份索引集管理示意图5为根据本发明的实施例的备份索引集的处理流程图6为根据本发明的实施例的生成恢复点全局映像索引的处理流程图7是根据本发明的实施例的索引项之间的关系的示意图8是根据本发明的实施例的索引项之间逻辑关系的判别流程图9是根据本发明的实施例的备份索引集合并的流程图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种数据备份的管理系统和方 法进行详细描述。
图l示出根据本发明的实施例的备份数据管理系统组成框图。如图l所示， 备份数据管理系统包括备份业务处理装置、备份索引管理装置、备份数据管理 装置和存储装置。备份数据管理系统通过备份业务处理装置和外部的备份客户 端(图1中未示)相连。存储装置可以是任意的现有存储设备或者虚拟存储装置。
备份业务处理装置用于接收来自备份客户端的备份、恢复等命令，备份时 接收来自备份客户端发送的备份数据和备份数据索引，恢复时根据来自备份索 引管理装置的全局合并索引而调用备份数据管理装置提取所备份的数据并发送 所备份的数据和备份数据索引给备份客户端。备份业务处理装置用于将来自备 份客户端的备份数据发送给备份数据管理装置，将来自备份客户端的备份数据 索亏1发送给备份索引管理装置。
备份索引管理装置接收来自备份业务处理装置的备份数据索引并将其写入 到存储装置；定时或者实时地接收来自存储装置的备份索引集，更新层次分段式的备份索引集根据预定值对备份索引集进行分段，对每个分段的备份索引
集进行合并，生成合并索引，由合并索引产生上一层的备份索引，形成了一
个层次分段式的组织结构；例如，根据预定值M对备份索引集进行分段，则前 M个备份索引为第一段，称之为第二层的第一个备份索引，M+l到2M个备份索 引集第二段，称之为第二层的第二个备份索引，当第二层同样到达M个时，建 立第三层，以此类推，形成层次分段式的备份索引集。当然，M值可以根据实际 需要设定，并且每一层的限定值也不必要相同，例如，第一层限定值选为M,第 二层可以选为N，并且M不等于N。备份索引管理装置随后对备份索引集进行合 并处理，并将合并后的备份数据索引形成全局合并索引发送给存储装置和备份 业务处理装置。在数据恢复时，对于备份索引集，从最上层开始读取，逐层向 下，除最上层外，其它层次仅处理当前没有达到分段条件的索引集，最终形 成一个合并索引，根据该合并索引来访问备份数据进行恢复。
注意到，此处的备份索引集可以是如现有技术中的基于定长来定义的，也 可以如下面本申请所提出的基于变长来定义的。对于基于定长的备份索引集的 合并，本领域内的普通技术人员公知，本申请不再赘述。对于基于变长的备份 索引集的合并，本申请将结合附图7、 8和9在下面详细描述。
备份数据管理装置接收来自备份业务处理装置的备份数据，并将其存储到 存储装置，将备份数据本地存储的地址通知给备份业务处理装置；接收来自备 份业务处理装置的恢复命令和合并后的备份索引，例如全局合并索引，读取相 应的备份数据，发送给备份业务处理装置。
存储装置用于存储备份数据索引和备份数据，本地备份索引用于表示备份 数据本地存储和备份客户端存储的对应关系，本地备份索引的组织结构如下结 合图2详细描述。
备份时，备份业务处理装置接收备份数据和备份索引，将备份数据传送给 备份数据管理装置(102 ),由备份数据管理装置将备份数据写到存储装置(106 ), 并将备份数据的存储位置通告给备份业务处理装置，备份业务处理装置根据备 份数据的存储位置对备份索引进行更新后发送给备份索引管理装置(101),由 备份索引管理装置将备份索引写到存储装置(107)，并进行备份索引集的管理 操作，更新层次分段式备份索引集。恢复时，备份业务处理装置根据恢复请求，标时间点的合并索引并发送给备份业务处理装
置(104)，而备份索引管理装置定时或者实时地从存储设备读取备份数据生成目 标时间点的备份索引集(108),备份业务处理装置根据合并索引，依次将索引 项信息发送给备份数据管理装置(102)，由备份数据管理装置从存储装置读取 备份数据(105),传送给备份业务处理装置(103),发送给备份客户端。
图2示出根据本发明的实施例的备份数据组织关系。如图2所示，由备份 数据集描述文件、备份索引集(即图中备份点t的索引集)以及数据仓库三个 实例构成，其中数据集描述文件记录备份任务所产生的备份数据集的信息，包 括备份任务的基本信息、备份点信息，通过该文件描述的信息，可以获得备份 数据集中包括多少备份点、每个备份点的数据量、每个备份点的文件个数、备 份点索引的存放位置等信息，这是整个备份数据集的全局描述。备份索引集描 述了一个备份点产生的备份数据的信息，根据该描述，可以获得备份数据在源 对象和存储装置中的存放位置；数据仓库存放具体的备份数据内容。每个备份 任务产生的备份数据集都采用该方法来组织。
图3示出根据本发明实施例的备份索引集的结构图。存储装置在每个备份 时间点产生一组备份索引项，称之为备份索引集，来表示该时间点各备份数据 的信息头和存储位置。如图3所示，该组织结构包括某个时间点各备份数据的 多个备份索引项，每个备份索引项对应于存储装置中的某个数据仓库的一部分 或者全部，或者多个数据仓库。该备份索引项被定义为〈5^rf，丄e刀^力，"epo〃tf， 。/Tsef〉，其中，每个备份索引项使用S"rt和丄e郞M描述保存在备份客户端 中的一段连续的数据块，其中表示数据块在备份对象中的起始位置，而 丄e塔^ 表示数据块的长度，和丄e郞M—般采用4个字节来描述，也可以 釆用诸如8个字节的其他的数据来表示。每个备份索引项使用〈"e; W/《 ^y^ef〉来描述备份数据在备份存储介质上的存放位置，在本实施例中表示在存 储装置中的存放位置，其中"e/7Wi^表示数据仓库的编号，0/7^W表示在该存 储仓库中的存;^文位置，/^7W/d和(9/Y^W可以采用4个字节来描述，通过该描 述信息可以定位到备份数据在存储装置的存储位置，同样，也可以采用8个字 节或者其它个字节来表示"e，f"和(9/7>"。由于每个备份索引项具有表示数 据量大小的数据长度，所以每个备份索引项表示的备份数据量是可以变化的，也就是说，该组织结构用变长来表示备份数据。另外可以理解，也可以使用图3 中的备份索引集基于定长表示数据。在图1所示系统中应用时，为建立和调用 方便，该组织结构图在存储装置中形成并保存。当然可以理解，该组织结构也 可以在其他三个装置的任意一个中建立并保存，也可以在其中一个装置中建立 并在其中另一个装置中保存而被调用。另外，该备份索引集并不仅仅可以用于 本系统，还可以用于其他的数据备份系统和方法的备份索引的构建
图4示出根据本发明实施例的基于层次分段的备份索引表。在某一个备份
时间点后，产生新的备份数据集和备份索引集，需要将备份索引集放入备份索
m个备份点索引产生一个合并索引集，作为上一层的索引。图4中，力表示时间 点^产生的备份索引集,/2,,.表示时间点4，..，/i^,，/(冲^之间备份索引的合并索 引集，该索引是第2层的索引集，/ ,1是第n层的索引集，该索引集是由第n-1
^々f 《1^fi陽l5(m"争 *，^/7一1，1^+/，--" ^^n_l，(+l)m—1
的合并索引集。当新产生一个备份点索引
时，放入索引层次结构的最下层，如果所在的索引段中备份点的个数达到m,则 合并生成上一层的备份索引，当上一层满足合并条件，则进行合并继续生成更 上一层索引，依次执行该过程。当然，m值可以根据实际需要设定，并且每一层 的限定值也不必要相同，例如，第一层限定值选为m,第二层可以选为n,并且 m不等于n。以上备份索引表的更新是实时操作的，同样，也可以定时将加备份 索引集加入到备份索引表中。
图5示出产生一个备份索引集后对备份点索引表的处理流程示意图。具体 过程如下
步骤501:令当前处理的索引层次数/ =0,令当前处理的备份索S1集/^/*， &为时间点&产生的备份索引集；
步骤5 0 2:将备份索《1集A放到第A层的当前索引段；
步骤503:第A层的当前索引段中是否索引集是否达到门限值m,如果达到门 限值m，则执行步骤504，否则执行步骤506;
步骤504:将第h层的当前索引段中的索引集进行合并，生成新的索引合并 集作为当前理的索引集/c;
步骤505:当前处理的备份索引层次加1，然后执行步骤502;步骤506:结束。
当恢复时，需要才艮据恢复请求读取指定时间点的数据进行恢复，这时就需 要生成指定时间点的全局合并索引，生成合并索引需要从上到下依次合并各层 次的备份索引集，图6示出根据本发明实施例的生成指定时间点的全局合并索 引的流程图，其中//表示索引表的层次数，《表示第层中索引集的个数，爿 表示上一层中索引集的个数，m,表示第/层每个分段中索引项集合的个数，具体 过程如下
步骤601:首先对相关变量进行初始化，计算出要处理的备份索引表的最 高层次//，先处理最高层的索引集，爿=0表示第/^+1层中索引集的个数为0;
步骤602:通过f = 7W $ w/计算出第//层中索引集的个数；
步骤603:将第/f层的第爿^w个到第1个索引集放入集合ZS; 步骤604:令7/=//-1,准备处理下一层的索引集；
步骤605:判断Z/是否小于0，如果小于O，就说明当前处理的为最低层， 则执行步骤606,否则，执行步骤603，处理下一层次的索引集；
步骤606:将/5"中的所有索引集进行合并，得到所需要的合并索引集； 步骤6G7:执行结束。
基于定长的备份索引集的合并，本领域内的普通技术人员公知，此处不再 赘述。而对于基于变长的备份索引集的合并，以下结合图7、图8和图9详细描述。
图7示出根据本发明的实施例的备份索引项之间的关系。令/wfec5^")和 /mfecS" 0》分别表示时间点和时间点^的备份索引集，其中 /mfeu(/,)(OSm〈AO表示备份索引集/"cfex5W(6)中的第附个备份索引项，M表示 /w/exSe^.)中所包含的备份索引项的个数；/mfeai(/) ((Kw〈AO表示备份索引集 /打c/exS"(f/)的第w个索引项，7V表示/m/exSeg)中所包含的备份索引项的个数， 令Z)ato5/ocK^)表示备份索引项/"afexM(^)所表示的备份凄t据，Dato5/oc&(。)表示 备份索引项/mtea々)所表示的备份数据。
令/mfe^O,)二[a, W， "<=6， iwfec 0》=[^， S]，』<=5，如图7所示，则源区 间r =/^/&^0,)相对于目标区间R =/"^/" (//)有以下六种关系1、 左独立if(ZK^)，则称源区间r相对于目标区间/ 左独立，简称左独立；
2、 左重叠if(a<」and J《Z and Z^釣，则称源区间r相对于目标区间A左 重叠，简称左重叠；
3、 重叠if(a〉v4 andZK5)，则称源区间r相对于目标区间W重叠，简称重叠；
4 、右重叠if(a^4 and and 6>S)，则称源区间r相对于目标区间W右重 叠，筒称右重叠；
5 、右独立if(a>5),则称源区间r相对于目标区间W右独立，简称右独立； 6、覆盖if(a《爿and 6^5)，则称源区间r相对于目标区间i 满足覆盖关系，
简称覆盖。
为操作上的方便， 一般将较新时间点的备份索引集合称之为目标区间，而将 较旧时间点的备份索引集合称之为源区间。
图8示出根据本发明的实施例的判断两个索引项/ ^^(/,)和/^fea々)之间
关系的逻辑流程图，其中，对于/mfe^O,.)和/^/ex"(。.)中的字符定义与图7中相 同，此处不再赘述。具体判断过程如下所述
步骤801:判断6是否小于A，如果小于，则执行步骤802，否则，执行步 骤803;
步骤802: 骤812;
步骤803: 骤805;
步骤804: 骤812;
步骤805: 骤809;
步骤806: 执行步骤808;
步骤807: 骤812;
步骤808:
说明索引项/"&;( ,.)和/"^fea々)之间满足左独立关系，执行步 判断a是否大于B,如果大于，则执行步骤804;否则，执行步 说明索引项/mfexj^)和/m/exw")之间满足右独立关系，执行步 判断"是否小于A，如果小于，则执行步骤806，否则，执行步 判断6与S的关系，如果6小于等于S，则执行步骤807;否则 说明索引项/wfe^(0和/"&x"々)之间满足左重叠关系，执行步 说明索引项/mfea^)和/"^^(//)之间满足覆盖关系，执行步骤812;
步骤809:判断6与5的关系，如果b小于等于5，则执行步骤810，否则 执行步骤811;
步骤810:说明索引项/m/ej^(/,)和/"&ja^)之间满足重叠关系，执行步骤
812;
步骤811:说明索引项/w&Xm".)和/w/ex"(/y)之间满足右重叠关系，执行步 骤812;
步骤812:结束。
在实现中，对不同版本的备份数据进行合并时，可以对备份数据块不进行 移动，也可以对备份数据块进行移动。在本实施例中，对备份数据块进行了合 并移动，并存放到新的数据仓库。
图9是根据本发明的实施例的备份数据索引合并流程图。具体步骤如下
步骤901:判断索引集合/mfex5^0,)和索引集合/mfec5^(。.)是否为空，如果 全不为空，则执行步骤902，如果索引集合/mfec5W(/,)为空，则执行步骤903, 如果索引集合/mfeGSe"々)为空，则执行步骤904;
步骤902:从索引集合/"c/exS"O0和索引集合/w/exS"".)中分别取一个索引 项/mfea^)和索引集合/^fe^ (0 ,然后执行步骤905;
步骤903:读索引集合/mfec5^O0中剩余的所有索引项，放入新的索引集合， 修改索引项中的位置描述信息，执行结束；
步骤904:读索引集合/mfe^"".)中剩余的所有索引项，放入新的索引集合， 修改索引项中的位置描述信息，执行结束；
步骤905:判断索引项/"6fec^,)和索引项/"tfeU^.)之间的关系，如果满足左 独立关系，执行步骤906;如果满足左重叠关系，执行步骤909;如果满足重叠 关系，执行步骤915;如果满足覆盖关系，执行步骤916;如果满足右重叠关系， 执行步骤919;如果满足右独立关系，执行步骤920;
步骤906:修改索引/mfeU^)中的〈i)epW^/, (9#^〉信息，将索引项放入新 的索引集合；
步骤907:判断索引集合/mfec&g)是否还存在未处理的索引项，如果存在， 执行步骤908;否则，执行步骤903;步骤908:从索引集合/"Jex5^G,)获取一个索引项/mfeU/,)，执行步骤905; 步骤909:修改索引项/^fec"(Z/)的索引范围为[fl，川，并修改索引项中的位置 描述信息；
步骤910:索引集合/^fecS"0,.)是否还存在未处理的索引项，如果存在，执 行步骤911，否则，执行步骤903;
步骤911:从索引集合/m/exS"(X)获取一个索引项/mfec ^,);
步骤912:判断索引项/"tfeuX.)的上界是否大于A，如果大于，则执行步骤913， 否则执行步骤910;
步骤913:判断索引集合/^fec5^(々)是否还存在未处理的索引项，如果存在， 执行步骤914,否则执行步骤904;
步骤914:从索引集合/mfec5^(0获取一个索引项/^/eja^)，然后执行步骤
905;
步骤915:修改该索引项中的位置描述信息；
步骤916:修改索引项/mfex"0的索引范围为[a,5],并修改位置描述信息， 将/mfe^(/,)所指向的范围修改为[A 6];
步骤917:判断索引集合/^fec5Wfe)是否还存在未处理的索引项，如果存在， 执行步骤918，否则执行步骤904;
步骤918:从索引集合/mfex&^/.)获取一个索f 1项/"ifex (^)，然后执行步骤
905;
步骤919:修改该索引的位置描述信息，将/mfe^( ,)所指向的范围修改为[5, 6]，然后执行步骤917; 步骤920:修改该索引的位置描述信息，然后执行步骤917。 之后可以删除合并前的备份数据索引集合和备份数据块。 通过结合附图的上述实施例的描述，本领域内的普通技术人员可以理解， 该系统和方法能够以实施例描述的方法实现，也可以在现有的计算处理i殳备 中实现。而且可以看出，该备份数据索引的组织结构和备份数据索引项的逻
统，可以在现有的备份系统中构建该备份数据索引的组织结构，并实现备份 数据索引项的逻辑关系判断、合并方法以及备份数据的合并方法。最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本 技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和 实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的 精神和教导范围内。
权利要求
1、一种备份数据的管理系统，包括备份业务处理装置、备份索引管理装置、备份数据管理装置和存储装置，所述备份业务处理装置和备份客户端相连；所述备份业务处理装置用于接收来自备份客户端的备份命令、备份数据和备份数据索引，并将所述备份数据发送给所述备份数据管理装置，将所述备份数据索引发送给所述备份索引管理装置；所述备份索引管理装置接收所述备份数据索引并将其转发给所述存储装置，并且用于接收来自所述存储装置的备份索引集，建立或者更新层次分段式的备份索引表；所述备份数据管理装置接收所述备份数据并将其写入到所述存储装置，将备份数据本地存储的地址通知给备份业务处理装置；所述存储装置用于接收所述备份数据索引和备份数据，根据该备份数据索引和备份数据本地存储的地址及备份数据大小建立备份索引集。
2、 权利要求1所述的管理系统，其中，所述备份索引管理装置根据预定值 对备份索引集进行分段，对每个分段的备份索引集进行合并，生成合并索引， 由所述合并索引产生上一层的备份索引集，所述上一层的备份索引集基于与 所述预定值相同或者不同的限定值以同样方式建立更上一层的备份索引集， 从而建立所述层次分段式的备份索引表。
3、 权利要求2所述的管理系统，其中，数据恢复时，所述备份索引管理装 置从所述备份索引表最上层开始读取，逐层向下，除最上层外，其它层次仅 读取当前没有达到分段条件的备份索引集，形成所述全局合并索引。
4、 权利要求3所述的管理系统，其中，所述备份业务处理装置还用于接收 来自备份客户端的恢复命令，根据来自所述备份索引管理装置的全局合并索引 而指令所述备份数据管理装置提取所述备份数据并发送给所述备份客户端。
5、 权利要求l所述的管理系统，其中，所述备份索引集包括某时间点各备 份数据的多个备份索引项，所述备份索引项对应于所述存储装置中的数据仓库；所述备份索引项被定义为〈加rt'丄e"-' "e/w奴(9#"> ，其中，加rt表示备^分数据块在备份客户端中备份对象的起始位置，^"-表示所述备份数据块的长度，"印。,W 表示所述数据仓库的编号，C晚"表示所述备份数据块在所述数据仓库中的存放 位置，其中，所述 和O炎e是四个字节或者更多个字节。
6、 权利要求1所述的管理系统，其中，所述备份数据管理装置接收来自备 份业务处理装置的恢复命令和所述全局合并索引，从所述存储装置读取相应的 备份数据，发送给所述备份业务处理装置。
7、 权利要求2所述的管理系统，其中，所述存储装置产生一个备份索引集后，所述备份索引管理装置将其置于所述备份索引表的最底层，逐层向上判断， 是否达到该层的门限值，如果达到则合并产生新的上一层的备份索引集，以更 新所述备份数据表。
8、 权利要求3所述的管理系统，其中，所述备份数据管理装置从最上层的 备份索引集开始，仅将每一层所合并的备份索引集置于新的集合，组成所合并 的备份索引集的以下各层的备份索引集不置于所述新的集合，将所述新的集合 合并，形成所述全局合并索引。
9、 一种备份数据的管理方法，包括步骤10)、接收备份命令、备份数据和备份数据索引，根据该备份数据索 引和备份数据本地存储的地址及备份数据大小建立备份索引集；步骤20)、根据所述备份索引集，建立或者更新层次分段式的备份索引表。
10、 权利要求9所述的管理方法，其中，步骤20)中，根据预定值对所述 备份索引集进行分段，对每个分段的备份索引集进行合并，生成合并索引， 由所述合并索引产生上一层的备份索引集，所述上一层的备份索引集基于与 所述预定值相同或者不同的限定值以同样方式建立更上一层的备份索引集， 从而建立层次分段式的所述备份索引表。
11、 权利要求9所述的管理方法，其中，所述备份索引集包括某时间点各备份数据的多个备份索引项，所述备份索引项被定义为〈Stort,丄e"g幼，Z)e戶,W， C#">, 其中，加rt表示备份数据块在备份客户端中备份对象的起始位置，丄e"-表示所述 备份数据块的长度，D印。,W表示所述数据仓库的编号，0#"表示所述备份数据块 在所述凄史据仓库中的存》文位置，其中，所述Stort、丄e"g^、 Z)epoW和O,e是四个字 节或者更多个字节。
12、 权利要求9所述的管理方法，其中，步骤20)还包括产生备份索引 集后，将其置于所述备份索引表的最底层，逐层向上判断，是否达到该层的门 限值，如果达到则合并产生新的上一层的备份索引集，以更新所述备份数据表。
13、 权利要求12所述的管理方法，其中，步骤20)还包括从备份索引表 最上层开始读取，逐层向下，除最上层外，其它层次仅处理当前没有达到分 段条件的备份索引集，形成所述全局合并索引。
14、 权利要求13所述的管理方法，其中，步骤20)还包括从最上层的备 份索引集开始，仅将每一层所合并的备份索引集置于新的集合，组成所合并的 备份索引集的以下各层的备份索引集不置于所述新的集合，将所述新的集合合 并，形成所述全局合并索引。
15、 一种备份数据的恢复方法，包括步骤10)、接收来自备份客户端的恢复命令，根据备份索引集，更新层次 分段式的备份索引表，形成所述全局合并索引；步骤20)、根据所述全局合并索引，提取所述备份数据并发送给所述备份 客户端；其中，根据预定值对所述备份索引集进行分段，对每个分段的备份索引集 进行合并，生成合并索引，由所述合并索引产生上一层的备份索引集，所述立更上一层的备份索引集，从而建立层次分段式的所述备份索引表。
16、 权利要求15所述的恢复方法，其中，步骤20)还包括 从备份索引表最上层开始读取，逐层向下，除最上层外，其它层次仅处理当前没有达到分段条件的备份索引集，形成所述全局合并索引。
17、 权利要求15所述的恢复方法，其中，步骤20)中，所述备份索引集包 括某时间点各备份数据的多个备份索引项，所述备份索引项被定义为"加,，z^-, D印。奴o,e,〉，其中，加"表示备份数据块在备份客户端中备份对象的起始位置，丄e"g幼表示所述备份数据块的长度，Z)，必表示所述数据仓库的编号，O炎"表示所 述备份数据块在所述数据仓库中的存放位置，其中，所述加rt、 Z^r-、 和 Q/^是四个字节或者更多个字节。
全文摘要
本发明提供一种备份数据的管理系统和方法，包括备份业务处理装置接收来自备份客户端的备份命令、备份数据和备份数据索引；备份索引管理装置接收所述备份数据索引并将其转发给所述存储装置，并且用于定时或者实时地接收来自存储装置的备份索引集，建立并更新层次分段式的备份索引表；备份数据管理装置接收备份数据并将其转发给存储装置；存储装置用于所述备份数据索引和备份数据，根据该备份数据索引和备份数据本地存储的地址及备份数据大小建立备份索引集。本发明能够有效平衡存储开销和时间开销，利用有限的存储空间实现备份数据的高效组织，支持对备份数据的高效定位和访问，能够有效地提高备份数据的恢复效率，提高恢复速度。
文档编号G06F17/30GK101604269SQ200910089060
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者严寒冰, 云晓春, 吴志刚, 王树鹏, 莉 郭 申请人:中国科学院计算技术研究所