一种新的系统保护与快速恢复的实现方法转让专利
申请号 : CN200710003581.4
文献号 : CN101241454B
文献日 : 2010-07-28
发明人 : 王军
申请人 : 武汉回归科技有限公司
摘要 :
本发明属于计算机的程序控制技术领域，具体涉及一种计算机系统保护与快速恢复的实现方法，用于保证用户的计算机系统不被病毒或者人为的破坏。该方法在执行系统恢复时，只针对系统发生变化的扇区进行恢复，这大大的减少了系统还原的时间。相比传统的GHOST等的实现方法有明显的优越性。另外，由于该方法不需要对磁盘的写操作进行映射或备份，对磁盘的读写效率的影响很小。
权利要求 :
1.一种新的系统保护与快速恢复的实现方法，包括如下步骤：
(1)在每个硬盘分区内部，根据其文件系统类型，将数据分成有效数据集合Aa和非有效数据集合Ab；
(2)将硬盘分区的有效数据集合Aa备份到其它分区的备份文件中的数据区，同时将硬盘分区的标记位图存储到前述其它分区的备份文件中的标记位图区，从而建立标记位图；所述标记位图是一个用来表示硬盘分区上的扇区使用情况的位数据，相应的位为0表示其对应的硬盘分区上的扇区无数据，相应的位为1表示其对应的硬盘分区上的扇区有数据；
(3)将硬盘分区的标记位图复制到前述其它分区的备份文件中的变量位图区，从而建立变量位图；
(4)拦截对硬盘分区所有的磁盘写操作，如果写操作对应的硬盘分区上的扇区在变量位图区的标记为1，则将该变量位图区的标记修改为0；
(5)执行对硬盘分区的还原操作时，先将标记位图内与变量位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区相同的位修改为0，然后将标记位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区，从前述其它分区的备份文件中对应的位置写回到磁盘上执行还原操作的硬盘分区中；
(6)重建前述其它分区的备份文件中的标记位图和变量位图。
2.如权利要求1所述的系统保护与快速恢复的实现方法，其特征在于：步骤(1)中所述的文件系统的类型为FAT16或FAT32或NTFS。
说明书 :
技术领域
本发明属于计算机的程序控制技术领域，具体涉及一种计算机系统保护与快速恢复的实现方法，用于保证用户的计算机系统不被病毒或者人为的破坏。
背景技术
为了达到计算机系统保护的目的，一般的途径有以下两种：
(一)将整个分区中的有效数据扫描出来，压缩后备份到一个隐藏分区或者文件中，在分区被破坏(比如遭受病毒破坏)时，通过将备份的数据恢复到以上分区，如果所备份的分区是系统分区则可以达到系统保护的目的。这种实现形式以GHOST软件为代表。
(二)监控磁盘的读写操作，使得对磁盘的有效数据区的写操作都被映射或者备份到事先开辟的缓冲区中。各种还原软件和保护卡都是使用这种方法来达到系统保护的目的。
以上两种方法的优缺点如下：
第一种方法的优点是不改变系统对磁盘的读写操作，对用户系统的数据安全是最好的，同时不会降低磁盘读写的性能。但这种方法需要占用比较大的空间来备份分区中的有效数据，在实现备份和恢复时都需要占用比较长的时间。
第二种方法一般不需要占用较大的磁盘空间，其恢复系统的速度一般可以忽略不计，这是其明显的优点。但是由于其一般要对系统的读写操作进行映射(或实时备份)，明显的问题是需要维护特定的映射关系，一旦这个映射关系丢失，那么将导致磁盘上数据的丢失甚至系统遭到严重破坏，由于其要实时维护这个映射关系，那么必然会导致磁盘的读写效率下降。
(一)将整个分区中的有效数据扫描出来，压缩后备份到一个隐藏分区或者文件中，在分区被破坏(比如遭受病毒破坏)时，通过将备份的数据恢复到以上分区，如果所备份的分区是系统分区则可以达到系统保护的目的。这种实现形式以GHOST软件为代表。
(二)监控磁盘的读写操作，使得对磁盘的有效数据区的写操作都被映射或者备份到事先开辟的缓冲区中。各种还原软件和保护卡都是使用这种方法来达到系统保护的目的。
以上两种方法的优缺点如下：
第一种方法的优点是不改变系统对磁盘的读写操作，对用户系统的数据安全是最好的，同时不会降低磁盘读写的性能。但这种方法需要占用比较大的空间来备份分区中的有效数据，在实现备份和恢复时都需要占用比较长的时间。
第二种方法一般不需要占用较大的磁盘空间，其恢复系统的速度一般可以忽略不计，这是其明显的优点。但是由于其一般要对系统的读写操作进行映射(或实时备份)，明显的问题是需要维护特定的映射关系，一旦这个映射关系丢失，那么将导致磁盘上数据的丢失甚至系统遭到严重破坏，由于其要实时维护这个映射关系，那么必然会导致磁盘的读写效率下降。
发明内容
本发明的目的是针对上述两种计算机系统保护方法所存在的缺陷，而提出的一种新的系统保护与快速恢复的实现方法，该方法既可以缩短系统还原的时间，又不会对磁盘的读写效率造成不良的影响。
本发明的技术方案如下：一种新的系统保护与快速恢复的实现方法，包括如下步骤：
恢复的实现方法，包括如下步骤：
(1)在每个硬盘分区内部，根据其文件系统类型，将数据分成有效数据集合Aa和非有效数据集合Ab；
(2)将硬盘分区的有效数据集合Aa备份到其它分区的备份文件中的数据区，同时将硬盘分区的标记位图存储到前述其它分区的备份文件中的标记位图区，从而建立标记位图；所述标记位图是一个用来表示硬盘分区上的扇区使用情况的位数据，相应的位为0表示其对应的硬盘分区上的扇区无数据，相应的位为1表示其对应的硬盘分区上的扇区有数据；
(3)将硬盘分区的标记位图复制到前述其它分区的备份文件中的变量位图区，从而建立变量位图；
(4)拦截对硬盘分区所有的磁盘写操作，如果写操作对应的硬盘分区上的扇区在变量位图区的标记为1，则将该变量位图区的标记修改为0；
(5)执行对硬盘分区的还原操作时，先将标记位图内与变量位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区相同的位修改为0，然后将标记位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区，从前述其它分区的备份文件中对应的位置写回到磁盘上执行还原操作的硬盘分区中；
(6)重建前述其它分区的备份文件中的标记位图和变量位图。
在上述系统保护与快速恢复的实现方法中，步骤(1)中所述的文件系统的类型为FAT16或FAT32或NTFS。
本发明所述方法在执行系统恢复时，只针对系统发生变化的扇区进行恢复，这大大的减少了系统还原的时间。相比传统的GHOST等的实现方法有明显的优越性。另外，由于该方法不需要对磁盘的写操作进行映射或备份，对磁盘的读写效率的影响很小。
本发明的技术方案如下：一种新的系统保护与快速恢复的实现方法，包括如下步骤：
恢复的实现方法，包括如下步骤：
(1)在每个硬盘分区内部，根据其文件系统类型，将数据分成有效数据集合Aa和非有效数据集合Ab；
(2)将硬盘分区的有效数据集合Aa备份到其它分区的备份文件中的数据区，同时将硬盘分区的标记位图存储到前述其它分区的备份文件中的标记位图区，从而建立标记位图；所述标记位图是一个用来表示硬盘分区上的扇区使用情况的位数据，相应的位为0表示其对应的硬盘分区上的扇区无数据，相应的位为1表示其对应的硬盘分区上的扇区有数据；
(3)将硬盘分区的标记位图复制到前述其它分区的备份文件中的变量位图区，从而建立变量位图；
(4)拦截对硬盘分区所有的磁盘写操作，如果写操作对应的硬盘分区上的扇区在变量位图区的标记为1，则将该变量位图区的标记修改为0；
(5)执行对硬盘分区的还原操作时，先将标记位图内与变量位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区相同的位修改为0，然后将标记位图中标记为1所对应的硬盘分区上的扇区，从前述其它分区的备份文件中对应的位置写回到磁盘上执行还原操作的硬盘分区中；
(6)重建前述其它分区的备份文件中的标记位图和变量位图。
在上述系统保护与快速恢复的实现方法中，步骤(1)中所述的文件系统的类型为FAT16或FAT32或NTFS。
本发明所述方法在执行系统恢复时，只针对系统发生变化的扇区进行恢复，这大大的减少了系统还原的时间。相比传统的GHOST等的实现方法有明显的优越性。另外，由于该方法不需要对磁盘的写操作进行映射或备份，对磁盘的读写效率的影响很小。
附图说明
图1为本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的描述。
假设要保护的系统盘是C盘，C盘的文件格式是FAT32，按以下的实现方法来实现对C盘的保护。
(1)按64个扇区为一块，也就是C盘的0～63为第一块，64～127为第二块，依此类推，将C盘根据FAT32的FAT表，来检测出C盘哪些块中有有效数据，哪些块中没有有效数据，即确定有效数据集合Aa和非有效数据集合Ab。
(2)按块建立C盘的标记位图。按64个扇区将C盘分块的目的是为了减小标记位图的大小，标记位图用一个大数组来表示。
(3)建立备份文件。将C分区的标记位图写到备份文件的标记位图区，再将标记位图写到备份文件的变量位图区。将分区的有效数据备份到备份文件的数据区。
(4)安装驱动拦截磁盘写操作。如果要写的块在变量位图中为1，则将变量位图中对应的块的标记设置为0。
(5)需要恢复系统时，先将变量位图中标记为1的块在标记位图中标记为0，然后将C盘的标记位图中标记为1的块从备份文件中对应的位置写回到磁盘。
(6)重建C分区的标记位图和变量位图。(可以通过备份标记位图和变量位图来简化此操作)
应该予以说明的是，备份文件是用来存储有效数据和分区标记位图的文件，其不能和要保护的系统数据在一个分区中；标记位图是用来标记分区中哪些扇区中有数据，哪些扇区中没有数据的一个集合；变量位图是用来标记分区中哪些扇区发生了变化的一个位图，标记位为0表示对应的扇区中发生了变化，标记位为1表示对应的扇区中没有发生变化。
本发明所提供的方法只针对系统发生变化的扇区进行恢复，从而大大的减少了系统还原的时间。相比传统的GHOST等的实现方法有明显的优越性。另外，由于该方法不需要对磁盘的写操作进行映射或备份，对磁盘的读写效率的影响很小。
假设要保护的系统盘是C盘，C盘的文件格式是FAT32，按以下的实现方法来实现对C盘的保护。
(1)按64个扇区为一块，也就是C盘的0～63为第一块，64～127为第二块，依此类推，将C盘根据FAT32的FAT表，来检测出C盘哪些块中有有效数据，哪些块中没有有效数据，即确定有效数据集合Aa和非有效数据集合Ab。
(2)按块建立C盘的标记位图。按64个扇区将C盘分块的目的是为了减小标记位图的大小，标记位图用一个大数组来表示。
(3)建立备份文件。将C分区的标记位图写到备份文件的标记位图区，再将标记位图写到备份文件的变量位图区。将分区的有效数据备份到备份文件的数据区。
(4)安装驱动拦截磁盘写操作。如果要写的块在变量位图中为1，则将变量位图中对应的块的标记设置为0。
(5)需要恢复系统时，先将变量位图中标记为1的块在标记位图中标记为0，然后将C盘的标记位图中标记为1的块从备份文件中对应的位置写回到磁盘。
(6)重建C分区的标记位图和变量位图。(可以通过备份标记位图和变量位图来简化此操作)
应该予以说明的是，备份文件是用来存储有效数据和分区标记位图的文件，其不能和要保护的系统数据在一个分区中；标记位图是用来标记分区中哪些扇区中有数据，哪些扇区中没有数据的一个集合；变量位图是用来标记分区中哪些扇区发生了变化的一个位图，标记位为0表示对应的扇区中发生了变化，标记位为1表示对应的扇区中没有发生变化。
本发明所提供的方法只针对系统发生变化的扇区进行恢复，从而大大的减少了系统还原的时间。相比传统的GHOST等的实现方法有明显的优越性。另外，由于该方法不需要对磁盘的写操作进行映射或备份，对磁盘的读写效率的影响很小。