CN105354109A - 视频监控索引数据的备份方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种视频监控索引数据的备份方法。该方法包括：对RAID阵列的存储资源进行划分，使得划分后的RAID阵列包括索引区、数据区以及备份索引区，其中，索引区位于阵列头部，备份索引区位于阵列尾部，数据区位于所述索引区以及所述备份索引区之间；向所述数据区写入视频数据；向所述索引区写入与视频数据对应的索引数据；将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区。本申请可以通过错位备份规则，将RAID阵列索引区中的索引数据备份到阵列其他磁盘的备份索引区，便于索引数据的备份操作，同时，将索引数据集中存储在RAID阵列的头部，将备份的索引数据集中存储在RAID阵列的尾部，提高磁盘的读写性能。

Description

视频监控索引数据的备份方法和装置

技术领域

本申请涉及视频监控技术领域，尤其涉及一种视频监控索引数据的备份方法和装置。

背景技术

独立磁盘RAID阵列(RedundantArrayofIndependentDisks，RAID)技术广泛应用于存储领域，在视频监控领域，使用RAID阵列来存储视频数据也变得越来越流行。

视频监控的存储设备通常是先在RAID阵列中写入视频数据对应的索引数据，然后再写入视频数据。索引数据对监控视频图像来说至关重要，在阵列失败或者丢失磁盘的情况下，可以通过索引数据将存储在剩下磁盘中的视频数据读取出来，从而可以保留大部分视频数据。

目前，通常会对索引数据进行备份，以便在阵列失败的情况下，可以通过索引数据将其他磁盘中的视频数据读取出来。然而，索引数据通常分散在RAID阵列的所有区域中，在备份索引数据时，需要将索引数据逐个拷贝到新的磁盘或者逻辑资源中，备份索引数据极为不便。

此外，索引数据均为小块的IO命令，且会被频繁地访问。访问索引数据对于RAID阵列的磁盘而言，是许多随机的小块命令，这会大大降低磁盘的读写性能。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种视频监控索引数据的备份方法和装置。

具体地，本申请是通过如下技术方案实现的：

一种视频监控索引数据的备份方法，所述方法包括：

对RAID阵列的存储资源进行划分，使得划分后的RAID阵列包括索引区、数据区以及备份索引区，其中，所述索引区位于阵列头部，所述备份索引区位于阵列尾部，所述数据区位于所述索引区以及所述备份索引区之间；

向所述数据区写入视频数据；

向所述索引区写入与视频数据对应的索引数据；

将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区。

可选的，所述将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区，包括：

在首次备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，检索索引区中索引数据的第一起始地址和第一终止地址，将所述第一起始地址和所述第一终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，并记录本次备份的所述第一终止地址，以作为备份终止地址；

在非首次备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，判断索引区中上一次记录的备份终止地址是否小于当前索引数据的第二终止地址，如果小于，则将所述第二终止地址与上一次记录的所述备份终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，如果大于等于，则将上一次记录的备份终止地址与该逻辑资源的索引区终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，以及将该逻辑资源的索引区起始地址与当前索引数据的第二终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区。

可选的，所述将索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，包括：

确定所述其他磁盘备份索引区的备份起始地址；

基于所述备份起始地址开始备份所述索引数据；

其中，所述备份起始地址等于待备份的索引数据的第二起始地址加上RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量再加上N个条块的大小，N为大于等于1且小于RAID阵列磁盘数量的自然数。

可选的，所述方法还包括：

在RAID阵列变为失败状态后，通过与所述错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据。

可选的，所述通过与所述错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据，包括：

根据非故障磁盘备份索引区中的备份索引数据在新加入磁盘的索引区中恢复故障磁盘的索引数据，根据非故障磁盘索引区中的索引数据在新加入磁盘的备份索引区中恢复故障磁盘的备份索引数据。

可选的，所述根据非故障磁盘备份索引区中的备份索引数据在新加入磁盘的索引区中恢复故障磁盘的索引数据，包括：

确定故障磁盘的索引数据在新加入磁盘中的恢复起始地址；

基于所述恢复起始地址将非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据恢复到新加入磁盘的索引区中；

其中，所述恢复起始地址等于所述非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据的第三起始地址减去RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量再减去M个条块的大小，M的取值等于备份索引数据时采用的条块数量。

可选的，所述方法还包括：

在RAID阵列变为失败状态后，且恢复出所述索引数据前，将RAID阵列的读写状态设置为只读。

可选的，所述将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区，包括：

按照预设的时间周期将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区。

可选的，所述方法还包括：

在RAID阵列变为降级状态后，通过阵列恢复机制恢复出所述索引数据。

可选的，所述备份索引区的大小不小于所述索引区的大小。

由以上描述可以看出，本申请可以通过错位备份规则，将RAID阵列索引区中的索引数据备份到阵列其他磁盘的备份索引区，便于索引数据的备份操作，同时，将索引数据集中存储在RAID阵列的头部，将备份的索引数据集中存储在RAID阵列的尾部，可以提高磁盘的读写性能。

附图说明

图1是本申请一示例性实施例示出的一种RAID阵列示意图。

图2是本申请一示例性实施例示出的一种视频监控索引数据的备份方法的流程示意图。

图3是本申请一示例性实施例示出的一种索引数据覆盖写的示意图。

图4是本申请一示例性实施例示出的一种索引数据备份后的RAID阵列示意图。

图5是本申请一示例性实施例示出的一种索引数据恢复的RAID阵列示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

针对上述问题，本申请提供一种视频监控索引数据的备份方法，可以应用在视频监控领域中的网络存储设备中，所述网络存储设备中配置有RAID阵列。在本实施例中，可以先对网络存储设备的RAID阵列进行划分，将RAID阵列划分为索引区、数据区、以及备份索引区。其中，所述索引区可以位于RAID阵列的头部，用于存储视频数据对应的索引数据。所述备份索引区可以位于RAID阵列的尾部，用于存储备份的索引数据。所述数据区可以位于所述索引区和所述备份索引区之间，即所述数据区位于RAID阵列的中部，用于存储视频数据。

请参考图1，图1所示的RAID阵列由三块磁盘组成，其中，RAID阵列的头部为索引区，尾部为备份索引区，所述索引区和所述备份索引区之间为数据区。需要说明的是，在视频监控领域，通常还会对RAID阵列进行逻辑资源的划分，可以将RAID阵列划分为多个逻辑资源，以存储来自不同前端设备的数据。在本实施例中，可以分别将所述索引区、所述数据区以及所述备份索引区划分为多个逻辑资源，本申请在此不再一一赘述。

在本实施例中，所述可以根据索引数据与视频数据的常规比重(1:10)划分索引区、数据区以及备份索引区的大小。比如：可以将RAID阵列的存储资源划分为12份，索引区和备份索引区各占用1份，数据区占用12份。当然，在实际应用中，也可以按照其他的规则对RAID阵列的存储资源进行划分，本申请对此不作特殊限制。此外，为确保对索引数据的全备份，所述备份索引区的大小通常不小于所述索引区的大小。

图2是本申请一示例性实施例示出的一种视频监控索引数据的备份方法的流程示意图。

请参考图2，所述视频监控索引数据的备份方法可以包括以下步骤：

步骤201，向索引区写入与视频数据对应的索引数据。

步骤202，向数据区写入视频数据。

在本实施例中，存储设备可以依据相关技术将视频数据及其对应的索引数据分别写入到数据区以及索引区，本申请在此不再一一赘述。

步骤203，将索引数据按照错位备份规则备份到备份索引区。

在本实施例中，可以按照预设的错位备份规则将索引区中的索引数据备份到备份索引区。

其中，所述错位备份规则可以由开发人员进行设置，通过所述错位备份规则可以将RAID阵列某个磁盘中存储的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区中。

在本实施例中，可以按照预设的时间周期将索引区存储的索引数据备份到所述备份索引区。其中，在首次进行备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，可以先检索索引区中已存储的索引数据的起始地址和终止地址，在本申请中，为便于区分，可以将首次备份时检索到的索引数据的起始地址称为第一起始地址，终止地址称为第一终止地址。存储在所述第一起始地址和所述第一终止地址之间的索引数据为待备份的索引数据。

在本实施例中，将所述第一起始地址和所述第一终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区。在进行备份时，可以先确定进行备份的起始地址，为便于描述，可以将进行备份的起始地址称为备份起始地址，在确定所述备份起始地址后，基于所述备份起始地址开始备份所述第一起始地址和所述第一终止地址之间的索引数据。在这个过程中，可以根据预设的地址映射关系确定备份起始地址。具体地，所述备份起始地址等于待备份的索引数据的起始地址加上RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量(为便于描述，在本申请下面的实施例中，使用△来表示RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量)再加上N个条块的大小。在本实施例中，可以将待备份的索引数据的起始地址称为第二起始地址，在首次进行备份时，所述第二起始地址就是所述第一起始地址，即在首次进行备份时，备份起始地址＝第一起始地址+△+N个条块的大小，其中，N为索引数据错位备份时偏移磁盘的数量，N可以取值为大于等于1且小于RAID阵列磁盘数量的自然数，具体可以由开发人员预先进行设置。由此可以看出，上述地址映射关系可以形象理解为，先将当前待备份的索引数据下移到当前磁盘的备份索引区，然后再平移到其他磁盘中。当然，在实际实现中，并不是先下移再平移，而是计算得到备份起始地址后，基于所述备份起始地址开始备份索引数据。

在本实施例中，在每次备份结束后，均需要记录本次备份的索引数据的终止地址，为便于描述，将本次备份的索引数据的终止地址称为备份终止地址。在首次备份时，记录所述第一终止地址，以作为所述备份终止地址。

在本实施例中，视频数据及其索引数据通常会采用覆盖写的方式进行存储，即存储设备会在预先分配的逻辑资源区域存储满之后，将新的数据从头开始覆盖写入。举例来说，针对某个逻辑资源，如果该逻辑资源的索引区中已写满索引数据，则存储设备会重新在该逻辑资源的索引区头部开始写入索引数据。

针对索引数据的上述覆盖写方式，在非首次备份时，可以先判断是否已发生覆盖写，然后根据判断结果将未备份的索引数据进行备份。具体地，在非首次备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，可以先判断上次记录的备份终止地址和当前索引数据的终止地址的大小关系，为便于描述，可以将当前索引数据的终止地址称为第二终止地址，即可以将判断备份终止地址是否小于所述第二终止地址，如果所述备份终止地址小于所述第二终止地址，则说明在上次备份结束后到当前索引数据并没有覆盖写，此时，所述第二终止地址与所述备份终止地址之间的索引数据为待备份的索引数据，可以按照前述地址映射关系，先确定本次备份的备份起始地址，该本次备份的备份起始地址＝所述备份终止地址(待备份的索引数据的第二起始地址)+△+N个条块的大小，然后基于该本次备份的备份起始地址进行本次备份，并在备份结束后，记录所述第二终止地址，以作为所述备份终止地址。

如果所述备份终止地址大于等于所述第二终止地址，则说明在上次备份结束后到当前索引数据已经进行了覆盖写。请参考图3的示例，上次备份结束后记录的备份终止地址大于当前索引数据的第二终止地址，此时，区域1和区域2中的索引数据为待备份的索引数据，也就是说，在写覆盖的情况下，存在两块索引数据需要进行备份，其中，一块为上一次备份时记录的备份终止地址与该逻辑资源的索引区终止地址之间的索引数据(区域2中的索引数据)，另一块为该逻辑资源的索引区起始地址与当前索引数据的第二终止地址之间的索引数据(区域1中的索引数据)。在这种情况下，仍可以按照前述地址映射关系，先确定本次备份的两个备份起始地址，然后基于这两个分别起始地址分别进行备份。其中，区域2中的索引数据的备份起始地址＝记录的所述备份终止地址+△+N个条块的大小，区域1中的索引数据的备份起始地址＝该逻辑资源的索引区起始地址+△+N个条块的大小，本申请在此不再一一赘述。

仍以图1所示的RAID阵列为例，按照上述错位备份规则，可以将索引区中的索引数据备份到其他磁盘的备份索引区中。请参考图4，当映射关系中N的取值为1时，可以将磁盘1索引区的索引数据A备份到磁盘2的备份索引区中，将磁盘2索引区的索引数据B备份到磁盘3的备份索引区中，将磁盘3索引区的索引数据C备份到磁盘1的备份索引区中。

由以上描述可以看出，本申请可以通过错位备份规则，将RAID阵列索引区中的索引数据备份到阵列其他磁盘的备份索引区，便于索引数据的备份操作，同时，将索引数据集中存储在RAID阵列的头部，将备份的索引数据集中存储在RAID阵列的尾部，可以提高磁盘的读写性能。

可选的，在本申请另一实施例中，当RAID阵列变为降级状态后，可以通过阵列恢复机制恢复出故障磁盘索引区中存储的索引数据以及备份索引区中存储的备份索引数据。

可选的，在本申请另一实施例中，当RAID阵列变为失败状态后，无法通过阵列恢复机制恢复出故障磁盘索引区中存储的索引数据以及备份索引区中存储的备份索引数据，此时，可以通过与错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据。具体地，可以根据非故障磁盘备份索引区中的备份索引数据在新加入磁盘的索引区中恢复故障磁盘的索引数据，根据非故障磁盘索引区中的索引数据在新加入磁盘的备份索引区中恢复故障磁盘的备份索引数据。

举例来说，以图4所述的RAID阵列为例，假设磁盘1故障，请参考图5，可以根据磁盘2的备份索引区中的备份索引数据A在新加入的磁盘4的索引区中恢复出故障的磁盘1的索引数据A，根据磁盘3索引区中的索引数据C在新加入的磁盘4的备份索引区中恢复出故障磁盘1的备份索引数据C。其中，在根据索引数据恢复备份索引数据时，相当于重新进行索引数据的备份，可以根据前述错位备份规则进行恢复，即在根据磁盘3索引区中的索引数据C在新加入的磁盘4的备份索引区中恢复出故障磁盘1的备份索引数据C时，可以按照前述错误备份规则进行恢复。在根据备份索引数据恢复索引数据时，可以对前述地址映射关系进行变换，先确定故障磁盘的索引数据在新加入磁盘中的恢复起始地址，然后基于所述恢复起始地址将非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据恢复到新加入磁盘的索引区中。其中，所述恢复起始地址等于非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据的起始地址(在本实施例中，称为第三起始地址)减去RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量再减去M个条块的大小，M的取值等于备份索引数据时采用的条块数量。即，恢复起始地址＝非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据的第三起始地址-△-M。请进一步参考图5，要在磁盘4中恢复的索引数据A的恢复索引地址＝磁盘2中备份索引数据A的起始地址-△-1。

可选的，在本申请另一实施例中，为确保索引数据的恢复，在RAID阵列变为失败状态后，可以将RAID阵列的读写状态设置为只读，直到恢复出所有的索引数据为止。

由此可见，采用本申请提供的错位备份方案，将RAID阵列索引区中的索引数据备份到阵列其他磁盘的备份索引区后，如果发生磁盘故障，可以通过阵列恢复机制或者与错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据，保障索引数据的安全，进而确保在磁盘故障时，保障大部分视频数据的安全。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种视频监控索引数据的备份方法，其特征在于，所述方法包括：

对RAID阵列的存储资源进行划分，使得划分后的RAID阵列包括索引区、数据区以及备份索引区，其中，所述索引区位于阵列头部，所述备份索引区位于阵列尾部，所述数据区位于所述索引区以及所述备份索引区之间；

向所述数据区写入视频数据；

向所述索引区写入与视频数据对应的索引数据；

将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区，包括：

在首次备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，检索索引区中索引数据的第一起始地址和第一终止地址，将所述第一起始地址和所述第一终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，并记录本次备份的所述第一终止地址，以作为备份终止地址；

在非首次备份时，针对RAID阵列的每个逻辑资源，判断索引区中上一次记录的备份终止地址是否小于当前索引数据的第二终止地址，如果小于，则将所述第二终止地址与上一次记录的所述备份终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，如果大于等于，则将上一次记录的备份终止地址与该逻辑资源的索引区终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，以及将该逻辑资源的索引区起始地址与当前索引数据的第二终止地址之间的索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将索引数据以条块为单位备份到RAID阵列其他磁盘的备份索引区，包括：

确定所述其他磁盘备份索引区的备份起始地址；

基于所述备份起始地址开始备份所述索引数据；

其中，所述备份起始地址等于待备份的索引数据的第二起始地址加上RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量再加上N个条块的大小，N为大于等于1且小于RAID阵列磁盘数量的自然数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在RAID阵列变为失败状态后，通过与所述错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过与所述错位备份规则对应的错位恢复规则恢复出所述索引数据，包括：

根据非故障磁盘备份索引区中的备份索引数据在新加入磁盘的索引区中恢复故障磁盘的索引数据，根据非故障磁盘索引区中的索引数据在新加入磁盘的备份索引区中恢复故障磁盘的备份索引数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据非故障磁盘备份索引区中的备份索引数据在新加入磁盘的索引区中恢复故障磁盘的索引数据，包括：

确定故障磁盘的索引数据在新加入磁盘中的恢复起始地址；

基于所述恢复起始地址将非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据恢复到新加入磁盘的索引区中；

其中，所述恢复起始地址等于所述非故障磁盘备份索引区中的所述备份索引数据的第三起始地址减去RAID阵列的备份索引区与索引区的偏移量再减去M个条块的大小，M的取值等于备份索引数据时采用的条块数量。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在RAID阵列变为失败状态后，且恢复出所述索引数据前，将RAID阵列的读写状态设置为只读。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区，包括：

按照预设的时间周期将所述索引数据按照错位备份规则备份到所述备份索引区。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在RAID阵列变为降级状态后，通过阵列恢复机制恢复出所述索引数据。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述备份索引区的大小不小于所述索引区的大小。