伺服器設備備份數據的方法

2023-06-03 02:26:11

專利名稱：伺服器設備備份數據的方法
技術領域：
本發明是有關於一種備份數據的方法，特別是有關於一種伺服器設備在Linux操 作系統下備份數據的方法。
背景技術：
由於網絡技術的突飛猛進，造就了許多網絡設備(Internet Appliance)或稱信息 設備(Information Appliance)等新興產品的問世，例如由磁碟陣列(RAID)所組成的儲存 伺服器(Network Attached Storage，NAS)。此類儲存伺服器大多可用於直接連接網絡系 統，以供遠程的計算機設備透過此網絡系統備份大量數據至儲存伺服器。然而，請參見圖1 所述，為原先作業系統中應用層及核心層的互動示意圖。此類儲存伺服器10除了可作為 遠程的計算機設備專屬的數據儲存位置，也可當作另一獨立作業的異地備份系統(Remote Backup System)，亦具備有暫存內存(RAM)及嵌入專屬的作業系統20及應用程式。當然， 此儲存伺服器10也有機會將大量數據備份至遠程的另一儲存伺服器10中。上述儲存伺服器10的作業系統20定義有一應用層30及一核心層40，由於一保 護機制，作業系統20均分別定義核心層40及應用層30各自具一內存空間，且應用層30的 軟體必須以複製數據的方式提取核心層40內存空間內的數據，而無法任意選擇存取核心 層40的內存空間內的數據。如此，當儲存伺服器10欲備份大量數據至遠程的另一儲存服 務器10時，每當備份硬碟裝置42內其中一區塊的數據至遠程的另一儲存伺服器10時，應 用層30的備份軟體31 (Backup tool)都必須通過一次系統呼叫，使硬碟驅動程序43將硬 盤裝置42內的此區塊的數據讀出並複製到核心層40的內存空間的一第一暫存區47(例如 約64K)，再讓作業系統20將第一暫存區47內的數據複製到應用層30的內存空間的第二暫 存區32 (例如約64K)。爾後，備份軟體31再通過另一系統呼叫，讓作業系統20將第二暫存 區32內的數據複製到儲存伺服器10的連接接口 44的驅動程序45在核心層40內所提供 的第三暫存區49 (例如約64K)，以便連接接口 44的驅動程序45再將第三暫存區49中的數 據經過網絡系統而備份至另一儲存伺服器10，如此，經硬碟裝置42內的所有區塊經由無數 次系統呼叫以及將第一暫存區47的數據經第二暫存區32至第三暫存區49的反覆地複製 後，儲存伺服器10便可完成硬碟裝置42內大量數據的備份程序。然而，由於備份數據的動機通常是為了將整個儲存伺服器、特定數量硬碟或其數 據夾的所有數據複製到遠程的另一儲存伺服器上，以避免數據損毀及遺失。如此一來，就儲 存伺服器相當龐大的數據而言，無疑是更加倍地浪費了在核心層及應用層間來回進行數據 複製的冗餘動作及系統呼叫的切換過程(context switch)。

發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於揭露一種伺服器設備備份數據的方法，通過簡化了 往返於核心層及應用層之間的數據複製過程，改用磁碟驅動程序所放置區塊數據的暫存區 直接作為提供連接接口的驅動程序所需的暫存區，去除了核心層的暫存區的數據被再次儲存至應用層的暫存區，以減少核心層及應用層間來回進行數據複製所浪費的時間，進而改 善了伺服器設備備份數據至另一伺服器設備的效能。根據上述的目的而提出一種伺服器設備備份數據的方法，此伺服器設備的一操作 系統具一核心層及一應用層，當應用層要求核心層的一備份代理程序將伺服器設備的數據 備份至另一伺服器設備時，備份代理程序要求核心層複製伺服器設備的數據，並放置於核 心層的一暫存區中，備份代理程序再要求核心層讀取暫存區的數據，並傳送至另一伺服器 設備。 本發明簡化了往返於核心層及應用層之間的數據複製動作，使得磁碟驅動程序所 放置區塊數據的暫存區直接作為提供連接接口驅動程序所需的暫存區，減少了區塊數據被 複製到應用層的暫存區，再複製回核心層的暫存區的時間，僅傳回用以回報「已完成」的信 息及暫存區的內存地址(例如IK或2K)的信息。就儲存伺服器相當龐大的數據而言，無疑 是更加倍改善了伺服器設備備份數據至另一伺服器設備的效能。


為讓本發明的上述和其它目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖的詳 細說明如下圖1繪示原先作業系統中應用層及核心層的互動示意圖；圖2繪示本發明伺服器設備備份數據的方法於一實施例中的作業系統中應用層 及核心層的互動示意圖；圖3繪示本發明伺服器設備備份數據的方法於此實施例中的流程圖。主要組件符號說明100:伺服器設備300:暫存區200 =Linux作業系統400 磁碟裝置210:應用層410:磁碟驅動程序220 核心層500:連接接口212:備份軟體510:連接接口驅動程序222:備份代理程序310-380:步驟
具體實施例方式以下將以附圖及詳細說明清楚說明本發明的精神，如熟悉此技術的人員在了解本 發明的實施例後，當可由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的精神 與範圍。本發明是揭露出一種伺服器設備備份數據的方法，請參見圖2所述，圖2繪示本發 明伺服器設備備份數據的方法於一實施例中的作業系統中應用層及核心層的互動示意圖。 此伺服器設備100 (例如為網絡儲存器，Network AttachedStorage，NAS等等)在一實施例 中，具一 Linux作業系統200、備份軟體212 (Backup tool)、備份代理程序222、磁碟驅動程 序410、連接接口驅動程序510及暫存區300，此備份軟體212 (Backup tool)被定義於此 Linux作業系統200的一應用層210 (application layer)中；磁碟驅動程序410、連接接口 驅動程序510及暫存區300被定義於此Linux作業系統200的一核心層220 (kernellayer)中。如此，當此應用層210的備份軟體212要求此備份代理程序222備份伺服器設備100 的數據到另一伺服器設備100 (例如為網絡儲存器，NAS等等)時，備份代理程序222要求 核心層220複製伺服器設備100的數據，並放置於核心層220的一暫存區300中，之後，備 份代理程序222再要求核心層220讀取同一暫存區300的數據，便可直接傳送至另一服務 器設備100。更具體而言，請參見圖2及圖3所述，圖3為此實施例中的流程圖。此實施例 的詳細步驟如下
步驟(301)此備份軟體212提供一數據備份來源(即一磁碟裝置400的磁碟裝置 路徑，後稱此數據備份來源為此磁碟裝置400)及一數據備份目的(即另一伺服器設備100 的網絡地址，後稱此數據備份目的為另一伺服器設備100)，並要求此備份代理程序222對 此磁碟裝置400的數據進行備份至另一伺服器設備100 ；步驟(302)此備份代理程序222便要求此磁碟裝置400的磁碟驅動程序410依序 讀取此磁碟裝置400中第1區塊至第η區塊的數據，並依序放置各區塊的數據於此核心層 220的其中一暫存區300，其中每一次區塊數據並不限定放置於同一暫存區300上；步驟(303)待磁碟驅動程序410完成其中一區塊的數據讀取及放置數據至暫存區 300後，此磁碟驅動程序410便回報一「已完成」的信息及一「此暫存區300的內存地址」的 信息至此備份代理程序222 ；步驟(304)此備份代理程序222接收此磁碟驅動程序410的回報後，亦僅將「已完 成」的信息及此「此暫存區300的內存地址」的信息傳至備份軟體212，而不需將暫存區300 中的數據再複製至應用層的一暫存區(圖中未示)，以供備份軟體212使用；步驟(305)此備份軟體212指定此暫存區300的內存地址，並要求此備份代理程 序222將此暫存區300的數據透過一連接接口 500 (例如Fibre、iSCSI或SAS規格的網絡 接口)送至另一伺服器設備100;步驟(306)此備份代理程序222便提供此暫存區300的內存地址及另一伺服器設 備100的網絡地址，要求此連接接口 500的連接接口驅動程序510讀取並送出此暫存區300 的數據；步驟(307)此連接接口驅動程序510便依據此暫存區300的內存地址，讀取暫存 區300的數據，並依據另一伺服器設備100的網絡地址，將暫存區300的數據送至另一服務 器設備100 ；步驟(308)直到此磁碟裝置400中第1區塊至第η區塊的所有數據，皆經一個暫存 區300，便可被連接接口驅動程序510使用，而由連接接口 500送出至另一伺服器設備100。如此，本發明簡化了往返於核心層220及應用層210之間的數據複製動作，使得磁 盤驅動程序410所放置區塊數據的暫存區300直接作為提供連接接口驅動程序510所需的 暫存區300，減少了區塊數據被複製到應用層210的暫存區300，再複製回核心層220的暫 存區300的時間，僅傳回用以回報「已完成」的信息及暫存區300的內存地址(例如IK或 2Κ)的信息。就儲存伺服器相當龐大的數據而言，無疑是更加倍改善了伺服器設備100備份 數據至另一伺服器設備100的效能。本發明所揭露如上的各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟悉此技術的人員， 在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以 權利要求書所界定的範圍為準。
權利要求
一種伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，該伺服器設備的一作業系統具一核心層及一應用層，當該應用層要求該核心層中的一備份代理程序將該伺服器設備的數據備份至另一伺服器設備時，該方法包括該備份代理程序要求該核心層複製一磁碟裝置的數據，並放置該數據於該核心層的一暫存區中；以及該備份代理程序要求該核心層直接讀取該暫存區中的數據，並傳送該數據至該另一伺服器設備。
2.根據權利要求1所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該應用層要求 該備份代理程序將該伺服器設備的數據備份至另一伺服器設備時，還包括該應用層的一備份軟體提供一數據備份來源及一數據備份目的，其中該數據備份來源 為該磁碟裝置的路徑位置，該數據備份目的為該另一伺服器設備的一網絡地址；該備份軟體再要求該備份代理程序將該磁碟裝置的數據經一連接接口傳送至該另一 伺服器設備。
3.根據權利要求2所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該備份代理程 序要求該核心層複製該磁碟裝置的數據，並放置該數據於該暫存區中時，該磁碟裝置的一 磁碟驅動程序依序讀取該磁碟裝置中多個區塊的數據，並依序放置每一該些區塊的數據於 該暫存區。
4.根據權利要求3所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該磁碟驅動程 序完成該其中一區塊的數據讀取及放置後，該磁碟驅動程序便回報該暫存區的內存地址至 該備份代理程序。
5.根據權利要求4所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該備份代理程 序要求該核心層直接讀取該暫存區中的數據，並傳送該數據至該另一伺服器設備前，還包 括該備份代理程序不將該暫存區中的數據複製至該應用層，而回報該暫存區的內存地址 至該備份軟體。
6.根據權利要求5所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該備份軟體再 要求該備份代理程序將該磁碟裝置的數據經一連接接口傳送至該另一伺服器設備時，還包 括該備份軟體指定該暫存區的內存地址，並要求該備份代理程序直接以該暫存區的數 據，經該連接接口送至該另一伺服器設備。
7.根據權利要求6所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，當該備份代理程 序要求該核心層直接讀取該暫存區中的數據，並傳送該數據至該另一伺服器設備時，還包 括該連接接口的一連接接口驅動程序依據該暫存區的內存地址直接讀取該暫存區的數據；該連接接口驅動程序並依據該另一伺服器設備的網絡地址，將該數據送出。
8.根據權利要求1所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，該伺服器設備為 一網絡儲存器。
9.根據權利要求1所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，該作業系統為一Linux作業系統。
10.根據權利要求1所述的伺服器設備備份數據的方法，其特徵在於，該連接接口為一 Fibre、iSCSI或SAS規格的網絡接口。
全文摘要
本發明涉及一種伺服器設備備份數據的方法，此伺服器設備的一作業系統具一核心層及一應用層，當應用層要求核心層的一備份代理程序將伺服器設備的數據備份至另一伺服器設備時，備份代理程序要求核心層複製伺服器設備的數據，並放置於核心層的一暫存區中，備份代理程序再要求核心層不需傳響應用層，直接讀取暫存區的數據，並傳送至另一伺服器設備。
文檔編號G06F11/14GK101847109SQ20091012935
公開日2010年9月29日 申請日期2009年3月24日 優先權日2009年3月24日
發明者盧曉芬, 陳志偉 申請人:英業達股份有限公司