[发明专利]基于写时拷贝的数据存储方法、系统及设备

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存储方法及设备。 

背景技术

伴随着基于TCP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)/IP(Internet Protocol，互联网协议)的iSCSI(Internet Small Computer Systems Interface，互联网小型计算机系统接口)协议的出现和发展，存储设备已经不仅可以存储与之直接相连的主机发来的写请求数据，也可以存储外部设备通过IP网络发送的写请求数据，从而实现数据的异地在线备份。 

快照技术是一种有效的保证备份数据安全性的方法，快照技术的原理是在存储设备的存储空间中虚拟出源数据区和快照空间，源数据区用于存储来自外部设备的写请求数据，当快照条件被触发时，根据设定的规则创建源数据区中存储的数据在快照时间点的一个瞬时映像，然后将该瞬时映像存储在快照空间中，当源数据区中的数据由于软故障而需要恢复时，即可根据快照空间中存储的瞬时映像将源数据区中的数据恢复到快照时间点的状态。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，广泛地应用在各种存储设备中。 

现有的基于写时拷贝的数据存储方法，写时拷贝功能启动后，存储设备会每隔设定的时间段重新启动一次快照进程，可以将这个时间段定义为快照周期，存储设备会分别存储在各个快照周期中获取的快照信息。写时拷贝功能启动后，存储设备会对源数据区中的所有数据块进行监控，在接收来自外部设备的写请求命令后，首先根据写请求命令在源数据区中为写请求数据分配数据块，写请求命令中包含起始逻辑地址信息和写请水数据的数据量信息， 具体的，存储设备根据写请求数据的数据量为写请求数据分配以写请求命令中的起始逻辑地址为首地址的数据块组。然后，若需要对分配的数据块组进行快照，存储设备则需要将分配的数据块组对应的监控数据写入快照空间。最后将来自外部设备的写请求数据写入到源数据区分配数据块组中替换其中的原有数据。数据块是存储设备对数据进行存储的最小单位，每个数据块的固定容量为512B。若写请求数据的数据量为8KB，则需要在源数据区中为该写请求数据分配16个数据块，若请求数据的数据量为512KB，则需要在源数据区中为该写请求数据分配1000个数据块。 

现有技术中，在快照功能启用后，采用如图1所示的监控地址区间对源数据区中的数据块进行监控，即以512KB的数据量(即1000个数据块)为单位对源数据区进行监控。每一个监控地址(Adjust address)区间对应一个虚拟逻辑块地址组的起始地址和结尾地址，例如，第一监控地址区间(0，999)对应的虚拟逻辑块地址组的起始地址为0、结尾地址为999。第二监控地址区间(1000，1999)对应的虚拟逻辑块地址组的起始地址为1000、结尾地址为1999。若某个监控地址区间范围中的任意一个数据块发生变化，则需要将该监控地址区间范围中所有的数据块都复制到快照空间中。这就产生了快照空间过程中的增量复制问题。例如，写请求数据的数据量为8KB，需要占用源数据区中16个数据块的存储空间，若写请求数据在源数据区中对应的起始逻辑地址为10、则相应的结尾逻辑地址为25。由于逻辑地址为10到25的数据块对应的监控地址区间为(0，999)，所以，存储设备在将写请求数据写入到逻辑地址为10到25的数据块之前，需要将源数据区中逻辑地址为0到999的数据块中的原有数据全部复制到快照空间中，过多占用了快照空间的存储资源。 

发明内容

本发明提供了一种基于写时拷贝的数据存储方法及设备，节省了快照空间的存储资源。 

本发明提供了一种基于写时拷贝的数据存储方法，应用于包括存储设备 和外部设备的系统中，所述存储设备包括源数据区和快照空间，所述方法包括以下步骤： 

所述存储设备接收来自所述外部设备的写请求数据和写请求命令，所述写请求命令中包括所述写请求数据的起始逻辑地址和所述写请求数据的数据量信息； 

所述存储设备根据所述写请求数据的数据量调整单位监控数据量； 

所述存储设备根据所述写请求数据的起始逻辑地址和所述写请求数据的数据量信息确定所述写请求数据在所述源数据区中对应的数据块；