[发明专利]共享卷的应用一致的快照

说明书

技术领域

本申请涉及共享卷的快照，特别是共享卷的应用一致的快照。

背景技术

1.背景和相关技术

计算机系统及相关技术影响社会的许多方面。的确，计算机系统处理信息的能力已转变了人们生活和工作的方式。现在，计算机系统通常执行在计算机系统出现以前手动执行的许多任务（例如，文字处理、日程安排、会计等）。最近，计算机系统彼此耦合并耦合到其他电子设备以形成计算机系统及其他电子设备可在其上传输电子数据的有线和无线计算机网络。因此，许多计算任务的执行分布在多个不同的计算机系统和/或多个不同的计算环境中。

在分布式环境中主存应用正变得越来越常见。例如，应用通常被主存在节点群集的一个节点（例如服务器）上。在该群集中，不同的应用可以被主存在不同的节点上，但它们各自都可以访问一个或多个公共存储卷。换句话说，一个存储可以由跨群集的各个节点分布的许多不同的应用来访问。

图1描述了这种类型的环境。如所示，群集100包括节点101-103。在该示例性群集中，每个节点包括一个协调器、一个备份应用、一个存储提供者和两个应用。然而，节点可以包括任意数目的应用以及多个存储提供者。在该示例中，每个应用使用存储104上的卷104a来存储数据。

在图1中描述的组件表示了已被用于执行在群集中以及非群集环境中的备份的现有技术的备份系统。微软的Volume Shadow Copy Service(VSS（卷阴影复制服务）)是可以用在该类型的备份系统中的协调器的一个示例。在该备份系统中，协调器110-130被用于协调诸如卷104a的共享卷的备份。该备份可以包括卷104a的时间点图像（即快照）。虽然快照的创建将被描述为在节点101上发生，但是，类似的步骤可以在每个节点上执行以在该节点上创建卷104a的快照。换句话说，节点101-103上的每个协调器都起到类似于创建卷的快照的作用。

为了在节点101上创建快照，备份应用114将请求发送给协调器110以创建一个快照。在该请求中，备份应用114指定了应该被用于创建快照的存储提供者（在该示例中，存储提供者113）。协调器110与节点101上的每个应用的写入器（写入器111a和112a）进行通信，以指令它们准备快照。该通信被称为冻结命令。

这种准备包括将存储器内的高速缓存转储清除到盘并挂起（即冻结）应用的写入，直到创建了快照。通过这种方式，每个写入器确保了在创建快照之前，所有应用数据都持久保存到卷104a。一旦每个写入器从冻结命令返回，协调器110指令卷104a例如通过将文件系统元数据持久保存到卷104a并挂起对卷104a的写入来准备快照。该通信被称为转储清除且保持命令。

一旦卷104a已经从转储清除且保持命令返回，协调器110指令存储提供者113创建卷104a的快照。这被称为提交命令。虽然示出的是一个存储提供者，但一个节点可以使用多个存储提供者，例如用于与存储104的硬件控制器直接对接的硬件存储提供者，或用于与操作系统（例如文件系统）对接的软件存储提供者。对于本发明来说，用于创建快照的存储提供者的类型并不重要。

存储提供者113创建卷104a的快照。该快照是如在单个时间点（例如在每个写入器已经将节点101上每个应用的数据持久保存到卷104a并且卷104a已经转储清除了其高速缓存之后的时间点）处存在的卷104a的内容的副本。一旦创建了该快照且存储提供者113从提交命令返回，协调器110指令卷104a它可以重新开始处理（被称为释放命令），并且随后指令每个写入器应用可以重新开始写入到卷104a（被称为解冻命令）。如所见，该备份过程允许应用在快照创建期间继续执行。仅在冻结和解冻命令的接收之间阻止应用向卷104a写入。然而，在这期间应用可以继续以读取卷104a。

该备份过程产生了具有文件系统一致性的卷104a的时间点快照，因为转储清除且保持命令使得所有的文件系统数据在创建该快照之前就被持久保存。时间点快照还具有与在节点（其中在该节点上发起快照且在本示例中是节点101）上运行的每个应用的应用一致性，因为冻结命令使得每个应用将其数据持久保存到卷104a。