CN104035837A - 一种在线备份同/异构UNIX/Linux主机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在线备份同/异构UNIX/Linux主机的方法，结合使用网络共享（NFS）和UNIX/Linux主机的文件系统快照功能，通过在被备份的Unix/linux主机上挂载网络共享空间，通过在共享空间上创建文件系统快照，并将文件系统备份到网络共享的存储空间上，达到备份文件系统和操作系统的目的。

Description

一种在线备份同/异构UNIX/Linux主机的方法

技术领域

本发明涉及涉及结合使用网络共享（NFS）和UNIX/Linux主机的文件系统快照功能, 具体地说是一种在线备份同/异构UNIX/Linux主机的方法；实现UNIX/Linux系统在正常运行的情况下的在线备份文件系统，包括根文件系统，并实现备份的非本机存放，对于UNIX系统和Linux系统具有通用性。

背景技术

传统的UNIX/Linux服务器具有很高的高可用性，特别是运行Unix操作系统的小型机，其可用性可以达到99.9999%。配合强大的处理能力，使得UNIX/Linux主机成为了企业、电信、金融等行业运行实时交易、营帐、大型数据库等核心应用的很好的选择。

对于这些运行核心应用的主机，可维护性上一般具有如下两点：

1、应用服务的高可用性要求也反映在对主机本身操作系统的可用性上，要求主机本身的操作系统不能轻易宕机，且一旦宕机能够迅速通过备份进行恢复；

2、应用服务的高可用性要求主机应该尽量不停机以保证可用性时间的要求，而操作系统在运行过程中不断读写会导致备份的文件系统前后不一致而导致备份失败。

对于运行中的Unix/Linux主机操作系统的备份，一般通过引入文件系统快照的方式来做系统的备份，一般的做法为通过在一个文件系统上创建快照到另外一个文件系统上，然后将做快照的文件系统通过转储文件系统或者其他方式备份到磁带或者文件中。引入快照后的备份方式仍然存在以下问题：

1、对于系统盘只做了一个分区/文件系统的情况，因为没有另外的分区/文件系统，则无法存放快照，造成系统无法备份。引入外部存储可以解决这个问题，但是增加了备份操作的复杂性。

2、传统的UNIX系统备份是备份到磁带机上的，使用磁带机做备份，磁带机本身的读写速度是瓶颈，延长了备份时间，而备份时间越长，快照产生的临时文件就会越大，一旦快照临时文件超出所在文件系统所能提供的最大空间将导致备份失败。

3、使用快照的方式备份的文件中，可能导致系统备份拷贝存放的碎片化，增加了管理的难度，而如果备份完再集中的话就增加了备份和还原操纵的复杂性。

发明内容

本发明的目的是通过在被备份的Unix/linux主机上挂载网络共享空间，通过在共享空间上创建文件系统快照（也可以把文件系统的快照建在本机磁盘空间上，而将备份放在共享空间上），并将文件系统备份到网络共享的存储空间上，达到备份文件系统和操作系统的目的。

发明内容如下：

1）、备份Unix/Linux主机

第一步，在备份服务器上设置网络共享；

第二步，在被备份的主机上挂载网络共享存储空间；

第三步，在被备份的主机上对要做备份的文件系统（比如说操作系统的根文件系统）做快照；

第四步，将需要备份的文件系统备份到网络共享的空间中；

第五步，备份文件分区表到网络共享的存储空间中；

2）、Unix/Linux主机操作系统的还原

第一步，使用LiveCD引导启动需要还原的主机（假设操作系统已损坏，无法启动）；

第二步，在启动的操作系统下配置网络；

第三步，创建一个临时的挂载点，挂载网络共享的存储空间；

第四步，使用网络共享中保存的分区表信息对主机的硬盘进行分区，创建正确格式的文件系统；

第五步，挂载相应的硬盘分区，将文件系统的备份还原到相应的硬盘分区上。如果文件系统备份是操作系统的备份还需要进行以下两步；

第六步，在硬盘上安装引导程序，使得硬盘可以启动；

第七步，验证操作系统启动正常。

本发明的有益效果是：

本发明通过在要备份的主机上引入网络共享的方式来为文件系统快照的创建和文件系统备份拷贝的存放提供了另外的存放选择，从而解决了

1、主机上只有单个硬盘（或者多块硬盘组成的一个阵列或者镜像）上只有一个文件系统时的文件系统备份问题，解决方法为：将文件系统快照创建在网络共享的存储空间上。这种文件系统快照的创建方式对有多个文件系统的情况保持通用；

2、文件快照的临时文件过大导致备份失败。由网络共享存储可以提供比要备份的文件系统大的多的存储空间，即使快照临时文件的大小达到最大值及整个文件系统的大小也不会导致文件系统被写满；

3、备份速度问题。备份的速度不再受限于物理的磁带机的写入速度，恢复速度不再受限于磁带机的读取速度。在采用千兆网络的情况下，理论上备份和还原速度可以高达125MB/s，缩短了备份和还原所需要的时间；

4、备份拷贝的集中存放问题。通过将文件系统备份到网络共享存储上，可以在一台备份服务器上集中管理多台服务器的备份拷贝，避免了多台服务器的多个文件系统备份存放在不同位置的备份拷贝的碎片化的问题；

5、备份方式的兼容性问题。网络共享提供的存储空间拓展了传统备份方式的选择性，但仍然与传统的备份方式保持兼容，即文件系统快照可以选择放在服务器本地磁盘空间或者放在网络共享存储上，文件系统的备份可以选择放在本地的磁带机/磁盘空间中或者放在网络共享存储上；

6、备份的复杂性问题。传统的使用第三方备份软件的备份方式，备份出来的数据经过的备份软件的转换，不是直接可用的，需要借助备份软件才能打开、还原。本发明的备份方式所备份的数据能够直接使用操作系统自带的工具打开和还原；

7、备份拷贝的集中管理问题。可以使用程序提供手动\自动文件系统备份，并将文件系统备份与被备份的主机信息（包括但不限于主机名、IP、Hostid、硬盘序列号、MAC地址等）进行关联，从而实现备份拷贝的集中管理。

附图说明

附图1为备份过程示意图；

附图2为还原过程示意图；

附图3是由Unix/Linux主机提供网络共享示意图；

附图4是由NAS存储设备提供网络共享。

具体实施方式

网络环境

根据网络共享存储空间是由Unix/Linux主机提供的还是NAS存储设备提供的，有两种网络拓扑结构：

1 由Unix/Linux主机提供网络共享;

2 由NAS存储设备提供网络共享;

b)物理结构

网络架构内的设备共分为3部分：备份服务器或者NAS存储设备、被备份的Unix/Linux主机和连接二者的网络设备。

备份服务器可以是安装任意版本的Unix或Linux的任意架构的物理主机或者虚拟机，但是需要安装NFS或CIFS等网络共享软件来为被备份的主机提供共享的空间。

被备份的Unix/Linux主机可以是支持文件系统快照且的任意版本的Unix/Linux主机。

c)操作步骤

1、在UNIX/Linux主机下结合使用快照技术和网络共享技术（包括但是不限于NFS、SMB/CIFS等）对操作系统及文件系统内的数据进行在线备份。

2、文件系统快照可以放在本地硬盘或者放在网络共享存储上。

3、文件系统的备份拷贝可以放在网络共享存储上，或者直接备份到本机磁带上。

4、通过光盘（LiveCD）引导系统损坏的服务器到救援模式，并配置网络，准备恢复环境。

5、通过挂载网络共享的方式，获取操作系统的备份，并恢复，最后安装引导程序，完成备份。

6、相同操作系统和操作系统版本或者跨系统、跨版本的系统备份和恢复：可以使用相同或者跨操作系统的备份服务器（Linux保存Unix服务器的系统备份，或者反之）来保存系统备份；可以使用相同或者跨版本的系统LiveCD进行服务器操作系统的恢复。

7、备份主机和被备份的主机可以是相同或者不同的硬件平台架构，还可以是虚拟机。

8、硬盘分区表的备份和恢复，保证恢复后的硬盘布局与初始硬盘的布局保持一致。

9、重新安装引导程序，实现恢复后的服务器操作系统是能够自行引导的。

10、通过引入网络共享来解决单个文件系统占据了整个硬盘导致无法存放文件系统的快照的问题。

11、使用一台备份服务器对一台（Peer to Peer模式）或者多台（Client/Server模式）服务器进行备份。

12、可以使用程序集中管理：a,备份的拷贝；b，备份的拷贝与被备份的服务器之前的对应关系。

13、网络存储空间除了由Unix\Linux服务器提供外，还可以由专用的存储设备来提供。

实际例子

系统环境：备份服务器：Linux发行版CentOS 6.0

被备份的Unix/Linux服务器：Solaris 10 x86 U8

LiveCD：Solaris 11 x86 LiveCD

本实例使用了一台安装Linux的服务器作备份服务器，被备份的服务器安装的是Sloaris操作系统，整个硬盘只有一个分区/文件系统，完成备份后，手工破坏掉原来的操作系统，然后用Solaris 11的Live CD启动后重建硬盘分区，然后还原文件系统，安装引导程序，最终验证操作系统还原成功。

1 备份过程

在备份服务器上设置NFS共享：

在/etc/exports文件中添加所需要共享的目录及参数，比如说/backup目录

让共享目录生效， (重新)启动nfs服务

在要备份的服务器上挂载共享目录

创建要备份的文件系统的备份到网络共享的空间中

备份根文件系统

删除文件系统快照

将文件分区表备份到网络共享的存储空间中，这里生成了一个文件disk.vtoc来存放磁盘分区布局

完成文件系统备份

2 还原过程

用Solaris 11 x86 LiveCD启动主机，并选择带ssh的启动项

查看本机硬盘

破坏本地硬盘的数据，模拟系统损坏，验证数据已破坏，注意分区表破坏后，只有一个代表整个硬盘的分区c0t0d0s2

验证系统无法正常启动

挂载备份服务器的网络共享

使用备份的分区表信息重新分区磁盘

重新创建文件系统并挂载

将备份的文件系统恢复到新建的文件系统内

在恢复的主机磁盘上安装开机引导程序

验证已经恢复的主机启动正常，完成还原过程。

Claims (1)

1.一种在线备份同/异构UNIX/Linux主机的方法，其特征在于

1）、备份Unix/Linux主机

第一步，在备份服务器上设置网络共享；

第二步，在被备份的主机上挂载网络共享存储空间；

第三步，在被备份的主机上对要做备份的文件系统（比如说操作系统的根文件系统）做快照；

第四步，将需要备份的文件系统备份到网络共享的空间中；

第五步，备份文件分区表到网络共享的存储空间中；

2）、Unix/Linux主机操作系统的还原

第一步，使用LiveCD引导启动需要还原的主机（假设操作系统已损坏，无法启动）；

第二步，在启动的操作系统下配置网络；

第三步，创建一个临时的挂载点，挂载网络共享的存储空间；

第四步，使用网络共享中保存的分区表信息对主机的硬盘进行分区，创建正确格式的文件系统；

第五步，挂载相应的硬盘分区，将文件系统的备份还原到相应的硬盘分区上;如果文件系统备份是操作系统的备份还需要进行以下两步；

第六步，在硬盘上安装引导程序，使得硬盘可以启动；

第七步，验证操作系统启动正常。