[发明专利]支持零备份窗口的磁盘级数据备份系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，更具体地，本发明涉及一种支持零备份窗口的磁盘级数据备份系统和方法。

背景技术

随着计算机技术的发展和信息化程度的提高，人们对信息的依赖程度也随之增强，信息在IT环境中的高度集中存储，在很大程度上提高了信息和数据管理的自动化，提高了运营效率，降低了运营成本。但同时，风险性也在不断增加，灾难发生所造成的数据丢失，可能会导致巨大的损失。

为了避免灾难带来的不利影响，需要对数据进行定时或者实时的备份。随着需要保护数据的不断增多，进行一次数据备份所需要的时间也越来越长。与此同时，随着信息化系统业务应用的不断繁忙，重要性的增强，业务应用允许停止的时间也越来越短，数据备份窗口随之越来越短，实际上很多业务应用是24×7持续运行的，无法停止，数据备份窗口为零。因此，需要实现支持零备份窗口的备份技术，在业务应用不中断的情况下，进行数据备份，保证备份数据的时间一致性。同时，业务应用的种类越来越多，为每种业务应用单独建立一套灾备系统的成本相对较高，建设的复杂性也非常大，如何提高备份方法和系统的应用透明性和通用性，降低灾备系统的难度和复杂性也是建立灾难备份系统的关键问题。

现有技术中对计算机系统的数据信息进行备份访问的方法主要包括：

(1)备份时锁定文件：通过拒绝进程的写访问，防止别的用户修改该文件；如果别的进程已获得写访问权限，备份进程必须跳过该文件或等到获得独占的写权限时，操作该文件；

(2)检测文件的改变：在复制文件之后，备用进程可以利用操作系统检查复制操作期间是否进行过修改，如果进行过修改，必须重做复制或者跳过该文件；

(3)申请号为PCT/GB94/01581的PCT申请提出一种运行具有一个在几个应用中共享的存储设备的计算机的方法，使用一个辅助存储区来保存备份过程中写进程所写的数据，避免写操作改写原始数据，备份进程可以从原始存储区中读取数据，而其它读进程可以从辅助存取区读取数据；

(4)申请号为PCT/GB96/00651的PCT申请是在上面(3)中所述方法的基础上提出来的，基本思路类似。

在上述(1)和(2)两种方法中，进行数据备份时都要求有效的把其它应用程序锁定，无法支持零备份窗口的数据备份。随着数据量的增加，数据复制所需要的时间也越来越长，而业务数据处于不断的使用之中，是无法终止的，所以，这两种方法无法满足当前的灾备需求。上述(3)和(4)两种方法是针对文件系统层次的数据备份提出的，和上层业务应用是相关的，不适用块设备层次的数据备份，应用范围有限；另外，使用这两种方法还需要额外的存储装置实现备份进程和应用进程对数据的同时防范；还有，(3)和(4)提出的方法只适用于Dos、Nove11 NetWare、OS/2或Unix以及采用6800及PowerPC系列的CPU的Macintosh计算机上实现，并不适用现有的windows系列的操作系统。

发明内容

为克服现有支持零备份窗口的磁盘级数据备份的应用透明性和通用性差的缺陷，本发明提供一种支持零备份窗口的磁盘级数据备份系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种支持零备份窗口的磁盘级数据备份系统，包括：备份控制装置、写前读装置、备份读装置、磁盘过滤驱动装置和备份快照表；

其中，所述备份快照表用于记录磁盘扇区数据是否需要备份；

所述备份控制装置用于控制所述备份读装置和所述写前读装置的启动和终止；

所述备份读装置用于根据所述备份快照表读取需要备份的磁盘扇区数据进行备份；

所述磁盘过滤驱动装置用于监控并截获磁盘写操作，向所述写前读装置发送截获到的写IRP操作信号；

所述写前读装置用于在备份过程中接收所述磁盘过滤驱动装置发送的截获到写操作的信号并向所述磁盘过滤驱动装置发送写操作放行信号；所述写前读装置根据写操作信号和备份快照表读取目标扇区数据进行备份，实现对写操作目标磁盘扇区的优先读取。

其中，所述系统还包括监控快照表，当所述磁盘过滤驱动装置截获到磁盘写操作后，在所述监控快照表中记录写IRP操作的目标磁盘扇区信息；其中，所述监控快照表用来记录增量监控期间被更改的磁盘扇区数据，并标记写操作的目标扇区，用做增量备份的依据。

其中，所述写前读装置接收到所述磁盘过滤驱动装置的写截获信号后，根据备份快照表，完成读取目标扇区数据后，向所述磁盘过滤驱动装置发送写操作放行信号。