[发明专利]以快照指针进行磁盘快照的方法

说明书

技术领域

本发明关于服务器，特别关于一种以快照指针进行磁盘快照的方法。

背景技术

当前一般操作系统皆支持一种磁盘快照(Snapshot)技术，又可称作为磁盘区阴影复制服务(Volume Shadow Copy Services)，所谓磁盘快照是属于一种档案系统(file system)的保留数据技术，不同于一般的数据备份技术需要复制的动作，磁盘快照是在任意时间点，将硬盘的磁盘卷册(磁盘卷册(Volume)是指硬盘目前有数据的磁盘区块(chunk))进行快速的档案系统备份，且当进行磁盘快照时，并不牵涉到任何档案复制动作。且将目前使用中的档案系统的数据结构中的整个目录结构保留下来。如此，以实时性地对硬盘建立不同时间点版本的磁盘卷册的磁盘快照，不仅可以弥补传统备份机制的不足，此外，即使硬盘发生损毁或中毒等意外，管理者可以选择发生损毁或中毒前的磁盘快照，取代原先的磁盘卷册(Volume)让损害降至最低。

承上所述，当硬盘在进行磁盘快照时，并不会实际进行档案的复制动作，而是当磁盘卷册的磁盘区块有所变动时，先复制磁盘卷册的磁盘区块内的原始数据到硬盘中不属于磁盘卷册的其它可用的磁盘区块中，再修改磁盘卷册的磁盘区块内的原始数据成为修改数据，另在服务器的一存储器提供操作系统(如：Linux)内部核心(kernel)所使用的存储器空间(以下简称内核空间)中，建立一写入同步复制对照表(Copy-On-Write(简称：COW)Table)，写入同步复制对照表记录每一个磁盘区块的原始数据被写入到硬盘中的那一个磁盘区块中的信息。而前述技术被称作为写入同步复制(Copy-On-Write，COW )技术。

然而，操作系统的核心的存储器空间有限，且不会因为系统存储器增加而变大，当磁盘卷册更动的磁盘区块越多时，写入同步复制对照表占用操作系统的核心的存储空间就越大。当磁盘卷册分别在不同的时间进行磁盘快照，或磁盘卷册的容量急速增加后，内核空间将会被大量的写入同步复制对照表所占用，使得内核空间被耗尽，进而导致操作系统异常崩溃。因此，如何设计出一种以快照指针进行磁盘快照的方法，以有效地解决上述的诸多问题，实乃目前刻不容缓而亟待解决的一重要课题。

发明内容

有鉴于前述现有磁盘快照的诸多问题，发明人经过长久努力研究与实验，终于开发设计出本发明的一种以快照指针进行磁盘快照的方法，期通过本发明有效地解决内核空间耗尽所导致操作系统异常崩溃的问题。

本发明的一目的，提供一种以快照指针进行磁盘快照的方法，该方法应用在一服务器中，服务器包含有一存储器及一硬盘，其中存储器至少规划出提供操作系统内部核心所使用的一内核空间，硬盘目前具有数据的所有磁盘区块(chunk)则规划为一磁盘卷册，当服务器对磁盘卷册进行磁盘快照时，于硬盘中规划出第一部分及第二部分，另于内核空间中建立一快照指针，快照指针指向第一部分的启始位置，此后，每当磁盘卷册的磁盘区块内的原始数据需要被修改时，先将原始数据复制到第二部分中作为备份数据，再将磁盘卷册的原始数据进行修改成修改数据，再于第一部分的写入同步复制对照表写入对照信息，而对照信息包含该备份数据地址及对应该备份数据的修改数据地址。

其中，所述第一部分的容量，等于所述写入同步复制对照表的最大需求容量；所述写入同步复制对照表提供储存复数个对照信息；所述第二部分的容量大小，则等于磁盘卷册所有的磁盘区块的原始数据被复制到硬盘中作为备份数据所需的容量大小。

对于所述的方法，其中，所述服务器在硬盘规划出第一部分及第二部分的步骤，包括：

根据所述磁盘卷册的容量大小，用以计算出所述写入同步复制对照表的最大需求容量大小；在所述硬盘中不属于所述磁盘卷册的剩余空间中规划出所述第一部分；及在所述硬盘中不属于所述磁盘卷册及所述第一部分的剩余空间中规划出所述第二部分。

其中，所述写入同步复制对照表的最大需求容量大小的计算方法包括：

写入同步复制对照表的最大需求容量＝磁盘卷册的磁盘区块数量×一个对照信息的容量大小；及磁盘区块数量＝磁盘卷册的容量/磁盘区块容量。

另外，所述第一部分规划在所述硬盘中的位置在所述第二部分在所述硬盘中的位置之前；所述硬盘的所述第一部分最末端的部分，直接接续所述第二部分最前端的部分。

当所述服务器对所述磁盘卷册中已被写入所述修改数据的磁盘区块进行修改时，直接对所述修改数据的磁盘区块进行修改。