CN105022678A - 虚拟机数据备份的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种虚拟机数据备份的方法，所述方法包括：第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，所述快虚环境中包括所述第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，所述操作系统被转换为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；根据所述备份指令获取虚拟机数据；通过所述虚拟化层将所述虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。采用本方法能够方便快捷的实现对物理主机上存储的数据进行备份。此外还提供一种虚拟机数据备份装置。

Description

虚拟机数据备份的方法和装置

技术领域

本发明涉及虚拟化技术领域，特别是涉及一种虚拟机数据备份的方法和装置。

背景技术

随着网络技术的发展，虚拟化技术也得到了深入发展。如今越来越多的企业开始在工作环境中推行虚拟化技术，传统的对物理主机开启虚拟化的方法主要是在windows操作系统上直接将workstation(工作站)或virtualbox(一种开源虚拟机软件)等当作exe(executable program，可执行程序)文件来执行。利用这种传统方式开启了虚拟化之后，物理主机无法再使用物理磁盘上的数据，更无法对物理磁盘上的数据进行备份，但是在虚拟环境中对数据进行备份却是非常重要的工作。如何在虚拟环境中方便快捷的对物理主机上所存储的数据进行备份目前成为急需解决的一项技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够方便快捷的实现对物理主机上存储的数据进行备份的虚拟机数据备份方法和装置。

一种虚拟机数据备份的方法，所述方法包括：

第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，所述快虚环境中包括所述第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，所述操作系统被转换为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

根据所述备份指令获取虚拟机数据；

通过所述虚拟化层将所述虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。

在其中一个实施例中，所述虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。

在其中一个实施例中，在所述在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令的步骤之前，还包括：

获取所述第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；

根据所述第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与所述物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘；

将所述操作系统虚拟为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

所述虚拟机基于裸盘方式运行，所述虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

在其中一个实施例中，在所述根据所述备份指令获取虚拟机数据的步骤之后，还包括：

将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常；

若是，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；

否则，则将所述虚拟机数据进行增量备份。

在其中一个实施例中，所述将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常的步骤包括：

根据记录文件实时记录所述虚拟机数据；

根据虚拟机监视器对所述虚拟机数据进行监视；

根据所述记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若所述记录文件与所述监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据未发生异常，否则，则表示虚拟机数据发生异常。

一种虚拟机数据备份的装置，所述装置包括：

接收模块，用于第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，所述快虚环境中包括所述第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，所述操作系统被转换为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

获取模块，用于根据所述备份指令获取虚拟机数据；

备份模块，用于通过所述虚拟化层将所述虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。

在其中一个实施例中，所述虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。

在其中一个实施例中，所述获取模块还用于获取所述第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；

所述装置还包括：

创建模块，用于根据所述第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与所述物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘；

虚拟模块，用于将所述操作系统虚拟为所述虚拟化管理系统上的虚拟机，所述虚拟机基于裸盘方式运行，所述虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

在其中一个实施例中，所述装置还包括：识别模块，用于将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常；

所述备份模块还用于若识别到虚拟机数据发生异常，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；所述备份模块还用于若未识别到虚拟机数据发生异常，则将所述虚拟机数据进行增量备份。

在其中一个实施例中，所述识别模块包括：

记录模块，用于根据记录文件实时记录所述虚拟机数据；

监视模块，用于根据虚拟机监视器对所述虚拟机数据进行监视；

校验模块，用于根据所述记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若所述记录文件与所述监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据未发生异常，否则，则表示虚拟机数据发生异常。

上述虚拟机数据备份的方法和装置，第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，快虚环境中包括第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，该操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机；根据备份指令获取虚拟机数据；通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。由于在快虚环境中第一物理主机的操作系统为虚拟化管理系统上的虚拟机，因此虚拟机能够对第一物理主机的物理磁盘进行操作。通过虚拟化层接收到的备份指令能够直接获取到虚拟机数据，从而能够通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份，即在虚拟环境中可方便快捷的实现了对第一物理主机上的存储的数据进行备份。

附图说明

图1为一个实施例中虚拟机数据备份方法的流程图；

图2为一个实施例中虚拟机数据备份装置的结构示意图；

图3为另一个实施例中虚拟机数据备份装置的结构示意图；

图4为又一个实施例中虚拟机数据备份装置的结构示意图；

图5为一个实施例中识别模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在其中一个实施例中，如图1所示，提供了一种虚拟机数据备份的方法，以应用第一物理主机为例进行说明，该方法具体包括：

步骤102，第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，快虚环境中包括第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，该操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机。

在无需新增加物理硬件的情况下，将第一物理主机由预先运行的操作系统切换至虚拟化管理系统，预先运行的操作系统转换为虚拟化管理系统上的一台虚拟机，这里的虚拟机也称为本地虚拟机。其中虚拟机基于裸盘方式运行，虚拟化管理系统通过在虚拟磁盘上创建的文件系统进行运行，由此形成的环境就是快虚环境。快虚环境是虚拟环境中的一种。操作系统转换为虚拟机之后，对虚拟机可以进行透传操作或不透传操作。透传操作是指虚拟机对物理磁盘的操作。对虚拟机加载相应的物理磁盘，例如通过裸盘映射的方式可以使得虚拟机是以裸盘挂载的方式启动，因此虚拟机可对物理磁盘进行操作。不透传操作是指对虚拟机的快照进行增量写入操作，快照是指虚拟机在某个时间点的完整配置信息。增量写入是指在一次写入之后，以后每次只写入与前一次相比增加的或修改的数据。透传操作与不透传操作可以根据用户的选择来进行。

步骤104，根据备份指令获取虚拟机数据；

由于虚拟机可对物理磁盘进行操作，因此虚拟机数据能够以位图形式记录在第一物理主机的物理磁盘中。根据通过虚拟化层接收到的备份指令，获取虚拟机所对应的操作系统在当前虚拟机的位图，通过访问位图快速筛选出需要备份的虚拟机数据。具体的，虚拟机数据可以虚拟机实时运行中的虚拟机增量数据。虚拟机所对应的操作系统也就是需要进行备份的系统，包括但不限于windows操作系统、linux操作系统等。将需要备份的虚拟机数据发送至虚拟化层。在其中一个实施例中，虚拟机的虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。对开机状态下的虚拟机数据和关机状态下的虚拟机数据进行备份，突破了传统的虚拟机数据备份中无法对开关机状态下的虚拟机进行备份的局限，提供了一种全新的虚拟机数据备份方法。

步骤106，通过虚拟化层将虚拟机数据发送第二物理主机进行备份。

虚拟化层在接收到虚拟机数据后，将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。第二物理主机可以处在快虚环境中，也可以是独立于快虚环境之外。第二物理主机接收到虚拟机数据的信息后，生成对应的备份镜像。第二物理主机能够与外部存储设备进行数据共享。具体的，第二物理主机将备份镜像通过外部存储设备中的共享目录进行共享。

本实施例中，第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，快虚环境中包括第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，该操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机；根据备份指令获取虚拟机数据；通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。由于在快虚环境中第一物理主机的操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机，因此虚拟机能够对第一物理主机的物理磁盘进行操作。通过虚拟化层接收到的备份指令能够直接获取到虚拟机数据，从而能够通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份，即在虚拟环境中可方便快捷的实现了对第一物理主机上的存储的数据进行备份。

在一个实施例中，在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令的步骤之前，还包括：获取第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；根据第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘；将操作系统虚拟为虚拟化管理系统上的虚拟机；虚拟机基于裸盘方式运行，虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

本实施例中，第一物理主机上安装的操作系统可以是windows操作系统或linux操作系统等，通过虚拟安装工具在第一物理主机上再安装虚拟化管理系统。虚拟安装工具可以是SangforaSV(深信服公司的一种虚拟安装软件)等。安装完毕之后，重启第一物理主机，通过grub引导的方式启动已选择的虚拟化管理系统，进入虚拟化管理系统后，在虚拟化管理系统中加载操作系统，具体的，加载的可以是windows操作系统，获取第一物理主机上操作系统所占据的物理磁盘的位图。根据虚拟化管理系统创建与该物理磁盘的位图相对应的虚拟磁盘，并将虚拟磁盘进行分区，供虚拟化管理系统使用。根据用户在虚拟化管理系统中输入的虚拟机创建指令和配置参数将操作系统虚拟为虚拟化管理系统上的虚拟机，虚拟机也称为本地虚拟机。虚拟机基于裸盘方式运行，虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，由此实现了快虚环境。快虚环境中的虚拟机并不像传统的虚拟机对应虚拟磁盘进行读写操作，而是对第一物理主机的操作系统上的文件和数据进行真实的读写，也就是对第一物理主机上的物理磁盘进行真实的读写，而且能够使得第一物理主机上的操作系统以虚拟机的方式运行。

在快虚环境中，还可以继续创建虚拟机。快虚环境中的多台虚拟机彼此独立运行。快虚环境中用户无需预先将第一物理主机的操作系统迁移至虚拟化管理系统中，即可直接在虚拟化管理系统中以虚拟机的方式运行该操作系统，实现了对第一物理主机的虚拟化操作。

在一个实施例中，在根据备份指令获取虚拟机数据的步骤之后，还包括：将虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常；若是，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；否则，则将虚拟机数据进行增量备份。

本实施例中，虚拟机能够从虚拟化管理系统切换至操作系统，也就是将第一物理主机从虚拟环境中返回至操作系统下，此时需要识别虚拟机数据是否发生异常。在其中一个实施例中，将虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常的步骤包括：根据记录文件实时记录虚拟机数据；根据虚拟机监视器对虚拟机数据进行监视；根据记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，以识别虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统时虚拟机数据是否发生异常。其中，可以根据MD5(Message-Digest Algorithm 5，消息摘要算法第5版)计算哈希值的方式来生成记录文件。记录文件实时记录虚拟机数据。根据虚拟机监视器对虚拟机数据进行监视。由于实际中存在虚拟机死机、断电以及其他第三方导致的无法监视的情形，因此在监视结果中可能存在空白段落。存在空白段落也就是说存在虚拟机数据发生异常却没有被监视到的情形。

由于记录文件是实时记录虚拟机数据，因此记录文件能够完整、准确反映虚拟机数据的变化状况。根据记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若校验结果显示记录文件与监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据从虚拟化管理系统切换至操作系统时虚拟机数据未发生异常。若校验结果显示记录文件与监视到的虚拟机数据存在不同之处，即表示虚拟机数据从虚拟化管理系统切换至操作系统时虚拟机数据发生了异常。由此能够简单快速的识别虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统时虚拟机数据是否发生异常。如果识别到虚拟机数据发生异常，则对发生异常的虚拟机数据进行标识，并对发生异常的虚拟机数据进行完全备份。完全备份是指备份所有的虚拟机数据，包括发生异常的数据。如果识别到虚拟机数据未发生异常，则将虚拟机数据进行增量备份。增量备份是指在前一次备份之后只备份再次写入的虚拟机数据。本实施例中，在识别虚拟机数据发生异常后，对所有的虚拟机数据进行完全备份，由此能够对物理主机上存储的数据进行完全备份。当物理主机发生数据丢失的灾难时，只需获取到完全备份的虚拟机数据即可恢复丢失的数据，有效提高了物理主机的容灾性。在识别到虚拟机数据未发生异常后，对虚拟机数据进行增量备份，由此极大提高了备份效率。

进一步的，将虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统之后，还可以再次将虚拟机从操作系统切换回至虚拟化管理系统。

根据上述方式再次识别将虚拟机从操作系统切换回至虚拟化管理系统的过程中，虚拟机数据是否发生异常。如果识别到异常，则对虚拟机数据进行完全备份，如果未识别到异常，则对虚拟机数据进行增量备份。由此实现了虚拟机在不同系统下相互切换以及连续切换之后，仍然能够方便快捷对物理主机上存储的数据进行备份。

如图2所示，提供了一种虚拟机数据备份的装置，该装置包括：接收模块202、获取模块204和备份模块206，其中：

接收模块202，用于第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，快虚环境中包括第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机。

获取模块204，用于根据备份指令获取虚拟机数据在其中一个实施例中，虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。

备份模块206，用于通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。

本实施例中，虚拟机数据备份的装置运行在通过第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统创建的快虚环境中。由于在快虚环境中第一物理主机的操作系统被转换为虚拟化管理系统上的虚拟机，因此虚拟机能够对第一物理主机的物理磁盘进行操作。通过虚拟化层接收到的备份指令能够直接获取到虚拟机数据，从而能够通过虚拟化层将虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份，即在虚拟环境中可方便快捷的实现了对第一物理主机上的存储的数据进行备份。

在一个实施例中，获取模块204还用于获取所述第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；如图3所示，该装置还包括：创建模块208和虚拟模块210，其中：

创建模块208，用于根据第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘。

虚拟模块210，用于将操作系统虚拟为虚拟化管理系统上的虚拟机，虚拟机基于裸盘方式运行，虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

本实施例中，快虚环境中的虚拟机并不像传统的虚拟机对应虚拟磁盘进行读写操作，而是对第一物理主机的操作系统上的文件和数据进行真实的读写，也就是对第一物理主机上的物理磁盘进行真实的读写，而且能够使得第一物理主机上的操作系统以虚拟机的方式运行。

在一个实施例中，如图4所示，该装置还包括：识别模块212，用于将虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常。在其中一个实施例中，如图5所示，识别模块212包括：记录模块212a、监视模块212b和校验模块212c，其中：记录模块212a，用于根据记录文件实时记录虚拟机数据；监视模块212b，用于根据虚拟机监视器对虚拟机数据进行监视；校验模块212c，根据记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若记录文件与监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据未发生异常，若记录文件与监视到的虚拟机数据不同，则表示虚拟机数据发生异常。

备份模块206还用于若识别到虚拟机数据发生异常，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；备份模块206还用于若未识别到虚拟机数据发生异常，则将虚拟机数据进行增量备份。

本实施例中，在识别虚拟机数据发生异常后，对所有的虚拟机数据进行完全备份，由此能够对物理主机上存储的数据进行完全备份。当物理主机发生数据丢失的灾难时，只需获取到完全备份的虚拟机数据即可恢复丢失的数据，有效提高了物理主机的容灾性。在识别到虚拟机数据未发生异常后，对虚拟机数据进行增量备份，由此极大提高了备份效率。

进一步的，识别模块212还用于虚拟机从虚拟化管理系统切换至操作系统之后，还可以再次将虚拟机从操作系统切换回至虚拟化管理系统的过程中，虚拟机数据是否发生异常。如果识别到发生异常，则根据备份模块206将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份。若未识别到虚拟机数据发生异常，则根据备份模块206将虚拟机数据进行增量备份。由此实现了虚拟机在不同系统下相互切换以及连续切换之后，仍然能够方便快捷对物理主机上存储的数据进行备份。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种虚拟机数据备份的方法，所述方法包括：

第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，所述快虚环境中包括所述第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，所述操作系统被转换为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

根据所述备份指令获取虚拟机数据；

通过所述虚拟化层将所述虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令的步骤之前，还包括：

获取所述第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；

根据所述第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与所述物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘；

将所述操作系统虚拟为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

所述虚拟机基于裸盘方式运行，所述虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述备份指令获取虚拟机数据的步骤之后，还包括：

将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常；

若是，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；

否则，则将所述虚拟机数据进行增量备份。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常的步骤包括：

根据记录文件实时记录所述虚拟机数据；

根据虚拟机监视器对所述虚拟机数据进行监视；

根据所述记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若所述记录文件与所述监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据未发生异常，否则，则表示虚拟机数据发生异常。

6.一种虚拟机数据备份的装置，其特征在于，所述装置包括：

接收模块，用于第一物理主机上的虚拟机在快虚环境中通过虚拟化层接收备份指令，所述快虚环境中包括所述第一物理主机上安装的操作系统和虚拟化管理系统，所述操作系统被转换为所述虚拟化管理系统上的虚拟机；

获取模块，用于根据所述备份指令获取虚拟机数据；

备份模块，用于通过所述虚拟化层将所述虚拟机数据发送至第二物理主机进行备份。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述虚拟机数据包括开机状态下的虚拟机数据、关机状态下的虚拟机数据和基于裸盘方式运行的虚拟机数据。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取所述第一物理主机上安装的操作系统所占据的物理磁盘的位图；

所述装置还包括：

创建模块，用于根据所述第一物理主机上安装的虚拟化管理系统创建与所述物理磁盘的位图对应的虚拟磁盘；

虚拟模块，用于将所述操作系统虚拟为所述虚拟化管理系统上的虚拟机，所述虚拟机基于裸盘方式运行，所述虚拟化管理系统基于虚拟磁盘方式运行，实现快虚环境。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：识别模块，用于将虚拟机从所述虚拟化管理系统切换至所述操作系统时识别虚拟机数据是否发生异常；

所述备份模块还用于若识别到虚拟机数据发生异常，则将对发生异常的虚拟机数据进行完全备份；所述备份模块还用于若未识别到虚拟机数据发生异常，则将所述虚拟机数据进行增量备份。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述识别模块包括：

记录模块，用于根据记录文件实时记录所述虚拟机数据；

监视模块，用于根据虚拟机监视器对所述虚拟机数据进行监视；

校验模块，用于根据所述记录文件对监视到的虚拟机数据进行校验，若所述记录文件与所述监视到的虚拟机数据相同，则表示虚拟机数据未发生异常，否则，则表示虚拟机数据发生异常。