[发明专利]一种逻辑卷创建系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是一种逻辑卷创建系统及其方法。

背景技术

为了高效、有序地保证用户数据的安全，目前已出现了多种储存技术，例如独立磁盘冗余数组(RAID)、逻辑卷管理器(LVM)等。其中，逻辑卷管理器具有设备快照(snapshot)特性，快照可以对LVM的逻辑卷中某一特定时间点的数据进行实时备份，且几乎不影响数据服务的效率。目前，现有技术的逻辑卷管理器提出了一种依赖快照技术，即旧的快照依赖于新创建的快照而存在，用户改写卷组的数据仅备份于最后创建的快照中。这样，可以有效地避免储存介质空间的浪费，并很大程度地减轻诸如磁盘等储存介质读写的负担。

但是，在上述依赖快照技术中，由于旧快照总是依赖于新快照而存在，因此删除快照会受到一定的限制。换言之，只能删除最老的快照；否则会导致被删除快照之前所有快照的损坏。

下面结合图1说明现有技术的逻辑卷管理器的依赖快照创建过程及其缺陷，其中图1为现有技术的逻辑卷管理器的快照创建流程图。

如图1所示，首先，对快照创建命令进行解析，以判断快照创建命令中给定的逻辑卷是否存在，即判断创建逻辑卷或快照的命令格式是否正确(步骤102)。若命令格式不正确，则直接报错退出。若命令格式正确，则从磁盘中读取卷组腐的所有实体区块的使用情况(步骤104)。然后，验证卷组中是否有足够的剩余空间(步骤106)，若空间不足则报错退出。否则，依照当前实体区块使用情况并利用一定空间分配算法为逻辑卷或快照分配请求大小的可用空间，为快照分配所需的实体区块(步骤108)。最后，在内存中记录快照信息并将其以及实体区块分配情况的改变写入磁盘(步骤110)。

现有技术的这种做法存在很多缺陷：1、处理逻辑比较复杂，特别是在数据读写请求过多时，创建快照过程需要很长时间才能完成。2、每个快照占用单独的磁盘空间，因此当一个逻辑卷存在多个快照时，则只有最后一个快照执行数据备份动作，其它快照则不会再有磁盘写入。因此，虽然在这些快照创建时就分配了一定的磁盘空间，但实际却并没有充分使用，从而造成空间上的浪费。3、在现有逻辑卷管理器架构中，快照只能由用户在某一特定时刻手工创建，因此在恢复数据时，用户可选择的时间点非常有限，无法支持持续有效的用户数据保护。4、由于快照的写时复制(Copy on Write)信息会占用大量内存，因此现有技术的逻辑卷管理器架构为了保持系统的稳定及可用性，限制了系统中可创建的快照总数。5、现有技术的逻辑卷管理器架构中，很难保证同一逻辑卷的快照数据在逻辑储存设备上保持连续存放，这样为基于区块设备层的快照数据备份带来较大麻烦。

发明内容

本发明的目的在于，为了解决上述现有技术中的问题与缺陷，提供一种逻辑卷创建系统及其方法，以解决现有技术创建步骤繁琐、磁盘空间浪费以及快照创建数量受限等问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种逻辑卷创建系统，包含一分配模块、一时间戳创建模块、一时间戳储存模块以及一指针模块；其中，分配模块依照一空间分配算法在逻辑卷中分配一逻辑卷可用空间以及一时间戳储存区域；时间戳创建模块备份逻辑卷的原始数据，以当逻辑卷第一次存在输入输出数据时建立一第一时间戳；以及，依照逻辑卷的原始数据的修改时间点，依次写时复制修改时间点的逻辑卷数据中被修改的数据，以建立对应修改时间点的时间戳；时间戳储存模块连续储存第一时间戳以及相应修改时间点的时间戳于时间戳储存区域中；以及，指针模块建立记录相应修改时间点的写时复制操作的写入位置的储存介质偏移地址，以作为时间戳地址的索引信息。其中，指针在建立第一时间戳前指向时间戳储存区域的起始地址，并随着修改时间点的时间戳的建立依次向后推移。

为了实现上述目的，本发明提供了一种逻辑卷创建方法，包含以下步骤：依照一空间分配算法在逻辑卷中分配一逻辑卷可用空间以及一时间戳储存区域；当逻辑卷第一次存在输入输出数据时备份逻辑卷的原始数据，以建立一第一时间戳；依照逻辑卷的原始数据的修改时间点，依次写时复制修改时间点的逻辑卷数据中被修改的数据，以建立对应修改时间点的时间戳；连续储存第一时间戳以及相应修改时间点的时间戳于时间戳储存区域中；建立一储存介质偏移地址指针，用于记录相应修改时间点的写时复制操作的写入位置；以及储存指针于一储存介质中，以作为时间戳地址的索引信息。其中，指针在建立第一时间戳前指向时间戳储存区域的起始地址，并随着修改时间点的时间戳的建立依次向后推移。