[发明专利]用于数据备份的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在计算机系统中备份数据的领域，更具体地说，涉及用于在降低数据损坏或丢失风险的同时提供定期数据备份的装置和方法。

背景技术

计算机系统用户需要创建其生产数据的定期备份，同时尽量减小所使用的存储容量、对生产I/O的影响以及备份依赖于生产数据的时间。尽量减小所使用的存储容量以及减少所选择的备份管理机制对生产数据的影响是多数用户的显而易见的要求。尽量减小备份依赖于生产数据的时间的要求源于用户需要保护备份数据以免丢失生产数据。在备份依赖于生产数据时，系统可免于生产数据损坏，但是不能防止生产数据丢失。

本领域公知的是，使用空间高效型(FlashCopy是IBM公司在美国和/或其他国家/地区的注册商标)可以帮助用户尽量减少用于备份的存储，并且使用通过级联算法实现的FlashCopy解决方案可以尽量减少备份对生产I/O的影响。数据存储中的空间高效概念在本领域中是公知的，此处无需进一步说明。在最高级别，FlashCopy是一种使“某些数据”的第二映像可用的功能。该功能有时在其他系统上下文中被称为即时(point in time)拷贝或T0拷贝。第二映像的内容最初与第一映像的内容完全相同。“即刻地”使第二映像可用。实际而言，这意味着使第二映像可用的时间远少于创建一个真实而独立的物理拷贝所需的时间，并且还意味着可以在不对正在使用的应用的操作造成不可接受的中断的情况下建立第二映像。

一旦建立，第二拷贝便可用于多种目的，其中包括执行备份、系统试用以及数据挖掘。第一拷贝继续由原始正在使用的应用用于其原始目的。与不带FlashCopy的备份相比，后者必须关闭应用，执行备份，然后再次重新启动应用。找到其中应用的空闲时间足够长而可以关闭应用的时间窗口正变得越来越困难。执行备份的成本也在增加。因此，FlashCopy的这种在不停止业务的情况下执行备份的能力具有显著且不断增加的商业价值。

FlashCopy实施方式通过将寻址到第二映像(下文称为“目标”)的读I/O重定向到原始映像(下文称为“源”)造成存在第二映像的假象，除非对该区域(也称为“粒度”)执行写操作。当已对区域执行写操作时(写入源或目标)，然后为了维持源和目标都拥有自己的数据拷贝的假象，将调用暂停写入命令操作的进程，并且不等该操作生效，此进程又发出对源中受影响的区域的读取操作，通过写操作将读取的数据应用于目标，然后(仅当所有步骤成功完成)释放暂停的写操作。随后对同一区域的写入无需暂停，因为目标已拥有它自己的数据拷贝。这种写时复制技术是公知的并在许多环境中使用。

某些存储控制器允许用户针对给定源配置一个以上的目标，也称为多目标FlashCopy。这将具有多种应用。例如，可以针对每个目标执行不同的试验。或者，可以在不同时间(例如，一周中的不同日子)创建目标，并且可能为了恢复某种数据损坏(例如由病毒导致)而允许对盘进行历史访问。一种形式的多目标FlashCopy是级联FlashCopy。

例如，在美国专利第7,386,695号中披露了级联FlashCopy。在根据美国专利第7,386,695号的披露的级联实施方式(例如，IBM SAN VolumeController(SVC)提供的多目标FlashCopy工具)中，针对尚未被复制的区域写入源盘将导致数据仅被复制到目标盘之一。对于这些实施方式，提交给目标盘的读I/O请求要求FlashCopy从源盘、目标盘或级联中的另一目标盘读取数据，具体取决于之前已写入哪些源盘或目标盘。

使用这两种公知的技术，现在可以构建保护生产数据免于最高达所需恢复点目标(RPO)的损坏的解决方案。但是，仍存在如何保护生产数据免于最高达所需RPO的丢失的问题。

方法1

用户可以执行完整增量拷贝以及在完整增量拷贝的再触发器之间执行定期的空间高效型FlashCopy。该解决方案为用户提供的数据丢失的RPO等于自触发完整拷贝以来的时间。数据损坏的RPO等于自执行最后一次空间高效型FlashCopy以来的时间。如果数据丢失，生产系统无法从空间高效型拷贝中恢复，因为这些拷贝依赖于生产数据。用户必须返回必须完成的完整拷贝。如果数据在完整拷贝完成之前丢失，则无法恢复生产数据。这意味着只要用户再次触发它们的完整拷贝就可能丢失数据。

方法2