CN111163126A - 一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法 - Google Patents

一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，步骤包括：将rbd块存储对象信息作为元数据基础版本；将rbd块存储对象进行分片生成数据块；判断数据块是否是稀疏块；计算稀疏块和数据块的校验码，相同校验码的数据块标志为稀疏块；将数据块的ID序号记录到本地数据库的元数据基础版本中；进行二次备份后得到稀疏块和数据块，对二次备份数据块与第一次备份的数据块进行比较，若两者的校验码相同，则将数据块标志为重复块后进行过滤；若不相同，则将数据块存放至异地数据后端；数据恢复：获取元数据更新版本的数据块，并写入rbd块存储对象。本发明实现数据全量备份和增量备份，在发生存储系统损坏情况下，通过导入备份数据，完成数据修复工作。

Description

一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法
技术领域
本发明涉及Ceph分布式存储技术领域，特别涉及一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法。
背景技术
当今社会，数据信息发展迅速，每天产生海量的数据，需要日益增大的计算机网络，同时也要求网络能可靠、高速、稳定的运行。对于CEPH分布式存储系统，虽然其本身基于副本或者纠删码的策略，以及大的集群通过修改CRUSH规则，可以提升其数据的安全性；但是，在同一数据中心，还是无法避免地震、火灾、光纤中断等自然灾难和人为事故的影响。一旦这台服务器因为外部或内部的因素影响出现了宕机的故障，所提供的服务也会随之中断，影响正常工作，并可能影响关键性数据，造成损失巨大。
为了避免上述提到的服务器宕机造成的损失，CEPH的备份工作也是至关重要的一环。而对于CEPH分布式存储来说，大量的数据对备份一个很沉重的任务。所以快速，高效实现备份和恢复是技术的关键。
现有的Ceph分布式异地备份方式，一般工作流程为：在本端的ceph上，写入数据，将数据写入块存储日记以及写入块存储；在对端的ceph上，rbd-mirror同步块存储日志并将数据写入对端块存储。该现有技术存在的缺点包括：同一份数据需要客户端要写两次，IO写入路径过长；rbd-mirror对ceph的性能损耗太大；备份过程不可控，增加运维的难度；rbd块存储数据文件或者快照文件非压缩数据，需要消耗传输资源；大量的rbd块存储快照文件难以管理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，可以实现数据全量备份和增量备份，并且在发生存储系统损坏的极端情况下，可以通过导入备份数据，完成数据修复工作。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，包括以下步骤：
S1、对rbd块存储对象创建一个以auto+时序命名的快照，用于记录rbd数据块的ID序号，其中，每一个rbd数据块均具有唯一的ID序号；在元数据库中添加rbd块存储对象信息，rbd块存储对象信息具有唯一版本号，将第一次元数据库记录的rbd块存储对象信息作为元数据基础版本，此后的每一次记录作为元数据更新版本；
S2、将rbd块存储对象进行分片生成数据块，以auto+时序快照的最后数据位进行数据块校验，并输出数据块的偏移标志记录列表；
S3、根据偏移标志记录列表，判断数据块是否是稀疏块，具体为：如果数据块偏移位是0和偏移长度是0，或者块不存在，则标志为稀疏块；如果数据块偏移位非0、偏移长度非0以及块存在的，则标志为数据块；
S4、计算稀疏块和数据块的校验码，并对两者的校验码进行对比，判断校验码是否相同，如果存在相同校验码的数据块，则此数据块标志为稀疏块；
S5、过滤稀疏块，并将数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端；将数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中；将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中，元数据基础版本标注稀疏块的区别信息；
第一次数据备份完成。
进一步地，所述步骤S5后还包括步骤S6、进行第二次数据备份，重复步骤S1-S4后得到二次备份的稀疏块和数据块，对二次备份数据块进行去重校验，具体为：根据二次备份数据块的校验码，对二次备份数据块与第一次备份的数据块进行比较，若两者的校验码相同，则将此二次备份数据块标志为重复块后进行过滤；若不相同，则将二次备份数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端，并将二次备份数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中；过滤稀疏块，并将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中，元数据更新版本标注稀疏块的区别信息。
进一步地，所述步骤S6后还包括步骤S7、数据恢复：获取本地数据库的元数据更新版本，根据元数据更新版本的ID序号信息对应地向异地数据后端获取数据块信息；其中，如果稀疏块，则过滤稀疏块，并不写入rbd块存储对象；如果是数据块，则通过校验码获取异地数据后端的数据块，并按顺序写入rbd块存储对象。
进一步地，所述步骤S2的偏移标志记录列表，第一次的偏移标志记录列表为rbd块存储对象的全量数据块记录，此后每一次更新的偏移标志记录列表为已经进行数据偏移量以及偏移长度更新后的数据块记录。
采用上述技术方案后，本发明至少具有如下有益效果：本发明实现了rbd数据压缩去重，减少备份操作成本；实现了rbd对象备份多版本管理；实现了rbd对象快速恢复。
附图说明
图1为本发明一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法步骤流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。
实施例1
本实施例公开了一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，对数据进行两次备份，在需要数据恢复时进行数据恢复。一般原rbd对象出现异常，或者丢失等情况，需要恢复rbd对象。
如图1所示，本发明提供一种一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，步骤包括：
S11、对rbd块存储对象创建一个以auto+时序命名的快照，用于记录rbd数据块的ID序号，其中，每一个rbd数据块均具有唯一的ID序号；在元数据库中添加rbd块存储对象信息，rbd块存储对象信息具有唯一版本号，将第一次元数据库记录的rbd块存储对象信息作为元数据基础版本，此后的每一次记录作为元数据更新版本；
S12、将rbd块存储对象进行分片生成数据块，其中将rbd块存储对象划分为若干4M大小的分片，以auto+时序快照的最后数据位进行数据块校验，即每个数据块按序号顺序进行排列标志，并输出数据块的偏移标志记录列表；第一次的偏移标志记录列表为rbd块存储对象的全量数据块记录，此后，每一次的偏移标志记录列表都需要记录那些已经进行过变化的数据块，例如数据块的数据偏移量以及偏移长度，即每一次更新的偏移标志记录列表为已经进行数据偏移量以及偏移长度更新后的数据块记录；
S13、根据偏移标志记录列表，判断数据块是否是稀疏块，具体为：如果数据块偏移位是0和偏移长度是0，或者块不存在，则标志为稀疏块；如果数据块偏移位非0、偏移长度非0以及块存在的，则标志为数据块；
S14、计算稀疏块和数据块的校验码，并对两者的校验码进行对比，判断校验码是否相同，如果存在相同校验码的数据块，则此数据块标志为稀疏块；
S15、过滤稀疏块，并将数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端；将数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中；将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中，元数据基础版本标注稀疏块的区别信息；
第一次数据备份完成；
S16、进行第二次数据备份，重复步骤S11-S14后得到的二次备份的稀疏块和数据块，对二次备份数据块进行去重校验，具体为：根据二次备份数据块的校验码，对二次备份数据块与第一次备份的数据块进行比较，若两者的校验码相同，则将此二次备份数据块标志为重复块后进行过滤；若不相同，则将二次备份数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端，并将二次备份数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中；过滤稀疏块，并将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中，元数据更新版本标注稀疏块的区别信息；第二次数据备份完成；
S17、在需要数据进行恢复的情况下，进行数据恢复：获取本地数据库的元数据更新版本，根据元数据更新版本的ID序号信息对应地向异地数据后端获取数据块信息；其中，如果稀疏块，则过滤稀疏块，并不写入rbd块存储对象；如果是数据块，则通过校验码获取异地数据后端的数据块，并按顺序写入rbd块存储对象。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解的是，在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种等效的变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同范围限定。

Claims (4)

1.一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对rbd块存储对象创建一个以auto+时序命名的快照，用于记录rbd数据块的ID序号，其中，每一个rbd数据块均具有唯一的ID序号；在元数据库中添加rbd块存储对象信息，rbd块存储对象信息具有唯一版本号，将第一次元数据库记录的rbd块存储对象信息作为元数据基础版本，此后的每一次记录作为元数据更新版本；
S2、将rbd块存储对象进行分片生成数据块，以auto+时序快照的最后数据位进行数据块校验，并输出数据块的偏移标志记录列表；
S3、根据偏移标志记录列表，判断数据块是否是稀疏块，具体为：如果数据块偏移位是0和偏移长度是0，或者块不存在，则标志为稀疏块；如果数据块偏移位非0、偏移长度非0以及块存在的，则标志为数据块；
S4、计算稀疏块和数据块的校验码，并对两者的校验码进行对比，判断校验码是否相同，如果存在相同校验码的数据块，则此数据块标志为稀疏块；
S5、过滤稀疏块，并将数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端；将数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中；将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据基础版本中，元数据基础版本标注稀疏块的区别信息；
第一次数据备份完成。
2.根据权利要求1所述的一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，其特征在于，所述步骤S5后还包括步骤S6、进行第二次数据备份，重复步骤S1-S4后得到二次备份的稀疏块和数据块，对二次备份数据块进行去重校验，具体为：根据二次备份数据块的校验码，对二次备份数据块与第一次备份的数据块进行比较，若两者的校验码相同，则将此二次备份数据块标志为重复块后进行过滤；若不相同，则将二次备份数据块以校验码标识为名存放至异地数据后端，并将二次备份数据块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中；过滤稀疏块，并将稀疏块的ID序号信息按顺序记录到本地数据库的元数据更新版本中，元数据更新版本标注稀疏块的区别信息。
3.根据权利要求2所述的一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，其特征在于，所述步骤S6后还包括步骤S7、数据恢复：获取本地数据库的元数据更新版本，根据元数据更新版本的ID序号信息对应地向异地数据后端获取数据块信息；其中，如果稀疏块，则过滤稀疏块，并不写入rbd块存储对象；如果是数据块，则通过校验码获取异地数据后端的数据块，并按顺序写入rbd块存储对象。
4.根据权利要求1所述的一种基于Ceph分布式存储的异地备份恢复方法，其特征在于，所述步骤S2的偏移标志记录列表，第一次的偏移标志记录列表为rbd块存储对象的全量数据块记录，此后每一次更新的偏移标志记录列表为已经进行数据偏移量以及偏移长度更新后的数据块记录。
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