一種數(shù)據(jù)保護方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機存儲領(lǐng)域，具體涉及服務(wù)器掉電時保護緩存數(shù)據(jù)不丟失的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，各種應(yīng)用飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)越來越成為經(jīng)濟社會發(fā)展的必不可少的一部分。大數(shù)據(jù)時代到來的同時也為數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設(shè)計難度帶來巨大挑戰(zhàn)，例如:如何保證數(shù)據(jù)的安全性，如何在大規(guī)模1并發(fā)訪問計算機存儲系統(tǒng)時，保證數(shù)據(jù)的一致性和系統(tǒng)的1性能變得非常關(guān)鍵。為了確保系統(tǒng)的1吞吐性能，數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)都會引入磁盤數(shù)據(jù)緩存技術(shù)，緩存意味著用戶數(shù)據(jù)不會被寫入物理存儲介質(zhì)，因此當(dāng)系統(tǒng)電源突發(fā)故障時，如果不采取應(yīng)急保護措施，必然會導(dǎo)致緩存數(shù)據(jù)丟失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003 ]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種數(shù)據(jù)保護方法，所述方法包括:
[0004]掉電后，對緩存中的數(shù)據(jù)進行設(shè)定，包括:
[0005]在緩存中為每一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建對應(yīng)的元數(shù)據(jù)；
[0006]設(shè)定完畢后，將所述每一個數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的元數(shù)據(jù)從緩存迀移到外部物理存儲設(shè)備;
[0007]上電后，進行上電恢復(fù)過程，將所述外部物理存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)迀移回緩存。
[0008]可選地，將緩存中彼此相鄰的數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)分別以第一元數(shù)據(jù)和第二元數(shù)據(jù)區(qū)分，其中，第一元數(shù)據(jù)保存第二元數(shù)據(jù)的位置信息。
[0009]可選地，所述元數(shù)據(jù)包括特征碼，所述特征碼中包括校驗值，所述校驗值用于在上電恢復(fù)的過程中，校驗與所述校驗值所在的元數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)是否有效。
[0010]可選地，所述外部物理存儲設(shè)備為固態(tài)硬盤。
[0011]—種數(shù)據(jù)保護裝置，所述裝置包括:
[0012]設(shè)定模塊，用于掉電后，對緩存中的數(shù)據(jù)進行設(shè)定，包括:在緩存中，為每一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建對應(yīng)的元數(shù)據(jù)，
[0013]掉電保護模塊，用于所述設(shè)定模塊設(shè)定完畢后，將所述每一個數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的元數(shù)據(jù)從緩存迀移到外部物理存儲設(shè)備；
[0014]上電后，進行上電恢復(fù)過程，將所述外部物理存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)迀移回緩存。
[0015]可選地，將緩存中彼此相鄰的數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)分別以第一元數(shù)據(jù)和第二元數(shù)據(jù)區(qū)分，其中，第一元數(shù)據(jù)保存第二元數(shù)據(jù)的位置信息。
[0016]可選地，所述元數(shù)據(jù)包括特征碼，
[0017]所述特征碼中包括校驗值，所述校驗值用于在上電恢復(fù)的過程中，校驗與所述校驗值所在的元數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)是否有效。
[0018]可選地，所述外部物理存儲設(shè)備為固態(tài)硬盤。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)方案，實現(xiàn)了對緩存的數(shù)據(jù)的掉電保護。解決了檢驗數(shù)據(jù)在迀移過程中是否發(fā)生了改動，從而提高了對緩存數(shù)據(jù)掉電保護的可控性，提高了數(shù)據(jù)掉電保護工作的效率和準確率。采用固態(tài)硬盤存儲掉電緩存數(shù)據(jù)，發(fā)揮了固態(tài)硬盤具有讀寫速度快，能耗低，重量小，低噪音，防震抗摔的優(yōu)點。適應(yīng)了掉電的場景，很好的保護了數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)保護方法流程圖；
[0021 ]圖2為緩存數(shù)據(jù)保存結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為緩存掉電保護流程圖；
[0023]圖4為緩存掉電恢復(fù)流程圖；
[0024]圖5為一種數(shù)據(jù)保護裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0025]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行更詳細的說明。
[0026]需要說明的是，如果不沖突，本發(fā)明實施例以及實施例中的各個特征可以相互結(jié)合，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。另外，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。
[0027]圖1為本發(fā)明的一種數(shù)據(jù)保護方法流程圖；
[0028]步驟S01:掉電后，對緩存中的數(shù)據(jù)進行設(shè)定，包括:
[0029]在緩存中為每一個數(shù)據(jù)創(chuàng)建對應(yīng)的元數(shù)據(jù);設(shè)定完畢后，將所述每一個數(shù)據(jù)及其對應(yīng)的元數(shù)據(jù)從緩存迀移到外部物理存儲設(shè)備；
[0030]步驟S02:上電后，進行上電恢復(fù)過程，將所述外部物理存儲設(shè)備上的數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)迀移回緩存。
[0031]本發(fā)明的技術(shù)方案，
[0032]當(dāng)?shù)綦娗闆r發(fā)生時，采用備用電源繼續(xù)供電，使得系統(tǒng)不宕機。保證了服務(wù)的連續(xù)性。
[0033]具體實施時，可以對電源供電狀態(tài)進行檢測，當(dāng)斷電時，自動切換了電源，電平發(fā)生了跳變，檢測到電平跳變，可知掉電發(fā)生。從而進入掉電保護的模式。
[0034]可選地，將緩存中彼此相鄰的數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)分別以第一元數(shù)據(jù)和第二元數(shù)據(jù)區(qū)分，其中，第一元數(shù)據(jù)保存第二元數(shù)據(jù)的位置信息。
[0035]可選地，所述元數(shù)據(jù)包括特征碼，所述特征碼中包括校驗值，所述校驗值用于在上電恢復(fù)的過程中，校驗與所述校驗值所在的元數(shù)據(jù)相對應(yīng)的數(shù)據(jù)是否有效。
[0036]CRC校驗值，在掉電時得到，在上電恢復(fù)的過程中，重新計算CRC校驗值，
[0037]如果新計算的CRC校驗值和掉電時得到的CRC校驗值相同，則說明所述數(shù)據(jù)有效；
[0038]如果新計算的CRC校驗值和掉電時得到的CRC校驗值不相同，則說明所述數(shù)據(jù)無效。
[0039]上述技術(shù)方案，可以校驗數(shù)據(jù)是否有效。因為數(shù)據(jù)在迀移或者讀盤過程中，可能會被改變，或者讀錯，本發(fā)明采用校驗機制，可以校驗數(shù)據(jù)是否發(fā)生了變化，也即數(shù)據(jù)在掉電前后，數(shù)據(jù)是否一致。提高了數(shù)據(jù)掉電保護的數(shù)據(jù)一致性。
[0040]可選地，所述外部物理存儲設(shè)備為固態(tài)硬盤。
[0041 ] 物理存儲設(shè)備可以為固態(tài)硬盤SSD(Solid State Disk)。
[0042]固態(tài)硬盤是一種半導(dǎo)體存儲的塊設(shè)備，具有讀寫速度快，能耗低，重量小，低噪音，防震抗摔的優(yōu)點。
[0043]固態(tài)硬盤有很多優(yōu)點，固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)為閃存，沒有磁頭，對環(huán)境的適應(yīng)性更強。
[0044]由控制單元與存儲單元構(gòu)成，固態(tài)硬盤沒有普通硬盤的旋轉(zhuǎn)介質(zhì)，因此抗震性極佳，工作溫度范圍很寬。適用于環(huán)境苛刻的各個領(lǐng)域。
[0045]下面結(jié)合一個實施例做具體介紹:
[0046]本發(fā)明主要涉及到服務(wù)器存儲軟件領(lǐng)域。主要針對在存儲系統(tǒng)在正常使用過程中突然掉電，導(dǎo)致用戶數(shù)據(jù)丟失的問題。
[0047]本發(fā)明通過創(chuàng)新思路，引入文件元數(shù)據(jù)管理掉電保護臟頁數(shù)據(jù)和特征碼技術(shù)，解決了此問題。其特征在于引入以文件的形式管理緩存臟數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了保護過程中對臟數(shù)據(jù)的完全可控，此外通過只保護臟數(shù)據(jù)的方式，大大提升了緩存保護的效率。
[0048]本發(fā)明通過創(chuàng)新，只保護內(nèi)存中的臟數(shù)據(jù)，通過從緩存的Radix-tree中找出待保護的緩存臟數(shù)據(jù)，并且創(chuàng)建臟數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)，以文件的方式管理臟數(shù)據(jù)，將臟數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)保存到物理存儲設(shè)備，同時在元數(shù)據(jù)中保存特征碼和下一塊臟數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)位置信息，值得注意的是，本申請中的“臟數(shù)據(jù)”，就是“數(shù)據(jù)”。
[0049]特征碼保存在元數(shù)據(jù)中，包括:魔數(shù)和CRC校驗值，魔數(shù)是一個事先約定的特殊值(如0x00001551)，存放在元數(shù)據(jù)的起始處;CRC校驗值在掉電保護的時候計算得到，保存在元數(shù)據(jù)的末尾。在上電恢復(fù)的過程中，重新計算CRC校驗值，如果新計算的值和之前保存的值不相同，則說明數(shù)據(jù)保存或讀取的過程中出錯，獲得的數(shù)據(jù)無效。
[0050]此方式實現(xiàn)了緩存臟數(shù)據(jù)完全可控，在很大程度上提升了保護數(shù)據(jù)的可恢復(fù)性和保存速度。
[0051 ]圖2為緩存數(shù)據(jù)保存結(jié)構(gòu)示意圖；
[0052]如圖所示，通過以文件的方式保存緩存的臟數(shù)據(jù)，保存臟數(shù)據(jù)時記錄其元數(shù)據(jù)信息。元數(shù)據(jù)中不僅記錄其所對應(yīng)的數(shù)據(jù)的信息，而且包含一個特征碼以及下一塊臟數(shù)據(jù)對應(yīng)的元數(shù)據(jù)位置，這樣保證了緩存掉電保護和恢復(fù)時，不受區(qū)域故障影響。
[0053]圖中，
[0054]NVM_ftp_header201,
[0055]NVM_ftp_unit202
[0056]NVM_ftp_unit203
[0057]NVM_f tp_i tem204
[0058]NVM_ftp_item205
[0059]NVM_ftp_item206
[0060]都屬于元數(shù)據(jù)；
[0061 ] Date207、Date208、Date209，都為數(shù)據(jù)；
[0062]數(shù)據(jù)Date207 的元數(shù)據(jù)為 NVM_ftp_item204;
[0063]數(shù)據(jù)Date208 的元數(shù)據(jù)為 NVM_f tp_item205 ；
[0064]數(shù)據(jù)Date209 的元數(shù)據(jù)為 NVM_ftp_item206。
[0065]NVM_ftp_header201是受保護數(shù)據(jù)的整體信息；
[ΟΟ??] NVM_ftp_unit202表示一個受保護的元數(shù)據(jù)的單元；
[0067 ] NVM_f tp_un i 1203表示另一個受保護的元數(shù)據(jù)的單元；
[0068]元數(shù)據(jù)單元附]\1_;1^卩_1111；!^202中，包括:]\10(11116_1(12021、unit_next2022、Item_first2023；
[0069]Module_id2021 是數(shù)據(jù)單元 NVM_ftp_unit202 的特征碼，
[°07°] unit_next2022保存了相鄰元數(shù)據(jù)單元NVM_ftp_unit203的位置信息，圖中，用箭頭表示，unit_next2022通過箭頭指向了相鄰的元數(shù)據(jù)單元NVM_ftp_unit203。
[007? ] Item_first2023指向了本元數(shù)據(jù)單元所包括的下一個層級的元數(shù)據(jù)，
[0072]數(shù)據(jù)單元NVM_ftp_unit202，包括了下一個層級的數(shù)據(jù)及元數(shù)據(jù)，
[0073]包括數(shù)據(jù)Date207、Date208、Date209，及分別對應(yīng)的元數(shù)據(jù):
[0074]NVM_f tp_i tem204 ；
[0075]NVM_ftp_item205 ；
[0076]NVM_ftp_item206。
[0077]元數(shù)據(jù)單元附]\1_;1^卩_111