恢复文件系统对象的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001]许多公司把数据的保护置于高优先级。在商业世界中，公司收集并使用的数据常常是公司的最重要资产，并且甚至相对小的数据损失或数据中断可能具有显著的影响。另夕卜，常常要求公司以遵守各种数据保护规章制度的方式来保护其数据。结果，许多公司已在数据保护和数据保护策略方面进行了相当大的投资。
[0002]作为数据保护策略的一部分，许多公司执行它们数据的各部分或全部的备份。数据备份可根据需要而执行，但是更典型地被调度成在循环的(例如，每夜、每周等)基础上执行。此类数据备份可用于不同的目的。例如，一个目的可以是允许恢复已经丢失或被损坏的数据。另一目的可以是允许从较早的时间恢复数据一例如，以恢复文件的先前版本和/或恢复最后的已知良好配置。
【附图说明】
[0003]图1A和IB是根据本文所述的实施的示例性备份环境的框图。
[0004]图2A和2B是根据本文所述的实施的示例性文件系统的各块的概念图。
[0005]图3是根据本文所述的实施的用于使用原始图像备份来备份文件系统的示例性过程的流程图。
[0006]图4是根据本文所述的实施的用于从基于图像的备份数据恢复文件系统对象的示例性过程的流程图。
[0007]图5是根据本文所述的实施的示例性系统的框图。
【具体实施方式】
[0008]计算机系统常常将数据存储在文件系统中，其以文件和目录的逻辑布置来保持数据。可以分级或其它适当方式来组织包含在文件系统内的文件和目录。在某些情况下，可将文件系统的文件和目录备份到备份存储系统以在计算机系统处有可引起数据丢失的故障或其它条件的情况下保护文件和目录。在随后的讨论中，文件系统的文件和/或目录一般地可称为“文件系统对象”。
[0009]可以对文件系统进行备份的速度可取决于许多因素。可影响可以如何快速地执行备份的因素可包括例如正在执行的备份的类型(例如，文件系统备份或原始图像备份；完全、增量或差异备份等)、被备份的数据的量、数据集的组成(例如，被备份的文件的数目和尺寸)、磁盘碎片化和/或多个其它因素。如果正在通过网络来备份数据，则网络带宽也可影响备份的速度。在某些情况下，缓慢的备份可降低源计算机系统、备份计算机系统(例如，备份服务器或服务器网络)、被用来存储备份数据的备份存储设备和/或将各种设备互连的一个或多个网络的性能。
[0010]在备份系统中，备份链内的最慢部件一般地将在备份的总体速度方面引起瓶颈。在某些基于云或其它基于网络的备份中，网络带宽对于备份速度而言可以是限制因数。然而，在其它情况下，尤其是在文件系统包括使用文件系统备份来备份的相对大量的相对小尺寸文件的情况下，该瓶颈可从网络转移到源计算设备。在这种情况下，文件系统备份可包括漫游整个文件系统，处理文件系统中的每个文件(例如，通过打开、读取以及关闭每个文件)，收集用于每个文件的元数据，以及执行其它动作以保持文件和目录的文件系统结构。此类处理(尤其是对于相对大的文件系统而言)可在备份时间和存储空间方面招致显著的开销。
[0011]称为原始图像备份的另一种类型数据备份将底层数据逐块地从文件系统(作为原始图像)传输到备份存储系统而不一定在备份存储系统处保持文件系统结构。原始图像备份过程绕过文件系统，并且替代地访问安装点(到文件系统的入口点)且从该安装点开始逐块地将数据备份为原始数据。原始图像备份操作可以比文件系统备份操作更快，因为在执行原始图像备份操作中涉及到的时间量可独立于存储在文件系统中的文件系统对象的数目，并且还可独立于文件系统的类型。
[0012]在原始图像备份的情况下，可异步地生成关于数据的目录册(catalog)或其它元数据，例如在备份完成之后或者在备份期间。用于原始图像备份的目录册可仅包括文件系统的基本树状结构(例如，从安装点开始)，并且不需要包含文件的特定位置信息。由于文件系统结构并未被提供原始图像备份，所以从原始图像备份数据对单独文件系统对象(或者对所选文件系统对象而不是整个文件系统)执行恢复操作可能比从文件系统备份的单个文件恢复更有挑战性。
[0013]在某些情况下，当在文件系统中执行数据的原始图像备份时可使用文件系统逆向工程过程。在原始图像备份操作期间，文件系统逆向工程过程创建文件系统对象和被备份到备份存储位置的原始图像备份数据块的映射。该映射可被用来恢复单独文件系统对象。
[0014]执行文件系统逆向工程过程作为原始图像备份操作的一部分可增加原始图像备份操作的复杂性。例如，要备份的不同文件系统可具有将被解释为文件系统逆向工程过程的一部分的不同文件系统结构。并且，文件系统逆向工程过程可依赖于可能提供文件系统数据的实体不支持的例程。结果，使用此类例程产生的文件系统结构可能是不正确的。此夕卜，随着引入新的文件系统，用于文件系统逆向工程过程的代码可能需要被更新和/或保持，这可导致进一步的复杂性、增加的维护成本和/或延长的备份产品发布循环。
[0015]本文所述的是用于在仍允许进行文件系统对象的单文件恢复的同时执行文件系统到诸如云之类的联网存储位置的基于图像的备份的技术。在某些实施方式中，文件系统的原始图像备份可被临时地存储在内部部署存储系统(on-premise storage system)中，诸如数据中心中的高速缓存器或其它适当临时储存器，并且可在随后被拷贝到外部部署存储系统(off-premise storage system)，诸如公共、私用或混合云。使用这种方法，可例如异步地和/或在方便的时间通过网络来传输备份数据，诸如当网络可用性和/或吞吐量高时和/或当网络业务低时。
[0016]当接收到用以从备份文件系统恢复文件系统对象中的一个的请求时，系统可检索与该文件系统对象相关联的块而不恢复整个文件系统。可从内部部署储存器(如果仍可用的话)，或者从外部部署储存器，如果各块不再从内部部署储存器可用的话检索各块。从内部部署高速缓存器恢复文件系统对象在某些情况下可提供最近备份数据的更快速恢复。
[0017]图1A是根据本文所述的实施的示例性备份环境100A的框图。如所示，示例性备份环境100A包括被通信耦合到备份源设备104的备份服务器102、内部部署存储系统106、目标恢复设备108以及外部部署存储系统136。备份服务器102、备用源设备104、内部部署存储系统106以及目标恢复设备108可在物理上位于特定位置上，诸如在数据中心中，而外部部署存储系统136可位于不同的物理位置(或多个位置)上，诸如云。环境100A的示例性拓扑结构可表示各种备份环境。然而，应理解的是环境100A的示例性拓扑结构仅仅是出于说明性目的而示出的，并且可对该配置进行各种修改。例如，备份源设备104和目标恢复设备108被示为单独设备，但是在某些实施中，设备可以是单个设备，或者另外可被实现为同一计算系统的一部分。类似地，环境100A可包括不同或附加部件，或者可以与所示的不同的方式实现部件。
[0018]在操作中，可在原始图像备份中对来自备份源设备104的文件系统110进行备份以产生原始图像备份数据。原始图像备份数据可在最初且被临时地存储在内部部署存储系统106中，例如作为原始图像备份数据块的集合116、118。在适当的时间，例如在初始备份已经完成之后不久，或者在网络带宽可用性和吞吐量高时的时间，原始图像备份数据可被从内部部署存储系统106拷贝到外部部署存储系统136，并且可被存储为例如原始图像备份数据块的集合116’、118’。
[0019]在原始图像备份数据已被拷贝到外部部署存储系统136之后，原始图像备份数据可立即(或不久之后)被从内部部署存储系统106删除，或者可保持一段时间。在某些情况下，该保持时段可由可被配置成为系统提供期望的备份和恢复性能特性的数据保持策略控制。例如，数据保持策略可确保可以针对最近备份的数据提供恢复服务等级协议(SLA)(例如，请保证在前一天期间备份的文件将在恢复请求的十五分钟内被恢复)。在此类示例中，备份数据将被存储在内部部署存储系统106上达至少二十四小时以确保数据被本地地存储，并且被以及时的方式从内部部署存储系统恢复。其它数据保持策略可基于备份的优先级水平(例如，较高优先级备份可被保持在内部部署达到比较低优先级备份更长的时间段)或者基于其它适当的数据保持因素。