[发明专利]基于写时拷贝的数据写入方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于写时拷贝的数据写入方法及设备。

背景技术

目前，磁盘阵列技术已广泛应用于数据存储中，磁盘阵列技术可以在一定程度上减少由于磁盘物理故障造成的数据丢失和损坏。但是在实际应用中，由于软件错误、人为失误、病毒攻击等软故障造成的数据丢失和损坏的概率要比物理故障高得多，而单纯采用磁盘阵列技术无法解决这类软故障造成的数据丢失问题。

快照技术是一种有效的在线备份方法，快照技术的原理是在硬盘等存储设备中虚拟出一个快照空间，根据设定的规则创建数据在某时刻的一个瞬时映像，然后将该瞬时映像存储在快照空间中，当数据由于软故障而需要恢复时，即可根据快照空间中存储瞬时映像将数据区中的数据恢复到快照时间点的状态。在磁盘阵列中采用快照技术可以将软、硬件保护方法结合起来，从而提高数据的可靠性。快照技术按实现方法划分，主要有三种方式：分离镜像(Split Mirror)、写时拷贝(Copy-On-Write)和写重定向(Redirect-On-Write)。其中写时拷贝方法因占用空间小，创建快照时间短等优点，广泛地应用在各种快照系统中。

现有的基于写时拷贝的数据写入方法应用于包括源数据区和快照空间的存储设备中，每次启动快照功能后，若来自外部设备的写请求数据在被写入源数据区前需要对源数据区中的数据进行写时拷贝，则要分以下三个步骤进行写请求数据的写入：(1)从源数据区中读出需要进行写时拷贝的数据；(2)将从源数据区读出的数据写入快照空间；(3)将来自外部设备的写请求数据写入源数据区的相应位置。这三个步骤是串行执行的，即来自外部设备的写请求数据需要等待源数据区中需要进行写时拷贝的数据被写入到快照空间后，才能被写入到源数据区，对来自外部设备的写请求响应时间较长。

发明内容

本发明提供了一种基于写时拷贝的数据写入方法及设备，缩短了对来自外部设备的写请求的响应时间。

本发明提供了一种基于写时拷贝的数据写入方法，应用于包括源数据区、快照空间和高速缓冲存储器的存储设备中，所述方法包括以下步骤：

接收写请求数据；

在所述源数据区中为所述写请求数据分配数据块；

判断所述分配的数据块是否第一次被写入，若判断结果为是，将所述源数据区中分配的数据块中的原有的数据写入所述高速缓冲存储器中，将所述写请求数据写入所述分配的数据块中，若判断结果为否，直接将所述写请求数据写入所述分配的数据块中；若达到设定的刷新条件，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间。

其中，还包括：

在写时拷贝功能启动后，将所述源数据区中所有数据块对应的位图的比特位设置为无效；

所述判断所述分配的数据块是否第一次被写入包括：

根据与所述分配的数据块对应的位图的比特位判断所述分配的数据块是否第一次被写入，若所述比特位为无效，则判断所述分配的数据块是第一次被写入，若所述比特位为有效，则判断所述分配的数据块不是第一次被写入；

所述将所述分配的数据块中的原有的数据写入所述高速缓冲存储器中之后，还包括：

将所述分配的数据块对应的位图的比特位设置为有效。

其中，所述将源数据区中分配的数据块中的原有的数据写入所述高速缓冲存储器中包括：

在所述快照空间中为所述源数据区中原有的数据分配数据块；

根据所述高速缓冲存储器与所述快照空间的地址映像对应关系确定所述快照空间中分配的数据块对应的所述高速缓冲存储器的数据块地址；

将所述源数据区中原有的数据写入到所述确定的高速缓冲存储器的数据块地址中。

其中，所述若达到设定的刷新条件，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间包括：

若将所述源数据区中原有的数据写入到所述确定的高速缓冲存储器的数据块地址中之后，在时间长度阈值范围内没有再向所述高速缓冲存储器中写入数据，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间；或

若将所述源数据区中原有的数据写入到所述确定的高速缓冲存储器的数据块地址中之后，所述高速缓冲存储器的总存储容量达到存储容量阈值，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间。

其中，所述若达到设定的刷新条件，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间包括：

若将所述源数据区中原有的数据写入到所述确定的高速缓冲存储器的数据块地址中之前，所述确定的高速缓冲存储器的数据块中已经存储了数据，将所述高速缓冲存储器中的数据写入所述快照空间。