CN100437504C - 硬盘数据备份系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种硬盘数据备份系统及方法，用以将计算机系统的硬盘数据备份至镜像档案中。本发明在备份之前读取硬盘数据的档案系统至计算机系统的内存中，自动检查硬盘数据的档案系统中存在的逻辑错误，并于内存中相应修复所检测出的档案系统的逻辑错误，最后将包含正确档案系统的硬盘数据备份至镜像档案中。本发明的硬盘数据备份系统及方法能够在备份过程中实时检测及修复档案系统中可能存在的逻辑错误，不仅确保备份操作的正常进行，还简化备份操作的步骤和过程，减少了备份过程中对系统资源的消耗。

Description

硬盘数据备份系统及方法

技术领域

本发明涉及一种计算机数据的信息安全技术，特别是有关于一种实现计算机系统数据备份的系统及方法。

背景技术

近年来，计算机由于其方便有效的特性而常常被应用于储存、处理一些重要事务，在人们日常生活和工作中处于越来越重要的地位。当前许多计算机用户所面临的一个重要问题就是由于操作系统或者硬盘驱动损坏带来的计算机数据遗失。增强对用户数据的保护具有非常重要的意义，因此，有效的硬盘数据备份和恢复也成为计算机用户关注的焦点。

目前已存在多种用于保护计算机操作系统信息的备份方法，但是公知技术中硬盘数据备份方法在备份文件系统时，通常要求存在于硬盘上的档案系统是正确的，即档案系统中不应当包含任何的逻辑错误等。否则在备份过程中，会由于档案系统存在的逻辑错误而造成备份过程出错而退出。例如档案系统的逻辑错误可能是某个档案在属性记录中的档案长度小于实际档案长度，因此公知技术的备份方法在按照属性中的档案长度分配内存以存放实际档案数据时，会造成数据缓冲区的溢出，进而导致备份过程的异常退出。

在档案系统含有逻辑错误的情况下，一般采取的措施是使用相应档案系统的检测、修复工具对其中的逻辑错误进行修正，直至所有的逻辑错误全部消除之后，才能进行正常的硬盘数据备份。

因此，公知技术的备份做法仍然存有诸多缺陷，特别是在事先不清楚所备份的档案系统存在逻辑错误时，需要另外调用专门的检测修复工具进行修复。通常备份过程为″备份→出错→检测修复→再备份″的步骤，因此备份操作不仅繁琐复杂，还增加了系统资源的消耗。此外，备份过程出错而非正常退出会对硬盘数据造成意外破坏。

发明内容

为了解决上述公知技术中的问题与缺陷，本发明的目的在于提供一种硬盘数据备份系统及方法，可以在备份过程中自动检测和修复档案系统错误，利用解决公知技术所存在的缺点及局限。

本发明所提供的硬盘数据备份系统，用以将计算机系统的硬盘数据备份至一镜像档案中，此系统包含有检测模块、修复模块以及备份模块；于此，检测模块系用以在备份之前读取硬盘数据的档案系统至计算机系统的内存中，以检查硬盘数据的档案系统中存在的逻辑错误；修复模块用以于内存中修复档案系统的逻辑错误，以得到正确的档案系统；备份模块则用以将包含正确档案系统的硬盘数据备份至镜像档案中。

依照本发明的硬盘数据备份系统，其中检测模块更包含有原数据检测模块与档案目录检测模块。原数据检测模块用以比对档案系统的原数据的实际信息与原数据的属性信息，以检测原数据是否存在逻辑错误；档案目录检测模块用以比对档案系统的档案或目录的实际信息与档案或目录的属性信息，以检测档案或目录是否存在逻辑错误。此外，依照具有上述特征的本发明的硬盘数据备份系统，其中修复模块更包含有：原数据修复模块，用以在档案系统的原数据的实际信息与原数据的属性信息不一致时，在内存中修正原数据的属性信息；以及档案目录修复模块，用以在档案系统的档案或目录的实际信息与档案或目录的属性信息不一致时，在内存中修正档案或目录的属性信息。

此外，本发明还提供了一种硬盘数据备份方法，包含以下步骤：

读取硬盘数据的档案系统至计算机系统的内存中；

在内存中检测档案系统中存在的逻辑错误；

在内存中修复档案系统的逻辑错误；以及

备份包含修复后的档案系统的硬盘数据至镜像档案中。

依照本发明的硬盘数据备份方法，在内存中检测档案系统中存在的逻辑错误的步骤与在内存中修复档案系统的逻辑错误的步骤，更包含有下列步骤：比对档案系统的原数据的实际信息与其属性信息；判断原数据的实际信息与其属性信息是否一致；以及若不一致，则修正原数据的属性数据与其实际数据一致。其中，在判断该原数据的实际信息与其属性信息是否一致的步骤中，若为一致时，更包含有下列步骤：获取原数据的分区大小及起始位置，并与原数据中对应的记录信息比对；计算原数据的位图大小及起始位置，并与原数据中对应的记录信息比对；计算原数据的根节点的起始位置，并与原数据中对应的记录信息比对；以及计算原数据的其它属性信息，并与原数据中对应的记录信息比对。

依照本发明的硬盘数据备份方法，在内存中检测档案系统中存在的逻辑错误的步骤与在内存中修复档案系统的逻辑错误的步骤中，更包含有下列步骤：比对档案系统的档案或目录的实际信息与其属性信息；判断档案或目录的实际信息与其属性信息是否一致；以及若不一致，则修正档案或目录的属性数据与其实际数据一致。其中比对档案系统的档案或目录的实际信息与其属性信息的步骤更包含有下列步骤：判断档案系统的档案类型；若档案类型为一普通档案，则比对普通档案的实际长度与其属性长度；以及若档案类型为一目录档案，则比对目录档案的档案及子目录数的实际信息与其目录属性信息。本发明在备份的过程中插入了档案系统的逻辑错误的检测和修复机制，可在备份的过程中进行错误的检测和修复，并且随着备份的过程逐步实现，避免由于备份过程的可能存在的出错而导致备份中断，进而简化了公知备份技术的操作步骤和过程，减少了对备份过程的影响和系统资源的消耗。

此外，本发明对档案系统的逻辑错误的检测和修复系在计算机内存中完成的，进而避免了对硬盘上数据的意外破坏。

附图说明

图1为本发明的硬盘数据备份系统的系统方块图；

图2为本发明的硬盘数据备份方法的步骤流程图；

图3与图4为档案系统的原数据的检测、修复及备份步骤流程图；

图5为档案系统的档案/目录备份步骤流程图；以及

图6与图7为档案系统的档案/目录的检测及修复步骤流程图。

其中，附图标记：

10计算机硬盘           20数据备份系统

21检测模块             211原数据检测模块

212档案目录检测模块    22修复模块

221原数据修复模块      222档案目录修复模块

23备份模块             231原数据备份模块

232档案目录备份模块    30镜像档案

具体实施方式

配合附图对最佳实施例详细说明如下。

请参考图1，图中表示了本发明的硬盘数据备份系统的系统方块图，包含有计算机硬盘10、数据备份系统20与镜像档案30，以将计算机硬盘10中包含的各种数据备份至镜像档案30中。其中如图所示，数据备份系统20包含有检测模块21、修复模块22以及备份模块23。检测模块21又包括原数据检测模块211与档案目录检测模块212，修复模块22则包括原数据修复模块221与档案目录修复模块222，以及备份模块23包含有原数据备份模块231及档案目录备份模块232。

在备份计算机硬盘10的操作系统或者各种数据至镜像档案30之前，首先将计算机硬盘10上对应档案系统读取至计算机系统内存中，并透过本发明的检测模块21，即其中的原数据检测模块211与档案目录检测模块212在内存中对计算机硬盘10上的档案系统进行检测，以判断档案系统中是否存在逻辑错误。在存在逻辑错误时，则调用本发明的修复模块22，即其中的原数据修复模块221及档案目录修复模块222在内存中对相应的逻辑错误进行修正，以保证档案系统的备份过程正常进行。备份模块23用以将包含正确档案系统的硬盘数据备份至镜像档案30中，从而在计算机系统出现故障造成数据遗失时，可透过相应的恢复操作进行数据恢复。

通常，档案系统包含有原数据与目录、档案数据，原数据系指描述组成档案系统结构的数据，例如分区大小、每个数据区块的扇区数目等；此外档案系统中还包括目录和相应档案数据。因此，在备份文件系统时，需要将原数据与目录、档案数据备份下来。但是档案系统会由于计算机系统突然断电等原因造成逻辑错误的出现：例如某一个档案c:\windows\aa.bin由于在写操作时突然被中断，实际的档案长度要比记录在档案属性中的长度要大；同时，在c:\windows目录中还在进行创建档案的操作，一个名字为bb.bin的档被创建，但是由于操作突然中断，导致在windows目录属性中并未对档案和子目录的数量进行加1操作。

下面将详细说明原数据检测模块211、原数据修复模块221、档案目录检测模块212、档案目录修复模块222及原数据备份模块231和档案目录备份模块232的相应功能。

由上文可知，备份模块23包含有原数据备份模块231和档案目录备份模块232。原数据备份模块231依照备份的档案系统得到指定分区的位置和大小，并根据分区指定位置的数据得到档案系统的类型，进而获得原数据的位置和大小。在读取原数据至计算机内存之后，原数据备份模块231首先调用原数据检测模块211对内存中的原数据进行检测，原数据检测模块211依照获得的实际原数据信息，例如分区大小和起始位置，位图的大小和起始位置，根节点起始位置以及其它属性信息等，与其中记录的相应属性信息进行比对，以检测原数据是否存在逻辑错误。如果不一致，则调用原数据修复模块221修正原数据中记录的属性信息，以保持和实际获得或计算的信息一致。最后，原数据备份模块231则可以将修正后的原数据备份至镜像档案30中。

档案目录备份模块232在备份过程中，则依照档案系统的超级区块信息，得到根目录的位置，并以此为起点搜寻整个档案系统，并在备份过程中备份搜寻到的每个档案和目录。在备份文件和目录时，档案目录备份模块232首先提取目录中的数据和目录档案至计算机内存中，随后调用档案目录检测模块212对其实际获得的档案或目录信息与记录在档案或目录属性中的相应信息进行比对，以检测其中是否存在不一致的问题。如果不一致，则档案目录修复模块222修正档案或目录的属性信息与实际信息一致，以消除其中存在的逻辑错误。此时，档案目录备份模块232用以将修正后的档案或目录信息备份至镜像档案30中。当然，备份模块23还可以将计算机硬盘中除档案系统之外的其它类型的数据或系统备份至镜像档案30中。

本发明的硬盘数据备份系统在备份过程中，会首先透过原数据检测模块211与档案目录检测模块212对计算机硬盘10上的档案系统进行检测。对于没有逻辑错误的目录和档案，会在检测后利用备份模块23将目录和档案的数据备份至镜像档案30中。对于上述计算机系统突然断电等原因造成的逻辑错误的实施例，在备份到windows目录时，例如实际的档案和子目录数是2649，而在windows的目录属性中记录的是2648(这是由于bb.bin档案被创建后，在记录到windows目录属性中之前突然断电造成的)。在对windows目录备份前，首先利用档案目录检测模块212对windwos目录进行整合性检测，进而发现上述的这种逻辑错误。因此，透过档案目录修复模块222对此逻辑错误进行修正，也就是将windows目录属性中的记录修改为2649后，再透过备份模块23备份windows目录的数据。

下面请参考图2，此图为本发明的硬盘数据备份方法的步骤流程图。如图所示，本发明的硬盘数据备份方法包含以下步骤：

步骤S201，首先读取硬盘数据的档案系统至计算机系统的内存中；

步骤S202，然后在内存中检测档案系统中是否存在逻辑错误；

步骤S203，如果存在逻辑错误，则对其进行修复；

步骤S204，最后备份包含修复后的档案系统的硬盘数据至镜像档案中。

现在将结合图3、图4、图5、图6与图7对档案系统的检测、修复及备份步骤进行详细描述。

请参考图3与图4，为针对档案系统的原数据的检测、修复及备份步骤流程图。如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301，首先得到指定分区的位置与大小；

步骤S302，依照分区指定位置的数据得到档案系统的类型；

步骤S303，接着针对档案系统的类型获得原数据的位置和大小；

步骤S304，将原数据读入计算机内存中；

步骤S305，从计算机内存中获得原数据信息；

步骤S306，从而可得到关于原数据的分区大小和起始位置的实际信息，与记录的对应原数据属性信息比对；

步骤S207，进而判断两者是否一致；

步骤S308，如果不一致，表示存在逻辑错误，则前进至步骤S308，修正原数据中的记录信息与获得的信息一致；

步骤S309，否则，表示关于分区大小和起始位置正确，则计算原数据中位图大小和起始位置信息，并和原数据中对应记录的属性信息进行比对。这里符号A表示原数据的检测、修复及备份步骤的后续步骤。

在图4中，接上述步骤，包括：

步骤S310，判断位图的大小、起始位置是否与记录的信息一致；

步骤S311，如果不一致，则在内存中修正原数据中记录的对应信息与计算的信息一致；

步骤S312，否则，接着计算根节点起始位置，并和原数据的对应记录的信息进行比对；

步骤S313，接着判断两者是否一致；

步骤S314，如果不一致，则在内存中修正原数据中记录的对应信息与计算的信息一致；

步骤S315，否则，计算原数据中的其它属性信息，并和其对应的记录信息进行比对；

步骤S316，以判断上述信息是否一致；

步骤S317，如果不一致，则前进至步骤S317于内存进行修正，以符合计算得到的实际信息；

步骤S318，否则，表示备份的原数据中无任何逻辑错误，则直接前进至步骤S318，将内存中的原数据备份至镜像档案中。对于存在逻辑错误的原数据，则在步骤S308、步骤S311、步骤S314及步骤S317相应修正之后，再备份至镜像档案中。

图5为档案系统的档案/目录备份步骤流程图，在备份过程中，将以根目录为起点逐步读取整个档案系统，并进行相应的档案和目录的备份。如图所示，包括以下步骤：

步骤S501，首先读取档案系统的超级区块，获得根目录的位置；

步骤S502，然后提取根目录中的数据和目录档案至计算机内存中；

步骤S503，并对内存中的档案和目录的逻辑错误进行检测及修复；

步骤S504，接着，备份修复后的正确档案和目录至镜像档案中；

步骤S505，在对根目录执行上述操作之后，列举此目录下的每个子目录；

步骤S506，并判断此目录下是否存在子目录，如果没有子目录，则结束；否则，转至步骤S502，对每个子目录执行步骤S502至步骤S505的操作，直至搜寻到所有的档案系统目录。

下面将结合图6至图7对档案系统的档案或目录的具体检测及修复步骤详细说明，图6与图7为档案系统的档案/目录的检测及修复步骤流程图。

如图6所示，包括以下步骤：

步骤S601，首先对档案类型进行判断，以区别普通档案和目录档案；

步骤S602，对于目录档案，则检测它实际所包含的档案和子目录数；

步骤S603，并将上述实际数量与记录在目录属性中的数量相比较；

步骤S604，判断两者是否一致；

步骤S605，若不一致，则在内存中进行修正目录属性的数量，使其与实际数量一致；

否则，表示不存在逻辑错误，则结束。

如果为普通档案，则转到步骤S606，这里符号B表示自步骤406的后续步骤，包括：

步骤S606，对于普通档案，则得到档案的实际长度，并和档案属性长度进行比对；

步骤S607，判断两者是否一致；

步骤S608，如果不一致，则在内存中修正档案属性中记录的档案长度与实际长度一致；

否则结束。

通过这种“检测→修复→备份”的方法，使备份到镜像档案中的系统不再包含任何逻辑错误，保证了镜像档案中数据的正确性和完整性，而且备份过程不会再因为档案系统的逻辑错误而意外退出。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种硬盘数据备份系统，用以将一计算机系统的硬盘数据备份至一镜像档案中，其特征在于，该系统包含有：

一检测模块，用以在备份前读取该硬盘数据的档案系统至该计算机系统的内存中，以检查该硬盘数据的档案系统中存在的逻辑错误；

一修复模块，用以于该内存中修复该档案系统的逻辑错误，以得到一正确档案系统；以及

一备份模块，用以将包含该正确档案系统的硬盘数据备份至该镜像档案中。

2.根据权利要求1所述的硬盘数据备份系统，其特征在于，该检测模块更包含有：

一原数据检测模块，用以比对该档案系统的原数据的实际信息与该原数据的属性信息，以检测该原数据是否存在逻辑错误；以及

一档案目录检测模块，用以比对该档案系统的档案或目录的实际信息与该档案或目录的属性信息，以检测该档案或目录是否存在逻辑错误。

3.根据权利要求1所述的硬盘数据备份系统，其特征在于，该修复模块包含有：

一原数据修复模块，用以在该档案系统的原数据的实际信息与该原数据的属性信息不一致时，在该内存中修正该原数据的属性信息；以及

一档案目录修复模块，用以在该档案系统的档案或目录的实际信息与该档案或目录的属性信息不一致时，在该内存中修正该档案或目录的属性信息。

4.一种硬盘数据备份方法，用以将一计算机系统的硬盘数据备份至一镜像档案中，该方法包含有下列步骤：

步骤41，读取该硬盘数据的档案系统至该计算机系统的内存中；

步骤42，在该内存中检测该档案系统中存在的逻辑错误；

步骤43，在该内存中修复该档案系统的逻辑错误；以及

步骤44，备份包含修复后的该档案系统的硬盘数据至该镜像档案中。

5.根据权利要求4所述的硬盘数据备份方法，其特征在于，步骤42与步骤43更包含有下列步骤：

步骤51，比对该档案系统的原数据的实际信息与其属性信息；

步骤52，判断该原数据的实际信息与其属性信息是否一致；以及

步骤53，若不一致，则修正该原数据的属性数据与其实际数据一致。

6.根据权利要求4所述的硬盘数据备份方法，其特征在于，步骤42与步骤43更包含有下列步骤：

步骤61，比对该档案系统的档案或目录的实际信息与其属性信息；

步骤62，判断该档案或目录的实际信息与其属性信息是否一致；以及

步骤63，若不一致，则修正该档案或目录的属性数据与其实际数据一致。

7.根据权利要求5所述的硬盘数据备份方法，其特征在于，在该判断该原数据的实际信息与其属性信息是否一致的步骤中，若为一致时，更包含有下列步骤：

步骤71，获取该原数据的分区大小及起始位置，并与该原数据中对应的记录信息比对；

步骤72，计算该原数据的位图大小及起始位置，并与该原数据中对应的记录信息比对；

步骤73，计算该原数据的根节点的起始位置，并与该原数据中对应的记录信息比对；以及

步骤74，计算该原数据的其它属性信息，并与该原数据中对应的记录信息比对。

8.根据权利要求6所述的硬盘数据备份方法，其特征在于，该比对该档案系统的档案或目录的实际信息与其属性信息的步骤更包含有下列步骤：

步骤81，判断该档案系统的档案类型；

步骤82，若该档案类型为一普通档案，则比对该普通档案的实际长度与其属性长度；以及

步骤83，若该档案类型为一目录档案，则比对该目录档案的档案及子目录数的实际信息与其目录属性信息。

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