信息備份系統和方法
2023-05-25 18:32:26 3
專利名稱：信息備份系統和方法
技術領域：
本發明一般涉及備份系統，特別涉及用於提供信息備份的系統和方法。
2.背景技術備份存儲設備用於備份伺服器和其他網絡機器或設備上的信息。備份存儲設備經常用來備份包括例如文件、資料庫、系統信息和文件等的各種信息。
在多個主機設備共享一個備份存儲設備的情況下，當訪問存儲設備以對它進行讀取或寫入時可能出現問題。包括備份存儲設備的區域網(LAN)的一個例子如圖1A所示。LAN包括通過網絡9互連的一個或多個工作站5a-5n，一個或多個伺服器6a-6n和至少一個備份存儲設備7。工作站5a-5n和伺服器6a-6n可以分別採用不同的作業系統。備份存儲設備7可以是例如磁帶設備如磁帶庫。如果主機設備如工作站5a-5n或伺服器6a-6n共享相同存儲設備7，則各個作業系統可能試圖將數據存儲在存儲設備7上的相同位置。在這種情況下，一個主機設備所需的數據可能被另一主機設備隨後寫入的數據覆寫。另外，一些作業系統可能在存儲設備7的特定地址存儲特殊信息。一些其他作業系統可能要求任何相連存儲設備具有存儲在該相同存儲區域的一個或多個部分中的標識信息。這將導致提供該共享存儲的衝突和困難。可以使用控制器來控制對存儲設備7的訪問。然而，如果控制器崩潰(crash)，則存儲系統數據可能發生永久性丟失。
可以提供多個存儲設備來備份主機設備上的數據。然而，以允許對多個主機進行備份和恢復的高效且有效方式管理多個存儲設備會是極其耗費時間和資源的，並且會利用LAN或廣域網(WAN)的大量帶寬。
存儲區域網(SAN)可以用來釋放LAN或WAN上的帶寬。SAN是共享存儲設備的高速存儲網絡。SAN使得所有存儲設備可用於LAN或WAN上的所有主機，從而節省LAN或WAN上的寶貴帶寬。
圖1b示出SAN環境。SAN包括通過高速網絡3連接到一個或多個存儲設備如備份庫4a-4n的多個分布式伺服器2a-2n。備份設備4a-4n可以包括例如磁帶庫，其中，這些磁帶庫各自包括多個存儲介質、拾取機(picker)以及一個或多個用於對存儲介質進行讀寫的讀/寫設備。分布式伺服器2a-2n和備份設備4a-4n可以通過高速/高容量網絡3互連，其中，高速/高容量網絡3可以包括各種高速交換機和/或網橋。在這種環境下，有若干方法可以共享伺服器2a-2n和備份設備4a-4n。例如，伺服器2a-2n之一可以用作授權所有其他伺服器訪問備份設備4a-4n的主仲裁器。這經常稱作主/從系統。在主/從系統中，智能在於主伺服器，並且只有主伺服器才具有關於什麼時候和是否允許伺服器訪問備份設備的判決權限。主伺服器創建並維護網絡上各設備的狀態信息。
主/從系統的一個問題是如果主伺服器崩潰，則可能花費大量時間和精力來配置另一伺服器作為主伺服器。所有其他伺服器將等待直到系統管理員指定並配置完畢另一主伺服器。該新主伺服器然後將重新盤查(inventory)網絡，並且構建網絡上各設備的狀態信息。這會是費時且代價高的過程。
另一種方法是在伺服器之間對備份設備的訪問進行分區，從而各伺服器只能訪問其分區內的庫中驅動器和插槽。然而，該系統不能最高效地使用備份設備。
在很多備份操作中，備份應用將數據從主存儲設備讀取到伺服器存儲器，進行必要的格式化，並且將它發送到適當的備份存儲設備。這些過程將密集利用CPU、IO通道和系統存儲器。當備份操作正在進行時伺服器可能不能執行任何其他應用處理是完全有可能的。這就是系統管理員喜歡在伺服器的應用負載最小的時候執行備份的原因之一。如果可以在無需密集利用伺服器系統的情況下執行備份操作，從而即使在信息備份期間也可以釋放伺服器，這將是有益的。
發明內容
一種用於備份和恢復信息的系統，包括至少一個計算機系統，包含所要備份和恢復的信息；以及存儲設備，用於接收所要備份信息的至少一部分，並且存儲和備份該信息。一種控制器，包括調度系統，用於允許用戶將表示要備份或恢復這些至少一個計算機系統的信息的一個或多個部分的主作業輸入到作業隊列中；以及作業控制系統，將主作業分成多個較小作業，並且將這些較小作業輸入到作業隊列中。
當用戶將主作業輸入到作業隊列中時，用戶可以指定運行主作業的時間。作業引擎可以周期性地掃描作業隊列以查找所要運行的作業，並且當到達運行主作業的時間時，系統將主作業分成多個較小作業。這些較小作業可以各自對應於備份或恢復單個源實體。主作業是備份或恢復整個計算機系統，而單個源實體可以是整個計算機系統的文件系統和資料庫之一。存儲設備可以包括磁帶設備，並且可以包括磁帶庫。這些至少一個計算機系統可以包括伺服器系統。
另外還公開一種備份和恢復計算機系統上的信息的方法，包括將指示在規定時間對計算機系統上的至少一部分信息執行備份和恢復中的至少一種操作的主作業輸入到作業隊列中；掃描作業隊列以查找所要執行的主作業，並且當到達執行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業，並且將這些較小作業輸入到作業隊列中；掃描作業隊列以查找較小作業，並且當檢測到這些較小作業之一時，判定存儲設備是否可用；以及針對每個可用存儲設備啟動這些較小作業之一。
該方法還可以包括當完成較小作業時，提供所用存儲設備再次可用的指示，並且使用該可用存儲設備啟動另一個較小作業。掃描作業隊列以查找較小作業的步驟、啟動多個較小作業之一的步驟以及提供指示的步驟可以重複執行直到完成各個較小作業。主作業可以包括用於在執行主作業之前或之後執行至少一個操作的指令。在執行主作業之後執行的操作可以在執行對應於主作業的最後一個較小作業之後執行。在執行主作業之前執行的操作可以在執行對應於主作業的第一個較小作業之前執行。
另外還公開一種計算機記錄介質，其中包含用於備份和恢復信息的計算機可執行代碼，它包括一代碼，用於允許用戶將表示要備份或恢復信息的一個或多個部分的主作業輸入到作業隊列中；以及一代碼，用於將主作業分成多個較小作業，並且將這些較小作業輸入到作業隊列中。
用於允許用戶將主作業輸入到作業隊列中的代碼，可以允許用戶指定運行主作業的時間。該介質還可以包括一代碼，用於周期性地掃描作業隊列以查找所要運行的作業，並且當到達運行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業。這些較小作業可以各自對應於備份或恢復單個源實體。主作業可以是備份或恢復整個計算機系統，而單個源實體可以是整個計算機系統的文件系統和資料庫之一。
一種計算機記錄介質，其中包含用於備份和恢復計算機系統上的信息的計算機可執行代碼，它包括一代碼，用於將指示在規定時間對計算機系統上的至少一部分信息執行備份和恢復中的至少一種操作的主作業輸入到作業隊列中；一代碼，用於掃描作業隊列以查找所要執行的主作業，並且當到達執行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業，並且將這些較小作業輸入到作業隊列中；一代碼，用於掃描作業隊列以查找較小作業，並且當檢測到這些較小作業之一時，判定存儲設備是否可用；以及一代碼，用於針對每個可用存儲設備啟動這些較小作業之該計算機記錄介質還可以包括一代碼，用於當完成較小作業時，提供所用存儲設備再次可用的指示，並且使用該可用存儲設備啟動另一個較小作業。掃描作業隊列以查找較小作業、啟動多個較小作業之一以及提供指示可以重複執行直到完成各個較小作業。主作業可以包括用於在執行主作業之前或之後執行至少一個操作的指令。在執行主作業之後執行的操作可以在執行對應於主作業的最後一個較小作業之後執行。在執行主作業之前執行的操作可以在執行對應於主作業的第一個較小作業之前執行。
通過參照下面結合附圖的詳細描述，將會更容易地獲得且更好地理解本發明的各方面及其很多附屬優點，其中圖1A是LAN環境的方框圖；圖1B是SAN環境的方框圖；圖2是可以應用本系統和方法的網絡環境的示例方框圖；圖3是可以應用本系統和方法的SAN環境的示例方框圖；圖4和5是用於允許用戶配置系統的屏幕顯示；圖6是示出配置系統的方框圖；圖7-12是允許用戶在作業隊列中設置作業的屏幕顯示；圖13是允許用戶備份遠端伺服器的屏幕顯示；圖14是示出由本系統和方法的伺服器使用的各種引擎的方框圖；圖15是用於描述根據一個實施例的多流備份的流程圖；圖16是用於描述無伺服器備份的方框圖；圖17-19是用於描述無伺服器備份各方面的流程圖；圖20是示出文件及其數據塊的圖；圖21和22是允許用戶配置磁帶庫的GUI；以及圖23-25是用於描述無伺服器備份操作的流程圖。
具體實施例方式
在描述附圖所示的本發明優選實施例中，為簡潔起見而採用特定術語。然而，本發明不限於所選特定術語，並且應該理解，各特定單元包括以類似方式工作的所有技術等價物。
本系統和方法能夠在區域網(LAN)環境以及各種其他類型的環境包括例如存儲區域網(SAN)環境中實現。
圖2示出其中將對所公開實施例作進一步描述的硬體和軟體環境。該系統包括通過一個或多個網絡互連的一個或多個工作站10a-10n、一個或多個伺服器11a-11n和一個或多個備份設備13a-13n。工作站10a-10n和伺服器11a-11n可以使用相同或不同的作業系統。工作站10a-10n可以包括一個或多個桌面計算機、膝上型計算機、大型機等。在圖2所示的實施例中，網絡是LAN環境，並且工作站10a-10n、伺服器11a-11n和備份系統13a-13n通過LAN 15互連。
作為對上述LAN環境的補充或替代，可以提供SAN環境。在SAN環境中，工作站10a-10n可以如上面參照圖2所述通過LAN連接到多個伺服器12a-12n中的一個或多個。然而，在SAN環境中，伺服器12a-12n通過網絡16連接到一個或多個備份存儲設備14a-14n，如圖3所示。下面將要更詳細地進行描述，伺服器12a-12n可以分配給包括多個分布式伺服器、一個主伺服器和多個備份存儲設備的伺服器組。網絡16是可以包括形成光纖通道網絡的一部分的交換器和網橋系統的高速網絡。SAN形成用於數據通信的高速高帶寬系統。高速網絡16可以是例如光纖通道網絡、共享SCSI系統或SSA類型網絡。
雖然在此僅描述一個伺服器組，但是可以在SAN上提供多個伺服器組。主伺服器控制SAN伺服器組內所有伺服器的信息流動。這就防止兩個伺服器試圖同時分配一個設備或介質情況下的衝突。
光纖通道適配器和光纖通道庫可以連接到網絡16，並且稱作節點。節點可以連接到交換機/集線器，從而形成一個環。光纖通道環有時也稱作光纖通道仲裁迴路，它包括通過光纖通道集線器連接的節點，從而每個節點可以與每個其他節點通話。當加電或首次連接到環時，節點登錄到環中。這將在環上產生一個環上所有其他節點都將接收的事件，從而都知道新節點。環上各節點由製造商分配一個全球唯一地址或id，從而允許當各節點登錄到環上時標識它。連接到集線器的備份設備如磁帶庫使用作為網絡存儲件的應用，從而它們可以在不幹擾其他應用也訪問設備的情況下訪問設備。
在此所述的SAN環境中，本發明的軟體系統安裝在伺服器12a-12n中。然後，對系統進行配置以指定主伺服器和分布式伺服器，並且將各伺服器分配給一個組。例如，根據一個實施例，將如圖4所示的顯示屏幕提供給用戶。該顯示屏幕包括位於左手邊的面板20，提供主伺服器和分布式伺服器配置的樹視圖。顯示屏幕右手邊的面板22顯示安裝有本發明軟體並且尚未分配給任何伺服器組的所有可用伺服器。用戶首先通過移動光標(未示出)並從顯示屏幕右手邊列表中選擇一個伺服器然後單擊「創建主伺服器」(Make Primary)按鈕24來選擇主伺服器。主伺服器也可以通過移動移動光標並從顯示左面板中選擇該伺服器然後單擊「刪除主伺服器」(Delete Primary)按鈕26來取消。在選擇了主伺服器之後，再選擇多個分布式伺服器，並且將其分配給該主伺服器以形成伺服器組。從屏幕的右手窗口中選擇一個分布式伺服器，並且單擊「分配分布式伺服器」(Assign Distributed)按鈕28。要從組中移除分布式伺服器，選擇左面板中的伺服器名，並且單擊「移除分布式伺服器」(Remove Distributed)按鈕30。重複該過程直到根據用戶的需要配置完畢伺服器組。
然後，將存儲設備分配給伺服器組。該過程是對主伺服器執行的。例如，要將共享庫分配給伺服器組，則從主伺服器機器選擇「設備組配置」(Device Group Configuration)對話框。這就提供如圖5所示的窗口，其中在左手面板32中列出各伺服器組，並且在右手面板34中列出可用存儲介質設備。雖然本發明將主要是參照磁帶庫作為存儲介質設備來描述的，但是也可以使用其他類型的存儲介質設備作為對磁帶庫的替代或補充。目前沒有分配給伺服器組的磁帶庫顯示在「可用設備」(Available Devices)右手面板34中。要將磁帶庫分配給一個伺服器組，單擊選擇「可用設備」面板34中列出的一個磁帶庫。然後，用戶可以在左手面板32中選擇想要向其添加磁帶庫的伺服器組。然後，單擊「分配」(Assign)按鈕36。然後，該磁帶庫將從右手面板34移除而置於左手面板32的設備組之下。可以通過重複上述步驟將另外的庫加到該組。當完成時，單擊「確定」(OK)按鈕38。
圖6示出如此配置的伺服器組的一個例子。現在，網絡包括主伺服器13、分布式伺服器15a-15n以及存儲介質設備16a-16n。
各伺服器維護需要執行的作業的作業隊列。圖7示出作業隊列的一個例子。通過單擊「作業隊列」選項卡40，在窗口部分42中顯示作業隊列，如圖所示。作業隊列標識作業所涉及的伺服器、作業號、作業ID、各作業的狀態以及各作業的執行時間，如圖所示。
當運行或調度運行一個作業時，用戶將它提交給作業隊列。本系統不斷掃描作業隊列以查找準備執行的作業。作業可以通過從作業隊列中選擇作業並右擊各種控制選項來控制。例如，可以向用戶提供一個選項來將作業狀態變至暫停狀態(HOLD)或就緒狀態(READY)(如果當前處於暫停狀態)。「暫停」表示作業不被調度執行。「就緒」表示可以執行作業。用戶還可以通過使用先前保存的腳本將作業快速提交給作業隊列。腳本是保存到一個文件的作業。腳本包含作業的原始源、目的地、選項和調度信息。作業可以修改以將選項或另外源加到現有作業而無需創建新作業。作業可以重新調度以快速改變作業的執行日期、時間或狀態。這還允許用戶重新提交仍然處於作業隊列中的已完成作業。例如，如果作業在首次運行時沒有成功，用戶可能想要這樣做。用戶還可以從作業隊列中取消一個活動作業，並且在下一定期間隔重新調度它。作業可以從作業隊列中完全取消並刪除。刪除一個作業將中斷該作業並且將它從作業隊列中完全移除，並且它將不被重新調度。如果用戶又希望恢復該作業，用戶可以重新創建該作業(如果它先前沒有被保存到一個腳本文件中)。
用戶可以通過將所要執行的作業加到作業隊列來設置它們。備份管理器允許將作業加到作業隊列。例如，用戶可以設置各作業的源、目的地和調度信息。通過指定源，用戶可以指定希望備份的項目。通過指定目的地，用戶可以指定希望把源信息備份到何處。通過指定調度信息，用戶可以指定希望什麼時候執行備份。備份管理器包括備份嚮導程序，它向用戶提供各種用於選擇選項並指定作業隊列信息的窗口。源、目的地和調度信息可以通過使用備份嚮導程序來指定。
例如，在啟動備份嚮導程序之後，請求用戶通過輸入伺服器名、用戶名和密碼來指定希望備份的源或伺服器。在系統驗證該信息之後，向用戶提供如圖8所示的窗口100。如圖所示，瀏覽器顯示用戶可以從中選擇所要備份的域、機器、卷(驅動器)、共享區(share)、目錄和文件的機器樹101。例如，要備份整個伺服器機器，用戶選擇「我的計算機(My Computer)」，然後單擊「下一步」(Next)按鈕104。然後，系統顯示如圖9所示的窗口106，請求用戶通過選擇備份介質來選擇備份目的地。在選擇備份介質之後，用戶單擊「下一步」按鈕104。然後，向用戶提供如圖10所示的備份選項屏幕108。該屏幕允許用戶通過選擇所要備份的文件範圍來定製備份作業。例如，用戶可以選擇「完全備份」(Full Backup)110或「增量備份」(Incremental Backup)112。如果選擇增量備份，則將只備份新文件(上一次備份以來發生改變的文件)。該屏幕還允許用戶設置是否以「驗證」(Verification)114和/或「壓縮」(Compression)116方式備份。在單擊「下一步」按鈕104之後，可以向用戶提供如圖11所示的窗口118。該窗口顯示所輸入的信息並且要求用戶核實該信息。如果信息不正確，用戶可以通過單擊「後退」(Back)按鈕103來後退並且修改任一條目。如果用戶對信息滿意，則用戶單擊按鈕104，並且向其提供如圖12所示的窗口120。窗口120允許用戶選擇備份作業是「立即運行」(Run Now)122還是「調度」(Schedule)124而在指定日期和時間運行。如果選擇「調度」按鈕124，則向用戶提供一系列選項來選擇啟動日期/時間、重複方法、重複間隔(例如，月、日、小時、分鐘)以及備份作業所要排除的日子(若有的話)。
因此，本系統提供一種容易且直觀的方式來調度備份作業。本系統還允許從本地伺服器備份另一伺服器組內或不與任何伺服器組相關聯的遠端伺服器/機器。遠端機器在其上應具有一個適當的代理，從而本地伺服器可以識別它並且可以檢索和備份所要備份的數據。遠端機器上的代理瀏覽目標目錄和包數據以通過一連串大數據分組將它們傳輸到本地伺服器。然後，本地伺服器準備數據以將其存儲在指定存儲設備上。
各代理還可以包括一個訪問控制列表(ACL)，標識哪些本地伺服器能夠通過該代理備份或恢復數據。訪問控制列表可以標識拒絕或允許通過代理備份/恢復數據的特定用戶和/或IP位址。
本系統提供一種安全系統，它依賴於用戶在代理所部署的節點上具有登錄憑證。只有用戶對代理節點進行過登錄訪問，才建立從本地伺服器到具有代理的機器(代理節點)的連接。本系統還提供附加的安全層，因為為了成功地在代理節點上操作，用戶需要對該節點進行物理訪問(除了登錄訪問之外)。
ACL為特定代理節點規定可以與之相連並訪問其功能的系統伺服器(企業網絡上)。該功能可以在駐留代理的節點上設置，並且要求物理本地節點訪問從而進行操縱。ACL允許該節點的用戶設置一個可以訪問它的伺服器的包涵列表或排除列表。預設情況下，ACL可以設為準許所有伺服器訪問代理。
為了改變特定代理的ACL，用戶本地登錄到該節點，並且通過代理管理工具程序來操縱ACL。用戶可以調用代理管理工具程序，並且通過訪問控制列表對話框增加或移除訪問請求。
現在將參照圖13說明增加一個遠端伺服器以進行備份的一個例子。將備份管理器屏幕130提供給本地伺服器的用戶。在本例中，所要備份的遠端伺服器是運行Windows NT的伺服器。用戶如圖所示從窗口132中選擇「Windows NT/Windows 2000系統(Windows NT/Windows2000 System)」，並且單擊它。然後，如圖所示，向用戶提供「增加機器(Add Machine)」或「使用自動發現來增加(Add Using Auto-Discovery)」。單擊「自動發現」將查找在其上具有適當代理的機器。例如，在本例中，如果選擇「自動發現」，則系統將在網絡上查找在其上具有Windows NT/Windows 2000系統代理的機器。如圖所示選擇「增加機器」，向用戶提供一系列對話框，從而允許用戶輸入遠端伺服器/機器的主機名，並且詢問用戶名和密碼以授權用戶瀏覽遠端伺服器/機器並且對它執行備份，並且允許用戶設置備份目的地。
本系統的各伺服器可以包括用於執行備份、恢復等的各種功能的引擎。例如，如圖14所示，各伺服器可以包括作業引擎136、磁帶引擎138和資料庫引擎140。這些引擎執行本系統的工作負載，處理並監控備份和恢復操作，並且更新活動日誌和資料庫的性能信息。
作業引擎在指定日期和時間處理作業隊列中的作業。作業引擎掃描作業隊列以查找準備運行的作業，然後將它發送到適當的處理程序。運行作業引擎的各伺服器根據各用戶的需要來配置。因此，作業引擎控制作業隊列中作業的執行時間。它定期掃描作業隊列，當到達其執行日期和時間時啟動作業。作業引擎的各種特性可以是用戶控制的。例如，通過選擇一個選擇配置菜單，可以配置各種選項。例如，如上所述，作業引擎不斷掃描作業隊列以查找需要執行的作業。預設情況下，每10秒掃描作業隊列一次。要改變該時間間隔，用戶可以指定1-999秒的時間間隔數。已完成作業的留存時間也可以受到控制。也就是，具有最終狀態「完成」的作業將在該區域中指定的時間內保留在作業隊列中。預設情況下，已完成作業如果不是循環作業則在從隊列中刪除之前保留24小時。要改變該時間，可以輸入0到999之間的數。
本系統還可以包括可以由用戶查看的活動日誌。活動日誌包含有關所有系統活動的信息。預設情況下，在活動日誌中顯示當運行本發明時所發生的提示、警告和錯誤。要改變可以在活動日誌中維護的消息的類型，用戶可以指定下列值「無」，從而不顯示任何消息；「錯誤」，從而將只顯示當運行本系統的時候所發生的錯誤；「警告和錯誤」，從而將顯示當運行本系統的時候所發生的警告和錯誤；「提示、警告和錯誤」(這是預設值)，從而將顯示當運行本系統的時候所發生的所有提示、警告和錯誤；「調試」，從而顯示可以用於故障診斷目的的調試信息。
磁帶引擎負責與存儲設備通信並且對它進行控制。磁帶引擎選擇作業所需的設備。也就是，磁帶引擎識別連接到系統的所有存儲設備，並且當啟動作業時激活它們。改變磁帶引擎的配置不被推薦。正常情況下，除了故障診斷目的之外，使用預設配置。然而，本系統提供各種磁帶引擎選項。如果「級別」選項保持預設值(「無」)，則用戶無需指定任何其他東西。然而，如果需要，可以設置下面值「無」(預設)，不記錄任何信息。如果保持預設值，則磁帶引擎日誌將不出現在作業狀態管理器中。如果設為「詳細資料」，則將記錄由存儲設備發送的每條消息，其中，系統監控磁帶引擎並且記錄所接收的所有信息。如果選擇「引擎日誌」選項，則磁帶引擎日誌將出現在作業狀態管理器中。如果指定「輸出」並且如上所述設置「詳細資料」，則用戶可以指定想要把消息發送到何處。用戶可以指定下列選項之一「屏幕和文件」，在這種情況下，消息記錄在磁帶引擎日誌中以及發送到DOS框(磁帶引擎消息窗口)。如果指定「僅屏幕」，則消息僅發送到磁帶引擎消息窗口。如果指定「僅文件」，則消息僅記錄在磁帶引擎日誌中。用戶可以在作業狀態管理器中查看磁帶引擎日誌。
在系統內所執行的所有操作由資料庫引擎記錄。資料庫引擎負責維護系統已備份或複製的文件、目錄、驅動器和機器的歷史。資料庫引擎還負責有關已被系統處理的作業的信息，如作業類型、日誌、作業的啟動和停止時間。資料庫引擎還維護系統所使用的介質的歷史，如其類型、其名稱、首次格式化的日期、到期日期以及其上的會話(session)。資料庫引擎存儲所處理的所有作業的統計信息。所保存的作業信息的其中一些包括已備份、複製或恢復哪些文件和目錄、本系統已處理的作業、用於作業的存儲設備和介質。
各種資料庫引擎選項可以通過用戶界面進行用戶控制。例如，「最小所需空閒磁碟空間(M字節)」選項允許用戶指定想要為系統資料庫保留的最小磁碟空間量(以兆字節為單位)。預設情況下，指定5MB的磁碟空間。要改變所需磁碟空間量，用戶可以指定1到10之間的數。可以設置「啟用資料庫剪枝(Enable Database Pruning)」選項，從而當資料庫剪枝處於打開狀態時，可以刪除有關在一個會話中備份或複製的文件和目錄的信息。預設情況下，選擇該選項，從而釋放資料庫文件空間。然而，用戶可以發現為以後恢復起見將該選項設成關閉狀態從而維護詳細信息是有用的。然而，需要注意的是，不對資料庫進行剪枝會意味著資料庫可能很快被填滿。「對舊於_天的資料庫記錄進行剪枝」選項只有當「啟用資料庫剪枝」選項處於打開狀態時才有效。用戶可以指定記錄在被刪除之前在資料庫中保留多長時間。預設情況下，記錄在資料庫中保留30天之後將被刪除(如果啟用)。要改變該時間長度，用戶可以指定1到365之間的數。只有「啟用資料庫剪枝」選項處於打開狀態，「在運行資料庫剪枝」才有效。該選項允許用戶指定什麼時候運行剪枝操作。預設情況下，剪枝(如果啟用)將發生於12:00 AM。還可以提供「只有當剪枝時才刪除介質相關資料庫記錄」選項。當用戶重新格式化或擦除介質時，本系統將刪除有關磁帶的資料庫記錄。然而，執行該額外步驟可能是費時過程。因此，用戶可以選擇「只有當剪枝時才刪除介質相關資料庫記錄」選項，以將刪除這些記錄推遲到執行剪枝的時候。「立即提交資料庫剪枝」選項允許用戶以指定參數立即將資料庫剪枝作業提交到作業隊列。「啟用遠端資料庫」選項允許伺服器使用遠端資料庫作為其資料庫而不管遠端資料庫類型。該資料庫可以用來將恢復作業提交到本地機器。在此也執行遠端資料庫的配置。用戶輸入想要啟用的遠端資料庫的伺服器名、登錄名、密碼和伺服器作業系統類型。
本系統還可以包括用於管理系統的若干其他類型的管理器。恢復管理器恢復已經由本系統備份的數據。用戶可以設置調度和管理恢復操作的策略。恢復管理器可以執行數據的完全或部分恢復。
資料庫管理器顯示來自資料庫的信息如由本系統處理的作業、所使用的介質和正在由系統使用的設備。
作業狀態管理器從作業狀態管理器窗口監控所有暫停、完成和活動作業。作業狀態管理器還響應用戶請求重新調度暫停或完成作業、提交新作業、刪除作業並且停止活動作業。為每個完成的作業提供日誌信息。
設備管理器顯示有關存儲設備和介質的信息。設備管理器允許用戶改變驅動器的壓縮模式，並且執行如壓縮、格式化、擦除、彈出和保留的介質功能。
報告管理器根據資料庫中的數據生成報告。各種報告包括有關調度策略、介質錯誤、會話、備份設備和介質策略的信息。
介質池管理器管理、創建並維護介質的邏輯分組以便於標識備份，允許高效調度介質的維護和回收。用戶可以設計介質輪換(rotation)方案以適應特定歸檔需要。報告詳細描述用於輪換方案中的介質池的介質信息，包括介質狀態和會話信息。
告警管理器使用各種通信方法將關於在本系統工作期間所發生的事件的消息發送到組織內相關人員。
每次運行備份作業時，系統在其資料庫中記錄有關已被備份的機器、目錄和文件以及所使用的介質的信息。這就允許每當用戶需要恢復文件時定位它們。每當用戶備份系統主目錄時，預設情況下，備份資料庫信息。用戶可以選擇在每一個備份作業中備份資料庫文件而不管是否選擇系統主目錄進行備份。
本系統還提供可以用來管理文件的若干工具程序。例如，如果資料庫中的數據由於某種原因而被破壞時，可以執行資料庫恢復。恢復資料庫工具程序讓用戶將信息從資料庫備份恢復到資料庫，從而覆寫現有資料庫文件。每當資料庫文件例如在火災、洪水或機器崩潰的災難期間丟失的時候，用戶可以使用該工具程序。存在若干高級資料庫恢復選項，包括指定要恢復資料庫的日期的選項。在這種情況下，在該日期或之前創建的資料庫會話將用於備份。另一選項允許用戶指定作業的介質選項。另一選項允許用戶在恢復作業之前和/或之後運行命令或批文件。還提供一個選項來允許用戶確定在作業隊列日誌中記錄的詳細級別。
可以提供合併工具程序，從而允許將信息插入到資料庫內的空槽中。該功能允許用戶從與資料庫所駐留的伺服器不同的伺服器恢復數據。例如，如果在不同機器上使用本系統創建資料庫備份，則用戶可以使用合併工具程序來將介質信息輸入系統主目錄的資料庫。因此，合併工具程序允許用戶採用包含一個或多個備份會話的介質，並且將來自該介質的信息附加到現有資料庫。如果詳細信息已從資料庫剪枝，這是有用的。高級合併選項包括指定作業介質選項的選項、在作業之前和/或之後運行命令或批文件的選項、確定用戶想要在作業隊列日誌中記錄的詳細級別的選項以及發送有關操作中事件的消息的選項。
掃描功能提供有關任何介質備份會話的信息。將所選要進行備份的各源保存在介質上作為單獨會話。用戶可以掃描單個會話或整個介質。掃描作業結果可以在作業隊列中查看。如果用戶試圖恢復伺服器並且需要查找最近資料庫備份從而可以恢復它，則該功能尤其有用。如果需要所備份的文件列表，用戶也可以使用掃描功能。高級掃描選項包括指定作業介質選項的選項、指定作業的一些通用選項如以CRC校驗掃描文件或者啟用資料庫記錄的選項、在作業之前和/或之後運行命令或批文件的選項、確定用戶想要在作業隊列日誌中記錄的詳細級別的選項以及發送有關操作中事件的消息的選項。
比較功能比較介質會話的內容與機器上的文件。比較作業結果也可以在作業隊列中查看。用戶可以在備份之後使用該特性以驗證將所有文件複製到介質中的備份沒有錯誤。高級比較選項包括指定作業介質選項的選項、指定是否啟用資料庫記錄的選項、在作業之前和/或之後運行命令或批文件的選項、確定用戶想要在作業隊列日誌中記錄的詳細級別的選項以及發送有關操作中事件的消息的選項。
計數功能對機器上的文件和目錄進行計數。計數功能結果可以在作業隊列中查看。該選項可以在複製作業之後使用以驗證將所有文件從一個磁碟複製到另一個磁碟的複製功能沒有錯誤。高級計數選項包括指定是否啟用資料庫記錄的選項、在作業之前和/或之後運行命令或批文件的選項、確定用戶想要在作業隊列日誌中記錄的詳細級別的選項、在對文件計數之前掃描文件以查找病毒的選項以及發送有關操作中事件的消息的選項。
清除功能允許用戶從機器中刪除文件和目錄。結果可以在作業隊列中查看。清除功能允許用戶從機器中刪除文件和目錄。高級清除選項包括指定作業的一些通用選項如移除目錄或啟用資料庫記錄的選項、在作業之前和/或之後運行命令或批文件的選項、確定在作業隊列日誌中記錄的詳細級別的選項以及發送有關操作中事件的消息的選項。
複製功能允許用戶將文件從一處複製到另一處。例如，用戶可以在本地機器上運行複製作業以將文件和目錄存儲在將要備份到介質中的另一機器上。複製選項確定在複製操作期間或之後所發生的相關動作。例如，提供一個選項來指定什麼時候重試打開文件和文件共享選項。還提供一個選項來指定是否啟用資料庫記錄。另一個選項在目的介質上創建源機器的鏡像。提供一個選項來從源機器複製文件和目錄的同時刪除所有不出現在源機器上的文件和目錄。還提供一個選項來在複製到目的機器之後從源機器中刪除文件。存在一個選項來複製用於對NTFS卷進行文件訪問的文件級安全信息。還提供一個選項來在運行作業之前和/或之後運行命令或批文件。一個選項允許用戶確定想要在作業隊列日誌中記錄的詳細程度。另一選項是在複製文件之前先掃描文件以查找病毒。另一選項是發送有關操作中事件的消息。
本系統允許通過採用多流方式並行運行存儲操作來備份數據。也就是，本系統可以設計成，自動地或者響用戶所選選項，根據磁帶設備的可用性創建備份作業的多個備份流。通過將數據分配給多個並行流，該方法大大減少備份操作所需的時間。災難性丟失之後的恢復也將更快，因為所有可用設備協作從而立刻恢復所有或大部分備份數據。
因此，通過將單個備份作業分成使用兩個或更多磁帶設備的多個作業，多流方式允許用戶利用系統上的所有可用磁帶設備。這樣，多流方式與順序方法相比提高總體備份吞吐量。如果系統中的多個驅動器和多個卷可用，則用戶可以選擇採用多流方式。
多流方式工作於本地和遠端設備。使用多流方式選項備份遠端源是以節點(計算機)級支持的。用戶可以使用所有存儲介質設備或者只能指定單個存儲介質設備組(如果系統中存在混合類型的存儲介質設備)。如果在系統上安裝了庫選項(如下所述)，多流方式(當選擇時)將使用所有可用庫設備。如果沒有安裝庫選項，則用戶可以將存儲介質設備置於單獨組。
如果存儲介質設備是換帶機(changer)，則所創建的流(從作業)的總數將依賴於可用存儲介質設備的數目，否則，它將依賴於存儲介質設備組數。
多流方式對於常規文件是以卷級執行的(兩個卷可以同時運行在兩個單獨設備上)，並且對於本地資料庫伺服器是以資料庫級執行的。多流方式對於優選共享文件夾、遠端資料庫伺服器和Windows NT/2000客戶端代理是以節點級執行的。
系統可以同時運行數目與系統上的設備/組數相同的作業。在選擇多流方式選項的情況下，當用戶創建一個主作業時，它將觸發數目與可用存儲介質的卷或設備數相同的從作業。當作業在一個卷上完成時，執行另一個作業直到不再有作業要運行。
當採用多流方式時，用戶可能希望選擇介質池以防止磁帶遭到覆寫。對於常規驅動器，單獨磁帶設備應配置在單獨組內。對於帶換帶機的磁帶系統，它們可以配置在同一組內。取消主作業意味著取消所有從作業。用戶可以取消主作業或者任一個從作業以完全取消整個多流方式作業。正如所述，當將作業置於作業隊列中時，可以在執行作業之前或之後執行某些操作。例如，可以將消息發送給不同人員等。這些稱作前/後操作。前/後操作和備註是以主作業級支持的。也就是，前/後操作將不是針對每個從作業執行的，而是在運行產生從作業的總作業之前或之後執行的。各從作業在作業隊列中將具有採用如下模式的預設作業描述多流[作業[MID]]子作業[SID]，其中，MID是主作業id而SID是順序ID。如果系統只有一個存儲介質設備，則將忽略多流選項。為了採用多流方式作業實現最優性能，可以採用具有多處理器且每處理器具有至少256MB存儲器的高端伺服器機器。
圖15是用於描述根據本發明一個實施例的多流備份方法的流程圖。在步驟S2，用戶創建主備份作業。在步驟S4，作業引擎掃描作業隊列，從而根據作業調度運行日期和時間來查找準備運行的作業。在步驟S6，根據調度啟動時間來判定是否有一個作業要運行。如果尚未到達運行主作業的時間(否，步驟S6)，則作業引擎繼續掃描作業隊列，直到到達運行主作業的時間(是，步驟S6)。在步驟S8，系統將主作業分成多個較小從作業，其中每個從作業對應於單個源實體(文件系統、資料庫等)的備份/恢復。然後，系統將較小從作業發送到作業隊列(步驟S10)。在步驟S12，作業引擎繼續掃描作業隊列以查找作業。這將繼續直到檢測到新從作業(是，步驟S14)。當檢測到新從作業時，作業引擎與磁帶引擎通信以判定是否有磁帶設備可用於開始向其備份(否則循環，步驟S16)。這將繼續直到判定有一個磁帶設備可用。一旦判定磁帶設備可用(是，步驟S16)，則為具有可用存儲設備的各作業啟動較小從作業(步驟S18)。當各從作業完成時，將信息返回給磁帶引擎以指示從作業所使用的磁帶設備再次可用(步驟S20)。然後，作業引擎掃描作業隊列以查找下一個從作業，並且過程重複直到執行完所有從作業。判定是否完成所有作業。如果尚未完成(否，步驟S20)，則過程再次掃描作業隊列，從而查找所要執行的從作業(步驟S12)。如果各從作業均完成(是，步驟S20)，則過程結束(步驟S22)並且認為主作業完成。此時，可以執行任何作業後操作。
本系統還能夠執行無伺服器備份，它為系統管理器解決很多傳統備份相關問題。無伺服器備份允許用戶在對系統CPU的影響幾乎為零的情況下執行備份，並且允許在備份正在進行的同時繼續運行伺服器上的應用程式。無伺服器備份消除了備份窗口的需要，從而提供最高可能備份/恢復性能，並且允許應用程式在正執行備份的時候繼續訪問數據。
無伺服器備份是使用行業標準擴展複製命令來實現的，並且採用支持擴展複製命令的設備來支持SAN環境。
通過使用擴展複製命令，無伺服器備份有效地從數據備份傳輸路徑中完全消除了伺服器，並且實現磁碟到磁帶或磁帶到磁碟的直接數據傳輸。發起數據傳輸是發生於伺服器級的唯一活動，而實際數據傳輸發生於SAN上的數據移動器級。本發明的無伺服器備份使用「數據移動器」在磁碟和磁帶之間傳輸數據。數據移動器是支持擴展複製命令的設備，從而無需特地將數據帶到伺服器，從而實現最短數據路徑。這就大大增強了備份性能，並且產生最高可能備份/恢復速度。這就允許應用程式在備份正在進行的時候繼續訪問伺服器。該功能消除了備份窗口的需要，並且允許系統管理器隨時執行備份。
圖16示出用於無伺服器備份的系統的一個例子。如圖所示，系統包括均通過高速網絡160在SAN上互連的伺服器150a-150n、磁碟陣列152和備份存儲介質154，其中，高速網絡160可以包括路由器、網橋等。磁碟陣列152能夠存儲來自各種工作站(未示出)的數據。
SAN支持可以將數據從磁碟陣列152直接發送到備份存儲介質154而無須經過伺服器的「擴展複製」。如圖16的箭頭A所示，數據備份的數據路徑開始於磁碟陣列152，穿過網絡160，並且到達備份存儲介質154。由於數據路徑不包括使用伺服器，因此備份被認為是無伺服器的。
伺服器所涉及的唯一方式是接收有關備份的數據。例如，伺服器可以與系統的各部分通信以獲得有關備份的元數據等。伺服器也可以用來啟動和控制備份過程，但是正被備份的數據從磁碟陣列152直接移到備份存儲介質154而不經過任何伺服器的CPU。
無伺服器備份的一方面是基於解析各卷的文件映射表。圖23是用於描述根據本發明一個實施例的無伺服器備份的各方面的流程圖。系統首先打開NT文件系統(NTFS)根目錄和結構(步驟S70)，對其解析以獲得各文件的分配表(步驟S72)，並且找出各文件的屬性(步驟S74)。通過檢查各文件的屬性，系統判定文件是駐留(resident)的還是非駐留的(步驟S76)。如果文件是駐留的(是，步驟S76)，則備份全部屬性(步驟S80)。如果非駐留(否，步驟S76)，則系統備份文件屬性(或屬性)以及屬於文件的數據塊(步驟S78)，因此對駐留在卷上的所有文件映射整個卷，以進行完全的數據保護。在支持文件分配表(FAT)文件系統的系統上，系統可以通過轉換FAT模式來轉換數據塊。所得到的模式是能夠提供文件級恢復的使用擴展複製技術的無伺服器備份。
如圖24所示，對於NTFS，本系統打開一個卷(步驟S82)，讀取引導扇區(步驟S82)並且獲得bios參數塊(BPB)(步驟S86)。然後，系統確定扇區大小、簇大小、文件記錄段大小、每索引分配緩衝區的簇數(步驟S88)。
系統首先根據索引根條目遍歷根目錄(根據根目錄的文件引用，系統讀取根目錄的文件記錄段)(步驟S90)，並且判定它是否為一個文件(步驟S92)。如果它是文件(是，步驟S92)，則系統將檢查文件屬性(安全性、數據屬性等)，並且備份屬性的對應值。判定文件是駐留的還是非駐留的(步驟S96)。如果該值是駐留值(是，步驟S96)，系統將備份包含屬性的文件記錄段。如果它是非駐留的(否，步驟S98)，系統將算出LCN/VCN(運行列表)並且記住該信息(步驟S100)。
如果不是文件(否，步驟S92)，則執行其他步驟(步驟S102)。例如，如果根條目是索引節點，則系統將瀏覽索引分配屬性。如果它是目錄，則系統將遍歷該目錄。系統然後將根據位圖增加尚不在列表中的所有其他簇。
如圖25所示，對於FAT/FAT32，系統打開卷(步驟S104)，讀取引導扇區(步驟S106)並且獲得BPB(步驟S108)。系統讀取根目錄(步驟S110)，並且根據根中各條目，系統可以對它進行不同解析。例如，如果它是子目錄(步驟S112)，則系統將確定目錄的簇鏈(步驟S114)，讀取子目錄(步驟S116)，並且遍歷它(步驟S118)。如果它是文件(步驟S112)，則系統將使用FAT表確定文件的簇鏈(步驟S120)。
對於快照，在備份之前，系統刷新卷緩存。然後，系統凍結卷(例如，創建快照)。在備份分析階段期間，快照驅動程序將原始數據返回到無伺服器/映像，以進行實際數據備份。對於無伺服器系統，由於數據移動發生於原始磁碟，因此數據移動器可能不能恢復原始數據。因此，在無伺服器備份的結束，系統可以要求快照驅動程序提供修改簇的所有原始數據，並且系統將在恢復期間應用該信息。
圖17示出用於執行無伺服器備份的系統流程的另一個例子。要完成無伺服器備份，本系統獲得磁碟陣列152或陣列一部分的靜態視圖(步驟S40)，將磁碟集上的數據塊映射到所屬文件(步驟S42)，並且將數據從磁碟陣列152直接移到備份存儲介質154(步驟S44)。
為了獲得磁碟陣列中數據的靜態視圖，本系統可以使用備份鏡像系統。圖18示出使用備份鏡像系統獲得磁碟陣列中數據的靜態視圖的流程例子。首先，建立鏡像(步驟S46)。下一步，停止對磁碟陣列寫入的任何應用程式(步驟S48)，然後分割鏡像(步驟S50)。
獲得靜態複製的另一種方法是使用快照。在這種情況下，如圖19所示，系統首先停止對磁碟寫入的任何應用程式(步驟S52)，然後創建快照(步驟S54)。
現在，系統具有所要備份的磁碟陣列的靜態視圖。當數據正在從磁碟陣列152傳輸到備份存儲介質154時，數據可以作為數據塊來傳輸而不是作為文件來傳輸。因此，為了最終恢復一個文件，系統創建一個標識哪些塊屬於哪些文件的表或映射。例如，如圖20所示，文件A由數據塊A、B和C組成。文件B由數據塊D、E和F組成。當創建快照或分割鏡像時，這些映射將保持不變，直到創建另一個分割鏡像或快照。本系統創建記錄與文件A和文件B的數據塊關聯的表或映射。例如，當用戶以後試圖恢復文件A時，本系統查詢與文件A相關聯的塊，並且恢復它們。從磁碟陣列152發送到備份存儲介質154的數據塊使用擴展複製命令來直接傳輸。
當從無伺服器備份系統恢復數據時，用戶可以選擇以用於恢復整個驅動器的映像級或以用於恢復單獨文件或目錄的文件級恢復數據。
映像級恢復將整個映像從備份存儲介質154複製回到磁碟陣列152。文件級恢復正如伺服器恢復一樣工作，將所選文件從備份存儲介質154複製到磁碟陣列152。
要執行映像級無伺服器恢復，本系統創建將要向其恢復數據的快照或分割鏡像。下一步，本系統使用擴展複製命令將備份數據從備份存儲介質154直接恢復到磁碟152。
在上述實施例中，在創建驅動器的快照或映像的時候停止對驅動器寫入的任何應用程式。然而，代替停止對驅動器寫入的應用程式，本系統還能夠等待一個優選時機來創建快照或映像。例如，系統可以同步驅動器152，並且等待驅動器152上無寫入活動的一段時間。預設情況下，在凍結驅動器(例如，創建快照)之前系統尋找沒有寫入活動的時間段為3秒。然而，用戶可以根據需要修改該時間段。如果不能找到無寫入活動的指定時間段(3秒)，則同步在指定超時時間段(例如，80秒)之後超時，並且凍結請求將失敗。無寫入活動的指定時間段是認為可以安全凍結驅動器之前在驅動器上應出現的無活動的秒數。用戶也可以根據需要修改超時時間段。在認為可以安全凍結驅動器之後，可以創建驅動器的快照或映像。這樣，應用程式不被迫在它們正在執行的過程中間停止。
本系統還可以包括用於管理一個或多個磁帶庫的GUI。磁帶庫是帶有自動介質傳送系統如自動機械拾取機的包含一個或多個磁帶驅動器的設備，它允許在沒有人工幹涉的情況下備份大量數據。磁帶庫可以包括各種具有條形碼ID(如果磁帶庫支持它)的組件。本系統可以通過讀取附於介質的條形碼來使用條形碼ID快速定位各個介質。磁帶庫也可以包括一個或多個磁帶匣(或磁帶櫃)，其中存儲一組或多組存儲介質(如磁帶介質)。可以提供自動機械拾取機來在磁帶匣插槽與驅動器之間運送存儲介質單元。磁帶庫可以在計算機或伺服器與存儲介質之間傳輸(備份或恢復)數據的設備中包括一個或多個驅動器。磁帶庫可以包含一個或多個驅動器以及一個到數百個磁帶匣。較小庫有時稱作自動裝帶機或換帶機。在此所用的術語「磁帶庫」是指任意大小的磁帶庫。
磁帶庫可以認為類似於單個存儲驅動器。然而，一個主要差別在於磁帶庫典型使用至少兩個SCSI ID磁帶庫本身使用一個並且磁帶庫的各驅動器分別使用一個。一些磁帶庫可以單個SCSI ID。當磁帶庫僅使用一個SCSI ID時，磁帶庫和磁帶庫驅動器可以分別分配一個邏輯單元號(LUN)來區分驅動器和磁帶庫。單個SCSI ID實際上分成兩個ID。使用磁帶庫與使用多個單獨存儲單元相比具有若干優點。例如，使用磁帶庫，在備份和恢復操作期間不需要人工幹涉。另外，磁帶庫可以包含多個存儲驅動器以及大量介質，從而提供大容量能力。
本系統能夠支持帶多個驅動器的磁帶庫以及帶單個驅動器的磁帶庫。本系統還可以支持多個庫。本系統允許用戶從一處跟蹤和控制庫的初始化過程。對於多驅動器庫，磁帶引擎使用所有驅動器來執行初始化過程。本系統還支持多個並發的設備管理功能，包括從任何指定插槽清洗存儲驅動器。還支持各種庫設備管理功能包括格式化插槽範圍、擦除插槽範圍(快速且冗長)、導入/導出、盤查插槽、安裝磁帶匣、卸載磁帶匣、清洗庫驅動器。本系統能夠使用庫上所有可用驅動器。如果多個驅動器可用，則可以並發執行設備管理功能。
本系統可以通過讀取可以附於介質的條形碼來快速定位各個介質。在安裝完成並且首次啟動磁帶引擎之後，對整個庫進行盤查和記錄。如果磁帶庫支持下述特性的話，本系統提供允許調度磁帶庫清洗的設備配置。磁帶庫可以進行分組。除了磁帶庫組基於插槽之外，磁帶庫組採用與設備組(例如，伺服器組)相同的概念。可以選擇庫內的任何插槽來形成庫組。如果庫用完所包括的磁帶時，用戶可以插入一個新磁帶，並且本系統將能夠識別該磁帶是預定義組的一部分。本系統可以盤查新介質，這就允許用戶將新介質插入到庫中然後繼續備份或恢復操作而不中斷。如果多驅動器庫中的一個驅動器出現故障，則故障驅動器可以標記為離線。這就允許磁帶引擎使用庫中的其餘無故障驅動器繼續工作。本系統可以根據用戶首選項通過名稱或插槽號來搜索介質。本發明提供大型磁帶庫支持，從而允許在一個列表中向用戶顯示帶有1000個以上插槽的換帶機。插槽可以以四種方式來顯示大圖標、小圖標、詳細資料和列表。
磁帶庫可以從設備配置菜單進行配置。首先，從設備配置菜單中選擇磁帶庫。然後，出現磁帶庫設置屏幕。如果磁帶引擎正在運行，則出現一個窗口來讓用戶停止該引擎。磁帶引擎應停止從而對磁帶庫設備進行配置。如果磁帶庫支持設備序列號，則驅動器應該已經被配置，並且將出現在庫設備列表中。如果驅動器尚未自動分配給磁帶庫，可以人工分配它們。這可以通過首先選擇驅動器和庫然後單擊「分配」按鈕來完成。將一個驅動器分配給磁帶庫允許本系統知道該驅動器存在於該庫內。如果人工分配驅動器，則應以正確次序分配多驅動器庫內的驅動器。例如，通常情況下，磁帶庫是以第一個庫驅動器具有最低SCSI ID號並且最後一個庫驅動器具有最高SCSI ID號的方式由製造商配置。然而，不總是這種情況。然後，出現下一個設置窗口。用戶選擇庫，並且單擊「屬性」按鈕，從而出現屬性對話框。屬性對話框允許用戶指定哪個插槽裝有清洗磁帶(如果存在)以及是否安裝了條形碼閱讀器。
在配置庫之後，本系統運行盤查操作。在此階段，用戶可以標記驅動器為在線或離線。這樣，故障驅動器(多驅動器庫中)可以標記為離線，從而本系統可以使用其餘無故障驅動器繼續工作。當驅動器被修復或更換之後，通過再次執行上述庫設置過程，可以容易地將它設回到在線狀態。
本系統還包括用於解決大範圍存儲要求的虛擬庫特性。虛擬庫特性允許將物理庫配置成較小的虛擬(邏輯)庫，同時還共享相同自動機械裝置、導入/導出插槽和清洗介質。虛擬庫特性提供將大型庫配置成較小虛擬庫的靈活性，從而允許用戶創建RAID級設備和/或獨立磁帶庫的不同組合。
虛擬庫配置工具程序用來設置所有虛擬庫。該工具程序允許用戶規定虛擬庫及其參數包括虛擬庫所需的插槽和驅動器數。在最少的情況下，虛擬庫應該具有至少一個插槽以及一個與其相關聯的驅動器。
用戶可以使用下列步驟來創建虛擬庫。首先，用戶選擇「設備配置」菜單。在單擊「下一步」按鈕之後，顯示「設備配置」對話框。用戶可以選擇「虛擬庫」，並且單擊「下一步」按鈕。然後顯示一個屏幕，從而允許用戶從「可用庫」窗口中選擇要配置成虛擬庫的庫。在選擇之後，在「詳細資料」區域內顯示與父物理庫相關聯的特性。顯示與適配卡、SCSI總線、SCSI ID和LUN相關聯的信息。另外，一個區域顯示可用於該虛擬庫的全部插槽。從所顯示的庫樹中，用戶可以選擇要與新創建的虛擬庫相關聯的驅動器。雖然驅動器不能在虛擬庫之間共享，但是驅動器可以以任何次序分配給虛擬庫。另外，各虛擬庫應該具有分配給它的至少一個驅動器和一個插槽。然後，用戶選擇要分配給該虛擬庫的插槽數。然後，在「虛擬庫」窗口內顯示新創建的虛擬庫。如果在該步驟之後特定庫仍然具有未分配的驅動器，則將在「可用庫」窗口內顯示可用資源。正在處理的整個物理庫可以配置成多個虛擬庫。可以使用用於所選物理庫的所有驅動器和插槽。
本系統允許將庫內插槽分成多個組。對插槽進行分組允許同時運行若干種作業。另外，如果一組內存在若干插槽，則可以讓庫包括該組內的多個介質。預設情況下，首次啟動本系統時，連至機器的各庫中的所有插槽自動分配到庫組。例如，如果有兩個庫連至機器，則將存在兩個庫組。第一庫中的所有插槽將分配給組0，並且第二庫中的所有插槽將分配給組1。這些庫組名稱可以保持不變，或者用戶可以對它們進行重新分組和重新命名。由於庫中的各插槽視作一個虛擬存儲驅動器，因此各插槽可以分配到其自己組。
本系統允許用戶使用GUI對庫進行配置。用戶可以通過啟動設備管理器來對庫進行配置(或者修改其配置)。在系統檢索庫設備信息之後，用戶可以選擇「設備」視圖，並且定位選擇希望配置的庫設備。將向用戶提供如圖21所示的屏幕。要對一個設備進行配置，當出現「設備組配置」窗口時，用戶單擊「設備」(Device)選項卡161。在設備窗口(圖22)上，存在兩個子窗口。設備組位於左邊窗口160上，並且可用設備位於右邊窗口162上。用戶可以從「組」(Groups)列表中選擇一個驅動器，並且將它置於「可用設備」(Available Devices)列表中。例如，要將驅動器從「組」列表移到「可用設備」列表，用戶單擊希望移動的設備並且單擊「移除」(Remove)按鈕164。這將使得該驅動器可用於用戶想要將該驅動器配置到其中的任何庫。然後，用戶單擊「庫」(Library)選項卡166，從而所移動的磁帶驅動器位於如同前一選項卡的「可用設備」列表中並且換帶機位於「組」列表中。
要創建一個新組，用戶單擊「組」列表中的換帶機，並且單擊「新建」(New)按鈕168。出現一個新組對話框。然後，用戶為該組鍵入一個具有八個或更少字符的名稱，選擇起始和結束插槽範圍，並且單擊確定。組也可以使用「分配」(Assign)按鈕170以類似方式分配。
本系統和方法能夠在SAN環境中工作，其中，在SAN中連接的各伺服器維護SAN中共享存儲設備的信息，決定想要如何利用設備的介質和磁帶驅動器，並且讓其他伺服器知道其決定並且還共享由其發起的設備中的任何狀態變化。
如上面參照圖6所述，迴路中的一個伺服器被指定為主伺服器，並且其餘伺服器被指定為分布式伺服器。主伺服器13負責初始化和盤查連接在SAN上的設備。主伺服器13還運行稱作「sanghost」的全局鎖定過程，以在不同伺服器之間同步對存儲設備的訪問。分布式伺服器15a-15n從主伺服器13獲得設備信息詳細資料，並且初始化其內部結構。一旦所有伺服器運行起來，則它們都是獨立的並且具有足夠的智能來作出其自己的決定。伺服器間通信通過在SAN中的所有伺服器上工作的對等系統層。
如果一個伺服器(例如，分布式伺服器15b)想要備份數據並且決定使用備份存儲設備16a中的一個驅動器和介質，則它首先從運行在主伺服器13上的「快照」進程請求一個全局鎖定。如果沒有其他伺服器佔據該鎖定，則該請求伺服器獲得該鎖定，並且可以安全地繼續其操作。否則，它必須等待直到它可以獲得全局鎖定。一旦伺服器15b能夠獲得全局鎖定，則它檢查其內部表以判定該驅動器和介質是否已經被任何其他伺服器或其自身鎖定。如果它們尚未被鎖定，則伺服器15b標記該驅動器和介質被鎖定，並且通過其對等系統將該信息傳播到SAN上的其他伺服器。然後，它釋放全局鎖定，從而其他伺服器可以利用其他驅動器和介質。當伺服器將介質從插槽移到驅動器以及相反時，它關於該動作來更新其他伺服器，從而它們可以更新其內部表。如果介質被格式化(或重新格式化)，則將該信息傳播到所有其他伺服器。在伺服器15b完成其操作之後，它將重新請求全局鎖定，然後通知所有其他伺服器對該驅動器和介質解鎖。伺服器15b還將從其自己的內部表對它們解鎖，然後釋放全局鎖定。
如果主伺服器13崩潰，由於所有其他伺服器知道設備狀態，因此任何其他伺服器可以迅速地提升為主伺服器。
本發明可以使用根據本說明書內容編程的一個或多個傳統通用數字計算機和/或伺服器來方便地實現。適當的軟體編碼可以根據本發明的內容由熟練編程人員容易地準備。本發明還可以通過準備應用特定集成電路或者通過互連適當的傳統元器件電路網絡來實現。
根據上述內容可以對本發明進行各種其他修改和變動。因此，應該理解，在所附權利要求的範圍內，可以以不同於在此所述的特定細節來實施本發明。
權利要求
1.一種用於備份和恢復信息的系統，包括至少一個計算機系統，包含所要備份和恢復的信息；存儲設備，用於接收所要備份信息的至少一部分，並且存儲和備份該信息；以及控制器，包括調度系統，用於允許用戶將表示要備份或恢復所述至少一個計算機系統的信息的一個或多個部分的主作業輸入到作業隊列中；以及作業控制系統，將主作業分成多個較小作業，並且將所述多個較小作業輸入到作業隊列中。
2.如權利要求1所述的系統，其中，當用戶將主作業輸入到作業隊列中時，用戶指定運行主作業的時間，並且作業引擎周期性地掃描作業隊列以查找所要運行的作業，並且當到達運行主作業的時間時，系統將主作業分成多個較小作業。
3.如權利要求1所述的系統，其中，所述多個較小作業各自對應於備份或恢復單個源實體。
4.如權利要求3所述的系統，其中，主作業是備份或恢復整個計算機系統，而單個源實體是整個計算機系統的文件系統和資料庫之一。
5.如權利要求1所述的系統，其中，存儲設備包括磁帶設備。
6.如權利要求5所述的系統，其中，磁帶設備包括磁帶庫。
7.如權利要求1所述的系統，其中，所述至少一個計算機系統包括伺服器系統。
8.一種備份和恢復計算機系統上的信息的方法，包括將指示在規定時間對計算機系統上的至少一部分信息執行備份和恢復中的至少一種操作的主作業輸入到作業隊列中；掃描作業隊列以查找所要執行的主作業，並且當到達執行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業，並且將所述多個較小作業輸入到作業隊列中；掃描作業隊列以查找較小作業，並且當檢測到所述多個較小作業之一時，判定存儲設備是否可用；以及針對每個可用存儲設備啟動所述多個較小作業之一。
9.如權利要求8所述的方法，還包括當完成較小作業時，提供所用存儲設備再次可用的指示，並且使用該可用存儲設備啟動另一個較小作業。
10.如權利要求9所述的方法，其中，掃描作業隊列以查找較小作業的步驟、啟動多個較小作業之一的步驟以及提供指示的步驟重複執行直到完成各個較小作業。
11.如權利要求8所述的方法，其中，主作業包括用於在執行主作業之前或之後執行至少一個操作的指令。
12.如權利要求11所述的方法，其中，在執行主作業之後執行的操作在執行對應於主作業的最後一個較小作業之後執行。
13.如權利要求11所述的方法，其中，在執行主作業之前執行的操作在執行對應於主作業的第一個較小作業之前執行。
14.一種計算機記錄介質，其中包含用於備份和恢復信息的計算機可執行代碼，它包括一代碼，用於允許用戶將表示要備份或恢復信息的一個或多個部分的主作業輸入到作業隊列中；以及一代碼，用於將主作業分成多個較小作業，並且將所述多個較小作業輸入到作業隊列中。
15.如權利要求14所述的計算機記錄介質，其中，用於允許用戶將主作業輸入到作業隊列中的代碼允許用戶指定運行主作業的時間。
16.如權利要求15所述的計算機記錄介質，還包括一代碼，用於周期性地掃描作業隊列以查找所要運行的作業，並且當到達運行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業。
17.如權利要求14所述的計算機記錄介質，其中，所述多個較小作業各自對應於備份或恢復單個源實體。
18.如權利要求17所述的計算機記錄介質，其中，主作業是備份或恢復整個計算機系統，而單個源實體是整個計算機系統的文件系統和資料庫之一。
19.一種計算機記錄介質，其中包含用於備份和恢復計算機系統上的信息的計算機可執行代碼，它包括一代碼，用於將指示在規定時間對計算機系統上的至少一部分信息執行備份和恢復中的至少一種操作的主作業輸入到作業隊列中；一代碼，用於掃描作業隊列以查找所要執行的主作業，並且當到達執行主作業的時間時，將主作業分成多個較小作業，並且將所述多個較小作業輸入到作業隊列中；一代碼，用於掃描作業隊列以查找較小作業，並且當檢測到所述多個較小作業之一時，判定存儲設備是否可用；以及一代碼，用於針對每個可用存儲設備啟動所述多個較小作業之一。
20.如權利要求19所述的計算機記錄介質，還包括一代碼，用於當完成較小作業時，提供所用存儲設備再次可用的指示，並且使用該可用存儲設備啟動另一個較小作業。
21.如權利要求20所述的計算機記錄介質，其中，掃描作業隊列以查找較小作業、啟動多個較小作業之一以及提供指示重複執行直到完成各個較小作業。
22.如權利要求19所述的計算機記錄介質，其中，主作業包括用於在執行主作業之前或之後執行至少一個操作的指令。
23.如權利要求19所述的計算機記錄介質，其中，在執行主作業之後執行的操作在執行對應於主作業的最後一個較小作業之後執行。
24.如權利要求19所述的計算機記錄介質，其中，在執行主作業之前執行的操作在執行對應於主作業的第一個較小作業之前執行。
全文摘要
一種用於備份和恢復信息的系統，包括至少一個計算機系統，包含所要備份和恢復的信息；以及存儲設備，用於接收所要備份信息的至少一部分，並且存儲和備份該信息。一種控制器，包括調度系統，用於允許用戶將表示要備份或恢復這些至少一個計算機系統的信息的一個或多個部分的主作業輸入到作業隊列中；以及作業控制系統，將主作業分成多個較小作業，並且將這些較小作業輸入到作業隊列中。
文檔編號G06F12/16GK1524221SQ02813633
公開日2004年8月25日 申請日期2002年7月3日 優先權日2001年7月6日
發明者賈殷·曼莫漢, 賈殷 曼莫漢 申請人:計算機聯合思想公司