CN105224391B - 一种虚拟机的在线备份方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟机的在线备份方法及系统，该方法包括：当检测到备份指令时，为虚拟机开辟缓存空间，并判断是否存在对虚拟机的虚拟磁盘的写操作；当判定存在对虚拟磁盘的写操作时，截获写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至缓存空间；备份虚拟磁盘中虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。针对在备份虚拟机的时刻恰好存在对虚拟磁盘的写操作的情况，并不需要暂停虚拟机的写操作，而是由预先开辟的缓存空间代替虚拟磁盘提供服务所需的存储空间，使得虚拟机的业务顺利进行并且也不会造成用户数据的丢失，进而提高了虚拟机的服务性能。

Description

一种虚拟机的在线备份方法及系统

技术领域

本发明涉及云计算虚拟机管理技术领域，特别是涉及一种虚拟机的在线备份方法及系统。

背景技术

当今，在云计算时代下，虚拟化无处不在，虚拟化技术可以充分利用昂贵的硬件资源，并且还可以隔离硬件体系结构和软件系统之间的依赖关系，进而改进系统的安全性能，提高计算资源的利用率。因此，虚拟机取代实体物理机已成为一个趋势，各公司和研究所对虚拟化的研究也成为一个热点。

虚拟机可以把底层的物理系统抽象出来，为客户操作系统提供一个功能上完整的虚拟计算机，虚拟机的主要备份对象包括虚拟的磁盘、内存和CPU内容，由于虚拟机所有的数据(包括操作系统、用户数据等)全部都可以打包到一个镜像文件中，所以对虚拟机的备份主要就是对虚拟机相关文件的备份。虚拟机的广泛应用使得人们对虚拟机备份的可靠性提出了更高的要求，在高可靠性服务应用中，需要一个完全相同的备份虚拟机来提供相同的服务，虚拟机备份功能可以很好的提高其在各应用中的服务性能。

在现有的技术中，对虚拟机进行快照备份时，需要暂停虚拟机的读写操作，在处理完快照备份后，才可以恢复虚拟机的读写操作，继续对外提供服务。然而，备份时的暂停读写操作会导致虚拟机的业务中断和用户数据的丢失，进而降低了虚拟机的服务性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种虚拟机的在线备份方法及系统，以解决现有技术中备份时的暂停读写操作会导致虚拟机的业务中断和用户数据的丢失，进而降低虚拟机的服务性能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种虚拟机的在线备份方法，包括：

当检测到备份指令时，为所述虚拟机开辟缓存空间，并判断是否存在对所述虚拟机的虚拟磁盘的写操作；

当判定存在对所述虚拟磁盘的写操作时，截获所述写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至所述缓存空间；

备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

上述方法中，优选的，还包括：

当判定不存在对所述虚拟磁盘的写操作时，直接备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

上述方法中，优选的，在所述备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器之后，还包括：

将所述截获的写入数据发送至所述虚拟磁盘。

上述方法中，优选的，在备份所述备份相关数据至所述预设备份服务器之后，还包括：

由所述预设备份服务器将所述备份相关数据发送至云端。

上述方法中，优选的，所述备份相关数据包括所述虚拟机的备份快照，该方法还包括：

当检测到备份指令时，创建当前时刻的所述虚拟机的备份快照。

本发明还提供了一种虚拟机的在线备份系统，包括：

缓存空间开辟单元，用于当检测到备份指令时，为所述虚拟机开辟缓存空间；

写操作判断单元，用于判断是否存在对所述虚拟机的虚拟磁盘的写操作；

截获单元，用于当判定存在对所述虚拟磁盘的写操作时，截获所述写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至所述缓存空间；

备份单元，用于备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

上述系统中，优选的，所述备份单元还用于当判定不存在对所述虚拟磁盘的写操作时，直接备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

上述系统中，优选的，还包括：

第一数据发送单元，用于所述备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器之后，将所述截获的写入数据发送至所述虚拟磁盘。

上述系统中，优选的，还包括：

第二数据发送单元，用于在备份所述备份相关数据至所述预设备份服务器之后，由所述预设备份服务器将所述备份相关数据发送至云端。

上述系统中，优选的，所述备份相关数据包括所述虚拟机的备份快照，还包括：

快照创建单元，用于当检测到备份指令时，创建当前时刻的所述虚拟机的备份快照。

以上本发明提供的一种虚拟机的在线备份方法及系统中，当检测到备份指令时，首先，为虚拟机开辟缓存空间，并判断是否存在对虚拟机的虚拟磁盘的写操作，该写操作源于虚拟机业务；然后，当判定存在对虚拟磁盘的写操作时，截获写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至开辟的缓存空间；最后，完成对虚拟磁盘中虚拟机的备份相关数据的备份。针对在备份虚拟机的时刻恰好存在对虚拟磁盘的写操作的情况，并不需要暂停虚拟机的写操作，而是由预先开辟的缓存空间代替虚拟磁盘提供服务所需的存储空间，使得虚拟机的业务顺利进行并且也不会造成用户数据的丢失，进而提高了虚拟机的服务性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种虚拟机的在线备份方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的监控进程结构图；

图3为本发明实施例提供的截获写入数据处理结构图；

图4为本发明实施例提供的一种虚拟机的在线备份系统的结构框图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种虚拟机的在线备份方法及系统，以解决现有技术中备份时的暂停读写操作会导致虚拟机的业务中断和用户数据的丢失，进而降低虚拟机的服务性能的问题。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参考图1，图1示出了本发明实施例提供的一种虚拟机的在线备份方法的流程图，该方法具体可以包括如下步骤：

步骤S100、当检测到备份指令时，为虚拟机开辟缓存空间。

实际应用中，先创建虚拟机并为虚拟机创建快照。

#virsh create centos1.xml

上述centos1.xml为虚拟机配置文件，用于配置一个虚拟机，然后为其创建快照。

本发明实施例方法的执行主体为虚拟机的在线备份系统，当该系统收到备份指令时，使用虚拟机快照处理指令为虚拟机创建当前时刻用于备份的快照(简称备份快照)。

步骤S101、判断是否存在对虚拟机的虚拟磁盘的写操作；当判定存在对虚拟磁盘的写操作时，进入步骤S102，否则，进入步骤S103。

其中，写操作源于虚拟机业务，虚拟机为外部提供的业务产生的写操作。

如图2所示，在执行备份操作时，系统会在虚拟机的监控层中自动启动一个监控进程，该监控进程在虚拟机备份期间不停的对虚拟机的读写操作进行查询。

监控进程采用多线程设计，一个线程对创建快照的虚拟机进行读写操作的不断查询和监控，一个线程负责截获对虚拟磁盘写入的数据，并将其发送到缓存中，其结构如图3所示。备份服务器通过缓存队列得到虚拟机备份期间截获的写入数据，以上操作都是基于虚拟机主机、备份服务器和共享存储互联的情况下。

步骤S102、截获写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至缓存空间。

当监控进程发现虚拟机中虚拟磁盘由有写操作时，将写入的数据截获并存放至开辟的缓存中，再由缓存将其截获的数据发传送给虚拟机的备份服务器，备份服务器将截获的写入数据暂存下来。

在备份上述备份相关数据至预设备份服务器之后，由预设备份服务器通过网络将备份相关数据发送至云端，以此减轻虚拟机主机的备份负载，消除备份时限，还使得虚拟机备份不会占用大量的磁盘资源。一旦本地磁盘或共享磁盘发生故障，不会影响存放在云存储服务器上的虚拟机备份，从而能快速恢复建立本地硬盘上面的虚拟机，还原中断的业务或用户丢失的数据，提高其性能。

步骤S103、备份虚拟磁盘中虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

在备份上述备份相关数据至预设备份服务器之后，将截获的写入数据发送至虚拟磁盘，由虚拟磁盘继续为虚拟机业务提供存储空间。之后，备份服务器给虚拟机主机发送一个命令自动关闭监控进程和回收创建的缓存空间。

实际应用中，本实施例可以采用快照备份方式进行虚拟机备份，因此，本实施例中备份相关数据包括上述创建的虚拟机的备份快照。当然，在其它实施例中，也可以采用其它形式的备份方式，本发明在此不做严格限定。备份服务器通过与虚拟机主机通信取得虚拟机的备份快照，并由备份快照查询得到对应虚拟机虚拟磁盘的路径，再根据该路径获取虚拟机镜像文件名和相关配置，得到以上信息后由备份服务器执行虚拟机快照时刻的备份。上述虚拟机镜像文件名和相关配置可以和创建的备份快照共同组成备份相关数据，由预设备份服务器发送至云端。

本发明中，预设备份服务器可以是与虚拟机的服务器相独立的服务器，这样由于使用的是通过外部备份，所以这里可以基于网络实现远程控制，也可以通过本地控制，不仅使备份更加灵活，还可以减轻了虚拟机主机的负载。

综上，当在备份虚拟机的时刻恰好存在对虚拟磁盘的写操作时，并不需要暂停虚拟机的写操作，而是由预先开辟的缓存空间代替虚拟磁盘提供服务所需的存储空间，使得虚拟机的业务顺利进行并且也不会造成用户数据的丢失，进而提高了虚拟机的服务性能。

基于上述本发明实施例提供的虚拟机的在线备份方法，本发明实施例还提供了一种虚拟机的在线备份系统，参考图4，该系统400可以包括如下内容：

缓存空间开辟单元401，用于当检测到备份指令时，为虚拟机开辟缓存空间；

写操作判断单元402，用于判断是否存在对虚拟机的虚拟磁盘的写操作；

截获单元403，用于当判定存在对虚拟磁盘的写操作时，截获写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至缓存空间；

备份单元404，用于备份虚拟磁盘中虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

本发明中，上述备份单元404还用于当判定不存在对虚拟磁盘的写操作时，直接备份虚拟磁盘中虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

本发明中，上述在线备份系统400还可以包括第一数据发送单元，用于在备份上述备份相关数据至预设备份服务器之后，将截获的写入数据发送至虚拟磁盘。

本发明中，上述在线备份系统400还可以包括第二数据发送单元，用于在备份上述备份相关数据至预设备份服务器之后，由预设备份服务器将备份相关数据发送至云端。

本发明中，备份相关数据包括虚拟机的备份快照，上述在线备份系统400还可以包括快照创建单元，用于当检测到备份指令时，创建当前时刻的虚拟机的备份快照。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对本发明所提供的一种虚拟机的在线备份方法及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟机的在线备份方法，其特征在于，包括：

当检测到备份指令时，为所述虚拟机开辟缓存空间，并判断是否存在对所述虚拟机的虚拟磁盘的写操作；

当判定存在对所述虚拟磁盘的写操作时，截获所述写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至所述缓存空间；

备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

当判定不存在对所述虚拟磁盘的写操作时，直接备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器之后，还包括：

将所述截获的写入数据发送至所述虚拟磁盘。

4.如权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，在备份所述备份相关数据至所述预设备份服务器之后，还包括：

由所述预设备份服务器将所述备份相关数据发送至云端。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述备份相关数据包括所述虚拟机的备份快照，该方法还包括：

当检测到备份指令时，创建当前时刻的所述虚拟机的备份快照。

6.一种虚拟机的在线备份系统，其特征在于，包括：

缓存空间开辟单元，用于当检测到备份指令时，为所述虚拟机开辟缓存空间；

写操作判断单元，用于判断是否存在对所述虚拟机的虚拟磁盘的写操作；

截获单元，用于当判定存在对所述虚拟磁盘的写操作时，截获所述写操作对应的写入数据，并将截获的写入数据存放至所述缓存空间；

备份单元，用于备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述备份单元还用于当判定不存在对所述虚拟磁盘的写操作时，直接备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第一数据发送单元，用于所述备份所述虚拟磁盘中所述虚拟机的备份相关数据至预设备份服务器之后，将所述截获的写入数据发送至所述虚拟磁盘。

9.如权利要求6至8任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：

第二数据发送单元，用于在备份所述备份相关数据至所述预设备份服务器之后，由所述预设备份服务器将所述备份相关数据发送至云端。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述备份相关数据包括所述虚拟机的备份快照，还包括：

快照创建单元，用于当检测到备份指令时，创建当前时刻的所述虚拟机的备份快照。