CN106445735A - VMware虚拟机的数据恢复方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供VMware虚拟机的数据恢复方法、系统，通过获取目标恢复时间点与当前时间点之间VMware虚拟机的数据变化块集合，并将相应的备份数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标恢复时间点的状态。本发明利用一种逆向思维的方式对备份数据进行恢复，达到了减少恢复数据量、恢复时间和网络带宽占用量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及数据恢复领域，特别涉及VMware虚拟机的数据恢复方法、系统。
背景技术
在虚拟化平台的数据保护领域中，由于VMware虚拟化平台在商业上的广泛应用，现已成为数据保护领域中必不可少的一部分。为了减少企业的数据保护的成本和提高保护效率，各家数据保护厂商纷纷提出了各种优化技术：增量备份(即只备份上次完全备份或增量备份之后变更的数据)、差异备份(即只备份上次完全备份后变更过的数据，和增量备份的差别是，增量备份可以基于上次的增量备份进行，但差异备份必须基于上次的完全备份)、数据重删(删除备份过程中的重复数据)、LAN-free备份(数据直接通过SAN网络将生产服务器上的数据备份到存储)、Server-free备份(数据在SAN网络内部完成，而大量数据流无需流过生产服务器)等。各种技术层出不穷，大大提高了备份效率和降低了数据保护成本。然而，仔细分析这些技术不难发现，其都是针对数据备份过程的优化，而数据保护领域不仅仅是数据备份，它还包括数据恢复。
目前针对数据恢复过程的优化鲜有人提，各家厂商针对VMware虚拟化平台数据保护中有个即时恢复的技术，这种恢复技术严格意义上不能算是数据恢复过程的优化，这种技术恢复出来的虚拟机数据依然在备份介质中，并没有把数据恢复到虚拟平台的存储上，往往依赖虚拟机迁移才能实现数据的真正恢复。总的来说，恢复效率并没有提高多少。
传统的数据恢复过程按照备份的逻辑，假如我们恢复第二次增量备份时间点，首先我们先恢复完全备份，接着恢复第一次增量数据，最后恢复第二次增量数据，这种方式以两次数据覆盖的形式完成相应时间点的数据恢复。然而，这种方式也有明显的缺点，就是无论怎么样，恢复的数据总量总是大于完全备份的数据量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供VMware虚拟机的数据恢复方法、系统，用于解决现有技术中数据恢复的数据量大、恢复的效率低等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种VMware虚拟机的数据恢复方法，应用于预先对所述VMware虚拟机的数据进行过至少一次备份的备份服务器，所述方法包括：从进行所述至少一次备份的时间点中择一作为数据恢复的目标时间点；获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合；从所述目标时间点及其之前的备份数据中，取出对应所述数据变化块集合的磁盘扇区中的数据，并写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标时间点的状态。
于本发明一实施例中，所述至少一次备份包括：完全备份、或增量备份。
于本发明一实施例中，所述完全备份、或所述增量备份分别对应有一个快照的changid值，获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合，是通过获取与所述目标时间点的数据备份相对应的changid值，并通过所述VMware虚拟机的块修改跟踪接口查询得到的。
于本发明一实施例中，将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，是通过所述VMware虚拟机的虚拟磁盘读写接口实现的。
于本发明一实施例中，所述方法还包括：在获取所述数据变化块集合之前，关闭所述VMware虚拟机。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种VMware虚拟机的数据恢复系统，应用于预先对所述VMware虚拟机的数据进行过至少一次备份的备份服务器，所述系统包括：时间选定模块，用于从执行所述至少一次备份的时间点中择一作为数据恢复的目标时间点；数据获取模块，用于获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合；用于从所述目标时间点及其之前的备份数据中，取出对应所述数据变化块集合的磁盘扇区中的数据；数据恢复模块，用于将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标时间点的状态。
于本发明一实施例中，所述至少一次备份包括：完全备份、或增量备份。
于本发明一实施例中，所述完全备份、或所述增量备份分别对应有一个快照的changid值，获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合，是通过获取与所述目标时间点的数据备份相对应的changid值，并通过所述VMware虚拟机的块修改跟踪接口查询得到的。
于本发明一实施例中，将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，是通过所述VMware虚拟机的虚拟磁盘读写接口实现的。
于本发明一实施例中，所述系统还包括：关机执行模块，用于在获取所述数据变化块集合之前，关闭所述VMware虚拟机。
如上所述，本发明的VMware虚拟机的数据恢复方法、系统，利用逆向思维实现了对VMware虚拟化平台备份数据的快速恢复，还可以使得恢复的数据总量小于完全备份的数据量，从而提高数据恢复的效率，有效降低了网络资源的占用，大大提高了业务连续性。
附图说明
图1显示为本发明一实施例的数据恢复系统架构图。
图2显示为本发明一实施例的备份服务器对VMware虚拟机的数据备份示意图。
图3显示为本发明一实施例的VMware虚拟机的数据恢复方法流程图。
图4显示为本发明一实施例的VMware虚拟机的数据恢复系统模块图。
元件标号说明
4 VMware虚拟机的数据恢复系统
401 时间选定模块
402 数据获取模块
403 数据恢复模块
S1～S3 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
请参阅图1，备份服务器预先对VMware虚拟机的数据进行了备份(如：完全备份、增量备份等)，并将备份数据存储于备份介质(如：本地存储、NFS存储等)。例如，如图2所示，备份服务器在T1时刻对VMware虚拟机做一次完全备份(记录本次changeid值为Tcid1)，T2时刻做一次增量备份(记录本次changeid值为Tcid2)，T3时刻做一次增量备份(记录本次changeid值为Tcid3)。在这种情况下，本发明提出VMware虚拟机的数据恢复方法，利用备份数据将VMware虚拟机的数据状态恢复到用户希望的时间点。
请参阅图3，所述方法主要包括以下步骤：
步骤S1：选择目标恢复时间点。不难理解的是，这里的目标恢复时间点，应当是备份服务器对VMware虚拟机预先进行备份的时间点，从而保证备份介质中有用于数据恢复的备份数据。
需要说明的是，在对VMware虚拟机进行数据恢复前，要保证VMware虚拟机处于关机状态。
步骤S2：获取VMware虚拟机在目标恢复时间点至当前时间点间的数据变化块集合。需要说明的是，该集合其实就是磁盘扇区的集合，表示磁盘的这些扇区中的数据发生了变化。
步骤S3：从备份介质中查找所述目标恢复时间点前(包括目标恢复时间点)所有的备份数据，从中取出与所述数据变化块集合相对应的磁盘扇区的数据，并写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以供覆盖所述数据变化块集合的数据，从而完成目标虚拟机的数据恢复。
特别的，本发明的目标虚拟机为VMware虚拟机，这种虚拟机提供有CBT接口(Change Block Tracking，块修改跟踪)。每次目标虚拟机的备份都会执行快照，每次执行快照都会产生一个changid值，用这个changid值通过该CBT接口就能查询目标虚拟机自上次执行快照以来哪些数据块被改动过，即得到数据变化块集合。另外，VMware虚拟机还提供有VDDK库(虚拟磁盘读写接口)，通过该VDDK库将备份介质中相应的备份数据写入目标虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖该数据变化块集合的数据，就能把备份介质中的数据直接恢复到目标虚拟机所在的生产服务器上。以下，以图2所示的数据备份情况作为示例，详细说明本发明的实现过程：
在T4时刻，假如我们想要恢复T3时刻的数据，首先拿到Tcid3，通过VMware虚拟平台的CBT接口查询到T3时刻～T4时刻之间数据变化块集合(即图中A4)；然后在备份介质中的T3时刻之前的备份数据中(即图中的B1+B2+B3)取出相应磁盘扇区的数据(记做a4)；最后通过VDDK库把数据a4写入到目标虚拟机的虚拟磁盘中，也就是令数据a4覆盖了目标虚拟机新产生的数据A4，这样目标虚拟机就恢复到了T3时刻的状态。
在T4时刻，假如我们想要恢复T2时刻的数据，与上面步骤类似，拿到Tcid2，通过VMware虚拟平台的CBT接口查询到T2时刻～T4时刻之间的数据变化块集合(即图中A3+A4)，在备份介质的T2时刻之前的备份数据中(即B1+B2)取出相应磁盘扇区的数据(记做a34)，通过VDDK库把a34写入到目标虚拟机的虚拟磁盘中，令数据a34覆盖了目标虚拟机新产生的数据A3+A4，这样目标虚拟机就恢复到了T2时刻的状态。
在T4时刻，假如我们想要恢复T1时刻的数据，与上面步骤类似，拿到Tcid1，通过VMware虚拟平台的CBT接口查询到T1时刻～T4时刻之间的数据变化块集合(即图中A2+A3+A4)，在备份介质的T1时刻之前的备份数据中(即B1)取出相应磁盘扇区的数据(记做a234)，通过VDDK库把a234写入到目标虚拟机的虚拟磁盘中，令数据a234覆盖了目标虚拟机新产生的数据A2+A3+A4，这样目标虚拟机就恢复到了T1时刻的状态。
需要说明的是，以上VMware虚拟机备份是通过备份虚拟磁盘的形式，这样我们就可以通过VDDK库直接读取磁盘相应扇区的数据。如果备份介质中的数据是以对象存储的形式存在，则需要把对象存储中的数据先转换为虚拟磁盘，再通过VDDK库读取数据。
总结上述，通过表1可以清晰地比较传统恢复方式与本发明的恢复方式的恢复数据量。传统方式在恢复数据时总是包含完全备份B1数据，一般来讲完全备份总是大于增量数据的(假如企业每7天执行完全备份，每天执行增量备份，如果每天增量备份的数据量大致相同，那么完全备份数据量至少是增量备份数据量的7倍)。本发明的恢复总是恢复增量部分的数据，特别是选择的时间点越推后，恢复的增量数据越少。可见，本发明在VMware备份数据恢复过程中，不需要先去恢复完全备份的数据量，只需要恢复变化的数据块，恢复的数据量基本上总是小于传统恢复方式的恢复数据量，提高了恢复效率。
表1
| 恢复的数据量 | 时间点T1 | 时间点T2 | 时间点T3 |
| 传统恢复方式 | B1 | B1+B2 | B1+B2+B3 |
| 本发明恢复方式 | A2+A3+A4 | A3+A4 | A4 |
用户可以通过以下方式验证本发明所提方法的有效性：
1)在目标虚拟机关机的状态下，用完全备份的方式备份目标虚拟机，即对目标虚拟机执行快照，把虚拟机的虚拟磁盘文件、配置文件复制到存储介质上，并记录changeid1。
2)打开目标虚拟机，向其中添加文件test1、test2，然后关闭。
3)对目标虚拟机执行快照，发起增量备份，并记录changeid2。
4)打开目标虚拟机，向其中添加文件test3、test4，然后关闭。
5)若用户选择恢复增量时间点的数据，则从备份数据中拿到changeid2。
6)用changeid2通过CBT接口查询到目标虚拟机数据变化块集合。
7)在存储介质中通过VDDK接口读取相应扇区的数据。
8)把上一步读取到的数据通过VDDK接口写进目标虚拟机磁盘中。
9)打开目标虚拟机，可以发现test3、test4文件已消失不见，只剩下test1、test2，说明当前目标虚拟机已恢复至指定时间点。
请参阅图4，与上述方法实施例原理相似的是，本发明提供一种VMware虚拟机的数据恢复系统4，作为一套软件实现搭载于备份服务器，这种备份服务器预先对目标虚拟机，即VMware虚拟机进行过至少一次备份(如：完全备份、增量备份等)。由于前述实施例中的技术特征可以应用于本系统实施例，因而不再重复赘述。
系统4包括：时间选定模块401、数据获取模块402、数据恢复模块403。
时间选定模块401从执行所述至少一次备份的时间点中择一作为数据恢复的目标时间点；数据获取模块402获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合，以及，从所述目标时间点及其之前的备份数据中，取出对应所述数据变化块集合的磁盘扇区中的数据；数据恢复模块403将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标时间点的状态。在一实施例中，所述系统4还包括：关机执行模块，用于在获取所述数据变化块集合之前，关闭所述VMware虚拟机。
优选的，所述目标虚拟机为VMware虚拟机，在备份时会产生一个快照的changid值。此时，获取目标时间点与当前时间点之间所述目标虚拟机的数据变化块集合，是通过获取与目标时间点的数据备份相对应的changid值，并通过所述VMware虚拟机的块修改跟踪接口查询得到的；将目标时间点前的备份数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中是通过所述VMware虚拟机的虚拟磁盘读写接口实现的。
综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种VMware虚拟机的数据恢复方法，其特征在于，应用于预先对所述VMware虚拟机的数据进行过至少一次备份的备份服务器，所述方法包括：
从进行所述至少一次备份的时间点中择一作为数据恢复的目标时间点；
获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合；
从所述目标时间点及其之前的备份数据中，取出对应所述数据变化块集合的磁盘扇区中的数据，并写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标时间点的状态。
2.根据权利要求1所述的VMware虚拟机的数据恢复方法，其特征在于，所述至少一次备份包括：完全备份、或增量备份。
3.根据权利要求2所述的VMware虚拟机的数据恢复方法，其特征在于，所述完全备份、或所述增量备份分别对应有一个快照的changid值，获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合，是通过获取与所述目标时间点的数据备份相对应的changid值，并通过所述VMware虚拟机的块修改跟踪接口查询得到的。
4.根据权利要求1所述的VMware虚拟机的数据恢复方法，其特征在于，将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，是通过所述VMware虚拟机的虚拟磁盘读写接口实现的。
5.根据权利要求1所述的VMware虚拟机的数据恢复方法，其特征在于，还包括：在获取所述数据变化块集合之前，关闭所述VMware虚拟机。
6.一种VMware虚拟机的数据恢复系统，其特征在于，应用于预先对所述VMware虚拟机的数据进行过至少一次备份的备份服务器，所述系统包括：
时间选定模块，用于从执行所述至少一次备份的时间点中择一作为数据恢复的目标时间点；
数据获取模块，用于获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合；用于从所述目标时间点及其之前的备份数据中，取出对应所述数据变化块集合的磁盘扇区中的数据；
数据恢复模块，用于将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，以覆盖所述数据变化块集合的数据，从而将所述VMware虚拟机的数据恢复到所述目标时间点的状态。
7.根据权利要求6所述的VMware虚拟机的数据恢复系统，其特征在于，所述至少一次备份包括：完全备份、或增量备份。
8.根据权利要求7所述的VMware虚拟机的数据恢复系统，其特征在于，所述完全备份、或所述增量备份分别对应有一个快照的changid值，获取所述目标时间点与当前时间点之间所述VMware虚拟机的数据变化块集合，是通过获取与所述目标时间点的数据备份相对应的changid值，并通过所述VMware虚拟机的块修改跟踪接口查询得到的。
9.根据权利要求6所述的VMware虚拟机的数据恢复系统，其特征在于，将所述磁盘扇区中的数据写入所述VMware虚拟机的虚拟磁盘中，是通过所述VMware虚拟机的虚拟磁盘读写接口实现的。
10.根据权利要求6所述的VMware虚拟机的数据恢复系统，其特征在于，还包括：关机执行模块，用于在获取所述数据变化块集合之前，关闭所述VMware虚拟机。
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