CN102521083B - 一种云计算系统中虚拟机备份方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云计算系统中虚拟机备份方法和系统。云计算系统中设置有备份服务器群，所述方法包括：根据需备份虚拟机在备份服务器群上还原获得与需备份虚拟机一样的新虚拟机；云计算系统调用新虚拟机，将新虚拟机中需要备份的文件备份到云计算系统中；备份完成后将新虚拟机关闭并销毁。本发明使用虚拟机快照、复制的增量镜像或者复制的镜像还原获得新虚拟机后在备份服务器群上进行文件备份，可以确保用户最关心的虚拟机文件得到安全备份，而且本发明利用虚拟机上的备份客户端上进行备份，即使在备份过程中出现错误，也不会损坏到用户原来的虚拟机的快照或者增量镜像/镜像，保证用户原来的虚拟机安全，实现云计算系统的虚拟机安全备份。

Description

一种云计算系统中虚拟机备份方法和系统

技术领域

本发明涉及云计算的应用,具体涉及一种云计算系统中虚拟机备份方法和系统。

背景技术

云计算（Cloud Computing）是网格计算（Grid Computing）、分布式计算（Distributed Computing）、并行计算（Parallel Computing）、效用计算（Utility Computing）、网络存储（Network Storage Technologies）、虚拟化（Virtualization）、负载均衡（Load Balance）等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个具有强大计算能力的完美系统，并借助SaaS（Software-as-a-service）、PaaS（Platform-as-a-Service）、IaaS（Infrastructure as a Service）、MSP（Managed Service Provider）等先进的商业模式把这强大的计算能力分布到终端用户手中。

从上可得，云计算是建立在虚拟化之上的，它的实现依靠虚拟技术作为基础。在个人终端的应用中，用户通过云计算终端连接到云，云为用户提供一台或多台云里面的虚拟机，从而实现云计算的实际应用。现在的虚拟化技术中，虚拟机一般以两种形式出现。第一种是一台虚拟机作为一个单独的镜像出现，第二种是一台虚拟机由一个基准镜像和一个增量镜像组成。对于第二种形式中的基准镜像和增量镜像，其基准镜像是任何一台虚拟机凭借它就可以运行起来的镜像，例如一个安装有Ubuntu操作系统和open office办公系统的镜像。多台虚拟机可以凭借同一个基准镜像运行起来。而增量镜像则是每一台虚拟机凭借基准镜像运行起来后独立生成的数据，例如一台虚拟机依靠上述安装有Ubuntu操作系统和open office办公系统的基准镜像运行起来后，所作的操作、所建立的文件均保存在增量镜像上。因此我们可以说这种虚拟机是由一个公共的基准镜像和一个自有的增量镜像所组成，缺一不可。现有的技术中对虚拟机上的备份一般会将整台虚拟机进行备份或为其制作快照。这种备份技术会出现时效性问题。例如当一台虚拟机处于开机状态时，一般的备份方案是使用快照，即将虚拟机的存储数据以及内存数据记录下来，还原快照时虚拟机就会和备份快照时一模一样。但是，如果处于开机状态的虚拟机出现了故障，那么也会造成所制作的快照被损坏。假如云系统对虚拟机的备份方案为一天备份一次，系统本身留存三天备份的话，一旦虚拟机系统出现故障，那么到第四天时，由于虚拟机出现故障，最新的数据就会丢失，而且丢失的数据再也不能还原。丢失的数据不能还原是因为虚拟机不同于传统的物理机，如果使用的是物理机，那么即使出现系统崩溃的现象，那么只要物理机的硬盘还在，还是有机会将大部分数据还原。而在使用虚拟机的时候，虚拟机内所有的存储系统都会被封装成一个文件，而制作的虚拟机快照更是混合了内存信息，一旦虚拟机系统崩溃，虚拟机快照也被损坏，用户的数据就很难被还原。

发明内容

本发明解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种适合云计算系统中虚拟机进行安全备份的云计算系统中虚拟机备份方法。

本发明还提供一种适合云计算系统中虚拟机进行安全备份的云计算系统中虚拟机备份系统。

为解决上述技术问题，本发明的第一个发明目的的技术方案如下：

一种云计算系统中虚拟机备份方法，云计算系统中设置有备份服务器群，所述方法包括：

根据需备份虚拟机在备份服务器群上还原获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机；

云计算系统调用新虚拟机，将新虚拟机中需要备份的文件备份到云计算系统中；

备份完成后将新虚拟机关闭并销毁。

优选地，当所述需备份虚拟机正在运行时，云计算系统为所述需备份虚拟机制作快照并存储至备份服务器群上，备份服务器群新建新虚拟机，并在新虚拟机上使用所述需备份虚拟机的快照进行还原，获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机。

优选地，所述云计算系统中的虚拟机由基准镜像和增量镜像组成，所述备份服务器群上存储有虚拟机的基准镜像；

当所述需备份虚拟机处于关闭状态时， 云计算系统将所述需备份虚拟机的增量镜像复制到备份服务器群上，备份服务器群根据预先备份的基准镜像和复制获得的增量镜像启动与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机。

优选地，云计算系统监控虚拟机的基准镜像，将每次修改后的基准镜像实时备份至备份服务器群上。

优选地，所述云计算系统中的虚拟机由一个镜像组成，所述云计算系统将处于关闭状态的需备份虚拟机的镜像复制存储在备份服务器群上， 备份服务器群根据复制获得的镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机。

优选地，虚拟机上设置有具有文件备份功能的备份客户端，云计算系统通过与新虚拟机进行通信，调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端向云计算系统传输需要备份的文件，备份完成后，备份客户端向云计算系统发出完成信号。

优选地，云计算系统接收到备份文件后还对其进行加密处理。

本发明的第二个发明目的的技术方案如下：

一种云计算系统中虚拟机备份系统，云计算系统中设置有备份服务器群，其与虚拟机连接，用于根据云计算系统中需备份虚拟机还原获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机；

虚拟机上设置有具有文件备份功能的备份客户端，用于云计算系统的调用，将新虚拟机中需要备份的文件备份到云计算系统中。

优选地，所述云计算系统中设置有用于为正在运行的需备份虚拟机制作快照的快照制作模块，备份服务器群上设置有用于存储快照的快照存储还原模块，快照存储还原模块与快照制作模块连接；当需备份虚拟机正在运行时，备份服务器群根据正在运行的需备份虚拟机的快照新建与所述正在运行的需备份虚拟机一样的新虚拟机；

云计算系统中还设置有用于对通过备份客户端接收到的备份文件进行加密的加密模块；

当云计算系统调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端将新虚拟机上需要备份的文件传输至云计算系统中后，备份服务器群将新虚拟机关闭并销毁。

优选地，

所述云计算系统中的虚拟机由基准镜像和增量镜像组成，备份服务器群上设置有用于存储虚拟机基准镜像的基准镜像存储模块；云计算系统中设置有用于监控虚拟机的基准镜像的监控模块，其与基准镜像存储模块连接，监控虚拟机的基准镜像的修改并将每次修改后的基准镜像实时备份至基准镜像存储模块上；所述备份服务器群上还设置有用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的增量镜像的增量镜像存储还原模块；当需备份虚拟机处于关闭状态时，备份服务器群根据预先存储的基准镜像和通过复制获得的增量镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机；

或者，所述云计算系统中的虚拟机由一个镜像组成；备份服务器群上设置有用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的镜像存储还原模块；当需备份虚拟机处于关闭状态时，备份服务器群根据通过复制获得的镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

（1）用户之所以需要对虚拟机进行备份，最主要的还是因为想要备份虚拟机上面的文件。本发明对用户的文件进行备份，可以确保用户最关心的虚拟机文件得到安全备份。

（2）本发明将对虚拟机的备份转移到专用的备份服务器群上进行，其利用正在运行的虚拟机的快照来还原虚拟机然后再进行文件备份，或者对于由基准镜像和增量镜像组成一台虚拟机的云系统，其将处于关闭状态的虚拟机的增量镜像复制至专用的备份服务器群上，结合预先存储的基准镜像开启虚拟机来进行文件备份，或者对于只由一个镜像组成一台虚拟机的云系统，其将处于关闭状态的虚拟机的镜像复制至专用的备份服务器群上，凭借复制获得的镜像开启虚拟机来进行文件备份，使得由于文件传输而占用的大量资源消耗在备份服务器群上，一方面确保了正在运行的虚拟机不会因为备份操作而造成性能下降，另一方面，使用虚拟机快照还原获得新虚拟机后在备份服务器群上进行备份，或者使用复制的增量镜像进行备份，又或者使用复制的镜像进行备份，即使在备份过程中出现错误，也不会损坏到用户原来的虚拟机的快照、增量镜像或者镜像，保证了用户原来的虚拟机的安全，实现了云计算系统的虚拟机安全备份。

（3）本发明利用虚拟机上的备份客户端上进行备份，用户可以选择新虚拟机里的所有文件，或者只备份指定的目录，提高了系统备份的灵活性，更提高了用户的体验；而且，由于是使用虚拟机上的备份客户端直接将虚拟机上的文件进行备份，一旦虚拟机出现奔溃，备份客户端将不能正常工作，备份操作也将失败，云计算系统中对虚拟机备份的文件始终是上次成功备份时的用户的有效数据，不像传统方法中由于虚拟机崩溃或者其他损坏，对虚拟机的备份可能出现无效数据的备份将上次成功备份的文件覆盖掉，导致云计算系统中对该虚拟机正常的备份文件丢失。

（4）结合传统的虚拟机备份方法，云系统可以对虚拟机实现双备份，即利用备份增量镜像、镜像或者制作虚拟机快照对虚拟机进行整机备份以及利用本发明进行文件备份两种方式，用户可以自主选择利用其一的一种方式进行备份，另一种作为备用方式，当用户其中一种备份方式还原虚拟机失败时，即可利用另外一种备份方式还原虚拟机，极大地提高了用户数据的安全性。

附图说明

图1 为本发明的私有云中虚拟机备份系统结构图；

图2为本发明的私有云中虚拟机备份方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，为本发明的一种云计算系统中虚拟机备份系统的结构示意图，云计算系统中设置有虚拟机和备份服务器群，备份服务器群与虚拟机连接，虚拟机上设置有具有文件备份功能的备份客户端。

云计算系统中设置有快照制作模块，用于为正在运行的需备份虚拟机制作快照；备份服务器群上设置有快照存储还原模块，用于存储快照，其与快照制作模块连接；云计算系统中还设置有加密模块，用于对通过备份客户端接收到的备份文件进行加密；

对于云计算系统中的虚拟机由基准镜像和增量镜像组成的情况，备份服务器群上设置有基准镜像存储模块，用于存储虚拟机基准镜像的；云计算系统中设置有监控模块，其与基准进行存储模块连接，用于监控虚拟机的基准镜像的修改并将每次修改后的基准镜像实时备份至基准镜像存储模块上；备份服务器群上还设置有增量镜像存储还原模块，用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的增量镜像；

对于云计算系统中的虚拟机由一个镜像组成的情况；备份服务器群上设置有镜像存储还原模块，用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的镜像。

当需备份虚拟机正在运行时，备份服务器群根据正在运行的需备份虚拟机的快照和预先存储的基准镜像新建与正在运行的需备份虚拟机一样的新虚拟机；

当需备份虚拟机处于关闭状态时，若需备份虚拟机是由基准镜像和增量镜像组成，备份服务器群根据预先存储的基准镜像和通过复制获得的增量镜像启动与处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机，若需备份虚拟机是由一个镜像组成，备份服务器群根据通过复制获得的镜像启动与处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机。

云计算系统调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端将新虚拟机上需要备份的文件传输至云计算系统中，云计算系统利用加密模块对于接收到备份文件进行加密，备份完成后备份服务器群还将新虚拟机关闭并销毁。

如图2所示，为本发明中一种云计算系统中虚拟机备份方法的流程图。所述方法的具体步骤包括：

（S1）根据需备份虚拟机在备份服务器群上还原获得与虚拟机一样的新虚拟机；其具体是：

（S11）云计算系统先判断需备份虚拟机是否正在运行，若是则进入步骤（S12），否则进入步骤（S14）；

（S12）当需备份虚拟机正在运行时，云计算系统为需备份虚拟机制作快照并存储至备份服务器群上；制作快照时云根据设定的时间定时为虚拟机进行快照处理，进入步骤（S13）；

（S13）备份服务器群新建新虚拟机，并在新虚拟机上使用需备份虚拟机的快照进行还原，获得与需备份虚拟机一样的新虚拟机；当还原虚拟机快照的时候，由于原虚拟机快照的内存和存储都与保存时的那一刻相同，因此新虚拟机就会被还原为保存虚拟机快照的那一刻的虚拟机，进入步骤（S2）；

（S14）当所述虚拟机处于关闭状态时，判断需备份虚拟机是由基准镜像和增量镜像组成还是由一个镜像组成，若需备份虚拟机是由基准镜像和增量镜像组成，则进入步骤（S15），否则进入步骤（S17）；

（S15）备份服务器群上预先存储有虚拟机的基准镜像，云计算系统监控虚拟机的基准镜像，将每次修改后的基准镜像实时备份至备份服务器群上；

云计算系统将需备份虚拟机的增量镜像复制到备份服务器群上；云计算系统可以设定时间定时为虚拟机进行增量镜像的备份，进入步骤（S16）；

（S16）备份服务器群根据预先备份的基准镜像和复制获得的增量镜像启动与虚拟机一样的新虚拟机，进入步骤（S2）；

（S17）云计算系统将需备份虚拟机的镜像复制存储在备份服务器群上；云计算系统可以设定时间定时为虚拟机进行镜像的备份，进入步骤（S18）；

（S18） 备份服务器群根据复制获得的镜像启动与需备份虚拟机一样的新虚拟机，进入步骤（S2）。

（S2）云计算系统通过与新虚拟机进行通信，调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端向云计算系统传输需要备份的文件，进入步骤（S3）；备份客户端负责云计算系统里面虚拟机的文件备份，用户可以在备份客户端上选择需要备份的虚拟机里的所有文件，或者只备份指定的目录。

（S3）备份客户端备份完成后向云计算系统发出完成信号，云计算系统对接收到的备份文件进行加密处理，进入步骤（S4）。

（S4）将新虚拟机关闭并销毁。至此，虚拟机的备份完成。

Claims (8)

1.一种云计算系统中虚拟机备份方法，其特征在于，云计算系统中设置有备份服务器群，所述方法包括：

根据需备份虚拟机在备份服务器群上还原获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机；

云计算系统调用新虚拟机，将新虚拟机中需要备份的文件备份到云计算系统中；

备份完成后将新虚拟机关闭并销毁；

虚拟机上设置有具有文件备份功能的备份客户端，云计算系统通过与新虚拟机进行通信，调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端向云计算系统传输需要备份的文件，备份完成后，备份客户端向云计算系统发出完成信号；

其中，备份客户端负责云计算系统里面虚拟机的文件备份，用户在备份客户端上选择需要备份的虚拟机里的所有文件，或者只备份指定的目录；

当所述需备份虚拟机正在运行时，云计算系统为所述需备份虚拟机制作快照并存储至备份服务器群上，备份服务器群新建新虚拟机，并在新虚拟机上使用所述需备份虚拟机的快照进行还原，获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机。

2.根据权利要求1所述的云计算系统中虚拟机备份方法，其特征在于，所述云计算系统中的虚拟机由基准镜像和增量镜像组成，所述备份服务器群上存储有虚拟机的基准镜像；

当所述需备份虚拟机处于关闭状态时， 云计算系统将所述需备份虚拟机的增量镜像复制到备份服务器群上，备份服务器群根据预先备份的基准镜像和复制获得的增量镜像启动与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机。

3.根据权利要求2所述的云计算系统中虚拟机备份方法，其特征在于，云计算系统监控虚拟机的基准镜像，将每次修改后的基准镜像实时备份至备份服务器群上。

4.根据权利要求1所述的云计算系统中虚拟机备份方法，其特征在于，所述云计算系统中的虚拟机由一个镜像组成，所述云计算系统将处于关闭状态的需备份虚拟机的镜像复制存储在备份服务器群上， 备份服务器群根据复制获得的镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机。

5. 根据权利要求1至4任一项所述的云计算系统中虚拟机备份方法，其特征在于，云计算系统接收到备份文件后还对其进行加密处理。

6.一种云计算系统中虚拟机备份系统，其特征在于，

云计算系统中设置有备份服务器群，其与虚拟机连接，用于根据云计算系统中需备份虚拟机还原获得与所述需备份虚拟机一样的新虚拟机；

虚拟机上设置有具有文件备份功能的备份客户端，用于云计算系统的调用，将新虚拟机中需要备份的文件备份到云计算系统中；

其中，云计算系统通过与新虚拟机进行通信，调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端向云计算系统传输需要备份的文件；用户在备份客户端上选择需要备份的虚拟机里的所有文件，或者只备份指定的目录；

所述云计算系统中设置有用于为正在运行的需备份虚拟机制作快照的快照制作模块，备份服务器群上设置有用于存储快照的快照存储还原模块，快照存储还原模块与快照制作模块连接；当需备份虚拟机正在运行时，备份服务器群根据正在运行的需备份虚拟机的快照新建与所述正在运行的需备份虚拟机一样的新虚拟机。

7.根据权利要求6所述的云计算系统中虚拟机备份系统，其特征在于，

云计算系统中还设置有用于对通过备份客户端接收到的备份文件进行加密的加密模块；当云计算系统调用新虚拟机上的备份客户端，备份客户端将新虚拟机上需要备份的文件传输至云计算系统中后，备份服务器群将新虚拟机关闭并销毁。

8.根据权利要求6所述的云计算系统中虚拟机备份系统，其特征在于，

所述云计算系统中的虚拟机由基准镜像和增量镜像组成，备份服务器群上设置有用于存储虚拟机基准镜像的基准镜像存储模块；云计算系统中设置有用于监控虚拟机的基准镜像的监控模块，其与基准镜像存储模块连接，监控虚拟机的基准镜像的修改并将每次修改后的基准镜像实时备份至基准镜像存储模块上；所述备份服务器群上还设置有用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的增量镜像的增量镜像存储还原模块；当需备份虚拟机处于关闭状态时，备份服务器群根据预先存储的基准镜像和通过复制获得的增量镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机；

或者，所述云计算系统中的虚拟机由一个镜像组成；备份服务器群上设置有用于存储云计算系统为处于关闭状态的需备份虚拟机复制的镜像存储还原模块；当需备份虚拟机处于关闭状态时，备份服务器群根据通过复制获得的镜像启动与所述处于关闭状态的需备份虚拟机一样的新虚拟机。