单片RAID固态硬盘系统盘备份方法及固态硬盘与流程

    技术2025-12-13  3


    本发明涉及固态硬盘数据保护,具体而言,涉及一种固态硬盘强制备份系统盘与两个硬盘互备份技术。


    背景技术:

    1、市场上的ssd固态硬盘,其硬盘上大部分都是基于一个协议,比如常见的usb/ide/sata/nvme等协议实现数据的读写功能,很少有利用协议命令传递备份、恢复命令、状态反馈命令,或者约定保留的管脚触发ssd主控gpio用于触发备份、恢复命令、状态反馈命令等功能。由于设备在运行过程中,通常会遭遇异常断电或者误操作,导致很多设备的操作系统主盘的数据时不时损坏,从而导致设备崩溃,造成产品灾难性事故。


    技术实现思路

    1、本发明单片raid固态硬盘系统盘备份方法及固态硬盘,其特征是由特定的s110硬盘管理系统工具软件发出备份主盘(系统盘)的命令,所述硬盘管理系统软件基于sata/nvme等协议自定义命令或者硬件gpio管脚自定义;所述被备份的主盘,限定为系统盘,如遇到主盘数据损坏,则切换副盘为主盘,产品系统仍然可以正常运行,从而提高设备的可靠性。

    2、实现本发明目的的具体技术方案如下。

    3、在单片raid6固态硬盘上分配至少2个容量大小相同的盘:主盘和副盘。

    4、首先在c盘安装好操作系统(系统盘);然后是安装s110所述特定的硬盘管理系统工具软件是由硬盘制造商编写的专用管理程序,其功能就是启动对被备份系统盘(主盘),备份到副盘(作为第二系统盘);s110所述ssd主控不限品牌、型号,接口类型包括sata、msata、2.5英寸sata、ngff、dom-sata、mini-pcie等常用ssd接口定义的各类主控。

    5、s110所述主机向ssd发送备份主盘到副盘的命令的握手模式是指主机通知ssd主控启动备份的命令信号传输模式,有3种交互模式:一种是软件模式,一种是硬件模式,还有两种模式相结合模式;权利要求7所述软件模式是指主机利用已有的数据链路如sata串口(msata接口、2.5英吋sata接口、ngff接口、dom-sata接口等硬盘)、pci-e(nvme硬盘)对ssd下达备份命令,或者获取ssd返回的监测状态信息;参见图2串行界面通信(sata、pci-e接口等)与ssd主控握手方式;权利要求7所述硬件模式是指利用(msata接口、2.5英吋接口、ngff接口、dom-sata接口等)各类硬盘的硬件接口保留管脚的状态实现备份等命令的传递和ssd状态获取信息,图3硬件i/o口与ssd主控握手方式;或者是,权利要求8和9所述软件模式和所述硬件模式相结合的命令与信息交互的传输模式;参考图6msata管脚定义原理图示意图实例。

    6、s120中ssd主控接到主机备份命令,将主盘系统盘备份到副盘;正常情况下,主盘系统盘将完整的被备份到副盘;异常断电的情况下,将按照图5备份过程中异常断电处理流程处理;权利要求11所述异常断电情况,是指备份过程中,系统电源断电时,ssd监测到断电时,立刻终止备份任务,保存断电时的备份文件状态,当系统重新启动时,ssd将从保持的断电时处理的文件开始继续进行备份,直至将主盘完整地备份到副盘止,即执行完s121/s1341、s122/s1342、s123/s1343任务后,重新回归s120/s134。

    7、ssd正常运行的s130时段,厂商专用的ssd管理系统实时监测系统盘状态,当监测到3种任务情况时,触发ssd备份任务;s130所述监测的触发ssd备份任务的情况如下:

    8、s131是指累计增量文件容量超过设定备份触发容量,将向ssd发送比对系统盘与副盘变动文件,并备份变动的文件的命令;

    9、s132是指超过设定的备份时间跨度时,将向ssd发送比对系统盘与副盘变动文件,并备份变动的文件的命令;

    10、s133是指系统关机时,将向ssd发送比对系统盘与副盘变动文件,并备份变动的文件的命令。

    11、在权利要求13中所述变动文件包括修改过的文件和新增加的文件,所述触发的备份任务是指ssd主控接到备份命令,s134阶段将主盘系统盘变动文件或者增量文件备份到副盘;s140关机。

    12、s150重新开机,或者是下次开机;主板bios从默认主盘(c盘)启动系统,当主盘(c盘)系统启动失败时,切换到副盘为系统启动盘,副盘变主盘。

    13、s160当副盘变主盘作为系统盘启动后,厂商专用的ssd管理系统向ssd发出备份主盘到副盘的命令。

    14、执行s160所述过程后,流程回到s120阶段,循环往复s120-s160各个阶段的流程,保障产品系统如此往复,主盘与副盘切换相互备份系统,确保系统能够正常运行。



    技术特征:

    1.s100单片raid固态硬盘系统盘备份方法及固态硬盘,其特征是由特定的s110硬盘管理系统工具软件发出备份主盘(系统盘)的命令,所述硬盘管理系统软件基于sata/nvme等协议或者硬件gpio管脚自定义;所述被备份的主盘,限定为系统盘,如遇到主盘数据损坏,则切换副盘为主盘。

    2.s100所述单片raid固态硬盘包括raid0、raid1、raid5、raid6、raid10、raid50、raid60等所有raid固态硬盘。

    3.s100所述单片raid固态硬盘容量、品牌等无限制。

    4.s110所述系统包括windows、linux、android、ios、unix;国产化系列麒麟、统信、鸿蒙、欧拉操作系统等常用操作系统,及其他操作系统。

    5.s110所述特定的硬盘管理系统工具软件是由硬盘制造商编写的专用管理程序,其功能就是启动对被备份系统盘(主盘),备份到副盘(作为第二系统盘)。

    6.s110所述ssd主控不限品牌、型号,接口类型包括sata、msata、2.5英寸sata、ngff、dom-sata、mini-pcie等常用ssd接口定义的各类主控。

    7.s110所述主机向ssd发送备份主盘到副盘的命令的握手模式是指主机通知ssd主控启动备份的命令信号传输模式,有3种交互模式:一种是软件模式,另一种是硬件模式,以及两种模式相结合模式。

    8.权利要求7所述软件模式是指主机利用已有的数据链路如sata串口(msata接口、2.5英吋sata接口、ngff接口、dom-sata接口等硬盘)、pci-e(nvme硬盘)对ssd下达备份命令,或者获取ssd返回的监测状态信息;参见图2串行界面通信(sata、pci-e接口等)与ssd主控握手方式。

    9.权利要求7所述硬件模式是指利用(msata接口、2.5英吋接口、ngff接口、dom-sata接口等)各类硬盘的硬件接口保留管脚gpio管脚自定义的状态实现备份等命令的传递和ssd状态获取信息,图3硬件i/o口与ssd主控握手方式。

    10.或者是,权利要求8和9所述软件模式和所述硬件模式相结合的命令与信息交互的传输模式;参考图6msata管脚定义原理图示意图实例。

    11.s120中ssd主控接到主机备份命令,将主盘系统盘备份到副盘;正常情况下,主盘系统盘将完整的被备份到副盘;异常断电的情况下,将按照图5备份过程中异常断电处理流程处理。

    12.权利要求11所述异常断电情况,是指备份过程中,系统电源断电时,ssd监测到断电时,立刻终止备份任务,保存断电时的备份文件状态,当系统重新启动时,ssd将从保持的断电时处理的文件开始继续进行备份,直至将主盘完整地备份到副盘止,即执行完s121/s1341、s122/s1342、s123/s1343任务后,重新回归s120/s140。

    13.ssd正常运行的s130时段,厂商专用的ssd管理系统实时监测系统盘状态,当监测到3种任务情况时,触发ssd备份任务,s130所述监测的触发ssd备份任务的情况:

    14.在权利要求13中所述变动文件包括修改过的文件和新增加的文件,所述触发的备份任务是指ssd主控接到备份命令,s134阶段将主盘系统盘变动文件或者增量文件备份到副盘;然后s140关机。

    15.s150重新开机,或者是下次开机;主板bios从默认主盘(c盘)启动系统,当主盘(c盘)系统启动失败时,切换到副盘为系统启动盘,副盘变主盘。

    16.s160当副盘变主盘作为系统盘启动后,厂商专用的ssd管理系统向ssd发出备份主盘到副盘的命令。

    17.执行s160所述过程后,流程回到s120阶段,循环往复s120-s160各个阶段的流程,保障产品系统如此往复,主盘与副盘切换相互备份系统,确保系统能够正常运行。


    技术总结
    本发明提供一种单片RAID固态硬盘系统盘备份方法及固态硬盘,硬盘管理系统工具软件由主机向SSD发起数据备份命令,在单片RAID固态硬盘上分配至少2个容量大小相同的盘:主盘和副盘;在主盘(系统盘)安装好操作系统;和SSD厂商的SSD管理系统,管理系统自动监测SSD使用状态,并将主盘备份到副盘;命令传输方式:串行界面通信协议(SATA、PCI‑E接口等)握手方式、硬件I/O口握手方式;在系统运行时,专用的SSD管理系统实时监测系统盘状态,满足设定触发备份条件时,将比对系统盘与副盘文件,备份变动过的文件;当系统从默认的系统盘不能启动时,选择副盘启动系统,系统启动后,将副盘备份到主盘;如此往复,主盘与副盘切换相互备份系统,确保系统能够正常运行。

    技术研发人员:纪培岭,汪小丹
    受保护的技术使用者:深圳云存科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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