[发明专利]一种磁盘级数据备份系统和方法

权利要求书

1.一种磁盘级数据备份系统，包括下列装置：

备份控制装置、写前读装置、备份读装置、磁盘过滤驱动装置、换页装置；其中

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备份快照表读取需要备份的磁盘扇区数据进行备份，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；

所述磁盘过滤驱动装置用于监控并截获磁盘写操作，记录写操作更改的磁盘扇区信息，在备份期间向写前读装置发送磁盘写操作信号，通知写前读装置进行写前读处理，在磁盘扇区数据备份完成后放行所述写操作；

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磁盘写操作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磁盘写操作信号和备份快照表读取目标扇区数据进行备份，并将所述目标扇区数据放入内存缓存队列中；

所述换页装置用于定时检查内存缓存队列，内存缓存队列的数据超过预定长度时，将所述内存缓存队列的数据移出到硬盘缓存文件。

2.权利要求1所述的系统，其中，所述磁盘过滤驱动装置还用于当所述磁盘过滤驱动装置截获到磁盘写操作后，在监控快照表中记录所述磁盘写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，标记磁盘写操作的目标扇区，用做增量备份的依据。

3.权利要求1所述的系统，其中，所述写前读装置接收到所述磁盘写操作信号后，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。

4.权利要求1所述的系统，其中，所述磁盘过滤驱动装置截获并辨别对磁盘的读写操作；其中，所述磁盘过滤驱动装置获取上层应用层对所述磁盘的读写操作。

5.权利要求1所述的系统，其中，所述系统进行全量备份和增量备份；在全量备份时，所述备份读装置根据备份磁盘的使用状况生成备份快照表，根据所述备份快照表备份使用扇区的数据；在增量备份时，所述备份读装置从所述磁盘过滤驱动装置获取监控快照表，利用所述监控快照表生成进行数据备份使用的备份快照表，备份自上次增量备份后更改过的磁盘扇区数据，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，标记磁盘写操作的目标扇区，用做增量备份的依据。

6.权利要求2所述的系统，其中，所述监控快照表处于内核态。

7.权利要求1所述的系统，其中，所述备份快照表处于用户态。

8.权利要求1所述的系统，其中，所述备份快照表记录备份分区中每一个磁盘扇区簇是否需要备份。

9.权利要求2所述的系统，其中，所述监控快照表记录备份分区中每一个磁盘扇区簇的数据在增量监控期间是否被更改过。

10.权利要求1所述的系统，其中，所述磁盘过滤驱动装置包括四种状态：空闲状态，阻塞状态，写前读监控状态和完全监控状态；所述磁盘过滤驱动装置处于空闲状态时，对磁盘读写操作进行简单的转发；所述磁盘过滤驱动装置处于阻塞状态时，转发磁盘的读操作，阻塞磁盘写操作；当开始进行全量/增量备份时，所述磁盘过滤驱动装置进入写前读监控状态，向所述写前读装置发送截获到的写操作信号；当全量/增量备份操作完成后，所述磁盘过滤驱动装置进入完全监控状态，直接放行截获到的磁盘写操作。

11.一种磁盘级数据备份方法，包括：

步骤10)、获取用于记录磁盘扇区数据是否需要备份的备份快照表；

步骤20)、根据所述获取的备份快照表从磁盘上依次读取需要备份的磁盘扇区数据进行备份，同时开始监控磁盘操作；

步骤30)、监控写磁盘操作，截获写磁盘操作，记录写操作更改的磁盘扇区信息；

步骤40)、如果在备份期间截获到写操作信号，根据所述写操作信号和所述备份快照表从所述被写磁盘读取并存储数据至内存缓存队列，当内存缓存队列的数据超过预定长度时，将数据移出到硬盘缓存文件，在磁盘扇区数据备份完成后发送写操作放行信号，完成写前读操作。

12.权利要求11所述的方法，其中，步骤30)进一步包括：

步骤31)、截获到磁盘写操作后，将写操作的目标扇区标记在监控快照表中，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。