專利名稱：一種基于數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法。
背景技術(shù)：
隨著信息化水平的不斷提高，數(shù)據(jù)信息逐漸成為企業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)丟失所造成的損失也日益嚴(yán)重。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)制、備份、恢復(fù)等數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)雖然能夠?qū)?shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一定程度的保護(hù)，但是這些方法的恢復(fù)點(diǎn)目標(biāo)和恢復(fù)時(shí)間目標(biāo)太長(zhǎng)，對(duì)于一些關(guān)鍵的信息系統(tǒng)來說是無(wú)法接受的。因此，需要將數(shù)據(jù)備份的“固定時(shí)間間隔”盡可能地縮小，甚至縮為零，持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)(CDP，Continuous Data Protection)就是為了滿足這樣的需求而出現(xiàn)的數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)。隨著需要保護(hù)的數(shù)據(jù)的不斷增加，進(jìn)行一次數(shù)據(jù)備份所需要的時(shí)間也越來越長(zhǎng)， 如何降低備份數(shù)據(jù)量提高數(shù)據(jù)備份效率成為需要解決的一個(gè)重要問題?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用完全備份與增量備份相結(jié)合的方法來解決這一問題。進(jìn)行增量備份時(shí)，只有那些在上次完全或者增量備份后被修改了的部分才會(huì)被備份。正是由于這個(gè)原因，增量備份的備份數(shù)據(jù)量比完全備份小的多，所需時(shí)間也僅為完全備份的幾分之一。持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)的關(guān)鍵詞是“持續(xù)”，也就意味著每一次的文件修改都會(huì)被備份，或者說會(huì)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)增量文件，如此一來，大量增量文件的有效管理，主要是存儲(chǔ)就顯得尤為重要。現(xiàn)有技術(shù)中，增量文件的存儲(chǔ)主要有兩種方式—種就是完全按照所備份文件的原有路徑在存儲(chǔ)體中進(jìn)行存儲(chǔ)，如所備份的文件 :C:\Documents and Settings\Administrator\ ^0 \user\2010\abc. Doc, IjllJz5fe^
的增量文件在存儲(chǔ)體中的存儲(chǔ)路徑為C:\Documents and Settings\Administrator\桌面 \user\2010\abc. doc\incl. doc這種方法存在以下缺點(diǎn)1、增量文件存儲(chǔ)時(shí)，會(huì)增加原有存儲(chǔ)路徑長(zhǎng)度，造成有些原本路徑就比較長(zhǎng)的文件無(wú)法備份；2、不便于加密，備份路徑和文件名，也會(huì)帶來用戶信息的泄密；3、影響備份存儲(chǔ)體的可移植性如在Iinux下文件名不存在限制字符，而在 windows下存在限制字符，這樣，在Iinux下備份的文件，如果保存到windows的分區(qū)上，就有可能無(wú)法存儲(chǔ)。另外一種方法無(wú)關(guān)所備份文件的原路徑，在存儲(chǔ)體中開辟一區(qū)域，將所有產(chǎn)生的增量文件統(tǒng)一進(jìn)行存儲(chǔ)，如此帶來的問題就是增量文件越來越多，造成查找增量文件速度變慢，恢復(fù)文件需要更多時(shí)間
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出了一種用數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，用數(shù)字標(biāo)識(shí)符來表示所備份文件的各層目錄，基于文件來存儲(chǔ)增量文件，即同一文件的增量文件存儲(chǔ)路徑相同。通過對(duì)增量文件的管理，使得在進(jìn)行文件恢復(fù)時(shí)能夠快速找到所需恢復(fù)文件的所有增量備份文件，從而能有效縮短恢復(fù)時(shí)間。本發(fā)明所涉及的用數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，其主要技術(shù)步驟包括(1)利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)創(chuàng)建三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表目錄信息表、文件信息表和增量文件信息表；目錄信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、目錄名；文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、文件名；增量文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間；分別對(duì)目錄信息表的“所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符”字段、文件信息表的“所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符”字段、增量文件信息表的“所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符”字段建立索引；(2)對(duì)需要保護(hù)的文件先進(jìn)行一次完全備份，生成該文件及其所在路徑中所有目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，并在目錄信息表和文件信息表中添加相應(yīng)記錄；(3)在操作系統(tǒng)中安裝一個(gè)文件過濾驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有文件的創(chuàng)建、修改 (寫)、刪除操作，每攔截到一次文件操作都生成一條操作記錄；操作記錄包含如下域操作時(shí)間、操作類型、文件全路徑、起始偏移、字節(jié)數(shù)、寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)容；(4)應(yīng)用程序讀取文件過濾驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的操作記錄，形成并存儲(chǔ)增量文件，生成該增量文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符并在增量文件信息表中添加相應(yīng)記錄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、縮短增量文件存儲(chǔ)時(shí)的路徑長(zhǎng)度，避免文件名過長(zhǎng)無(wú)法保存；2、對(duì)備份路徑與文件名有加密效果，避免用戶信息泄密；3、解決備份存儲(chǔ)體的可移植性問題，各個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生的備份文件可以備份到不同文件系統(tǒng)格式的分區(qū)上；4、利用數(shù)據(jù)庫(kù)索引技術(shù)，可以快速顯示不同目錄下的子目錄與文件，恢復(fù)時(shí)可以快速找到恢復(fù)需要使用的增量文件。


圖1是增量文件存儲(chǔ)的結(jié)構(gòu)圖，其中D表示目錄，F(xiàn)表示文件，I表示增量文件圖2是過濾驅(qū)動(dòng)攔截讀寫操作處理時(shí)的流程3是一個(gè)寫操作記錄拆成多個(gè)寫操作記錄的示意4是形成和存儲(chǔ)增量文件的流程5是建立一個(gè)文件恢復(fù)使用的操作記錄鏈表的流程圖具體實(shí)施方法下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。1.利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)創(chuàng)建三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表目錄信息表、文件信息表和增量文件信息表。目錄信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、目錄名，其中根目錄所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符可以為0 ；文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、文件名；增量文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間。分別對(duì)目錄信息表的“所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符”字段、文件信息表的“所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符”字段、增量文件信息表的“所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段”建立索引。2.對(duì)所有需要保護(hù)的文件先進(jìn)行一次完全備份。對(duì)某個(gè)文件進(jìn)行完全備份時(shí)，需要鎖定對(duì)文件的修改、刪除操作。完全備份按照以下步驟進(jìn)行①將需要備份的文件的各層目錄分析出來如\users\jake\2010\l3bb. Txt，這個(gè)文件的目錄有 ‘users，，iJake', ‘2010，，文件名為'bbb. Txt'；②對(duì)每層目錄，先根據(jù)目錄名與其所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符在目錄信息表中找到該目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，如果此目錄還不存在數(shù)字標(biāo)識(shí)符，則為其新建一個(gè)唯一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到文件信息表，同時(shí)在備份存儲(chǔ)路徑新建一個(gè)目錄，目錄名即為此層目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符；③在文件信息表中，根據(jù)最后一層目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符與文件名，查找到此文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，如果此文件還不存在數(shù)字標(biāo)識(shí)符，則為其新建一個(gè)唯一數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到文件信息表，同時(shí)在第②步所建立的目錄下新建一個(gè)以文件數(shù)字標(biāo)識(shí)符命名的目錄；④復(fù)制需要備份的文件的所有數(shù)據(jù)到第③步所建立的以文件數(shù)字標(biāo)識(shí)命名的目錄下。3.在操作系統(tǒng)中安裝一個(gè)文件過濾驅(qū)動(dòng)程序，如圖2所示，實(shí)時(shí)監(jiān)控文件創(chuàng)建、修改(寫)、刪除操作(另外，文件操作還有移動(dòng)、重命名，但都可以看作刪除和創(chuàng)建操作相加)，每攔截到一次文件操作都生成一條操作記錄。沒有進(jìn)行過完全備份的文件，不生成操作記錄。操作記錄包含如下域操作時(shí)間、操作類型、文件全路徑、起始偏移、字節(jié)數(shù)、寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)容。對(duì)于寫操作，需要填寫所有域，其它操作，只需要填寫部分域。操作記錄可以放在獨(dú)立的文件中，文件名用當(dāng)前時(shí)間和四個(gè)字節(jié)的遞增數(shù)組成，保證唯一性。4.對(duì)需要備份的文件進(jìn)行分塊，每X2字節(jié)為一塊。當(dāng)一個(gè)文件寫操作的字節(jié)數(shù)超過X2字節(jié)時(shí)，就會(huì)生成多條寫操作記錄，如圖3所示。5.應(yīng)用程序讀取驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生的操作記錄，形成并存儲(chǔ)增量文件，根據(jù)不同的安全級(jí)別需要，增量文件可以存儲(chǔ)在本地或遠(yuǎn)程服務(wù)器。增量文件是由一組操作記錄合成的， 增量文件的大小可以是內(nèi)部設(shè)定的值XI。例如，為了便于網(wǎng)絡(luò)傳輸，我們可以設(shè)定一個(gè)增量文件為200Kb。形成增量文件時(shí)，依次讀取操作記錄，若下一個(gè)操作記錄大小與當(dāng)前增量文件大小相加小于200Kb，直接將操作記錄附加到當(dāng)前增量文件末尾，否則，重新生成一個(gè)增量文件，并在增量文件信息表中添加一條記錄，操作流程如圖4所示。存儲(chǔ)增量文件時(shí)，包括如下步驟①讀取過濾驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的操作記錄，將需要備份的文件的各層目錄分析出來；②根據(jù)在目錄信息表和文件信息表中查詢獲得的目錄數(shù)字標(biāo)識(shí)和文件數(shù)字標(biāo)識(shí)符，找到此文件的完全備份的存儲(chǔ)位置；③在增量文件信息表中獲得此文件最近一個(gè)增量文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，此數(shù)字標(biāo)識(shí)
5符即為最近一個(gè)增量文件的文件名；④當(dāng)最近一個(gè)增量文件大小加上操作記錄大小后大于預(yù)先設(shè)定的增量文件的大小時(shí)，則新建一個(gè)數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到增量文件信息表，同時(shí)建立一個(gè)以該新建數(shù)字標(biāo)識(shí)符命名的增量文件，在此增量文件中寫入操作記錄，否則就將操作記錄數(shù)據(jù)直接寫到最近一個(gè)增量文件的末尾。6.可以根據(jù)需要對(duì)完全備份文件與增量文件進(jìn)行壓縮與加密處理，這樣可有效的減小增量數(shù)據(jù)大小并保護(hù)用戶數(shù)據(jù)的安全。優(yōu)選地，壓縮算法可以采用LZW，ZIP等算法，加密可以采用目前最新數(shù)據(jù)加密算法-AES，但并不僅限于此。7.恢復(fù)時(shí)，由于存儲(chǔ)增量文件時(shí)，只是將原來的文件名與目錄名用數(shù)字標(biāo)識(shí)符替換，所以可以方便的把增量文件用類似windows資源管理器的形式顯示出來。用戶查看某一目錄時(shí)，程序先獲得此目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，又由于目錄信息表與文件信息表的所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段存在數(shù)據(jù)索引，所以可以根據(jù)目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符快速的從目錄信息表與文件信息表中獲得用戶所查看目錄的所有子目錄與文件。當(dāng)要恢復(fù)某一個(gè)文件到某個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，可以先在文件信息表中找到此文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，然后根據(jù)文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符在增量信息表中找到相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的增量文件，由于增量信息表的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段存在索引，所以可以快速查找到所需增量文件，加快恢復(fù)速度。如9 00時(shí)對(duì)X文件進(jìn)行了完全備份
完全備份9:05時(shí)用戶X文件進(jìn)行了修改，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生增量文件
9 05增量文件9:10時(shí)用戶X文件進(jìn)行了修改，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生增量文件
9 10增量文件9:15時(shí)用戶X文件進(jìn)行了修改，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生增量文件
9 15增量文件當(dāng)需要恢復(fù)到9 10的文件版本，先找到文件X的完全備份，然后再找到增量時(shí)間小于等于9 10的增量備份文件，就可以得到9:10時(shí)的文件版本了。
完全備份+ 9 05增量文件 + 9 10增量文件 =9 10時(shí)的文件版本8.恢復(fù)時(shí)，根據(jù)所要恢復(fù)文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符找到此文件的所有增量信息后，可以建立一個(gè)操作記錄鏈表，去除時(shí)間點(diǎn)在后的寫入重復(fù)的操作記錄，再根據(jù)操作記錄鏈表進(jìn)行恢復(fù)，如圖5所示。9.更新文件完全備份。由于備份增量實(shí)際上是以文件為單位的，所以處理一個(gè)文
6件的增量信息不會(huì)影響到其它文件。用戶在備份存儲(chǔ)空間不夠用時(shí)或者作為一種定期釋放備份空間的策略，可以考慮更新用戶選定文件的完全備份來釋放備份存儲(chǔ)空間。更新時(shí)，需要將完全備份與增量文件合并，形成新的完全備份文件。 本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離權(quán)利要求書確定的本發(fā)明的精神和范圍的條件下，還可以對(duì)以上內(nèi)容進(jìn)行各種各樣的修改。因此本發(fā)明的范圍并不僅限于以上的說明，而是由權(quán)利要求書的范圍來確定。
權(quán)利要求
1.一種基于數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，其特征在于，包括如下步驟(1)利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)創(chuàng)建三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表目錄信息表、文件信息表和增量文件信息表；目錄信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、目錄名；文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、文件名；增量文件信息表包含字段數(shù)字標(biāo)識(shí)符、所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間；分別對(duì)目錄信息表的所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段、文件信息表的所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段、增量文件信息表的所屬文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段建立索引；(2)對(duì)需要保護(hù)的文件先進(jìn)行一次完全備份，生成該文件及其所在路徑中所有目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，并在目錄信息表和文件信息表中添加相應(yīng)記錄；(3)在操作系統(tǒng)中安裝一個(gè)文件過濾驅(qū)動(dòng)程序，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有文件的創(chuàng)建、修改(寫)、 刪除操作，每攔截到一次文件操作都生成一條操作記錄；操作記錄包含如下域操作時(shí)間、操作類型、文件全路徑、起始偏移、字節(jié)數(shù)、寫入的數(shù)據(jù)內(nèi)容；(4)應(yīng)用程序讀取文件過濾驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生的操作記錄，形成并存儲(chǔ)增量文件，生成該增量文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符并在增量文件信息表中添加相應(yīng)記錄。
2.權(quán)利要求1中所述的基于數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，其特征在于， 步驟O)中進(jìn)行完全備份時(shí)，包括如下步驟①將需要備份的文件的各層目錄分析出來；②對(duì)每層目錄，先根據(jù)目錄名與其所屬目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符在目錄信息表中找到該目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，如果此目錄還不存在數(shù)字標(biāo)識(shí)符，則為其新建一個(gè)唯一的數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到文件信息表，同時(shí)在備份存儲(chǔ)路徑新建一個(gè)目錄，目錄名即為此層目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符；③在文件信息表中，根據(jù)最后一層目錄的數(shù)字標(biāo)識(shí)符與文件名，查找到此文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，如果此文件還不存在數(shù)字標(biāo)識(shí)符，則為其新建一個(gè)唯一數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到文件信息表，同時(shí)在第②步所建立的目錄下新建一個(gè)以文件數(shù)字標(biāo)識(shí)符命名的目錄；④復(fù)制需要備份的文件的所有數(shù)據(jù)到第③步所建立的以文件數(shù)字標(biāo)識(shí)命名的目錄下。
3.權(quán)利要求1中所述的基于數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，其特征在于， 步驟中存儲(chǔ)增量文件時(shí)，包括如下步驟①讀取過濾驅(qū)動(dòng)程序產(chǎn)生的操作記錄，將需要備份的文件的各層目錄分析出來；②根據(jù)在目錄信息表和文件信息表中查詢獲得的目錄數(shù)字標(biāo)識(shí)和文件數(shù)字標(biāo)識(shí)符，找到此文件的完全備份的存儲(chǔ)位置；③在增量文件信息表中獲得此文件最近一個(gè)增量文件的數(shù)字標(biāo)識(shí)符，此數(shù)字標(biāo)識(shí)符即為最近一個(gè)增量文件的文件名；④當(dāng)最近一個(gè)增量文件大小加上操作記錄大小后大于預(yù)先設(shè)定的增量文件的大小時(shí)， 則新建一個(gè)數(shù)字標(biāo)識(shí)符并存儲(chǔ)到增量文件信息表，同時(shí)建立一個(gè)以該新建數(shù)字標(biāo)志符命名的增量文件，在此增量文件中寫入操作記錄，否則就將操作記錄數(shù)據(jù)直接寫到最近一個(gè)增量文件的末尾。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用數(shù)字標(biāo)識(shí)符管理增量文件的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，屬于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份技術(shù)領(lǐng)域。將目錄進(jìn)行編號(hào)，用數(shù)字標(biāo)識(shí)符代表目錄；將目錄下文件進(jìn)行編號(hào)，用數(shù)字標(biāo)識(shí)符代表文件；將操作記錄合成增量文件，用數(shù)字標(biāo)識(shí)符代表增量合成文件。利用數(shù)據(jù)庫(kù)索引技術(shù)對(duì)數(shù)字標(biāo)識(shí)符字段創(chuàng)建索引?；謴?fù)時(shí)，可以很快地找到所需恢復(fù)文件的所有增量信息，這樣，就可以快速地恢復(fù)出任意修改時(shí)間的文件版本。
文檔編號(hào)G06F11/14GK102236589SQ20101016163
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月4日
發(fā)明者俞訓(xùn)峰, 張有成, 謝亮 申請(qǐng)人:南京壹進(jìn)制信息技術(shù)有限公司