CN110928728A - 一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统，所述复制方法包括如下步骤：步骤S1，于虚拟机复制任务启动时，对原平台的源虚拟机创建临时快照；步骤S2，从所述临时快照中获取所述源虚拟机的配置信息保存至灾备节点服务器；步骤S3，根据保存的所述源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个与所述源虚拟机一致的备用虚拟机；步骤S4，根据保存的所述源虚拟机的配置信息获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机，本发明通过对源虚拟机数据的同步，复制出一个和源虚拟机完全一致的备用虚拟机，以实现虚拟机服务器的容灾，从而提高数据的安全性。

Description

一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统

技术领域

本发明涉及容灾备份技术领域，特别是涉及一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统。

背景技术

近些年，随着信息技术快速发展，各企业在信息化应用和要求方面也在逐步提高，信息覆盖面也越来越大，而信息在人们的生活工作中也显得更加的重要，故此，信息的安全问题也成为了当今计算机数据安全领域的一个重点。在现今社会中，容灾备份已经很大程度上解决了IT行业的信息安全问题，并且得到了很好的普及。

虚拟机复制是指复制出一个和源虚拟机完全一致的虚拟机，其主要目的是，当源虚拟机出现故障时可以由复制出来的备用虚拟机来替代源虚拟机提供服务，从而减少因服务器故障而停工的时间，保证其业务的连续性。虚拟机复制主要是定时同步源虚拟机的变化块，保证源虚拟机和复制出来的备用虚拟机的数据完全一致，从而保证用户的数据安全性。

在现有的虚拟机复制系统中，如何实现快速复制是最大的挑战。一个上G内存虚拟机的复制是一个非常消耗资源的操作，如果复制多份，将对父虚拟机运行的主机带来非常大的负载和网络阻塞。根据测试结果，随着复制虚拟机数量的增加，对主机系统带来的延迟将是线性增长。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统，通过对源虚拟机数据的同步，复制出一个和源虚拟机完全一致的备用虚拟机，以实现虚拟机服务器的容灾，从而提高数据的安全性。

为达上述目的，本发明提出一种基于快照的虚拟机复制方法，包括如下步骤：

步骤S1，于虚拟机复制任务启动时，对原平台的源虚拟机创建临时快照；

步骤S2，从所述临时快照中获取所述源虚拟机的配置信息保存至灾备节点服务器；

步骤S3，根据保存的所述源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个与所述源虚拟机一致的备用虚拟机；

步骤S4，根据保存的所述源虚拟机的配置信息获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机。

优选地，于步骤S2中，从步骤S1创建的临时快照中获取所述源虚拟机的配置以及磁盘的变化量信息，记录所述源虚拟机配置到所述灾备节点服务器的config文件，查询所述源虚拟机磁盘的数据偏移量记录到所述灾备节点服务器的cbt文件，并将上述文件根据任务执行的版本保存到所述灾备节点服务器本地，在最外层用一个desc文件来记录本地文件的版本信息。

优选地，于步骤S4中，根据保存的所述源虚拟机的配置信息的cbt文件获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机。

优选地，于步骤S4中，在数据传输完成之后，自动删除所述源虚拟机建立的临时快照，且在所述备用虚拟机创建快照保留。

优选地，于步骤S3之前，还包括如下步骤：

判断复制任务是否为首次执行；

若是首次执行，则进入步骤S3；否则，则跳过步骤S3直接进入步骤S4。

优选地，在启动虚拟机复制任务时启动日志服务，以对复制任务过程中的操作进行记录。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于快照的虚拟机切换方法，包括：

步骤S1，于原平台源虚拟机故障时，启动切换任务，对于复制出的目标平台的备用虚拟机，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式；

步骤S2，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换。

优选地，于步骤S2中，若切换方式为临时切换，则将所述目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，临时使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理，并于所述源虚拟机可进行回切操作时，将所述备用虚拟机回切到最新版本，并重新启动复制任务。

优选地，于步骤S2中，若切换方式为永久切换，则将所述目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，同时删除所有备用虚拟机上保存的切换点快照，一直使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于快照的虚拟机复制/切换系统，包括：

源虚拟机，于原平台创建，于启动虚拟机复制任务时创建临时快照

灾备节点服务器，用于从所述临时快照中获取源虚拟机的配置信息，根据存储的源虚拟机配置信息于目标平台创建与所述源虚拟机一致的全新备用虚拟机，并根据所述配置信息获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机，自动删除源虚拟机建立的快照，并在所述备用虚拟机创建快照保留，于所述源虚拟机故障时，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换；

备用虚拟机，与所述源虚拟机一致，由所述灾备节点服务器于目标平台创建。

与现有技术相比，本发明一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统通过对源虚拟机数据的同步，复制出一个和源虚拟机完全一致的备用虚拟机，可在源虚拟机发生故障后，能够快速地启用复制出的备用虚拟机代替源虚拟机进行业务处理，保证业务的连续性，本发明在复制过程中，只需要一个灾备节点服务器做一些简单的保存配置等操作，源虚拟机的数据是直接传输到备用虚拟机上的，不需要占用更多的物理空间去存储数据，节省了很多资源。

附图说明

图1为本发明一种基于快照的虚拟机复制方法的步骤流程图；

图2为本发明一种基于快照的虚拟机切换方法的步骤流程图；

图3为本发明一种基于快照的虚拟机复制/切换系统的系统架构图；

图4为本发明实施例的总体流程图；

图5为本发明实施例中虚拟机复制功能的具体流程图；

图6为本发明实施例中虚拟机切换功能的具体流程图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图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示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图1为本发明一种基于快照的虚拟机复制方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种基于快照的虚拟机复制方法，包括如下步骤：

步骤S101，于虚拟机复制任务启动时，对原平台的源虚拟机创建临时快照。

优选地，在启动虚拟机复制任务的时候会启动日志服务，对任务过程中的操作进行记录，以方便查看任务过程中日志信息、任务结果统计信息以及一些异常或者错误信息。

在本发明中，创建快照是为了保证数据的一致性，并且不会对原机的固有状态造成影响，基于快照实现源虚拟机的完整复制。一般先对源虚拟机做临时快照，做临时快照的目的是保证虚拟机数据的安全性和准确性，复制出的新虚拟机的一切配置和数据都是基于临时快照获取的。

步骤S102，从快照中获取源虚拟机的配置信息，产生相应的config文件、cbt文件以及desc文件保存在灾备节点服务器中。其中，所述config文件记录所述灾备节点服务器的基本配置信息，所述cbt文件用于记录变化块信息，所述desc文件用于记录本地文件的版本信息。

具体地说，要从步骤S101创建的临时快照中获取源虚拟机的配置以及磁盘的变化量等信息，记录源虚拟机配置到灾备节点服务器的config文件，查询源虚拟机磁盘的数据偏移量记录到灾备节点服务器的cbt文件，并且会把上述文件根据任务执行的版本保存到本地，在最外层用一个desc文件来记录本地文件的版本信息。

步骤S103，根据保存的源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个新的备用虚拟机。即根据所述灾备节点服务器存储的源虚拟机配置信息于目标平台创建与所述源虚拟机一致的全新备用虚拟机。

步骤S104，根据保存的源虚拟机的配置信息获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机。具体地，所述根据保存的源虚拟机的配置信息的cbt文件获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机，并在数据传输完成之后，自动删除源虚拟机建立的临时快照，且在备用虚拟机创建快照保留。

也就是说，根据本地存储的上一个版本的数据偏移量开始从源虚拟机传输数据到目标平台的备用虚拟机上。此处传输数据可以体现出本发明的一个优点是，不需要在灾备节点服务器上写入过多的数据，从而节省了很多的资源。

在数据传输完成之后，源虚拟机会删除前面创建的临时快照，目标平台的备用虚拟机则会根据需要保存版本的个数去平衡创建一个快照，该快照记录了此次数据传输完成之后的备用虚拟机状态，以便用于之后的虚拟机切换功能，至此，一次虚拟机复制任务运行完成。

优选地，于步骤S103之前，还包括如下步骤：

判断复制任务是否为首次执行；

若是首次执行，则进入步骤S103，根据保存的源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个新的备用虚拟机；否则，则跳过步骤S103直接进入步骤S104，直接根据所述cbt文件获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到备用虚拟机，并数据传输完成之后，自动删除源虚拟机建立的快照，且在备用虚拟机创建快照保留。

图2为本发明一种基于快照的虚拟机切换方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种基于快照的虚拟机切换方法，包括：

步骤S201，于原平台源虚拟机故障时，启动切换任务，对于复制出的目标平台的备用虚拟机，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式。

在本发明中，在上述虚拟复制过程中，保留了一些备用虚拟机的一些快照，通过这些快照可以实现在源虚拟机出现宕机等问题时，可以快速的在目标平台把备用虚拟机切换到使业务继续执行的状态。

如果新虚拟机存在多次复制后产生的快照，则可以在虚拟机上切换到指定的快照。快照的切换分为临时切换和永久切换，当进行临时切换时，可以随时回切到当前虚拟机状态，执行快照永久切换后，将不能执行回切操作。

步骤S202，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换。

具体地，步骤S202进一步包括：

若切换方式为临时切换，则将目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，临时使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理；若出现了源虚拟机可以进行回切操作的情况，则将备用虚拟机回切到最新版本，并重新启动复制任务；

若切换方式为永久切换，则将目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，同时删除所有备用虚拟机上保存的切换点快照，即一直使用备用虚拟机继续相关的业务处理，执行完永久切换之后则不能执行回切操作，也就意味着对应的虚拟机复制任务不能再次启动。

图3为本发明一种基于快照的虚拟机复制/切换系统的系统架构图。如图3所示，本发明一种基于快照的虚拟机复制/切换系统，包括：

源虚拟机301，于原平台创建，于启动虚拟机复制任务时创建临时快照。

在启动虚拟机复制任务的时候还会启动日志服务，对任务过程中的操作进行记录，以方便查看任务过程中日志信息、任务结果统计信息以及一些异常或者错误信息。

在本发明中，创建快照是为了保证数据的一致性，并且不会对原机的固有状态造成影响，基于快照实现源虚拟机的完整复制。一般先对源虚拟机做临时快照，做临时快照的目的是保证虚拟机数据的安全性和准确性，复制出的新虚拟机的一切配置和数据都是基于临时快照获取的。

灾备节点服务器302，用于从所述临时快照中获取源虚拟机的配置信息，产生相应的config文件、cbt文件以及desc文件保存，根据存储的源虚拟机配置信息于目标平台创建与所述源虚拟机一致的全新备用虚拟机，并根据所述cbt文件获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到备用虚拟机，于数据传输完成之后，自动删除源虚拟机建立的快照，并在备用虚拟机创建快照保留。

在本发明中，所述config文件记录所述灾备节点服务器的基本配置信息，所述cbt文件用于记录变化块信息，所述desc文件用于记录本地文件的版本信息。

具体地说，灾备节点服务器302要从创建的临时快照中获取源虚拟机的配置以及磁盘的变化量等信息，记录源虚拟机配置到灾备节点服务器的config文件，查询源虚拟机磁盘的数据偏移量记录到灾备节点服务器的cbt文件，并且会把上述文件根据任务执行的版本保存到本地，在最外层用一个desc文件来记录本地文件的版本信息。

于复制过程中，灾备节点服务器302根据本地存储的上一个版本的数据偏移量开始从源虚拟机传输数据到目标平台的备用虚拟机上。此处传输数据可以体现出本发明的一个优点是，不需要在灾备节点服务器上写入过多的数据，从而节省了很多的资源。

在数据传输完成之后，源虚拟机会删除前面创建的临时快照，目标平台的备用虚拟机则会根据需要保存版本的个数平衡创建一个快照，该快照记录了此次数据传输完成之后的备用虚拟机状态，以便用于之后的虚拟机切换功能，至此，一次虚拟机复制任务运行完成。

备用虚拟机303，与源虚拟机301一致，由所述灾备节点服务器302于目标平台创建。

优选地，灾备节点服务器302还会判断当前复制任务是否为首次执行，若是首次执行，则根据保存的源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个新的备用虚拟机；否则，跳过创建备用虚拟机步骤，直接根据所述cbt文件获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到备用虚拟机。

优选地，在原平台源虚拟机故障时，灾备节点服务器302则启动切换任务，对于复制出的目标平台的备用虚拟机，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式，并根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换。

具体地，若切换方式为临时切换，则将目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，临时使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理；若出现了源虚拟机可以进行回切操作的情况，则将备用虚拟机回切到最新版本，并重新启动复制任务；若切换方式为永久切换，则将目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，同时删除所有备用虚拟机上保存的切换点快照，即一直使用备用虚拟机继续相关的业务处理，执行完永久切换之后则不能执行回切操作，也就意味着对应的虚拟机复制任务不能再次启动。

实施例

图4为本发明实施例的总体流程图。其包括虚拟机复制和虚拟机切换两个功能。其总体流程如下：

步骤4.1，复制原平台源虚拟机的数据到目标平台的备用虚拟机上，保留指定个数的版本；

步骤4.2，于原平台源虚拟机故障时，选择备用虚拟机的切换时间点和切换方式；

步骤4.3，若为永久切换，则停止复制任务，目标平台的虚拟机选择适当的版本进行切换，一直使用备用虚拟机继续相关的业务处理，不再进行回切操作；

步骤4.4，若为临时切换，则临时将目标平台的虚拟机选择适当的版本进行切换，临时使用备用虚拟机继续相关的业务处理；

步骤4.5，当原平台的源虚拟机出现了恢复等一些可以进行回切操作的情况，先把备用虚拟机恢复到保存的最新时间点对应的快照上，然后把对应的复制任务再次运行起来。

图5为本发明实施例中虚拟机复制功能的具体流程图，虚拟机复制过程如下：

步骤5.1，启动一次虚拟机复制任务；在启动虚拟机复制任务的时候会启动日志服务，对任务过程中的操作进行记录，方便查看一些异常或者错误信息。一般先对源虚拟机做临时快照，做临时快照的目的是保证虚拟机数据的安全性和准确性，复制出的新虚拟机的一切配置和数据都是基于临时快照获取的。

步骤5.2，对源虚拟机做临时快照；

步骤5.3，从创建的临时快照中获取虚拟机的配置以及磁盘的变化量等信息，记录虚拟机配置到灾备节点服务器的config文件，查询虚拟机磁盘的数据偏移量记录到灾备节点服务器的cbt文件，并且会把上述文件根据任务执行的版本保存到本地，在最外层用一个desc文件来记录本地文件的版本信息。

步骤5.4，判断复制任务是否为首次执行，如果是首次执行，则会进入步骤5.5，根据保存的源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个新的备用虚拟机；否则，则跳过步骤5.5的创建备用虚拟机步骤，进入步骤5.6；

步骤5.5，根据保存的源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个新的备用虚拟机；

步骤5.6，灾备节点服务器会根据本地存储的上一个版本的数据偏移量开始从源虚拟机传输数据到目标平台的备用虚拟机上。此处传输数据可以体现出本发明的一个优点是，不需要在灾备节点服务器上写入过多的数据，从而节省了很多的资源。

步骤5.7，在数据传输完成之后，源虚拟机会删除前面创建的临时快照；目标平台的备用虚拟机会根据需要保存版本的个数去平衡创建一个快照，此快照记录了此次数据传输完成之后的虚拟机状态，用于之后的虚拟机切换功能。至此，一次虚拟机复制任务运行完成。

图6为本发明实施例中虚拟机切换功能的具体流程图，该虚拟机切换过程如下：

首先，在复制出的新的备用虚拟机上，选择想要切换的时间点及切换方式。

然后，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换。

其中，切换方式分为以下两种：

1、临时切换，会将目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的那个快照的状态。此时如果出现源虚拟机恢复了等一些情况可以进行回切操作，先把备用虚拟机恢复到保存的最新时间点对应的快照上，然后把对应的复制任务再次运行起来。

2、永久切换，会将目标平台的备用虚拟机恢复到时间点所对应的那个快照的状态，同时删除所有备用虚拟机上保存的切换点快照。执行完永久切换之后就不能执行回切操作了，也就意味着对应的虚拟机复制任务不能再次运行起来了。

综上所述，本发明一种基于快照的虚拟机复制、切换方法及系统通过对源虚拟机数据的同步，复制出一个和源虚拟机完全一致的备用虚拟机，可在源虚拟机发生故障后，能够快速地启用复制出的备用虚拟机代替源虚拟机进行业务处理，保证业务的连续性，本发明在复制过程中，只需要一个灾备节点服务器做一些简单的保存配置等操作，源虚拟机的数据是直接传输到备用虚拟机上的，不需要占用更多的物理空间去存储数据，节省了很多资源。

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。任何本领域技术人员均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与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种基于快照的虚拟机复制方法，包括如下步骤：

步骤S1，于虚拟机复制任务启动时，对原平台的源虚拟机创建临时快照；

步骤S2，从所述临时快照中获取所述源虚拟机的配置信息保存至灾备节点服务器；

步骤S3，根据保存的所述源虚拟机配置信息在目标平台上创建一个与所述源虚拟机一致的备用虚拟机；

步骤S4，根据保存的所述源虚拟机的配置信息获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机。

2.如权利要求1所述的一种基于快照的虚拟机复制方法，其特征在于：于步骤S2中，从步骤S1创建的临时快照中获取所述源虚拟机的配置以及磁盘的变化量信息，记录所述源虚拟机配置到所述灾备节点服务器的config文件，查询所述源虚拟机磁盘的数据偏移量记录到所述灾备节点服务器的cbt文件，并将上述文件根据任务执行的版本保存到所述灾备节点服务器本地，在最外层用desc文件来记录本地文件的版本信息。

3.如权利要求2所述的一种基于快照的虚拟机复制方法，其特征在于：于步骤S4中，根据保存的所述源虚拟机的配置信息的cbt文件获取所述源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机。

4.如权利要求3所述的一种基于快照的虚拟机复制方法，其特征在于：于步骤S4中，在数据传输完成之后，自动删除所述源虚拟机建立的临时快照，且在所述备用虚拟机创建快照保留。

5.如权利要求4所述的一种基于快照的虚拟机复制方法，其特征在于：于步骤S3之前，还包括如下步骤：

判断复制任务是否为首次执行；

若是首次执行，则进入步骤S3；否则，则跳过步骤S3直接进入步骤S4。

6.如权利要求1所述的一种基于快照的虚拟机复制方法，其特征在于：在启动虚拟机复制任务时启动日志服务，以对复制任务过程中的操作进行记录。

7.一种基于快照的虚拟机切换方法，包括：

步骤S1，于原平台源虚拟机故障时，启动切换任务，对于复制出的目标平台的备用虚拟机，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式；

步骤S2，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换。

8.如权利要求7所述的一种基于快照的虚拟机切换方法，其特征在于：于步骤S2中，若切换方式为临时切换，则将所述目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，临时使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理，并于所述源虚拟机可进行回切操作时，将所述备用虚拟机回切到最新版本，并重新启动复制任务。

9.如权利要求7所述的一种基于快照的虚拟机切换方法，其特征在于：

若切换方式为永久切换，则将所述目标平台的备用虚拟机恢复到所选时间点对应的快照的状态，同时删除所有备用虚拟机上保存的切换点快照，一直使用所述备用虚拟机继续相关的业务处理。

10.一种基于快照的虚拟机复制/切换系统，包括：

源虚拟机，于原平台创建，于启动虚拟机复制任务时创建临时快照

灾备节点服务器，用于从所述临时快照中获取源虚拟机的配置信息，根据存储的源虚拟机配置信息于目标平台创建与所述源虚拟机一致的全新备用虚拟机，并根据所述配置信息获取源虚拟机的变化块通过网络进行数据复制到所述备用虚拟机，自动删除源虚拟机建立的快照，并在所述备用虚拟机创建快照保留，于所述源虚拟机故障时，选择所述备用虚拟机的切换时间点以及切换方式，根据选择的切换时间点及切换方式，令所述备用虚拟机选择对应的版本进行进行切换；

备用虚拟机，与所述源虚拟机一致，由所述灾备节点服务器于目标平台创建。

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