一种结合快照技术的持续数据保护系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据备份领域的⑶P(Continuous Data Protect1n)技术和计算机信息存储技术领域的快照技术，尤其是涉及一种结合快照技术的持续数据保护系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着信息时代的来临，如今的计算机已经深入到我们生活的方方面面，绝大部分企业都依靠计算机系统来运行其核心业务，因而，系统产生的大量数据也成为企业最宝贵的财富，如何保护这些数据也成了企业关注的焦点。
[0003]块级⑶P数据保护技术是目前比较流行的一种数据保护技术，它忽略上层应用，直接把焦点聚集在文件系统层和卷设备层，通过捕获系统1/0，并将I/O重定向到存储介质，保存所有变化1/0，达到数据保护的目的。但是这种方式有其固有的弊端:
[0004]1、冗余数据过多，保留了太多的I/O过程数据，对备份存储介质空间造成了极大的浪费；
[0005]2、要使捕获的I/O有效，首先要对待保护的卷做一次完整的初始化复制，生成一个卷数据的完整的副本，后续所有捕获的I/O都是基于该副本才有效，由于涉及到历史数据清理，所以需要定期做初始化复制，对于某些业务数据量很大的环境，初始化一次的时间周期会很长，而初始化期间虽然已经开始捕获系统I/O变化数据，但是由于不存在对应的初始化副本，因此实际上系统在这段时间，数据是处于非保护状态的，因此会频繁存在数据保护真空期；
[0006]3、恢复速度慢，回滚到某一时间点，需要找到前一个可用的初始化副本，然后基于该初始化副本做I/O回滚，直到回滚到指定时间点，由于两次初始化之间的时间间隔一般比较长，因此数据恢复时间可能被拉的很长，满足不了某些企业对RT0(ReCOVery TimeObjective)的要求；
[0007]快照技术也是目前比较主流的一种数据保护技术，后台存储通过SAN(StorageArea Networking)挂卷到用户主机用作业务系统的数据存储介质，利用存储提供的快照功能，定期对用户业务系统数据存储介质对应的LUN(Logical Unit Number)执行快照，如果主机端业务数据发生故障或损坏，直接回滚到前一个对于主机业务系统可用的快照，在主机端不知情的情况下实现数据保护功能。但是这种方式也有其固有的缺陷:
[0008]1、目前主流存储都对LUN的快照数量有限制，导致数据保留周期十分有限；
[0009]2、生成快照的时间与LUN的大小以及变化数据量成正比，不能过于频繁的对LUN生成快照，满足不了某些企业对于RP0(Recovery Point Objective)的要求。
【发明内容】
[0010]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种结合存储快照的瞬间恢复特性和块级CDP技术的1/0级别细粒度恢复特性，给用户生产系统提供持续数据保护和1/0级别细粒度快速恢复的系统及方法，充分结合了块级CDP技术和快照技术的优点，达到了块级rap技术的恢复粒度和接近于快照技术的恢复速度，克服了 rap技术和存储快照技术单纯运用在数据保护解决方案中的不足。
[0011]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0012]—种结合快照技术的持续数据保护系统，其特征在于，包括:通过网络均可相互连通的客户端、服务器端和存储专用设备，结合存储快照的瞬间恢复特性和块级cdp技术的i/o级别细粒度恢复特性。
[0013]所述的客户端包括:
[0014]应用数据源解析模块，用于将用户选择的应用数据源解析成监控数据源；
[0015]⑶P内核驱动模块，用于负责监控指定的磁盘卷路径范围内的I/O变化，捕获I/O数据以及元数据，并给I/O加上时间戳，以设定格式转储到存储专用设备提供的CDP日志卷上;
[0016]主机端⑶p代理模块，与rap内核驱动模块连接，用于在初始化复制阶段，将监控卷的数据同步到镜像卷；在增量复制阶段，从⑶p日志卷中解析i/o数据，同步到镜像卷，并对每一单位时间内的I/o数量进行统计，发送到服务器端；
[0017]I/O日志恢复模块，用于在数据恢复过程中，负责解析⑶P日志卷中的I/O数据，将I/o数据恢复到对应的镜像卷；
[0018]第一控制模块，分别与应用数据源解析模块、主机端⑶P代理模块和I/O日志恢复模块连接。
[0019]所述的服务器端包括:
[0020]任务管理模块，用于在数据备份和恢复时，创建任务、状态控制、绘制备份任务对应监控卷的I/o统计图；
[0021]存储管理模块，用于负责与存储专用设备进行交互，完成卷挂载、卷卸载、创建卷快照、删除卷快照功能；
[0022]数据库管理模块，用于负责保存任务信息；
[0023]第二控制模块，分别与任务管理模块、存储管理模块和数据库管理模块连接。
[0024]—种结合快照技术的持续数据保护方法，其特征在于，该方法应用于数据备份和数据恢复。
[0025]所述的数据备份包括以下步骤:
[0026](101)解析应用数据源，获取待保护的数据卷信息；
[0027](102)从存储专用设备上分配指定大小的LUN并挂载到主机端，用作镜像卷和日志卷;
[0028](103)初始化复制阶段:将监控卷的数据同步到镜像卷；
[0029](104)增量备份阶段:将I/O变化数据写入到日志卷和镜像卷；
[0030](105)判断是否达到计划快照时间，如果是，则对镜像卷对应的LUN执行快照，并执行步骤(106)，否则，返回步骤(104);
[0031](106)判断快照副本数是否超出限制，如果是，则删除快照，清理相应的I/O日志，否则，返回步骤(104)。
[0032]所述的数据恢复包括以下步骤:
[0033](201)配置数据恢复参数；
[0034](202)绘制I/O统计图，并据此选择恢复目标时间点；
[0035](203)选择数据恢复目标客户端及配置可用数据通道；
[0036](204)传入恢复目标时间点对应的快照名，将镜像卷对应的快照克隆生成克隆卷，将克隆卷通过步骤(203)中的数据通道挂载到目标客户端；
[0037](205)判断恢复目标时间点与快照时间点是否一致，如果是，则数据恢复成功，否则，转步骤(206);
[0038](206)查询数据库，找到镜像卷对应的日志卷；
[0039](207)判断步骤(206)中的日志卷是否在使用，如果是，则将日志卷生成快照后克隆，并通过步骤(203)中的数据通道挂载到目标客户端，并执行步骤(208);否则，直接通过存储管理模块将日志卷通过步骤(203)中的数据通道挂载到目标客户端，并执行步骤(208);
[0040](208)锁定镜像卷，回写快照时间点与目标时间点之间的I/O日志。
[0041]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0042](1)定期给主机端卷设备对应的存储端LUN执行快照，快照副本+1/0日志的恢复模式，恢复到任意时间点都不需要从初始化时间点开始，而只需要从上一个快照时间点开始恢复增量I/O数据，极大的缩短了恢复到任意I/O时间点卷设备数据对应状态所需的时间；
[0043](2)由于日志卷中保存的I/O增量数据不再只依附于待保护卷设备的初始化数据集，在持续数据保护任务正常运行的周期内，无需对待保护卷设备数据做重复初始化复制，节省了大量存储空间，减少了数据保护真空期；
[0044](3)采用I/O统计图供选择恢复目标时间点，可以直观的看出上层应用的I/O波峰与波谷，恢复位于波谷的时间点，可以有效避免应用数据一致性问题，且通过调整I/O计数的时间单位，实现系统I/O级别的数据恢复粒度。
【附图说明】
[0045]图1为本发明结合快照技术的持续数据保护系统结构