跨集群文件系統同步更新的製作方法

2023-05-07 04:40:06

跨集群文件系統同步更新的製作方法
【專利摘要】本發明的各實施例涉及可配置計算機資源的共享池中的數據的同步。以一致性點的形式捕獲包括數據和元數據的文件系統更改的映像。創建連續一致性點，其中在連續一致性點之間的對所述文件系統中的數據和元數據的更改被捕獲且放置於隊列中，以便傳送給目標站點處的目標文件系統。作為文件系統操作來傳送所述更改，其中所述傳送限於在所述一致性點中捕獲和反映的更改。
【專利說明】跨集群文件系統同步更新
【背景技術】
[0001]本發明涉及跨集群文件系統的數據同步。更具體地說，本發明涉及跟蹤文件系統中的更改以及使用標準協議將所述更改重放至另一文件系統。
[0002]在緩存遠程文件數據的可伸縮且可寫的緩存系統中，自遠程站點取回數據且在緩存站點(亦稱為源站點)進行更新，並且在遠程站點(亦稱為目標站點)重放數據。已知源站點與目標站點之間的網絡連接性可能經受臨時斷開連接。當兩個站點之間的斷開連接發生時，源站點應仍可用於存取先前被緩存的數據，且因此，源站點繼續支持數據及元數據更新。此時，由於兩個站點之間的連接性恢復，因此數據及元數據更新需要與目標站點同步。

【發明內容】

[0003]本發明包括用於從與可配置計算資源的共享池通信的源數據站點向目標數據站點同步更新數據及元數據的方法、系統及製品。
[0004]在一個方面中，提供一種用於同步更新數據的方法。在周期性基礎上在源文件系統中創建一致性點。每個一致性點表示在一時間點的文件系統數據及元數據，並且被用於建立恢復點。更具體地說，一致性點的周期性地創建包括在第一時間點創建第一一致性點及在第二時間點創建第二一致性點。比較所述第一與第二一致性點以標識任何差別。另外，基於對象之間的對應關係將源文件系統對象映射到目標文件系統對象。應用在所述第一與第二一致性點之間的所標識的差別。更具體地說，差別的應用包括作為一個或多個文件系統操作來重放所標識的差別。
[0005]在另一方面中，系統具備工具以支持一致性數據的同步。可配置計算機資源的共享池具備與其通信的功能單元，所述功能單元在其中具有工具以支持所述同步。所述工具包括數據管理器、差異(delta)管理器及數據移動器。所述數據管理器在所述共享池中的源站點處處理數據並且在所述源站點的源文件系統中周期性地創建一致性點。每個一致性點表示在一時間點的源文件系統數據及元數據以便建立恢復點。更具體地說，所述數據管理器在第一時間點創建第一一致性點及在第二時間點創建第二一致性點。與所述數據管理器通信的所述差異管理器用於比較所述第一一致性點與所述第二一致性點。更具體地說，所述差異管理器標識所述第一與第二一致性點之間的任何差別。與所述差異及應用管理器通信的所述數據移動器應用所述第一與第二一致性點之間的所標識的差別。差別的應用包括基於源文件系統對象至目標文件系統對象的映射而重放所標識的差別。
[0006]在又一方面中，經由網絡連接作為服務而傳遞電腦程式產品。所述電腦程式產品包括具有計算機可讀程序代碼的計算機可讀存儲介質。提供計算機可讀程序代碼來處理可配置資源的共享池中的源站點處的數據，包括在所述源站點的源文件系統中周期性地創建一致性點。每個所創建的一致性點表示在一時間點的源文件系統數據及元數據，並且被用作恢復點。更具體地說，所述程序代碼在第一時間點創建第一一致性點及在第二時間點創建第二一致性點。還提供計算機可讀程序代碼來比較所述第一一致性點與所述第二一致性點，並且具體地說標識所述第一與第二一致性點之間的任何差別。另外，提供計算機可讀程序代碼來將源文件系統對象映射至目標文件系統對象，其中所述映射基於所述對象之間的關係。提供計算機可讀程序代碼來應用所述第一與第二一致性點之間的所標識的差另IJ。更具體地說，所述程序代碼基於所述映射而作為一個或多個文件系統操作來重放所標識的差別。
[0007]在再一方面中，提供一種方法來同步更新數據。更具體地說，在第一時間點在源文
件系統中創建第--致性點，及在第二時間點在所述源文件系統中創建第二一致性點。所
述第一一致性點表示在第一時間點的文件系統數據及元數據，並且用於建立第一恢復點。所述第二一致性點表示在第二時間點的文件系統數據及元數據，並且用於建立第二恢復點。在與所述源文件系統相關聯的通信故障之後，比較所述第一一致性點與所述第二一致性點。所述比較包括標識所述第一與第二一致性點之間的更改。應用所述第一與第二一致性點之間的所標識的更改來支持所述同步。更具體地說，所述應用包括基於源文件系統對象至目標文件系統對象的映射，作為文件系統操作而重放所述更改。
[0008]結合附圖， 自本發明的目前優選實施例的以下詳細描述中，本發明的其他特徵及優點將變得顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]本文中所參看的圖式形成本說明書的一部分。除非另有明確指示，否則在圖式中所示的特徵意欲作為本發明的僅僅一些實施例的說明，而非本發明的全部實施例的說明，這些附圖是:
[0010]圖1描繪根據本發明的實施例的雲計算節點；
[0011]圖2描繪根據本發明的實施例的雲計算環境；
[0012]圖3描繪根據本發明的實施例的抽象模型層；
[0013]圖4描繪示出將對源站點處的數據及元數據的更改放置於隊列中以傳送至目標站點的過程的流程圖；
[0014]圖5描繪示出管理源站點處的一致性點的過程的流程圖；
[0015]圖6描繪示出檢測源站點與目標站點之間的通信故障的過程以及使用源站點中的數據及元數據使目標站點最新的恢復管理的第一方面的流程圖；
[0016]圖7描繪示出調解在源站點處的兩個一致性點中的目錄項的過程的流程圖；
[0017]圖8描繪示出內嵌於計算機系統中以支持數據同步的工具的方塊圖；
[0018]圖9描繪展示用於實施本發明的實施例的系統的方塊圖。
【具體實施方式】
[0019]應易於理解，可以各種各樣的不同配置來布置及設計如本文中的圖式中大體所描述及說明的本發明的組件。因此，如圖式中所呈現的對本發明的裝置、系統及方法的實施例的以下詳細說明不意欲限制如所要求保護的本發明的範圍，而僅僅是本發明的選定實施例的代表。
[0020]在本說明書中描述的功能單元已被標為管理器。可在諸如場可編程門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯器件或類似者的可編程硬體器件中實施管理器。亦可在用於由各種類型的處理器處理的軟體中實施管理器。可執行程序代碼的所標識管理器可例如包括計算機指令的一個或多個物理或邏輯塊，所述塊可例如組織為對象、程序、功能或其他構造。然而，所標識管理器的可執行碼不需要在物理上定位在一起，而可包括存儲於不同位置的全異指令，所述指令當在邏輯上被接合至一起時包括管理器且實現管理器的設定目的。
[0021]實際上，可執行程序代碼的管理器可為單一指令或許多指令，並且甚至可被分布於若干不同碼段的上、在不同應用間及跨若干存儲器件。類似地，在本文中，操作數據可被標識並例示於管理器內，且可以任何合適的形式體現且組織於任何合適類型的數據結構內。操作數據可被收集以作為單一數據集或可分布於不同位置上(包括在不同存儲器件上)，且可至少部分地作為電子信號存在於系統或網絡上。
[0022]貫穿本說明書引用的「選擇實施例」、「一個實施例」或「實施例」意謂結合該實施例所描述的特定特徵、結構或特性包括在本發明的至少一實施例中。因此，貫穿本發明在各種位置出現的短語「選擇實施例」、「在一個實施例中」或「在實施例中」未必指同一實施例。
[0023]此外，所描述的特徵、結構或特性可在一個或多個實施例中以任何合適的方式組合。在以下描述中，提供許多具體細節，諸如數據移動器、複製管理器、遷移管理器等的實例，從而提供對本發明的實施例的詳盡理解。然而，本領域技術人員將認識到，可在無需具體細節中的一個或多個的情況下或者可用其他方法、組件、材料等來實踐本發明。在其他情況下，未詳細展示或描述公知的結構、材料或操作，以免使本發明的各方面模糊不清。
[0024]通過參看圖式將最佳地理解本發明的所例示實施例，在所述圖式中相同部分貫穿全文由相同數字指定。以下描述意欲僅為舉例而言，且僅說明與如本文中所要求保護的本發明一致的器件、系統及程序的某些選定實施例。
[0025]雲計算環境是面向服務的，聚焦於無狀態、低耦合度、模塊性及語義互操作性。在雲計算的核心處為包括互連節點的網絡的基礎結構。現在參考圖1，其中顯示了雲計算節點的一個例子。雲計算節點10僅僅是適合的雲計算節點的一個示例,不應對本發明實施例的功能和使用範圍帶來任何限制。總之，雲計算節點10能夠被用來實現和/或執行以上所述的任何功能。雲計算節點10具有計算機系統/伺服器12，其可與眾多其它通用或專用計算系統環境或配置一起操作。眾所周知，適於與計算機系統/伺服器12 —起操作的計算系統、環境和/或配置的例子包括但不限於:個人計算機系統、伺服器計算機系統、瘦客戶機、厚客戶機、手持或膝上設備、基於微處理器的系統、機頂盒、可編程消費電子產品、網絡個人電腦、小型計算機系統、大型計算機系統和包括上述任意系統的分布式雲計算技術環境，
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[0026]計算機系統/伺服器12可以在由計算機系統執行的計算機系統可執行指令(諸如程序模塊)的一般語境下描述。通常，程序模塊可以包括執行特定的任務或者實現特定的抽象數據類型的例程、程序、目標程序、組件、邏輯、數據結構等。計算機系統/伺服器12可以在通過通信網絡連結的遠程處理設備執行任務的分布式雲計算環境中實施。在分布式雲計算環境中，程序模塊可以位於包括存儲設備的本地或遠程計算系統存儲介質上。
[0027]如圖1所示，雲計算節點10中的計算機系統/伺服器12以通用計算設備的形式表現。計算機系統/伺服器12的組件可以包括但不限於:一個或者多個處理器或者處理單元16，系統存儲器28，連接不同系統組件(包括系統存儲器28和處理單元16)的總線18。總線18表示幾類總線結構中的一種或多種，包括存儲器總線或者存儲器控制器，外圍總線，圖形加速埠，處理器或者使用多種總線結構中的任意總線結構的局域總線。舉例來說，這些體系結構包括但不限於工業標準體系結構(ISA)總線，微通道體系結構(MAC)總線，增強型ISA總線、視頻電子標準協會(VESA)局域總線以及外圍組件互連(PCI)總線。計算機系統/伺服器12典型地包括多種計算機系統可讀介質。這些介質可以是能夠被計算機系統/伺服器12訪問的任意可獲得的介質，包括易失性和非易失性介質，可移動的和不可移動的介質。
[0028]系統存儲器28可以包括易失性存儲器形式的計算機系統可讀介質，例如隨機存取存儲器(RAM)30和/或高速緩存存儲器32。計算機系統/伺服器12可以進一步包括其它可移動/不可移動的、易失性/非易失性計算機系統存儲介質。僅作為舉例，存儲系統34可以用於讀寫不可移動的、非易失性磁介質(圖1未顯示，通常稱為「硬碟驅動器」)。儘管圖1中未示出，可以提供用於對可移動非易失性磁碟(例如「軟盤」)讀寫的磁碟驅動器，以及對可移動非易失性光碟(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介質)讀寫的光碟驅動器。在這些情況下，每個驅動器可以通過一個或者多個數據介質接口與總線18相連。如以下將進一步描繪和說明的，存儲器28可以包括至少一個程序產品，該程序產品具有一組(例如至少一個)程序模塊，這些程序模塊被配置以執行本發明各實施例的功能。
[0029]具有一組(至少一個)程序模塊42的程序/實用工具40，可以存儲在存儲器28中，這樣的程序模塊42包括但不限於作業系統、一個或者多個應用程式、其它程序模塊以及程序數據，這些示例中的每一個或某種組合中可能包括網絡環境的實現。程序模塊42通常執行本發明所描述的實施例中的功能和/或方法。
[0030]計算機系統/伺服器12也可以與一個或多個外部設備14 (例如鍵盤、指向設備、顯示器24等)通信，還可與一個或者多個使得用戶能與該計算機系統/伺服器12交互的設備通信，和/或與使得該計算機系統/伺服器12能與一個或多個其它計算設備進行通信的任何設備(例如網卡，數據機等等)通信。這種通信可以通過輸入/輸出(I/O)接口 22進行。並且，計算機系統/伺服器12還可以通過網絡適配器20與一個或者多個網絡(例如區域網(LAN)，廣域網(WAN)和/或公共網絡，例如網際網路)通信。如圖所示，網絡適配器20通過總線18與計算機系統/伺服器12的其它模塊通信。應當明白，儘管圖中未示出，其它硬體和/或軟體模塊可以與計算機系統/伺服器12—起操作，包括但不限於:微代碼、設備驅動器、冗餘處理單元、外部磁碟驅動陣列、RAID系統、磁帶驅動器以及數據備份存儲系統
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[0031]現在參考圖2，其中顯示了示例性的雲計算環境50。如圖所示，雲計算環境50包括雲計算消費者使用的本地計算設備可以與其相通信的一個或者多個雲計算節點10，本地計算設備例如可以是個人數字助理(PDA)或行動電話54A，桌上型電腦54B、筆記本電腦54C和/或汽車計算機系統54N。雲計算節點10之間可以相互通信。可以在包括但不限於如上所述的私有雲、共同體雲、公共雲或混合雲或者它們的組合的一個或者多個網絡中將雲計算節點10進行物理或虛擬分組(圖中未顯示)。這樣，雲的消費者無需在本地計算設備上維護資源就能請求雲計算環境50提供的基礎架構即服務(IaaS)、平臺即服務(PaaS)和/或軟體即服務(SaaS)。應當理解，圖2顯示的各類計算設備54A-N僅僅是示意性的，雲計算節點10以及雲計算環境50可以與任意類型網絡上和/或網絡可尋址連接的任意類型的計算設備(例如使用網絡瀏覽器)通信。
[0032]現在參考圖3，其中顯示了雲計算環境50 (圖2)提供的一組功能抽象層。首先應當理解，圖3所示的組件、層以及功能都僅僅是示意性的，
[0033]本發明的實施例不限於此。如圖3所示，提供下列層和對應功能:硬體和軟體層60、虛擬層62、管理層64及工作負載層66。硬體和軟體層60包括硬體和軟體組件。硬體
組件的例子包括:主機，在一個示例中為IBM? zSeries?系統；基於Risc (精簡指令集計算機)體系結構的伺服器，在一個示例中為IBM pSeries?系統；ibm xSeries?系統；IBM BladeCenter?系統；存儲設備；網絡和網絡組件。軟體組件的例子包括:網絡應用伺服器軟體，在一個示例中為IBM WebSphere?應用伺服器軟體；資料庫軟體，在一個不例中為 IBM DB2?資料庫軟體。(IBM, zSeries, pSeries, xSeries, BladeCenter, WebSphere以及DB2是國際商業機器公司在全世界各地的註冊商標)。
[0034]虛擬層62提供一個抽象層，該層可以提供下列虛擬實體的例子:虛擬伺服器、虛擬存儲、虛擬網絡(包括虛擬私有網絡)、虛擬應用和作業系統，以及虛擬客戶端。
[0035]在一個實例中，管理層64可提供以下功能:資源供應、計量和定價、用戶門戶、月艮務水平管理，以及服務水平協議(SLA)計劃和履行。在下文中描述所述功能。資源供應提供用於在雲計算環境中執行任務的計算資源和其它資源的動態獲取。計量和定價在雲計算環境內對資源的使用進行成本跟蹤，並為此提供帳單和發票。在一個例子中，這些資源可以包括應用軟體許可。安全性為雲的消費者和任務提供身份認證，為數據和其它資源提供保護。用戶門戶為消費者和系統管理員提供對雲計算環境的訪問。服務水平管理提供雲計算資源的分配和管理，以滿足必需的服務水平。服務水平協議(SLA)計劃和履行為根據SLA預測的對雲計算資源未來需求提供預先安排和供應。
[0036]工作負載層66提供雲計算環境可能實現的功能的示例。在該層中，可提供的工作負載或功能的示例包括但不限於:地圖繪製與導航；軟體開發及生命周期管理；虛擬教室的教學提供；數據分析處理；操作處理；以及維持一致的應用數據以支持雲計算環境內的遷移。
[0037]在本文中所描述的可配置計算機資源的共享池(下文中稱為雲計算環境)中，應用可遷移動到任何數據中心(本文中亦稱為數據站點)。存在兩個一般情形，其中應用經受遷移，包括計劃遷移及非計劃遷移。在計劃遷移中，應用遷移動到雲中的任何數據中心(亦即，目標站點)，同時維持災難恢復支持，並且在非計劃遷移中，應用經受故障且在雲中的任何數據中心中恢復，同時維持災難恢復支持。因此，計劃遷移與非計劃遷移之間的差別是故障應用的故障及隨後的恢復。
[0038]源站點為數據的主要位置，且目標站點提供源數據的複本。在一個實施例中，源站點以讀寫模式操作以支持讀取操作及寫入操作兩者，且目標站點以只讀模式操作且限於支持讀取操作。提供源數據與目標站點的連續同步。在一個實施例中，源站點故障之後是目標站點被升級至新的源站點，從而支持讀取操作及寫入操作兩者。此類升級可要求應用和/或工具被遷移動到新的源站點，從而支持新的源站點的功能性。
[0039]在文件集級別定義來自源站點的數據。在一個實施例中，文件集為文件系統命名空間的子樹，所述文件系統命名空間為數據管理提供管理邊界。因此，複製及一致性的粒度為文件集。所限定粒度的方面保證跨給定文件集內的所有文件的所有依賴性寫入被保證為是有序的。圖4是示出將對源站點處的數據及元數據的更改放置於隊列中以傳送給目標站點的方面的流程圖(400)。在將任何數據和/或元數據更改放置於隊列中之前，創建在源站點處的映射，其具有在源站點及目標站點處的文件標識符空間(402)。更具體地說，在源站點處的索引節點(inode)數目需要被映射到在目標站點處的等效索引節點數目，並且在源站點處的文件名可能需要被映射到在目標站點處的等效文件名。
[0040]應用在源站點處運行(404)。應用可支持讀取和/或寫入操作。將自寫入操作生成的數據存儲於源站點本地的數據存儲器(其中應用正在處理)中，例如本地存儲器(406)。同時，將自寫入操作創建的數據自本地數據存儲器複製至在目標站點處的備份數據存儲器，同時應用繼續處理一個或多個操作(408)。在步驟(408)的複製包括來自寫入操作的數據及元數據兩者。可將在步驟(408)的複製自源站點中的一個或多個伺服器節點同步或異步傳導至在目標站點中的一個或多個伺服器節點。不管在步驟(408)的複製的格式如何，在源數據存儲器及目標數據存儲器兩者上創建數據一致性點。一致性點的創建確保一旦應用經受故障，應用可自一致性數據集中恢復。
[0041]可使用本領域技術人員已知的若干不同方法來獲得一致性點。在一個實施例中，採用文件系統或存儲系統快照並且使用寫入時複製語義來保存某一時間點的數據，而無需將應用請求延遲一段延長的時間。在一個實施例中，可使用任何級別的一致性，包括(但不限於)應用、系統故障、文件系統等。因此，來自一個或多個寫入操作的數據及元數據被存儲於源數據存儲器中並且被複製至目標數據存儲器，其中在兩個數據存儲位置創建一個或多個一致性點。
[0042]在源位置及目標位置兩者處創建及維持周期性一致性點，其中一致性點在發生站點故障的情況下充當恢復點。更具體地說，在源站點本地選取一致性點，並且一旦在該一致性點中反映的全部數據已被傳輸至目標站點，即在目標站點處創建一致性點。因此，當在源站點處發生對數據及元數據的更改時，這些更改被反映在源站點本地的一致性點中，並且被傳送至目標站點，其中在目標站點本地創建目標一致性點。
[0043]為了支持網絡帶寬的有效使用，一致性點自源站點至目標站點的傳輸可限於與先前一致性點的差別。圖5是示出管理源站點處的一致性點的過程的流程圖(500)。在源站點本地創建第一一致性點(502)。在時間間隔(504)之後，在源站點本地創建第二一致性點(506)。判定第——致性點與第二一致性點之間是否有任何差別(508)。對在步驟(508)的判定的肯定響應之後為標識具體差別(510)。更具體地說，對源站點處的一致性點的比較包括搜索如在索弓丨節點中反映的元數據及如在可能已被創建、刪除或修改的目錄項中反映的數據兩者。針對被標識為具有差別的任何索引節點元數據，創建索引節點輸出文件(512)，並且針對被標識為具有差別的任何目錄項，創建目錄輸出文件(514)。在一個實施例中，不需要創建及存儲輸出文件。更具體地說，差別(多個)可被排隊以直接在輔助站點處重放，而無需使用中間文件，例如，輸出文件。類似地，在一個實施例中，可在單次傳遞中創建採用隊列形式或者文件形式的輸出。作為一系列文件系統操作的重放輸出文件的步驟可與目標站點同時或並行發生。在一個實施例中，文件系統操作(多個)可為標準和/或非專屬文件系統操作，諸如用於UNIX (POSIX)文件系統操作的攜帶性作業系統接口。因此，創建一個或多個輸出文件或者實施隊列來重放所標識的元數據及數據差別。
[0044]在步驟(512)和/或(514)創建任何輸出文件之後，將輸出文件放置於源站點本地的存儲器內隊列中(516)。同時，源站點可繼續處理讀取及寫入操作，這可包括對數據和/或元數據的進一步更改。在步驟(516)或者對步驟(508)的判定的否定響應之後，過程返回至步驟(504)繼續，在此之後，重複隨後的一致性點的創建及其比較。在一個實施例中，在一致性點之間的一個或多個差別的應用不限於連續的一致性點。更具體地說，所標識的差別可在任意兩個一致性點之間。舉例而言，可重放兩個一致性點之間的差別以還原更改。如果SI及S2分別為在時間Tl及T2選取的連續的一致性點，並且其中Tl在T2之前出現，則目標站點可處於一致性點SI處並且在時間上被提前至S2，或者目標站點可處於一致性點S2處並且在時間上被移回SI。第一及第二一致性點在時間上並非總是連續的，所述一致性點可為任意兩個一致性點。因此，在周期性基礎上創建一致性點，其中所比較的一致性點之間的差別被標識並且被放置於隊列中以傳送給目標站點。
[0045]認識到源站點與目標站點之間可能存在通信故障。故障因為各種原因而發生，並且這些故障的細節及其起因並非本發明的主題。然而，在發生故障的情況下，使用災難恢復來建立或重建在源站點與目標站點之間、在數據級別及元數據級別兩者上的一致性。在一個實施例中，隊列中的數據的傳輸以連續的方式異步發生。如果源站點經歷節點或站點故障，則目標站點將不接收在故障時可能已在隊列中的任何更改。在檢測到源站點與目標站點之間的通信故障之後，調用算法來解釋及執行針對源站點的操作。執行操作包括與一致性點相關聯的兩個方面，一方面與元數據的差別有關且另一方面與數據的差別有關。
[0046]圖6是示出用於檢測源站點與目標站點之間的通信故障的過程以及對使用源站點中的數據及元數據使目標站點最新的恢復管理的第一方面的流程圖(600)。針對在源站點處的最新一致性點中所引用的每個索引節點，判定在源站點處的先前一致性點中是否存在該索引節點(602)。對步驟(602)的判定的否定響應是主題索引節點為新的索引節點的指示(604)。在源站點處的新的索引節點的屬性被確定(606)，並且臨時的新索引節點在目標站點處被創建且被映射至在源站點處的所引用的新索引節點(608)。因此，針對在源節點處的最新一致性點中引用的每個新索引節點，在目標站點處臨時創建新索引節點。
[0047]如果在步驟(602)判定主題索引節點曾存在於先前一致性點中，則通過引用，此索引節點存在於目標站點處。對主題索引節點的引用指示與主題索引節點有關的現有文件已被修改(610 )。在步驟(608 )或(610 )之後，建立主題索引節點到映射後的目標索引節點的硬連結(612)。在一個實施例中，硬連結是將名稱與文件系統上的現有文件相關聯的目錄項。一旦建立硬連結，接著判定是否存在在主一致性點中引用且與主題索引節點相關聯的新數據(614)。對步驟(614)的判定的肯定響應之後為在源站點處將新的數據放置於隊列中，並且經由硬連結將數據寫入至目標索引節點(616)。在下文中所描述的圖7中展示更新目標站點上的數據的細節。對步驟(614)的判定的否定響應之後為判定是否存在在主一致性點中引用且與主題索引節點相關聯的新的元數據(618)。如果對步驟(618)的判定的響應為否定，則元數據的調解過程結束(620)。相反地，對步驟(618)的判定的肯定響應之後為自源站點中的一致性站點向目標站點更新所有元數據屬性(622)。因此，在通信故障之後,維持且調解源站點與目標站點之間的元數據一致性。
[0048]如在圖6中所參看，在源站點處的兩個一致性點之間的差別可相對於數據存在。圖7是示出調解源站點處的兩個一致性點中的目錄項的過程的流程圖(700)。針對每個所標識的更改後的目錄(702)，將源索引節點映射到目標索引節點(704)。接著判定主題目錄是否位於最新一致性點中(706)。對步驟(706)的判定的否定響應是主題目錄已被移除或重命名的指示(708)。自源站點至目標站點建立主題目錄的連結(710)。因此,針對在一致性點比較中標識為已被移除或重命名的每個目錄，在兩個站點之間建立連結以將更改從源站點傳送至目標站點。
[0049]然而，對步驟(708)的判定的肯定響應是已在目標站點建立目錄的指示。因此，對步驟(706)的判定的肯定響應之後為在位於目標站點處的映射後的索引節點處查找主題目錄(712)。接著判定主題目錄是否存在於映射後的索引節點中(714)。如果目錄不存在，則在目標站點創建目錄並且將目錄連結至源站點處的主題目錄(716)。然而，如果目錄存在，則接著判定在位於源站點處的一致性點比較中所標註的文件級別處是否有更改(718)。對步驟(718)的判定的否定響應是更改處於目錄級別的指示(720)。相反地，對步驟(718)的判定的肯定響應展示更改處於數據級別並且建立自源站點至目標站點的連結，從而使用更改後的數據更新適當的目標索引節點及目錄(720)。因此，在目錄級別維持源站點與目標站點之間的數據一致性。
[0050]在源站點處執行的所有文件系統操作在目標站點處以相同的次序重放，藉此保證寫入次序及讀取穩定性。更具體地說，作為文件系統操作而自源站點應用源站點一致性點與目標站點一致性點之間的所標識的差別。
[0051]如在圖4至圖7中的流程圖中所示範，使用方法來支持自源站點至目標站點的數據同步。更具體地說，創建連續一致性點，標識一致性點之間的差別，並且作為文件系統操作而自源站點至目標站點重放所述差別。在一個實施例中，支持同步的工具均在源站點本地，同步包括創建一致性點、確定連續一致性點之間的差別、及將所確定的差別轉換成文件系統操作以傳送至目標站點。圖8是示出內嵌於計算機系統中以支持如上文所描述的數據同步的工具的方塊圖(800)。更具體地說，可配置計算機資源的共享池被示為具有第一數據中心(810)及第二數據中心(850)。為了描述的目的，第一數據中心(810)被稱為源站點及第二數據中心(850)被稱為目標站點。儘管在本文中的實例中僅展示兩個數據中心，但本發明不應限於在計算機系統中的此數據中心量。因此，可使用兩個或兩個以上數據中心來支持數據同步。
[0052]所述系統中的每個數據中心具備與數據存儲器通信的至少一個伺服器。更具體地說，第一數據中心(810)具備伺服器(820)，所述伺服器(820)具有處理單元(822)，所述處理單元(822)跨越總線(826)與存儲器(824)通信，並且與第一本地存儲器(828)通信；及第二數據中心(850 )具備伺服器(860 )，所述伺服器(860 )具有處理單元(862 )，所述處理單元(862 )跨越總線(866 )與存儲器(864 )通信，並且與第三本地存儲器(868 )通信。
[0053]在本文中所示的實例中，應用(880)處理在第一數據中心(810)本地的讀取及寫入操作。讀取操作由第一本地存儲器(828)中的數據支持。類似地，來自寫入操作的數據被寫入第一本地存儲器(828)中。提供若干工具來支持自第一數據中心(810)至第二數據中心(850)的寫入數據同步。更具體地說，功能單元(830)被設置在共享池中的第一數據中心(810)本地，並且與伺服器(820)的存儲器(824)通信。功能單元(830)管理支持數據同步的工具。所述工具包括(但不限於)數據管理器(832)、差異管理器(834)及數據移動器(836)。數據管理器(832)用於藉助一致性點處理在源站點(810)處的數據。更具體地說，數據管理器(832)在周期性基礎上在源站點(810)本地創建文件系統(亦即，源文件系統)的一致性點。
[0054]每個所創建的一致性點表示在一時間點的文件系統數據及元數據，並且在發生故障的情況下用於建立恢復點。數據管理器(832)至少在第一時間點創建第一一致性點及在第二時間點創建第二一致性點。在一個實施例中，在第二一致性點被生成且複製至目標站點(850)之後，可自源站點(810)刪除第一一致性點。因此，數據管理器(832)用於在不同的時間點捕獲源文件系統的至少兩個映像。
[0055]因為存在源文件系統的至少兩個一致性點，所以在發生第一數據中心(810)與第二數據中心(850)之間的通信故障的情況下，需要將一致性點傳送至第二數據中心(850)。為了減輕帶寬利用，所述傳送可限於兩個一致性點之間的差別。提供差異管理器(834)以與數據管理器(832)通信，其中差異管理器(834)的功能性是支持這些差別的標識及管理。更具體地說，差異管理器(834)比較第一一致性點與第二一致性點，並標識第一一致性點與第二一致性點之間的任何差別。因此，差異管理器(834)用於標識在兩個一致性點之間、在元數據級別及數據級別兩者上的差別。
[0056]最後，提供數據移動器(836)以與差異管理器(834)通信，從而管理差異管理器(834)所標識的兩個一致性點之間的差別的應用。更具體地說，數據移動器(836)生成含有所標識的差別的輸出文件，將所標識的差別放置於隊列中，並且作為文件系統操作而重放所述輸出文件。在一個實施例中，自源站點(810)至目標站點(850)重放文件系統操作，其中操作包括採用同時方式的多個文件系統操作。由數據移動器(836)使用的文件系統操作僅重放在差異管理器(834)所創建的精確差異中反映的那些更改。在一個實施例中，數據移動器(836)允許合併兩個或兩個以上文件更新並且忽略瞬間元數據操作，例如，暫時文件。因為數據移動器(836)替換文件系統操作以傳送文件系統更改，所以源站點(810)及目標站點(850)不限於同構文件系統。在一個實施例中，源站點(810)及目標站點(850)可為異構文件系統。因此，數據移動器(836)負責以文件系統操作的形式自源站點(810)至目標站點(850)傳送所標識的文件系統更改。
[0057]如本文中所示，標識文件系統更改且自資源共享池中的源站點(810)至目標站點(850)同步文件系統更改。更具體地說，由數據管理器(832)、差異管理器(834)及數據移動器(836)支持同步。在一個實施例中，自源站點(810)的數據同步響應於自源站點(810)的通信故障而發生，從而確保目標站點(850)處的一致數據版本得到維持且發展。因此，在雲中的兩個位置處維持數據一致性，從而確保來自源站點的數據的複本在輔助位置可用。
[0058]如所示出的，在源站點(810)本地的可配置計算機資源的共享池(亦即，雲)中提供工具(832)至(836)。在一個實施例中，目標站點不需要任何額外工具來使電腦程式代碼支持同步功能性。如上文所標識，數據管理器(832)、差異管理器(834)及數據移動器(836)分別示為駐留在源數據中心(810)本地的伺服器(820)的存儲器(824)中。儘管在一個實施例中，數據管理器(832)、差異管理器(834)及數據移動器(836)分別可作為伺服器(820)的存儲器(824)的外部硬體工具而駐留，或它們可作為硬體與軟體的組合實施。類似地，在一個實施例中，管理器(832)至(836)可被組合成結合了分離項的功能性的單一功能項。如本文中所示，管理器(多個)中的每個管理器被示為在一個數據中心本地。然而，在一個實施例中，所述管理器可集體或個別分布於可配置計算機資源的共享池間，且充當管理一致性數據自源站點至目標站點的同步的單元。因此，所述管理器可實施為軟體工具、硬體工具或軟體及硬體工具的組合。
[0059]所屬【技術領域】的技術人員知道，本發明的各方面可以實現為系統、方法或電腦程式產品。因此，本發明的各方面可以具體實現為以下形式，即:可以是完全的硬體、也可以是完全的軟體(包括固件、駐留軟體、微代碼等)，還可以是硬體和軟體結合的形式，本文一般稱為「電路」、「模塊」或「系統」。此外，在一些實施例中，本發明的各方面還可以實現為在一個或多個計算機可讀介質中的電腦程式產品的形式，該計算機可讀介質中包含計算機可讀的程序代碼。
[0060]可以採用一個或多個計算機可讀的介質的任意組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或者計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質例如可以是一但不限於——電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統、裝置或器件，或者任意以上的組合。計算機可讀存儲介質的更具體的例子(非窮舉的列表)包括:具有一個或多個導線的電連接、可攜式計算機磁碟、硬碟、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPR0M或快閃記憶體)、光纖、可攜式緊湊磁碟只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。在本文件中，計算機可讀存儲介質可以是任何包含或存儲程序的有形介質，該程序可以被指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用。
[0061]計算機可讀的信號介質可以包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數據信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數據信號可以採用多種形式，包括——但不限於——電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質還可以是計算機可讀存儲介質以外的任何計算機可讀介質，該計算機可讀介質可以發送、傳播或者傳輸用於由指令執行系統、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。
[0062]計算機可讀介質上包含的程序代碼可以用任何適當的介質傳輸，包括一但不限於一無線、電線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0063]可以以一種或多種程序設計語言或其組合來編寫用於執行本發明操作的電腦程式代碼，所述程序設計語言包括面向對象的程序設計語言一諸如Java、Smalltalk、C++，還包括常規的過程式程序設計語言一諸如」C」語言或類似的程序設計語言。程序代碼可以完全地在用戶計算機上執行、部分地在用戶計算機上執行、作為一個獨立的軟體包執行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執行、或者完全在遠程計算機或伺服器上執行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網絡一包括區域網(LAN)或廣域網(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用網際網路服務提供商來通過網際網路連接)。
[0064]下面將參照本發明實施例的方法、裝置(系統)和電腦程式產品的流程圖和/或框圖描述本發明的各方面。應當理解，流程圖和/或框圖的每個方框以及流程圖和/或框圖中各方框的組合，都可以由電腦程式指令實現。這些電腦程式指令可以提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數據處理裝置的處理器，從而生產出一種機器，這些電腦程式指令通過計算機或其它可編程數據處理裝置執行，產生了實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的裝置。
[0065]也可以把這些電腦程式指令存儲在能使得計算機或其它可編程數據處理裝置以特定方式工作的計算機可讀介質中，這樣，存儲在計算機可讀介質中的指令就產生出一個包括實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的指令裝置(instructionmeans)的製造品(manufacture)。
[0066]也可以把電腦程式指令加載到計算機、其它可編程數據處理裝置、或其它設備上，使得在計算機、其它可編程數據處理裝置或其它設備上執行一系列操作步驟，以產生計算機實現的過程，從而使得在計算機或其它可編程裝置上執行的指令能夠提供實現流程圖和/或框圖中的方框中規定的功能/操作的過程。
[0067]現參看圖9，其是示出用於實施本發明的實施例的系統的方塊圖(900)。所述計算機系統包括一個或多個處理器，諸如處理器(902)。處理器(902)連接至通信基礎結構(904)(例如，通信總線、跨接叉線(cross-over bar)或網絡)。所述計算機系統可包括顯示接口(906)，所述顯示接口(906)自通信基礎結構(904)(或自未圖示的幀緩衝器)轉發圖形、文字及其他數據以在顯示單元(908)上顯示。所述計算機系統亦包括主存儲器(910)(優選為隨機存取存儲器(RAM))，且亦可包括輔助存儲器(912)。輔助存儲器(912)可包括(例如)硬碟驅動器(914)和/或可移除存儲驅動器(916)，後者表示為(例如)軟盤驅動器、磁帶驅動器或光碟驅動器。可移除存儲驅動器(916)以本領域技術人員所熟知的方式自可移除存儲單元(918)讀取和/或寫入至可移除存儲單元(918)。可移除存儲單元(918)表示(例如)軟盤、光碟、磁帶或光碟等，所述單元由可移除存儲驅動器(916)讀取及寫入。如將理解的，可移除存儲單元(918)包括計算機可讀介質，所述計算機存儲介質具有存儲於其中的計算機軟體和/或數據。
[0068]在備選實施例中，輔助存儲器(912)可包括其他類似構件，用於允許電腦程式或其他指令被加載計算機系統中。這些構件可包括(例如)可移除存儲單元(920)及接口(922)。這些構件的實例可包括(諸如在視頻遊戲設備中找到的)程序包及封裝接口，可移除存儲器晶片(諸如EPROM或PR0M)及相關聯的插座，及允許軟體及數據自可移除存儲單元(920)傳輸到計算機系統的其他可移除存儲單元(920)及接口(922)。
[0069]所述計算機系統亦可包括通信接口(924)。通信接口(924)允許軟體及數據在計算機系統與外部設備之間傳輸。通信接口(924)的實例可包括數據機、網絡接口(諸如乙太網卡)、通信埠或PCMCIA插槽及卡等。經由通信接口(924)傳輸的軟體及數據採取信號的形式，所述信號可為(例如)能夠由通信接口(924)接收的電子、電磁、光學或其他信號。經由通信路徑(亦即，信道)(926)將這些信號提供給通信接口(924)。此通信路徑(926)承載信號且可使用電線或纜線、光纖、電話線、蜂窩電話鏈路、射頻(RF)鏈路和/或其他通信信道來實施。
[0070]在此文件中，術語「電腦程式介質」、「計算機可用介質」及「計算機可讀介質」用於通常指諸如主存儲器(910)及輔助存儲器(912)、可移除存儲驅動器(916)及安裝於硬碟驅動器(914)中的硬碟的介質。
[0071]電腦程式(亦稱為計算機控制邏輯)存儲於主存儲器(910)和/或輔助存儲器(912)中。電腦程式亦可經由通信接口(924)接收。這些電腦程式在執行時使計算機系統能夠執行如本文中所討論的本發明的特徵。具體地說，電腦程式在執行時使處理器(902)能夠執行計算機系統的特徵。因此，這些電腦程式表示計算機系統的控制器。
[0072]附圖中的流程圖和框圖顯示了根據本發明的多個實施例的系統、方法和電腦程式產品的可能實現的體系架構、功能和操作。在這點上，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用於實現規定的邏輯功能的可執行指令。也應當注意，在有些作為替換的實現中，方框中所標註的功能也可以以不同於附圖中所標註的順序發生。例如，兩個連續的方框實際上可以基本並行地執行，它們有時也可以按相反的順序執行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執行規定的功能或操作的專用的基於硬體的系統來實現，或者可以用專用硬體與計算機指令的組合來實現。
[0073]本文所使用的術語僅為了描述特定實施例，且並不意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一」、「一個」及「該」意欲亦包括複數形式，除非上下文另有清晰指示。應進一步理解，術語「包括」和/或「包含」在用於本說明書中時指定所陳述的特徵、整數、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但不排除一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。
[0074]以下的權利要求中的對應結構、材料、操作以及所有功能性限定的裝置(means)或步驟的等同替換，旨在包括任何用於與在權利要求中具體指出的其它單元相組合地執行該功能的結構、材料或操作。所給出的對本發明的描述其目的在於示意和描述，並非是窮盡性的，也並非是要把本發明限定到所表述的形式。對於所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不偏離本發明範圍和精神的情況下，顯然可以作出許多修改和變型。對實施例的選擇和說明，是為了最好地解釋本發明的原理和實際應用，使所屬【技術領域】的普通技術人員能夠明了，本發明可以有適合所要的特定用途的具有各種改變的各種實施方式。因此，增強的雲計算模型支持相對於應用處理及災難恢復的靈活性，包括(但不限於)支持數據的位置與應用位置的分離及適當恢復站點的選擇。
[0075]備選實施例
[0076]應了解，儘管為了說明在本文中已描述本發明的具體實施例，但可在不脫離本發明的精神及範圍的情況下進行各種修改。具體地說，所述系統可被配置為支持在第一數據中心操作的數據及元數據的計劃及非計劃同步。因此，本發明的保護範圍僅由以下權利要求及其等效物限制。
【權利要求】
1.一種方法，包括: 在源文件系統中周期性地創建一致性點，每個一致性點表示在一時間點的文件系統數據和元數據以便建立恢復點，所述一致性點的周期性地創建包括在第一時間點創建第一一致性點和在第二時間點創建第二一致性點； 比較所述第一一致性點與所述第二一致性點，包括標識所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的差別； 基於源文件系統對象與目標文件系統對象之間的對應關係，將所述源文件系統對象映射到所述目標文件系統對象； 應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別，包括作為一個或多個文件系統操作而重放所標識的差別。
2.如權利要求1的方法，其中應用所標識的差別的步驟採用源文件系統索引節點至目標文件系統索引節點的映射。
3.如權利要求1的方法，其中應用所標識的差別的步驟包括:使用文件名來標識針對文件系統對象的文件系統操作。
4.如權利要求1的方法，其中應用所述第--致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別的步驟包括:產生任何元數據更改和任何數據更改的精確差異，以及僅重放在所述精確差異中反映的那些更改。
5.如權利要求1的方法，還包括針對所標識的差別生成輸出文件以及作為一系列文件系統操作而重放所述輸出文件，其中可向目標站點同時重放所述操作中的一些操作。
6.如權利要求1的方法，還包括在所述源文件系統與所述目標文件系統之間的通信故障之後重放所述輸出文件。
7.如權利要求1的方法，其中所述源文件系統與所述目標文件系統為異構文件系統。
8.如權利要求1的方法，還包括通過移動到較舊的一致性點來還原在所述目標文件系統處的更改。
9.如權利要求1的方法，其中所述第一一致性點與所述第二一致性點不限於連續的一致性點。
10.一種系統,包括: 可配置計算機資源的共享池； 與所述共享池通信的功能單元，所述功能單元包括: 數據管理器，其處理在所述共享池中的源站點處的數據，包括在所述源站點的源文件系統中周期性地創建一致性點，每個一致性點表示在一時間點的源文件系統數據和元數據以便建立恢復點，所述數據管理器創建所述一致性點包括:所述數據管理器在第一時間點創建第一一致性點和在第二時間點創建第二一致性點； 差異管理器，其與所述數據管理器通信，所述差異管理器比較所述第一一致性點與所述第二一致性點，包括標識所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的任何差別；以及 數據移動器，其與所述差異管理器通信，所述數據移動器應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別，包括基於源文件系統對象至目標文件系統對象的映射而重放所標識的差別。
11.如權利要求10的系統，其中所述數據移動器採用源文件系統索引節點至目標文件系統索引節點的映射來應用所標識的差別。
12.如權利要求10的系統，其中由所述數據移動器應用所標識的差別包括:使用文件名來標識針對文件系統對象的文件系統操作。
13.如權利要求10的系統，其中所述差異管理器從所標識的差別產生精確差異，所述精確差異包括任何元數據更改和任何數據更改，以及所述數據移動器僅重放在所述精確差異中反映的那些更改。
14.如權利要求10的系統，還包括所述數據移動器針對所標識的差別生成輸出文件並且支持向目標站點同時重放一系列文件系統操作。
15.如權利要求10的系統，還包括所述數據移動器在所述源站點與目標站點之間的通信故障之後重放所述輸出文件。
16.一種電腦程式產品，其包括具有計算機可讀程序代碼的計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀程序代碼包括: 配置為處理在可配置資源的共享池中的源站點處的數據的計算機可讀程序代碼，包括在所述源站點的源文件系統中周期性地創建一致性點，每個一致性點表示在一時間點的源文件系統數據和元數據以便建立恢復點，所述一致性點的周期性地創建包括在第一時間點創建第一一致性點和在第二時間點創建第二一致性點； 配置為比較所述第一一致性點與所述第二一致性點的計算機可讀程序代碼，包括標識所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的任何差別；以及 配置為基於源文件系統對象與目標文件系統對象之間的對應關係，將所述源文件系統對象映射到所述目標文件系統對象的計算機可讀程序代碼； 配置為應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別的計算機可讀程序代碼，包括基於所述源文件系統對象至所述目標文件系統對象的映射，作為一個或多個文件系統操作而重放所標識的差別。
17.如權利要求16的電腦程式產品，其中應用所標識的差別的所述程序代碼採用源文件系統索引節點至目標文件系統索引節點的映射。
18.如權利要求16的電腦程式產品，其中應用所標識的差別的所述程序代碼包括:使用文件名標識針對文件系統對象的文件系統操作的程序代碼。
19.如權利要求16的電腦程式產品，其中配置為應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別的所述程序代碼產生任何元數據更改和任何數據更改的精確差異，並且僅重放在所述精確差異中反映的那些更改。
20.如權利要求16的電腦程式產品，還包括配置為針對所標識的差別生成輸出文件並且同時應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的差別以支持多個同時文件系統操作的電腦程式代碼。
21.如權利要求16的電腦程式產品，還包括配置為在所述源站點與目標站點之間的通信故障之後重放所述輸出文件的電腦程式代碼。
22.如權利要求16的電腦程式產品，其中所述第一一致性點與所述第二一致性點不限於連續的一致性點。
23.如權利要 求16的電腦程式產品，還包括配置為通過移動到較舊的一致性點來還原在所述目標文件系統處的更改的電腦程式代碼。
24. —種方法,包括: 在第一時間點在源文件系統中創建第一一致性點和在第二時間點在所述源文件系統中創建第二一致性點，所述第一一致性點表示在第一時間點的文件系統數據和元數據以便建立第一恢復點，以及所述第二一致性點表示在第二時間點的文件系統數據和元數據以便建立第二恢復點； 在與所述源文件系統相關聯的通信故障之後，比較所述第一一致性點與所述第二一致性點，包括標識所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的更改；以及 應用所述第一一致性點與所述第二一致性點之間的所標識的更改，包括基於源文件系統對象至目標文件系統對象的映射，作為文件系統操作而重放所標識的更改。
25.如權利要求24的方法，還包括:在第三時間點在所述源文件系統中創建第三一致性點，所述第三一致性點與所述第一一致性點和所述第二一致性點連續；以及移除所述第--致性點。
【文檔編號】G06F17/30GK103946844SQ201280057128
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年10月17日 優先權日:2011年11月29日
【發明者】K·古普塔, M·P·耐克, F·B·施穆克, M·A·沙阿, R·特瓦裡 申請人:國際商業機器公司