CN1996309B - 使用不同复制技术执行数据镜像时保持一致性的方法系统 - Google Patents
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Abstract
提供一种方法、系统和程序,用于在使用不同的复制技术执行数据镜像时保持一致性。使用第一复制技术形成具有对于主要存储器位置的更新的更新组。将更新组中的更新复制到辅助存储器位置。使用第二复制技术形成具有对于主要存储器位置的更新的更新组,其中,将更新组中的更新复制到辅助存储器位置。响应于在使用第一复制技术形成的其中一个更新组中包括更新,在数据结构中指示更新的时间。还在数据结构中指示使用第二复制技术形成的更新组的时间。
Description
技术领域
本发明涉及用于在使用不同的复制技术执行数据镜像时维持一致性的方法、系统及程序。
背景技术
灾难恢复系统通常处理两种类型的故障,单个时间点上的突发灾难性故障或者一段时间上的数据丢失。在第二种类型的渐进性灾难中,可能丢失大量的更新。为了有助于进行数据更新的恢复,可能在远程位置上提供数据拷贝。这种双重或者影像拷贝通常在应用系统正在向主要存储设备写入新数据时进行。不同的复制技术可用于在辅助站点维持数据的远程拷贝,例如,国际商业机器公司(“IBM”)的扩展远程拷贝(XRC)、耦合扩展远程拷贝(CXRC)、全局拷贝以及全局镜像拷贝。这些不同的复制技术在IBM公开物“The IBMTotalStorage DS6000 Series:Copy Services in OpenEnvironments”,IBM文档号SG24-6783-00(2005年9月)以及“IBMTotalStorage Enterprise Storage Server:Implementing ESS CopyServices with IBM eServr zSeries”,IBM文档号SG24-5680-04(2004年7月)中描述。
在数据镜像系统中,数据维持在卷对(volume pairs)中。卷对包括主要存储设备中的卷以及辅助存储设备中的相应卷,其包括维持在主卷中的数据的相同拷贝。主要和辅助存储控制器可用于控制对主要和辅助存储设备的访问,在特定的备份系统中,sysplex定时器用于跨系统提供一致的时间,使得,不同应用向不同的主要存储设备写入的更新使用一致的日期时间(TOD)值作为时间戳。主机操作系统或者应用可在向主要存储器的卷中写入数据集时,对这种数据集或数据集的集合的更新打上时间戳。数据更新的完整性涉及确保在卷对中的辅助卷中进行更新的顺序与在主卷中进行的顺序一致。应用程序所提供的时间戳确定数据更新的逻辑序列。
在很多应用程序中,例如,数据库系统中,除非发生了在先前的写操作否则不能进行特定的写操作;否则,就会危及数据完整性。这种其完整性依赖于先前数据写操作发生的数据写操作被称为依赖性写操作。当所有写操作以其逻辑顺序传输完毕之后,也就是,所有依赖性写操作在依赖其的写操作之前被传输,主要以及辅助存储器中的卷是一致的。一致性组对具有等于或者早于一致性时间戳的时间戳的一致性组中的所有写操作具有一致性时间。一致性组是对于主要卷的更新集合,以便使得以一致性的方式保护依赖性写操作。一致性时间是系统保证对于辅助卷的更新是一致的最新时间。一致性组维持卷以及存储设备之间的数据一致性。从而,当数据从辅助卷进行恢复时,所恢复的数据将是一致的。
一致性组在会话内形成。指定给一个会话的所有卷对将使其更新维持在同一个一致性组中。从而,会话是用于确定将会放在一个一致性组中的卷。一致性组在日志(journal)设备或者卷中形成。从日志中,将集中用于形成一致性组的更新应用于辅助卷。如果恢复操作期间,在将来自日志的更新应用于辅助卷时系统发生故障,则未完成对辅助卷的写操作的更新可以从日志中进行恢复,并且应用于辅助卷。
特定的网络环境可部署不同的复制技术,以在网络中提供主要卷的镜像拷贝。不同的复制技术可使用不同的方法和算法形成一致性组,以便使得在使用不同的复制技术形成的一致性组之间不能保持一致性。
由于这些原因,需要现有技术进行改进,用于管理一致性组。
发明内容
提供一种方法、系统和程序,用于在使用不同的复制技术执行数据镜像时维持一致性。使用第一复制技术形成具有对于主要存储器位置的更新的更新组。将更新组中的更新复制到辅助存储器位置。使用第二复制技术形成具有对于主要存储器位置的更新的更新组,其中,将更新组中的更新复制到辅助存储器位置。响应于在使用第一复制技术形成的更新组的其中一个中包括该更新,在数据结构中指示更新的时间。同时,在数据结构中指示使用第二复制技术形成的更新组的时间。
附图说明
图1说明网络计算环境的一个实施方式。
图2说明维持在主数据集中的信息的一个实施方式。
图3和图4说明使用不同的复制技术将主要存储器镜像到辅助存储器的操作的实施方式。
具体实施方式
图1说明网络计算环境的一个实施方式。镜像系统2包括镜像程序4,以对将应用(未示出)写入主要存储器6的更新复制到可能位于远程站点的存储系统中的日志卷8中进行管理。一旦将更新复制到日志卷8中作为一个时间点,那些更新就可集中到一致性组(CG)10中。一旦一致性组的所有更新集中在日志卷8中,就可进行另一个复制操作,以将一致性组10复制到可能位于一个独立系统中的辅助存储器12中。镜像系统2、主要存储器6、日志卷8以及辅助存储器12可通过网络14进行通信,例如,点对点网络、存储局域网(SAN)、局域网(LAN)、广域网(WAN),等等。主要存储器6可能位于主要站点,并且日志卷8和辅助存储器12可能位于辅助站点,其中站点可以以明显的距离进行分隔,例如,几百或者几千公里,以在辅助站点提供扩展距离的镜像。此外,可能存在主要和辅助存储控制器,提供对主要6和辅助12存储器的访问。
从主要存储器6到日志卷8的更新复制操作可包括异步复制操作,例如,点对点远程拷贝扩展距离、全局拷贝、全局镜像,等等。为了形成一致性组,镜像程序4可维持一个位图,指示对主要存储器6的更新。为了完成一致性组,镜像程序4可冻结或者停止对主要存储器6的任何更新,然后提供新的位图,以用于记录对主要存储器6随后的任何更新。在建立新位图以记录对主要存储器6的任何新更新的指示之后,镜像程序4允许I/O继续访问主要存储器6。指示出现于建立新位图之前的更新的先前位图则用于通过异步地将在先前位图中指示的更新复制到日志卷8中,在日志卷8处形成一致性组10。一旦一致性组10中的所有数据位于日志卷8中,镜像程序4可发起将一致性组10复制到辅助存储器12的操作。一致性组10从日志卷8到辅助存储器12的复制操作可包括逻辑复制操作,例如,IBM快照复制(IBM Flash Copy)操作,其中,在创建标识复制轨道的位图时完成复制操作。在一个实施方式中,用于将对主要存储器6的变化复制到日志卷8然后复制到辅助存储器12的复制技术可包括I BM全局镜像拷贝操作,其涉及对一致性组的更新从主要存储器6到辅助站点的日志卷8的异步远程复制,以及随后的一致性组10到辅助存储器6的快照复制。
镜像程序4所管理的从主要存储器6到辅助存储器12的复制操作包括第一复制技术。可部署第二复制技术,以将数据从主要存储器20a...20n复制到辅助存储器22a...22n,该第二复制技术例如是I BM扩展远程拷贝(XRC)复制技术。这两种复制技术形成对共享一个会话的卷的所有更新的一致性组。一致性组包含具有所保存的更新顺序的记录,甚至是跨多个存储器控制所保存的。这种顺序的保存对于处理依赖性写操作I/O,例如,索引和数据以及数据库和日志,是至关重要的。
第二复制技术使用系统数据移动器(SDM)程序24a...24n,24o。SDM 24a...24n分别与主要20a...20n以及辅助22a...22n进行通信,并且管理一致性组中更新从主要存储器20a...20n到相应的辅助存储器22a...22n的传输。从而,使用第二复制技术通过SDM 24a...24n在主要20a...20n和辅助22a...22n之间进行数据传输。在主要存储器20a...20n处,可将更新写入管理主要存储器20a...20n的存储控制器缓存中的侧文件中。然后可将更新传输到SDM 24a...24n所维持的日志26a...26n中。在日志26a...26n的每个中,将更新置于一致性组中。日志26a...26n可存储一个或多个一致性组。SDM 24a...24o可包括实现在系统中的程序。SDM 24a...24o可在主要存储器、辅助存储器的站点或者独立的站点和系统中实现。
主数据集28包括所管理会话的列表,以及对于所管理的每个会话的对这个会话中卷的最新更新时间。主数据集28可位于存储器20a...20n、22a...22n的卷中。对于主要/辅助控制对的日志数据集可位于任何设备中。在图1中,每个SDM 24a...24n,24o是一个会话的一部分,该会话的信息是在主数据集28中进行指示的。每个会话可指定一个或多个SDM 24a...24n。主数据集28进一步维持用于正在由镜像程序4所管理的复制操作的会话信息。
镜像SDM 24o与镜像系统2进行通信,以与使用第一复制技术(例如,耦合XRC(CXRC))通过SDM 24a...24n对一致性组的写操作一致的方式,对使用第二复制技术(例如,全局镜像)的、针对日志卷8和辅助存储器12的一致性组20的形成以及传输进行协调。SDM24o向镜像会话的主数据集28写入镜像日志时间,其指示主要存储器6更新的最新形成的一致性组的时间,以复制到日志卷8中。在特定的实施方式中,第一复制技术可在基本上高于第二复制技术的频率上形成一致性组,第二复制技术在停止对主要存储器6的I/O时形成一致性组。此外,SDM 24a...24n可以基本上高于对镜像程序4形成的一致性组的主数据集28中进行记录的更新时间的频率在主数据集28中记录更新。
网络30提供在SDM 24a...24n,24o、存储器20a...20n、22a...22n、主数据集28以及系统定时器32之间的通信。系统定时器30为更新提供时间戳,以保证在所有SDM 24a...24o之间使用通用的时间,以及为向卷中写入更新的应用程序提供通用时间参考,以保证按照顺序对更新执行镜像。一旦日志26a...26n以及日志卷8中的更新组织在一致性组中,就使用不同的复制技术将一致性内的更新应用于辅助存储器22a...22n以及12。一致性组的创建保证系统将数据实时地映像到远程站点并且对于任何类型数据具有更新序列完整性。使用一致性组保证在会话内应用于辅助存储器12和22a...22n的更新遵照一致性组的一致性时间,并且在会话之间是一致的。如果在将更新从日志写入辅助存储器22a....22n的辅助卷时发生故障,则在恢复期间,在系统故障期间中断的更新可以从日志中恢复,并且重新应用于辅助卷。这样,在作为时间点的恢复期间,数据在会话内以及在会话之间是一致的。
网络14和网络30可能是独立的网络,其通过一个或多个交换机或者同一网络的一部分相连。网络14和网络30可包括存储局域网(SAN)、局域网(LAN)、内联网、互联网、广域网(WAN)、点对点网络,等等。存储器20a...20n、22a...22n可包括存储设备阵列,例如,磁盘束(JBOD)、直接访问存储设备(DASD)、独立磁盘冗余阵列(RAID)、虚拟设备、磁带存储器、闪速存储器,等等。
图2说明维持在一个会话50的主数据集28中的信息的一个实施方式。会话可包括由一个或多个SDM 24a...24n管理的主要-辅助卷对以及由镜像程序4管理的卷对的操作。会话更新信息50包括会话标识符52以及包括在一致性组中的最近更新时间54。对于SDM24a...24n管理的复制操作,时间54包括添加到日志26a...26n的一致性组中的最近更新的时间。对于镜像程序4管理的复制操作,最近更新时间54可包括一致性组10在日志卷8中形成的时间。对于第二复制技术,例如,全局镜像,一致性组10的这个时间可包括镜像程序4停止对主要存储器6的I/O以形成新一致性组的时间。
图3说明使用第一复制技术,例如,XRC、CXRC等等,对不同的会话复制数据的通过SDM 24a...24n所进行操作的一个实施方式。响应于发起复制操作(框100),SDM 24a...24n使用第一复制技术(XRC)形成(框102)具有对于主要存储器位置的更新的一致性组。如上所述,SDM 24a...24n可通过从主要存储器20a...20n向在那里形成一致性组的日志26a...26n读取更新,来形成一致性组。SDM 24a...24n在主数据集28中指示(框104)添加到日志26a...26n的一致性组中的更新时间。SDM 24a...24n可周期性地轮询(框106)主数据集28,以确定参考时间(最大会话更新时间54中的最小值)。SDM 24a...24n将日志26a...26n中的一致性组复制到(框108)时间戳小于或者等于所确定参考时间的辅助存储器22a...22n中。
图4说明镜像程序4和镜像SDM 24o所执行的用以协调镜像程序4如何将一致性组10复制到辅助存储器12以保证辅助存储器12、22a...22n具有与时间点一致,也就是在会话以及不同的复制技术之间保持一致性的一致性组的一个实施方式。镜像程序4执行框200-208中的操作,镜像SDM 24o执行框230-240中的操作。当镜像程序4停止(在块200中)从主机对主要存储器22a...22n的I/O访问以形成新的一致性组位图时,控制在框200-208处开始,其中,用于最后形成的一致性组的位图包括失步位图,指示主要存储器6中要复制到日志卷8中的更新,在日志卷8中形成有一致性组10。响应于建立一致性组,镜像程序4提供(在框202中)对镜像SDM 24o的关注。响应于这种关注,镜像SDM 24o基于系统定时器32向镜像SDM会话的主数据集28写入(在框230中)时间戳(镜像日志时间)。写入到主数据集28中的镜像日志时间包括正在将其中的更新从主要存储器6复制到日志卷8中的一致性组10的时间。镜像SDM 24o返回(在框232中)镜像程序4继续。
响应于该继续进行,镜像程序4将最后形成的一致性组(其轨道可在生成新一致性组的位图时形成的失步位图中进行指示)的更新从主要存储器20a...20n复制(在框204中)到日志卷8,以在日志卷8中形成最后完成的一致性组10。响应于将所有更新集中在日志卷8的一致性组10中,镜像程序4向镜像SDM 24o发送(在框206中)提交请求。响应于接收到提交请求(在框234中),镜像SDM 24o轮询(在框236中)主数据集28,以确定镜像日志时间(镜像程序4所形成的最后一致性组完成的时间)何时小于参考时间(不同会话,包括镜像会话的最大更新时间戳的最小值)。如果(在框238中)主数据集28中的镜像日志时间并不小于参考时间,则控制返回到框236,以继续进行轮询。否则,如果(在框238中)主数据集28中的镜像日志时间小于参考时间,则镜像SDM 24o向镜像程序4发送信号(在框240中),以将一致性组10复制到辅助存储器12。响应于这个信号,镜像程序4发起一致性组10从日志卷8到辅助存储器12的复制(在框208)中。如上所述,块208中一致性组10的复制操作可包括逻辑复制操作,例如,快照复制操作。
图3和图4的操作考虑到对每个会话的最近更新的最小值。这保证,当将一个一致性组内的更新应用于辅助卷时,日志26a...26n和日志卷8在所有会话之间维持在该更新正被应用的时间之前出现的所有更新。这样,如果发生故障,可以从日志恢复更新,以使得所有会话之间以及复制技术之间恢复的更新在单个时间点上是一致的。在特定的实施方式中,只对于具有写入到日志中的更新的那些会话考虑其它会话的最近更新时间。如果会话还不具有写入到日志中的更新,则在保证更新在会话之间一致时将不考虑那个会话。这样,直至至少将数据所依赖的早先数据写入到日志中,依赖于早先数据的依赖性数据才能应用于辅助卷。
所述实施方式提供了如下技术,该技术保证将使用不同复制技术形成的一致性组中的更新复制到辅助存储器位置,以维持会话和复制技术之间的数据一致性,包括使用不同的技术和方法来形成一致性组以及以不同的频率形成一致性组的复制技术。
所述操作可使用标准编程和/或工程技术实现为一种方法、装置或者制造品,以产生软件、固件、硬件或者其任意组合。所述操作可实现为维持在“计算机可读介质”中的代码,其中处理器可从计算机可读介质中读取代码以及执行代码。计算机可读介质可包括媒体,例如,磁存储器介质(例如,硬盘驱动器、软盘、磁带,等等)、光存储器(CD-ROM、DVD、光盘,等等)、易失性以及非易失性存储器设备(例如,EEPROM、ROM、PROM、RAM、DRAM、SRAM、闪速存储器、固件、可编程逻辑,等等)等。实现所述操作的代码可以进一步实现在硬件逻辑(例如,集成电路芯片、可编程门阵列(PGA)、专用集成电路(ASIC)等等)中。此外,实现所述操作的代码可实现在“传输信号”中,其中传输信号可在空间或者传输介质,例如,光纤、铜线等中进行传播。代码或者逻辑在其中进行编码的传输信号可进一步包括无线信号、卫星传输、无线电波、红外信号、蓝牙等等。代码或者逻辑在其中进行编码的传输信号能够由发射台发射,并且由接收台接收,其中,对在传输信号中进行编码的代码或者逻辑进行解码,并且将其存储在接收和发射台或设备的硬件或者计算机可读介质中。“制造品”包括计算机可读介质、硬件逻辑、和/或可在其中实现代码的传输信号。实现所述操作的实施方式的代码在其中进行编码的设备可以包括计算机可读介质或者硬件逻辑。当然,本领域中熟练的技术人员将了解到,在不偏离本发明范围的前提下可对这种配置进行多种修改,而且,制造品可包括本领域中已知的适当信息承载介质。
除非明确指出,术语“一个实施方式”、“实施方式”、“多个实施方式”、“该实施方式”、“这些实施方式”、“一个或多个实施方式”、“某些实施方式”以及“一个实施方式”表示“本发明的一个或多个(但并非全部)实施方式”。
除非明确指出,术语“包括”、“包含”、“具有”及其变型表示“包括但不限于”。
除非明确指出,所列举的项目列表并不表示所有的项目。
除非明确指出,术语“一个”、“这个”表示“一个或多个”。
除非明确指出,彼此之间相互通信的设备不需要彼此进行连续通信。另外,彼此之间相互通信的设备可直接或者通过一个或多个中介间接通信。
多个组件彼此相互通信的实施方式的描述并不表示所有这些组件都是必须的。相反地,描述了多种可选组件,以说明本发明可能实施方式的广泛范围。
此外,尽管过程步骤、方法步骤、算法等等可按照顺序进行描述,但是,这种过程、方法和算法可配置为按照可替换的顺序进行工作。换句话说,可能被描述的步骤的任何序列或者顺序不必表示按照那个顺序执行各个步骤。在这里所述过程的步骤可按照任何可能的顺序进行执行。此外,某些步骤可同时执行。
当在这里描述单个设备或者制造品时,显然,可使用多个设备/制造品(其是否可进行组合)来代替单个设备/制造品。相似地,当在这里描述多个设备或者制造品(其是否可进行组合)时,显然,可使用单个设备/制造品来代替多个设备或制造品,或者可使用不同数量的设备/制造品代替所示数量的设备或者程序。设备的功能和/或特性可以可选地由一个或多个未明确描述的具有这种功能/特性的其它设备实现。从而,本发明的其它实施方式不必包括设备本身。
图3和4所说明的操作表示以特定顺序发生的特定事件。在可选的实施方式中,可以不同的顺序执行特定的操作,进行修改或者取消。而且,可向上述的逻辑中添加步骤,并且仍然符合所述的实施方式。此外,在这里描述的操作可顺序发生或者特定的操作可并行执行。此外,操作可由单个处理单元执行或者由分布式处理单元执行。
本发明多个实施方式的前述说明用于说明和描述的目的。其并不旨在将本发明限制在所公开的特定形式。根据上述教导,多种修改和变形是可能的。旨在本发明的范围不由这个详细的描述进行限制,而是由所附权利要求书进行限制。上述说明书、实例和数据提供对本发明组成的实现和使用的描述。由于可以在不偏离本发明的原理和范围的前提下实现本发明的多个实施方式,本发明体现在其后所附权利要求书中。
Claims (8)
1.一种用于在执行数据镜像时保持一致性的系统,包括:
第一装置,用于由第一复制程序使用第一复制技术形成具有对于第一主要存储器位置的更新的更新组,其中,将该更新组中的更新复制到第一辅助存储器位置;
第二装置,用于由第二复制程序使用不同于该第一复制技术的第二复制技术形成具有对于第二主要存储器位置的更新的更新组,其中,将更新组中的更新复制到第二辅助存储器位置,其中所述第一复制技术和第二复制技术执行不同的操作以将数据从第一主要存储器位置复制到第一辅助存储器位置以及从第二主要存储器位置复制到第二辅助存储器位置;
装置,用于由该第一复制程序响应于在使用该第一复制技术形成的其中一个更新组中包括更新,在数据结构中指示该更新的时间;
装置,用于由该第二复制程序在该数据结构中指示使用该第二复制技术形成的该更新组的时间;
装置,用于由该第一复制程序基于在该数据结构中指示的时间,确定具有小于参考时间的更新组,该更新组包括第一一致性组;
装置,用于由该第一复制程序将该第一一致性组复制到该第一辅助存储器位置;
装置,用于响应于确定在该数据结构中指示的、用于使用该第二复制技术形成的第二一致性组的时间小于该参考时间,向使用该第二复制技术的系统发送信号,将使用该第二复制技术形成的一致性组中的更新复制到该辅助存储器位置。
2.根据权利要求1所述的系统,进一步包括:
装置,用于由该第一复制程序进行发起操作,以将该确定更新组中的更新复制到其辅助存储器位置,其中,该所确定的更新组能够包括使用该第一和第二复制技术形成的更新组。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述系统进一步包括:
多个该第一装置,其中,每个第一装置使用该第一复制程序,以形成要从该主要存储器位置复制到该辅助存储器位置的更新的一致性组,其中,该第一复制程序的实例进一步执行:
对于每个第一装置,确定在该数据结构中指示的最大时间,其中,该参考时间包括该所确定最大时间中的最小值,以及在数据结构中指示的、由第二复制技术所形成的一致性组的时间。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,该更新组包括一致性组,其中,该第一复制程序使用该第一复制技术通过将该更新读取到该主要存储器位置形成一致性组,其中,该第一复制程序在该数据结构中指示添加到一个一致性组中的最近更新的时间,以及其中,该第二复制程序使用该第二复制技术通过停止应用对主要存储器位置的访问,形成新的一致性组。
5.一种用于在执行数据镜像时保持一致性的方法,包括:
第一复制程序使用第一复制技术形成具有对于第一主要存储器位置的更新的更新组,其中,将该更新组中的更新复制到第一辅助存储器位置;
第二复制程序使用不同于该第一复制技术的第二复制技术形成具有对于第二主要存储器位置的更新的更新组,其中,将该更新组中的更新复制到第二辅助存储器位置,其中所述第一复制技术和第二复制技术执行不同的操作以将数据从第一主要存储器位置复制到第一辅助存储器位置以及从第二主要存储器位置复制到第二辅助存储器位置;
该第一复制程序响应于在使用该第一复制技术形成的其中一个更新组中包括更新,在数据结构中指示该更新的时间;
该第二复制程序在该数据结构中指示使用该第二复制技术形成的该更新组的时间;
该第一复制程序基于在该数据结构中指示的时间,确定具有小于参考时间的更新组,该更新组包括第一一致性组;
该第一复制程序将该第一一致性组复制到该第一辅助存储器位置;
响应于确定在该数据结构中指示的、用于使用该第二复制技术形成的第二一致性组的时间小于该参考时间,向使用该第二复制技术的系统发送信号,将使用该第二复制技术形成的一致性组中的更新复制到该辅助存储器位置。
6.根据权利要求5所述的方法,进一步包括:
发起操作,以将该所确定更新组中的更新复制到其辅助存储器位置,其中,该所确定的更新组能够包括使用该第一和第二复制技术形成的更新组。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,多个系统数据移动器使用该第一复制程序,以形成要从该第一主要存储器位置复制到该第一辅助存储器位置的更新的一致性组,进一步包括:
对于该系统数据移动器的每一个,确定在该数据结构中指示的最大时间,其中,该参考时间包括该所确定最大时间中的最小值,以及在该数据结构中指示的、由该第二复制技术所形成的一致性组的时间。
8.根据权利要求5所述的方法,其中,该更新组包括一致性组,其中,该第一复制程序通过系统数据移动器将更新读取到该主要存储器位置来形成一致性组,其中,该系统数据移动器在该数据结构中指示添加到一个一致性组中的最近更新的时间,以及其中,该第二复制技术通过停止应用对主要存储器位置的访问,形成新的一致性组。
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