CN110389857A - 数据备份的方法、设备和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于数据备份的方法、设备和计算机程序产品。一种方法包括获取与虚拟盘中的数据改变有关的第一信息，该虚拟盘包括多个块，并且第一信息指示多个块中的至少一个块中的相应数据被改变。该方法还包括基于第一信息，确定关于至少一个块在虚拟盘中的相应位置的第二信息。该方法还包括获取在数据改变之前向备份服务器备份的虚拟盘的第一大小和在数据改变之后虚拟盘的第二大小。此外，该方法还包括基于第二信息、第一大小和第二大小，生成用于向备份服务器备份具有第二大小的虚拟盘的增量备份数据。本公开的实施例能够实现针对大小可扩展的虚拟盘的增量备份，以减少用于虚拟盘的备份数据的数据量。

Description

数据备份的方法、设备和计算机程序产品
技术领域
本公开的实施例总体涉及数据存储领域，具体涉及用于数据备份的方法、设备和计算机程序产品。
背景技术
在虚拟机***中，虚拟盘被用作存储设备，并且虚拟盘被存储为虚拟机中的镜像文件。通常存在两种类型的虚拟盘：固定大小的虚拟盘和大小可扩展的虚拟盘。固定大小的虚拟盘的镜像文件的大小是固定的，其不会随着数据的写入而改变。可扩展的虚拟盘的镜像文件的大小将随着数据的写入而增加。
为了防止虚拟机***出现操作失误或***故障而导致数据丢失，通常需要将虚拟盘中的数据备份到其他存储介质中。例如，每当数据被写入到虚拟盘或者虚拟盘中的数据发生改变时，可以将虚拟盘的镜像文件中的所有数据备份至其他存储介质中。然而，这种完整备份可能导致大量重复的数据被传输。针对这一问题，可以在初始情况下针对虚拟盘进行完整备份，而当数据发生改变时仅对发生改变的数据进行增量备份。然而，这种增量备份可能仅适用于固定大小的虚拟盘，而不适用于大小可扩展的虚拟盘。
发明内容
本公开的实施例提供了用于数据备份的方法、设备和计算机程序产品。
在本公开的第一方面，提供了一种用于数据备份的方法。该方法包括获取与虚拟盘中的数据改变有关的第一信息，该虚拟盘包括多个块，并且第一信息指示多个块中的至少一个块中的相应数据被改变。该方法还包括基于第一信息，确定关于至少一个块在虚拟盘中的相应位置的第二信息。该方法还包括获取在数据改变之前向备份服务器备份的虚拟盘的第一大小和在数据改变之后虚拟盘的第二大小。此外，该方法还包括基于第二信息、第一大小和第二大小，生成用于向备份服务器备份具有第二大小的虚拟盘的增量备份数据。
在本公开的第二方面，提供了一种用于管理专用处理资源的设备。该设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得设备执行动作，该动作包括：获取与虚拟盘中的数据改变有关的第一信息，该虚拟盘包括多个块，并且第一信息指示多个块中的至少一个块中的相应数据被改变。该方法还包括基于第一信息，确定关于至少一个块在虚拟盘中的相应位置的第二信息；基于第一信息，确定关于至少一个块在虚拟盘中的相应位置的第二信息；获取在数据改变之前向备份服务器备份的虚拟盘的第一大小和在数据改变之后虚拟盘的第二大小；以及基于第二信息、第一大小和第二大小，生成用于向备份服务器备份具有第二大小的虚拟盘的增量备份数据。
在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令。该机器可执行指令在由设备执行时使该设备执行根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了可以在其中实现本公开的某些实施例的环境的示意框图；
图2示出了根据本公开的实施例的用于备份数据的方法的流程图；
图3示出了根据本公开的一些实施例的对固定大小的虚拟盘进行备份的示意图；
图4a-4c示出了根据本公开的一些实施例的对可扩展的虚拟盘进行备份的示意图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于备份数据的方法的流程图；以及
图6示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备的示意性框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如上所述，为了防止虚拟机***出现操作失误或***故障而导致数据丢失，通常需要将虚拟盘中的数据备份到其他存储介质中。例如，每当数据被写入到虚拟盘或者虚拟盘中的数据发生改变时，可以将虚拟盘的镜像文件中的所有数据备份至其他存储介质中。然而，这种完整备份可能导致大量重复的数据被传输。针对这一问题，可以在初始情况下针对虚拟盘进行完整备份，而当数据发生改变时仅对发生改变的数据进行增量备份。然而，这种增量备份可能仅适用于固定大小的虚拟盘，而不适用于大小可扩展的虚拟盘。
本公开的示例实施例提出了一种用于数据备份的方案。该方案能够实现针对大小可扩展的虚拟盘的增量备份，以减少用于虚拟盘的备份数据的数据量。针对虚拟盘中未改变的块，使用引用来避免在备份服务器中存储重复的数据。由于增量备份仅处理发生改变的块，因此能够减少备份所需的时间并且能够减少不必要的数据传输。在共享的联网环境中，尤其是在基于云的环境中，较少的数据传输有助于降低网络的整体开销。
图1示出了本公开的实施例可以在其中被实现的示例环境100的示意图。如图1所示，环境100总体上可以包括虚拟机***110、备份客户端120和备份服务器130。应当理解，仅出于示例性的目的描述示例环境100的结构和功能，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。本公开的实施例还可以被应用到具有不同的结构和/或功能的环境中。
虚拟机***110可以是任何已知或者将来开发的虚拟机***，例如但不限于微软的Hyper-V***、VMware虚拟机***等。在本文中，出于说明的目的，以微软的Hyper-V***作为虚拟机***110的示例。然而，应当理解，这仅仅是出于示例的目的，而不旨在限制本公开的范围。本公开的实施例也适用于除Hyper-V***之外的其他虚拟机***。
如图1所示，虚拟机***110可以包括一个或多个虚拟盘111。在虚拟机***110中，虚拟盘111可以被用作存储设备，并且虚拟盘111被存储为虚拟机***110中的镜像文件。虚拟盘111通常可以是以下两种类型之一：具有固定大小的虚拟盘和大小可扩展的虚拟盘。固定大小的虚拟盘的镜像文件的大小是固定的，其不会随着数据的写入而改变。可扩展的虚拟盘的镜像文件的大小将随着数据的写入而增加。虚拟盘111通常可以被划分为多个盘块(disk blocks，在本文中“盘块”也被称为“块”)。当虚拟盘111中的数据发生改变时，虚拟机***110通常可以提供特定方式以告知虚拟盘111中的哪些块中的数据发生改变。以Hyper-V***为例，这种特定方式被称为复原改变跟踪(RCT)。
备份客户端120被配置为向备份服务器130备份虚拟盘111中的数据。如图1所示，备份客户端120可以包括信息获取模块121、数据解析模块122、备份数据生成模块123和备份数据发送模块124。在此假定，在虚拟盘111中的数据改变发生之前，备份客户端120已经将虚拟盘111中的数据备份至备份服务器130中，并且该备份数据也被称为“基本备份数据”。
当虚拟盘111中的数据发生改变时，信息获取模块121可以从虚拟机***110获取与虚拟盘111中的数据改变有关的信息(在本文中也被称为“第一信息”)。以Hyper-V***为例，例如，信息获取模块121可以通过调用RCT应用编程接口(API)来获取第一信息。例如，第一信息可以指示虚拟盘111中的哪些块中的数据被改变并且可以提供被改变的内容。此外，信息获取模块121还可以从虚拟机***110获取与虚拟盘111的大小有关的信息。在一些实施例中，虚拟盘111具有固定大小。也即，在虚拟盘111中的数据发生改变之前和改变之后，虚拟盘111的大小不变。在另一些实施例中，虚拟盘111可以具有可变大小。例如，随着虚拟盘111中的数据发生改变，虚拟盘的大小可以增加。通过获取与虚拟盘111的大小有关的信息，信息获取模块121可以确定在虚拟盘111中的数据发生改变之前和之后的虚拟盘111的大小(在本文中，数据改变之前和之后的虚拟盘111的大小分别被称为“第一大小”和“第二大小”)。
数据解析模块122可以对第一信息进行解析，以确定虚拟盘111中发生改变的至少一个块在虚拟盘中的位置信息(本文中也被称为“第二信息”)。例如，第二信息可以指示虚拟盘111中发生改变的至少一个块中的每个块的大小、块的起始位置和结束位置等。此外，数据解析模块122可以将所确定的位置信息以及由信息获取模块121获取的与虚拟盘111的大小有关的信息(例如，第一大小和第二大小)传递至备份数据生成模块123，以生成针对具有第二大小的虚拟盘111的增量备份数据。
备份数据生成模块123可以基于由数据解析模块122所确定的位置信息以及与虚拟盘111的大小有关的信息来生成用于对具有虚拟盘111进行备份的增量备份数据。
在一些实施例中，虚拟盘111为具有固定大小的虚拟盘，因此第一大小与第二大小相同。在此情况下，针对虚拟盘111中未发生改变的那些块，备份数据生成模块123可以仅生成对于基本备份数据中的相应块的引用，并将其包括在增量备份数据中。也即，备份数据生成模块123不需要将这些块中的数据包括在增量备份数据中，由此能够减少要传输的备份数据的数据量。此外，备份数据生成模块123可以将虚拟盘111发生改变的至少一个块的内容包括在增量备份数据中。
在一些实施例中，虚拟盘111为大小可扩展的虚拟盘，并且第一大小小于第二大小。在此情况下，备份数据生成模块123可以基于第一大小，确定在数据改变之前虚拟盘111的结束位置(本文中也称为“第一结束位置”)。例如，第一结束位置可以指示在数据改变之前虚拟盘111所包括的块的数量。备份数据生成模块123可以基于第二大小，确定在数据改变之后虚拟盘111的结束位置(本文中也称为“第二结束位置”)。例如，第二结束位置可以指示在数据改变之后虚拟盘111所包括的块的数量。通常，由于第二大小大于第一大小，因此第二结束位置在第一结束位置之后。备份数据生成模块123可以进一步基于由数据解析模块122所确定的位置信息、第一结束位置和第二结束位置来生成增量备份数据。
在一些实施例中，由于虚拟盘111的大小可能改变，因此可能存在既不包括在基本备份数据中也不包括在发生改变的至少一个块中的块。针对虚拟盘111中未发生改变的那些块(也即，包括在基本备份数据中但是不包括在发生改变的至少一个块中的块)，备份数据生成模块123可以仅生成对于基本备份数据中的相应块的引用，并将其包括在增量备份数据中。也即，备份数据生成模块123不需要将这些块中的数据包括在增量备份数据中，由此能够减少要传输的备份数据的数据量。针对虚拟盘111中既不包括在基本备份数据中也不包括在发生改变的至少一个块中的块，备份数据生成模块123可以生成利用预定值(例如，零)来填充该块的指示，并且将该指示包括在增量备份数据中。此外，备份数据生成模块123可以将虚拟盘111发生改变的至少一个块的内容包括在增量备份数据中。
备份数据生成模块123可以将生成的增量备份数据传递至备份数据发送模块124，并且备份数据发送模块124可以将其发送至备份服务器130，以实现对具有第二大小的虚拟盘111的备份。以下还将结合服务和具体示例进行进一步的详细说明。
图2示出了根据本公开的实施例的用于备份数据的方法200的流程图。例如，方法200可以由如图1所示的备份客户端120执行。以下结合图1来详细描述方法200中的各个动作。应当理解，方法200还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框210，备份客户端120获取与虚拟盘111中的数据改变有关的第一信息。在一些实施例中，虚拟盘111可以包括多个块，并且第一信息可以指示该多个块中的至少一个块中的数据发生改变。在一些实施例中，例如，可以由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取与虚拟盘111中的数据改变有关的第一信息。以Hyper-V***为例，例如，信息获取模块121可以通过调用RCT API来获取第一信息。例如，第一信息可以指示虚拟盘111中的哪些块中的数据被改变并且可以提供被改变的内容。
在框220，备份客户端120基于第一信息，确定关于至少一个块在虚拟盘111中的相应位置的第二信息。在一些实施例中，可以由备份客户端120中的数据解析模块122对第一信息进行解析，以确定虚拟盘111中发生改变的至少一个块在虚拟盘中的位置信息(也即，第二信息)。例如，第二信息可以指示虚拟盘111中发生改变的至少一个块中的每个块的大小、块的起始位置和结束位置等。
在框230，备份客户端120获取在数据改变之前向备份服务器130备份的虚拟盘111的第一大小和在数据改变之后虚拟盘111的第二大小。在一些实施例中，可以由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取与虚拟盘111的大小有关的信息。在一些实施例中，虚拟盘111具有固定大小。也即，在虚拟盘111中的数据发生改变之前和改变之后，虚拟盘111的大小不变，因此第一大小与第二大小相同。在另一些实施例中，虚拟盘111可以具有可变大小。例如，随着虚拟盘111中的数据发生改变，虚拟盘的大小可以增加，因此第一大小小于第二大小。
在框240，备份客户端120基于第二信息、第一大小和第二大小，生成用于向备份服务器130备份具有第二大小的虚拟盘111的增量备份数据。在一些实施例中，可以由备份客户端120中的备份数据生成模块123来生成用于备份具有第二大小的虚拟盘111的增量备份数据。
在一些实施例中，虚拟盘111为具有固定大小的虚拟盘，因此第一大小与第二大小相同。在此情况下，针对虚拟盘111中未发生改变的那些块，备份数据生成模块123可以仅生成对于基本备份数据中的相应块的引用，并将其包括在增量备份数据中。也即，备份数据生成模块123不需要将这些块中的数据包括在增量备份数据中，由此能够减少要传输的备份数据的数据量。此外，备份数据生成模块123可以将虚拟盘111发生改变的至少一个块的内容包括在增量备份数据中。
图3示出了这样的实施例的示例。如图3所示，例如，在虚拟盘111中的数据改变发生之前，备份客户端120已经将虚拟盘111中的数据备份至备份服务器130中，如图3中的基本备份数据310所示。基本备份数据310可以包括虚拟盘111中的块111-1～111-8中的相应内容。图3还示出了由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取的第一信息320。第一信息320指示虚拟盘111中的块111-2、111-4、111-5以及111-7～111-8发生改变。在此情况下，备份数据生成模块123可以生成增量备份数据330。例如，针对虚拟盘111中未发生改变的块111-1、111-3和111-6，所生成的增量备份数据330可以仅包括对于这些块在基本备份数据310中的相应内容的引用(如图3所示的虚线箭头表示)。针对虚拟盘111中发生改变的块111-2、111-4、111-5以及111-7～111-8，所生成的增量备份数据330可以包括这些块的经改变的内容(如图3所示的实线箭头表示)。以此方式，本公开的实施例能够减小要传输的备份数据的数据量。
在一些实施例中，虚拟盘111为大小可扩展的虚拟盘，并且第一大小小于第二大小。在此情况下，备份数据生成模块123可以基于第一大小，确定在数据改变之前虚拟盘111的第一结束位置，其指示在数据改变之前虚拟盘111所包括的块的数量。备份数据生成模块123可以基于第二大小，确定在数据改变之后虚拟盘111的第二结束位置，其指示在数据改变之后虚拟盘111所包括的块的数量。备份数据生成模块123可以进一步基于由数据解析模块122所确定的位置信息、第一结束位置和第二结束位置来生成增量备份数据。
在一些实施例中，由于虚拟盘111的大小可能改变，因此可能存在既不包括在基本备份数据中也不包括在发生改变的至少一个块中的块。针对虚拟盘111中未发生改变的那些块(也即，包括在基本备份数据中但是不包括在发生改变的至少一个块中的块)，备份数据生成模块123可以仅生成对于基本备份数据中的相应块的引用，并将其包括在增量备份数据中。也即，备份数据生成模块123不需要将这些块中的数据包括在增量备份数据中，由此能够减少要传输的备份数据的数据量。针对虚拟盘111中既不包括在基本备份数据中也不包括在发生改变的至少一个块中的块，备份数据生成模块123可以生成利用预定值(例如，零)来填充该块的指示，并且将该指示包括在增量备份数据中。此外，备份数据生成模块123可以将虚拟盘111发生改变的至少一个块的内容包括在增量备份数据中。
图4a示出了这样的实施例的一个示例。如图4a所示，例如，在虚拟盘111中的数据改变发生之前，备份客户端120已经将虚拟盘111中的数据备份至备份服务器130中，如图4a中的基本备份数据410所示。基本备份数据410可以包括虚拟盘111中的块111-1～111-8中的相应内容。
图4a还示出了由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取的第一信息420。第一信息420指示虚拟盘111中的块111-2、111-4～111-5、111-7、111-10和111-12发生改变。此外，基于虚拟盘111的第二大小，备份数据生成模块123可以确定在数据改变之后虚拟盘111所包括的块的数量，例如为12。也即，块111-9和111-11既不被包括在基本备份数据410中也不被包括在发生改变的块111-2、111-4～111-5、111-7、111-10和111-12中。在此情况下，备份数据生成模块123可以生成增量备份数据430。
具体地，针对块111-1～111-8，备份数据生成模块123可以按照与图3所示的方式类似的方式来生成增量备份数据。也即，针对虚拟盘111中未发生改变的块111-1、111-3、111-6和111-8，所生成的增量备份数据430可以仅包括对于这些块在基本备份数据410中的相应内容的引用(如图4a所示的虚线箭头表示)。针对虚拟盘111中发生改变的块111-2、111-4～111-5和111-7，所生成的增量备份数据430可以包括这些块的经改变的内容(如图4a所示的实线箭头表示)。针对基本备份数据410不涉及的块111-9、111-10、111-11和111-12，由于第一信息420指示块111-10和111-12中的数据发生改变，因此所生成的增量备份数据430可以包括这些块的经改变的内容(如图4a所示的实线箭头表示)。针对既不被包括在基本备份数据410中也不被包括在发生改变的块中的块111-9和111-11，生成的增量备份数据430可以包括利用预定值(例如，零)来分别填充这些块的指示。
图4b示出了这样的实施例的另一示例。如图4b所示，例如，在虚拟盘111中的数据改变发生之前，备份客户端120已经将虚拟盘111中的数据备份至备份服务器130中，如图4b中的基本备份数据440所示。基本备份数据440可以包括虚拟盘111中的块111-1～111-8中的相应内容。
图4b还示出了由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取的第一信息450。第一信息450指示虚拟盘111中的块111-2、111-4～111-5、111-7和111-10发生改变。此外，基于虚拟盘111的第二大小，备份数据生成模块123可以确定在数据改变之后虚拟盘111所包括的块的数量，例如为12。也即，块111-9、111-11和块111-12既不被包括在基本备份数据440中也不被包括在发生改变的块111-2、111-4～111-5、111-7和111-10中。在此情况下，备份数据生成模块123可以生成增量备份数据460。
具体地，针对块111-1～111-8，备份数据生成模块123可以按照与图3所示的方式类似的方式来生成增量备份数据。也即，针对虚拟盘111中未发生改变的块111-1、111-3、111-6和111-8，所生成的增量备份数据460可以仅包括对于这些块在基本备份数据410中的相应内容的引用(如图4b所示的虚线箭头表示)。针对虚拟盘111中发生改变的块111-2、111-4～111-5和111-7，所生成的增量备份数据460可以包括这些块的经改变的内容(如图4b所示的实线箭头表示)。针对基本备份数据440不涉及的块111-9、111-10、111-11和111-12，由于第一信息450指示块111-10中的数据发生改变，因此所生成的增量备份数据460可以包括块111-10的经改变的内容(如图4b所示的实线箭头表示)。针对既不被包括在基本备份数据440中也不被包括在发生改变的块中的块111-9、111-11和块111-12，生成的增量备份数据460可以包括利用预定值(例如，零)来分别填充这些块的指示。
图4c示出了这样的实施例的又一示例。如图4c所示，例如，在虚拟盘111中的数据改变发生之前，备份客户端120已经将虚拟盘111中的数据备份至备份服务器130中，如图4c中的基本备份数据470所示。基本备份数据470可以包括虚拟盘111中的块111-1～111-8中的相应内容。
图4c还示出了由备份客户端120中的信息获取模块121从虚拟机***110获取的第一信息480。第一信息480指示虚拟盘111中的块111-2、111-4～111-5和111-7发生改变。此外，基于虚拟盘111的第二大小，备份数据生成模块123可以确定在数据改变之后虚拟盘111所包括的块的数量，例如为12。也即，块111-9、111-10、111-11和块111-12既不被包括在基本备份数据470中也不被包括在发生改变的块111-2、111-4～111-5和111-7中。在此情况下，备份数据生成模块123可以生成增量备份数据490。
具体地，针对块111-1～111-8，备份数据生成模块123可以按照与图3所示的方式类似的方式来生成增量备份数据。也即，针对虚拟盘111中未发生改变的块111-1、111-3、111-6和111-8，所生成的增量备份数据490可以仅包括对于这些块在基本备份数据410中的相应内容的引用(如图4c所示的虚线箭头表示)。针对虚拟盘111中发生改变的块111-2、111-4～111-5和111-7，所生成的增量备份数据490可以包括这些块的经改变的内容(如图4c所示的实线箭头表示)。针对基本备份数据470不涉及且第一信息480未指示的块111-9、111-10、111-11和111-12，所生成的增量备份数据490可以包括利用预定值(例如，零)来分别填充这些块的指示。
返回图2，附加地或者备选地，在框250，备份客户端120向备份服务器130发送增量备份数据，以对具有第二大小的虚拟盘111进行备份。响应于接收到增量备份数据，备份服务器130可以基于基本备份数据和增量备份数据进行合成，以得到并存储针对具有第二大小的虚拟盘111的最终备份数据。
如上所述，针对既不被包括在基本备份数据中也不被包括在发生改变的块中的那些块，由备份客户端120向备份服务器130发送的增量备份数据可以包括利用预定值(例如，零)来分别填充这些块的指示。在一些实施例中，备份客户端120可以利用由预定值填充的缓冲器来发送上述指示。
在此假设需要利用预定值来填充的多个块的大小为64010KB。在一些实施例中，为了避免消耗过多的存储器，可以利用填充有预定值的两种类型的缓存器来发送要填充64010KB大小的块的指示。该两种类型的缓冲器包括：预定大小的第一缓冲器和小于预定大小的第二缓冲器。针对上述示例，例如，第一缓冲器的大小可以为64KB，其可以被反复使用；而第二缓冲器的大小可以小于64KB。假设由备份客户端120维持的发送计数器的初始值为64010KB，每当利用填充有预定值的第一缓冲器向备份服务器130发送时，发送计数器的数值可以减小64KB。当利用填充有预定值的第一缓冲器向备份服务器130发送1000次以后，发送计数器的数值为10KB。这时，备份客户端120可以动态分配大小为10KB的第二缓冲器并且利用预定值来填充该第二缓冲器，以向备份服务器130发送。
在备份服务器130侧，接收到的利用预定值填充的64010KB大小的数据可以以去重的方式被存储。以此方式，在备份服务器130上存储的针对具有第二大小的虚拟盘111的最终备份数据可以远远小于虚拟盘111的实际大小，从而节省备份服务器130的存储空间。
图5示出了根据本公开的实施例的用于备份数据的方法500的流程图。例如，方法500可以被视作是方法200的一种具体实现，并且可以由如图1所示的备份客户端120执行。以下结合图1来详细描述方法500中的各个动作。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框501，备份客户端120从虚拟机***110获取第一信息。例如，第一信息可以指示虚拟盘111中的哪些块中的数据被改变并且可以提供被改变的内容。
在框502，备份客户端120对第一信息进行解析，以得到关于至少一个块在虚拟盘111中的相应位置的第二信息。例如，第二信息可以指示虚拟盘111中发生改变的至少一个块中的每个块的大小、块的起始位置和结束位置等。
在框503，备份客户端120获取在数据改变之前向备份服务器130备份的虚拟盘111的第一大小和在数据改变之后虚拟盘111的第二大小，并且确定在数据改变之前具有第一大小的虚拟盘111的第一结束位置和在数据改变之后具有第二大小的虚拟盘111的第二结束位置。
在框504，备份客户端120从发生改变的至少一个块中取得待处理的块。
在框505，备份客户端120确定该块的起始位置是否超过第一结束位置。
如果在框505处备份客户端120确定该块的起始位置未超过第一结束位置，则方法500进行至框506，备份客户端120针对从增量备份数据的当前写入位置到该块的起始位置之间的未发生改变的块进行处理。具体而言，针对这些块，备份客户端120将对于基本备份数据的引用写入到增量备份数据中。
在框507，备份客户端120将该块的经改变的内容写入到增量备份数据中。
在框508，备份客户端120利用该块的结束位置来更新增量备份数据的当前写入位置。然后，方法500进行至框517。
如果在框505处备份客户端120确定该块的起始位置超过第一结束位置，则方法500进行至框509，备份客户端120进一步确定增量备份数据的当前写入位置是否超过第一结束位置。
如果在框509处备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置超过第一结束位置，则在框510，备份客户端120将预定值写入到增量备份数据中从当前写入位置到该块的起始位置的区域。
在框511，备份客户端120将该块的经改变的内容写入到增量备份数据中。
在框512，备份客户端120利用该块的结束位置来更新增量备份数据的当前写入位置。然后，方法500进行至框517。
如果在框509处备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置未超过第一结束位置，则方法500进行至框513，备份客户端120针对从增量备份数据的当前写入位置到第一结束位置之间的未发生改变的块进行处理。具体而言，针对这些块，备份客户端120将对于基本备份数据的引用写入到增量备份数据中。
在框514，备份客户端120将预定值写入到增量备份数据中从第一结束位置到该块的起始位置的区域。
在框515，备份客户端120将该块的经改变的内容写入到增量备份数据中。
在框516，备份客户端120利用该块的结束位置来更新增量备份数据的当前写入位置。然后，方法500进行至框517。
在框517，备份客户端120确定当前处理的块是否为发生改变的至少一个块中的最后一个块。如果备份客户端120确定当前处理的块不是发生改变的至少一个块中的最后一个块，则方法500进行至框504。
如果备份客户端120确定当前处理的块是发生改变的至少一个块中的最后一个块，则在框518，备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置是否在第二结束位置之前。
如果在框518处备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置不在第二结束位置之前，则方法进行至框522，备份客户端120向备份服务器130发送所生成的增量备份数据，以完成备份。
如果在框518处备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置在第二结束位置之前，则在框519，备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置是否在第一结束位置之前。
如果在框519处备份客户端120确定增量备份数据的当前写入位置在第一结束位置之前，则在框520，备份客户端120针对从增量备份数据的当前写入位置到第一结束位置之间的未发生改变的块进行处理。具体而言，针对这些块，备份客户端120将对于基本备份数据的引用写入到增量备份数据中。
在框521，备份客户端120将预定值写入到增量备份数据中从第一结束位置到第二结束位置的区域。然后，方法500进行至框522。
如果在框519处备份客户端120增量备份数据的当前写入位置不在第一结束位置之前，则在框523，备份客户端120将预定值写入到增量备份数据中从当前写入位置到第二结束位置的区域。然后，方法500进行至框522。
基于以上描述能够看出，本公开的示例实施例所提出的用于数据备份的方案能够实现针对大小可扩展的虚拟盘的增量备份，以减少用于虚拟盘的备份数据的数据量。针对虚拟盘中未改变的块，使用引用来避免在备份服务器中存储重复的数据。由于增量备份仅处理发生改变的块，因此能够减少备份所需的时间并且能够减少不必要的数据传输。在共享的联网环境中，尤其是在基于云的环境中，较少的数据传输有助于降低网络的整体开销。
图6示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备600的示意性框图。例如，如图1、图2和图4所示的控制器140可以由设备600实施。如图所示，设备600包括中央处理单元(CPU)601，其可以根据存储在只读存储器(ROM)602中的计算机程序指令或者从存储单元608加载到随机访问存储器(RAM)603中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。CPU 601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出(I/O)接口605也连接至总线604。
设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法500，可由处理单元601执行。例如，在一些实施例中，方法500可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到设备600上。当计算机程序被加载到RAM 603并由CPU 601执行时，可以执行上文描述的方法500的一个或多个动作。
本公开可以是方法、装置、***和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的***来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (19)

1.一种用于数据备份的方法，包括：
获取与虚拟盘中的数据改变有关的第一信息，所述虚拟盘包括多个块，并且所述第一信息指示所述多个块中的至少一个块中的相应数据被改变；
基于所述第一信息，确定关于所述至少一个块在所述虚拟盘中的相应位置的第二信息；
获取在所述数据改变之前向备份服务器备份的所述虚拟盘的第一大小和在所述数据改变之后所述虚拟盘的第二大小；以及
基于所述第二信息、所述第一大小和所述第二大小，生成用于向所述备份服务器备份具有所述第二大小的所述虚拟盘的增量备份数据。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
向所述备份服务器发送所述增量备份数据，以对具有所述第二大小的所述虚拟盘进行备份。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟盘为Hyper-V***中的虚拟盘，并且获取所述第一信息包括：
从所述Hyper-V***获取与所述虚拟盘有关的复原改变跟踪(RCT)数据。
4.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二信息包括：
确定所述至少一个块的相应大小、所述至少一个块的相应起始位置和所述至少一个块的相应结束位置中的至少一项。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟盘具有固定大小，并且所述第一大小与所述第二大小相同。
6.根据权利要求5所述的方法，其中生成所述增量备份数据包括：
针对所述虚拟盘中除所述至少一个块之外的第一块，生成对所述第一块在所述备份服务器上的备份数据的第一引用；以及
将所述第一引用和经改变的所述至少一个块的相应数据包括在所述增量备份数据中。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述虚拟盘为可扩展的虚拟盘，并且所述第一大小小于所述第二大小。
8.根据权利要求7所述的方法，其中生成所述增量备份数据包括：
基于所述第一大小，确定在所述数据改变之前所述虚拟盘的第一结束位置；
基于所述第二大小，确定在所述数据改变之后所述虚拟盘的第二结束位置，所述第二结束位置在所述第一结束位置之后；以及
至少基于所述相应位置、所述第一结束位置和所述第二结束位置，来生成所述增量备份数据。
9.根据权利要求8所述的方法，其中生成所述增量备份数据包括：
针对具有所述第二大小的所述虚拟盘中位于所述第一结束位置之前并且未包括在所述至少一个块中的第二块，生成对所述第二块在所述备份服务器上的备份数据的第二引用；
针对具有所述第二大小的所述虚拟盘中位于所述第一结束位置之后并且未包括在所述至少一个块中的第三块，生成利用预定值来填充所述第三块的指示；以及
将所述第二引用、经改变的所述至少一个块的相应数据和所述指示包括在所述增量备份数据中。
10.一种用于数据备份的设备，包括：
至少一个处理单元；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述设备执行动作，所述动作包括：
获取与虚拟盘中的数据改变有关的第一信息，所述虚拟盘包括多个块，并且所述第一信息指示所述多个块中的至少一个块中的相应数据被改变；
基于所述第一信息，确定关于所述至少一个块在所述虚拟盘中的相应位置的第二信息；
获取在所述数据改变之前向备份服务器备份的所述虚拟盘的第一大小和在所述数据改变之后所述虚拟盘的第二大小；以及
基于所述第二信息、所述第一大小和所述第二大小，生成用于向所述备份服务器备份具有所述第二大小的所述虚拟盘的增量备份数据。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述动作还包括：
向所述备份服务器发送所述增量备份数据，以对具有所述第二大小的所述虚拟盘进行备份。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述虚拟盘为Hyper-V***中的虚拟盘，并且获取所述第一信息包括：
从所述Hyper-V***获取与所述虚拟盘有关的复原改变跟踪(RCT)数据。
13.根据权利要求10所述的设备，其中确定所述第二信息包括：
确定所述至少一个块的相应大小、所述至少一个块的相应起始位置和所述至少一个块的相应结束位置中的至少一项。
14.根据权利要求10所述的设备，其中所述虚拟盘具有固定大小，并且所述第一大小与所述第二大小相同。
15.根据权利要求14所述的设备，其中生成所述增量备份数据包括：
针对所述虚拟盘中除所述至少一个块之外的第一块，生成对所述第一块在所述备份服务器上的备份数据的第一引用；以及
将所述第一引用和经改变的所述至少一个块的相应数据包括在所述增量备份数据中。
16.根据权利要求10所述的设备，其中所述虚拟盘为可扩展的虚拟盘，并且所述第一大小小于所述第二大小。
17.根据权利要求16所述的设备，其中生成所述增量备份数据包括：
基于所述第一大小，确定在所述数据改变之前所述虚拟盘的第一结束位置；
基于所述第二大小，确定在所述数据改变之后所述虚拟盘的第二结束位置，所述第二结束位置在所述第一结束位置之后；以及
至少基于所述相应位置、所述第一结束位置和所述第二结束位置，来生成所述增量备份数据。
18.根据权利要求17所述的设备，其中生成所述增量备份数据包括：
针对具有所述第二大小的所述虚拟盘中位于所述第一结束位置之前并且未包括在所述至少一个块中的第二块，生成对所述第二块在所述备份服务器上的备份数据的第二引用；
针对具有所述第二大小的所述虚拟盘中位于所述第一结束位置之后并且未包括在所述至少一个块中的第三块，生成利用预定值来填充所述第三块的指示；以及
将所述第二引用、经改变的所述至少一个块的相应数据和所述指示包括在所述增量备份数据中。
19.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机存储介质中并且包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在由设备执行时使所述设备执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法。
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