一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法
2023-05-20 14:49:11
一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法
【專利摘要】本發明提供一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法，屬於數據安全和數據容災備份領域，本發明通過數據前後快照數據的比較，將差異化的數據確定出來，並將差異化數據傳輸至備端，在備端上進行快照操作並傳回與對應快照進行比較，確保兩端數據一致，最終達到數據備份容災的作用，實現差異化的數據傳輸，節省帶寬資源、降低延時。
【專利說明】一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數據安全和數據容災備份領域，具體涉及本文提出的一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法。
【背景技術】
[0002]數據容災在當前數據中心建設中是一項重要的技術要求，尤其是對於重要數據的容災保護。通常的方式是將本地的數據全部傳輸至備份端，比如本地端有100T的數據，那麼最終通過鏈路傳輸至備份端的數據同樣是100T，同時鏈路的帶寬要求完全取決於業務峰值帶寬，所以這樣對鏈路的壓力非常大，無論是在傳輸的數據量上還是在帶寬要求上。至此，如果能在保證數據安全性的前提下實現少量數據、低帶寬的傳輸條件下進行數據容災傳輸，同時保證數據的可用性和一致性，這樣的技術容災備份技術意義重大。
【發明內容】
[0003]本設計提出的一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法就是在以上的技術背景下提出的。
[0004]本文提出的基於快照差異化數據傳輸的容災備份技術，通過數據前後快照數據的比較，將差異化的數據確定出來，並將差異化數據傳輸至備端，在備端上進行快照操作並傳回與對應快照進行比較，確保兩端數據一致，最終達到數據備份容災的作用。
[0005]在上面論述的技術背景之上，下文對本設計內容進行詳細的闡述。本設計方法包括以下幾個數據處理過程和階段:
第一:在建立本地端和備份端的鏡像關係後(LUN_Local——LUN_Remote),首先完成本地端的數據向備份端進行初始化同步，該過程是為了實現最初的數據一致；
第二:完成數據的第一次同步後對LUN_Loca進行快照操作，記為快照snapshot^Local,並將快照I的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中；
第三:經過實踐T後,對鏡像卷LUN_Local進行快照操作，並記為snapshot2_Local,同樣將snapshot2的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中，時間T依據需求、存儲性能要求等因素進行對應設置，滿足T>0即可，至此，快照就按照相隔時間T進行快照操作，記為 snapshot3_Local、snapshot4_Local、snapshot5_Local …shnapshotN_Local,並存儲在 Snapshot_Space_Local ；
第四:在完成快照 snapshot2_Local 後，將 snapshot2_Local 和 snapshotl_Local 作比較，將差異化的數據找出，第三步的數據快照操作和第四步並行；
第五:將基於第四步找出的差異化數據傳輸至備份端，對應寫入備份端空間，完成寫入後在備份端進行snapshot的創建，即為snapshot_R_2,並將snapshot_R_2傳輸至本地與snapshot2_Local進行比較,確保兩者一樣進而確保了數據的一致性；
第六:以此類推，將snapshot [N]_Local與snapshot [N_l]_Local進行比較，並將差異出的數據找出來傳輸至備份端，完成備份端數據寫入後，在備份端進行對應的snapshot_R_[N]快照操作並傳回本地端和snapshot [N]_Local進行快照元數據一致性確認，以確保備份端數據和本地端的數據相同；
第七:三、四、五、六各個步驟並行進行。
[0006]以上7個階段實現將本地端的LUN_Local的數據通過快照實現相隔時間T的數據確定出，即為DATA[N]，並將DATA[N]傳輸到備份端寫入，然後完成返回的snapshot [N]_Local和snapsh0t_R_[N]的比較以保證數據一致。假定在Tl時刻某扇區的數據為0，其數據在上層1的訪問過程中依次變化為0-1-0-1-1-1-0，對於傳統的數據容災備份，我們需要將所有的數據0101110傳輸至備份端，但是使用本設計的方法後，通過快照的比較，我們進行Tl時刻和(T1+T)的數據比較，O與O的比較，此時我們就只需要傳輸O即可，不需要傳輸0101110。這樣就能有效的節省帶寬，降低容災鏈路的帶寬要求。
[0007]本文提出的基於快照差異化數據的容災備份方法在確保數據安全性和數據一致性的前提下實現了備份數據的差異化傳輸，降低了容災鏈路的帶寬要求，相比傳統的容災備份技術，更加節省了帶寬資源，由於所需傳輸數據量的大大降低，節約了本地系統的計算等資源，有益於提升存儲系統性能，降低容災延時等。
【具體實施方式】
[0008]下面對本設計內容進行詳細的闡述。本設計技術包括以下幾個數據處理過程和階段:
第一:在建立本地端和備份端的鏡像關係後(LUN_Local——LUN_Remote),首先完成本地端的數據向備份端進行初始化同步，該過程是為了實現最初的數據一致；
第二:完成數據的第一次同步後對LUN_Loca進行快照操作，記為快照snapshot^Local,並將快照I的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中；
第三:經過實踐T後,對鏡像卷LUN_Local進行快照操作，並記為snapshot2_Local,同樣將snapshot2的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中，時間T依據需求、存儲性能要求等因素進行對應設置，滿足T>0即可，至此，快照就按照相隔時間T進行快照操作，記為 snapshot3_Local、snapshot4_Local、snapshot5_Local…shnapshotN_Local,並存儲在 Snapshot_Space_Local ；
第四:在完成快照 snapshot2_Local 後，將 snapshot2_Local 和 snapshotl_Local 作比較，將差異化的數據找出，第三步的數據快照操作和第四步並行；
第五:將基於第四步找出的差異化數據傳輸至備份端，對應寫入備份端空間，完成寫入後在備份端進行snapshot的創建，即為snapshot_R_2,並將snapshot_R_2傳輸至本地與snapshot2_Local進行比較,確保兩者一樣進而確保了數據的一致性；
第六:以此類推，將snapshot [N]_Local與snapshot [N_l]_Local進行比較，並將差異出的數據找出來傳輸至備份端，完成備份端數據寫入後，在備份端進行對應的snapshot_R_[N]快照操作並傳回本地端和snapshot [N]_Local進行快照元數據一致性確認，以確保備份端數據和本地端的數據相同；
第七:三、四、五、六各個步驟並行進行。
[0009]以上7個階段實現將本地端的LUN_Local的數據通過快照實現相隔時間T的數據確定出，即為DATA[N]，並將DATA[N]傳輸到備份端寫入，然後完成返回的snapsh0t[N]_Local和snapsh0t_R_[N]的比較以保證數據一致。假定在Tl時刻某扇區的數據為0，其數據在上層1的訪問過程中依次變化為0-1-0-1-1-1-0，對於傳統的數據容災備份，我們需要將所有的數據0101110傳輸至備份端，但是使用本設計的技術後，通過快照的比較，我們進行Tl時刻和(T1+T)的數據比較，O與O的比較，此時我們就只需要傳輸O即可，不需要傳輸0101110。這樣就能有效的節省帶寬，降低容災鏈路的帶寬要求。
【權利要求】
1.一種基於快照差異化數據傳輸的容災備份方法，其特徵在於通過數據前後快照數據的比較，將差異化的數據確定出來，並將差異化數據傳輸至備端，在備端上進行快照操作並傳回與對應快照進行比較，確保兩端數據一致，最終達到數據備份容災的作用。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於包括以下幾個數據處理過程和階段: 第一:在建立本地端和備份端的鏡像關係後，首先完成本地端的數據向備份端進行初始化同步，該過程是為了實現最初的數據一致； 第二:完成數據的第一次同步後對LUN_Loca進行快照操作，記為快照snapshot^Local,並將快照I的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中； 第三:經過實踐T後,對鏡像卷LUN_Local進行快照操作，並記為snapshot2_Local,同樣將snapshot2的元數據存儲在快照空間Snapshot_Space_Local中，時間T依據需求、存儲性能要求等因素進行對應設置，滿足T>0即可，至此，快照就按照相隔時間T進行快照操作，記為 snapshot3_Local、snapshot4_Local、snapshot5_Local …shnapshotN_Local,並存儲在 Snapshot_Space_Local ；
第四:在完成快照 snapshot2_Local 後，將 snapshot2_Local 和 snapshotl_Local 作比較，將差異化的數據找出，第三步的數據快照操作和第四步並行； 第五:將基於第四步找出的差異化數據傳輸至備份端，對應寫入備份端空間，完成寫入後在備份端進行snapshot的創建，即為snapshot_R_2,並將snapshot_R_2傳輸至本地與snapshot2_Local進行比較,確保兩者一樣進而確保了數據的一致性； 第六:以此類推，將snapshot [N]_Local與snapshot [N_l]_Local進行比較，並將差異出的數據找出來傳輸至備份端，完成備份端數據寫入後，在備份端進行對應的snapshot_R_[N]快照操作並傳回本地端和snapshot [N]_Local進行快照元數據一致性確認，以確保備份端數據和本地端的數據相同； 第七:三、四、五、六各個步驟並行進行。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於該7個階段實現將本地端的LUN_Local的數據通過快照實現相隔時間T的數據確定出，即為DATA[N]，並將DATA[N]傳輸到備份端寫入，然後完成返回的snapshot [N] _Local和snapshot_R_[N]的比較以保證數據一致。
【文檔編號】G06F11/14GK104375904SQ201410595406
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月30日 優先權日:2014年10月30日
【發明者】康啟旭, 譚世偉, 胡振 申請人:浪潮電子信息產業股份有限公司