一种快照数据存储管理方法及装置与流程

本发明涉及快照存储技术领域，特别是涉及一种快照数据存储管理方法及装置。

背景技术：

随着计算机技术的快速发展及应用，数字化信息已经逐步取代传统纸媒数据，呈现日均指数级增长，这同时为数据存储提出了更高要求。

在许多应用行业，例如政府部门、银行系统、电力企业等对数据的安全性和业务连续性有着较高要求，必须提供在线的数据保护，而快照技术则可实现在线存储以防止数据丢失的功能。具体来说，快照是关于指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始时间点)的映像。快照能够实现在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时能进行快速的数据恢复，将数据恢复到某个可用时间点的状态；同时，快照为用户提供了另外的数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可访问快照数据或者利用快照数据进行测试等工作。

现有技术中，快照数据是采用独立的物理区域来存储，例如独立的一块磁盘或者独立磁盘中的一固定区域，在系统内存中保存整个快照位图空间的一部分，在查询或介入位图时，如果没有命中，再进行内存与磁盘的换入换出操作。然而此种数据的操作，会导致位图查询、写入操作增加大量的IO延时。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快照数据存储管理方法及装置，与现有技术相比，可减少快照数据读写操作延时，提高读写速率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种快照数据存储管理方法，包括：

将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中；

对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可选地，对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少两个所述控制器，至少两个所述控制器对所述内存单元中的位图数据共享；

至少两个所述控制器中的每一控制器保存所述内存单元中的位图数据的最新信息。

可选地，还包括：当至少两个所述控制器中的任意一个所述控制器宕机时，由另外一个所述控制器接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可选地，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作，包括：

所述控制器具体用于：在接收到读操作指令时，根据所述读操作指令对本内存单元位图数据进行读操作；

在接收到写操作指令时，查询本内存单元位图数据是否复制过，若是，则根据所述写操作指令对本内存单元位图数据进行写操作；

若未查询到已复制过，则从所述控制器查询本内存单元位图数据是否复制过，若确认复制过，则进行写操作，若确认未复制过，则对本内存单元位图数据进行复制操作。

可选地，还包括，当检测到系统关机时将所述内存储模块中的位图数据写入到预定存储模块中。

一种快照数据存储管理装置，包括存储控制模块和控制器：

所述存储控制模块用于将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中；

对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少一个所述控制器，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可选地，对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少两个所述控制器，至少两个所述控制器对所述内存单元中的位图数据共享；

至少两个所述控制器中的每一控制器保存所述内存单元中的位图数据的最新信息。

可选地，当至少两个所述控制器中的任意一个所述控制器宕机时，由另外一个所述控制器接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可选地，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作，包括：

所述控制器具体用于：在接收到读操作指令时，根据所述读操作指令对本内存单元位图数据进行读操作；

在接收到写操作指令时，查询本内存单元位图数据是否复制过，若是，则根据所述写操作指令对本内存单元位图数据进行写操作；

若未查询到已复制过，则从所述控制器查询本内存单元位图数据是否复制过，若确认复制过，则进行写操作，若确认未复制过，则对本内存单元位图数据进行复制操作。

可选地，还包括掉电保护模块，用于当检测到系统关机时将所述内存储模块中的位图数据写入到预定存储模块中。

由上述技术方案可知，本发明所提供的快照数据存储管理方法及装置，将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中，对应内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

本发明快照数据存储管理方法及装置，将生成的快照数据存储在系统内存储模块中，以内存操作方式对快照数据进行操作，与现有快照数据的存储方法相比，避免了内存与磁盘间的换入换出操作，可减少快照数据读写操作延时，从而提高读写速率，提高快照读写性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种快照数据存储管理方法示意图；

图2为本发明实施例提供的一种快照数据存储管理系统示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种快照数据存储管理方法，请参考图1，包括：

S10：将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中。

将生成的快照数据存储在系统的内存储模块中，本方法中在管理快照数据的源卷和目的卷时，以位图为单元表示。

S11：对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可以看出，本实施例快照数据存储管理方法，将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中，对应内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，由控制器接收下发的操作指令，并根据操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。本实施例快照数据存储管理方法，将生成的快照数据存储在系统内存储模块中，以内存操作方式对快照数据进行操作，与现有快照数据的存储方法相比，避免了内存与磁盘间的换入换出操作，可减少快照数据读写操作延时，从而提高读写速率，提高快照读写性能。

下面对本实施例快照数据存储管理方法作进一步说明。本实施例快照数据存储管理方法包括：

S10：将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中。

将生成的快照数据存储在系统的内存储模块中，本方法中在管理快照数据的源卷和目的卷时，以位图为单元表示。对某一块数据是否进行过复制以位图为单元描述。

在内存储模块中包含用于存储数据的内存单元。

S11：对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，所述控制器用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

在内存储模块中，对应每一内存单元设置有至少一个控制器，由所述控制器控制对快照数据的存储和读写操作管理，

所述控制器保存对应内存单元中所存储快照数据的最新信息。可以采用定时同步策略，设定时间窗口，周期性的将最新位图数据同步到快照节点上，在对应控制器中更新保存最新数据信息。

本方法中，系统主机采用多路径软件下发操作指令，当多路径软件将操作指令定向到某控制器时，该控制器根据下发的操作指令对对应内存单元位图数据进行操作，

具体的，所述控制器根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作包括：

所述控制器具体用于在接收到读操作指令时，根据所述读操作指令对本内存单元位图数据进行读操作。

所述控制器具体用于在接收到写操作指令时，查询本内存单元位图数据是否复制过，若是，则根据所述写操作指令对本内存单元位图数据进行写操作；

若未查询到已复制过，则从所述控制器查询本内存单元位图数据是否复制过，若确认复制过，则进行写操作，若确认未复制过，则对本内存单元位图数据进行复制操作。在将本内存单元位图数据复制到另一存储位置(为快照数据保留的存储空间，称为快照空间)后，再根据接收的所述写操作指令对所述内存单元进行写操作。

因此，本实施例快照数据存储管理方法，将生成的快照数据存储在系统内存储模块中，以内存操作方式对快照数据进行读写操作，与现有方法相比，避免了内存与磁盘间的换入换出操作，可减少快照数据读写操作延时，从而提高读写速率，提高快照读写性能。

在本发明快照数据存储管理方法的另一种实施例中，在上述实施例内容的基础上，对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少两个所述控制器，至少两个所述控制器对所述内存单元中的位图数据共享；至少两个所述控制器中的每一控制器保存所述内存单元中的位图数据的最新信息。

示例性的，对应内存储模块中的每一内存单元可设置两个控制器，两个控制器对所述内存单元中的位图数据共享，两控制器都能实现对内存单元中快照数据的存储和读写操作的控制和管理。

双控制器保存对应内存单元中所存储快照数据的最新信息。内存单元中每次数据更新都在双控制器间同步执行。一方面，两个控制器可以实时处理下发的操作指令，根据操作指令对内存单元位图数据进行操作；另一方面，当两个控制器中的任意一个所述控制器宕机时，由另外一个所述控制器接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。这样当其中一个控制器宕机时，另一控制器可以即时接管，不会中断IO读写。

因此，本实施例快照数据存储管理方法，采用多控制器对内存单元快照数据进行共享，当其中一控制器宕机时可以由另外控制器即时接管，避免中断IO读写，从而保证数据读写效率，提高快照读写性能。

进一步的，在上述各实施例快照数据存储管理方法中，还包括，当检测到系统关机时将所述内存储模块中的位图数据写入到预定存储模块中。

本方法中将快照数据全部在内存中存储和管理，内存属于易失性存储，因此为防止数据丢失，本方法针对内存管理的位图数据加入掉电保护机制，当系统关机或宕机时，会将内存中的快照数据写入指定系统盘，以保证在系统掉电关机时数据不会丢失，当系统重新启动时，再从此系统盘中读出到内存中。可选地，所述预定存储模块可以是固态硬盘(SSD)。

相应的，本发明实施例还提供一种快照数据存储管理装置，请参考图2，包括存储控制模块20和控制器21：

所述存储控制模块20用于将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中；

对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少一个所述控制器21，所述控制器21用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。

可以看出，本实施例快照数据存储管理装置，存储控制模块将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中，对应内存储模块中的每一内存单元设置至少一个控制器，由控制器接收下发的操作指令，并根据操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。本实施例快照数据存储管理装置，将生成的快照数据存储在系统内存储模块中，以内存操作方式对快照数据进行操作，与现有快照数据的存储方法相比，避免了内存与磁盘间的换入换出操作，可减少快照数据读写操作延时，从而提高读写速率，提高快照读写性能。

下面对本实施例快照数据存储管理装置作进一步说明。本实施例快照数据存储管理装置包括存储控制模块和控制器：

所述存储控制模块20用于将生成的快照以位图为单元存储在系统的内存储模块中。本装置中在管理快照数据的源卷和目的卷时，以位图为单元表示。对某一块数据是否进行过复制以位图为单元描述。

在内存储模块中包含用于存储数据的内存单元。对应内存储模块中的每一内存单元设置至少一个所述控制器21，所述控制器21用于接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作，由所述控制器21控制对快照数据的存储和读写操作管理，

所述控制器21保存对应内存单元中所存储快照数据的最新信息。可以采用定时同步策略，设定时间窗口，周期性的将最新位图数据同步到快照节点上，在对应控制器中更新保存最新数据信息。

系统主机采用多路径软件下发操作指令，当多路径软件将操作指令定向到某控制器时，该控制器根据下发的操作指令对对应内存单元位图数据进行操作，

具体的，所述控制器21根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作包括：

所述控制器21具体用于在接收到读操作指令时，根据所述读操作指令对本内存单元位图数据进行读操作。

所述控制器21具体用于在接收到写操作指令时，查询本内存单元位图数据是否复制过，若是，则根据所述写操作指令对本内存单元位图数据进行写操作；

若未查询到已复制过，则从所述控制器查询本内存单元位图数据是否复制过，若确认复制过，则进行写操作，若确认未复制过，则对本内存单元位图数据进行复制操作。在将本内存单元位图数据复制到另一存储位置(为快照数据保留的存储空间，称为快照空间)后，再根据接收的所述写操作指令对所述内存单元进行写操作。

在本发明快照数据存储管理装置的另一种实施例中，在上述实施例内容的基础上，对应所述内存储模块中的每一内存单元设置至少两个所述控制器21，至少两个所述控制器21对所述内存单元中的位图数据共享；至少两个所述控制器中的每一控制器21保存所述内存单元中的位图数据的最新信息。

示例性的，对应内存储模块中的每一内存单元可设置两个控制器21，两个控制器21对所述内存单元中的位图数据共享，两控制器都能实现对内存单元中快照数据的存储和读写操作的控制和管理。

双控制器保存对应内存单元中所存储快照数据的最新信息。内存单元中每次数据更新都在双控制器间同步执行。一方面，两个控制器可以实时处理下发的操作指令，根据操作指令对内存单元位图数据进行操作；另一方面，当两个控制器中的任意一个所述控制器宕机时，由另外一个所述控制器接收下发的操作指令，并根据所述操作指令对所述内存单元中的位图数据进行操作。这样当其中一个控制器宕机时，另一控制器可以即时接管，不会中断IO读写。

因此，本实施例快照数据存储管理装置，采用多控制器对内存单元快照数据进行共享，当其中一控制器宕机时可以由另外控制器即时接管，避免中断IO读写，从而保证数据读写效率，提高快照读写性能。

进一步的，在上述各实施例快照数据存储管理装置中，还包括掉电保护模块，用于当检测到系统关机时将所述内存储模块中的位图数据写入到预定存储模块中。

本方法中将快照数据全部在内存中存储和管理，内存属于易失性存储，因此为防止数据丢失，本装置针对内存管理的位图数据加入掉电保护机制，当系统关机或宕机时，会将内存中的快照数据写入指定系统盘，以保证在系统掉电关机时数据不会丢失，当系统重新启动时，再从此系统盘中读出到内存中。可选地，所述预定存储模块可以是固态硬盘(SSD)。

以上对本发明所提供的一种快照数据存储管理方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。