CN111930569A - 一种整机备份和恢复的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于整机备份和恢复的系统及方法，所述系统包括：源端服务器，对源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端；云端，用于在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云上的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

Description

一种整机备份和恢复的系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机数据容灾备份技术领域，特别是涉及一种基于云计算的整机备份和恢复的系统及方法。

背景技术

在数据备份领域，需要备份的数据源一般有文件，应用，整机等。其中整机指的运行在物理或虚拟服务器上的操作系统及应用，整机备份和恢复指的是把服务器上的操作系统及应用备份下来，在需要的时候，通过备份下来的数据将操作系统及应用恢复到原服务器上或者其他服务器上。

目前整机备份和恢复普遍的做法有如下三种：

1、将需要迁移的源系统关闭，用启动盘重新启动。通过备份服务器把源系统数据读取出来，备份到磁盘或者磁带上，在恢复的时候，用启动盘在恢复目标机上启动，通过启动盘上应用接收备份服务器发送的数据，并写入到恢复目标机。然而，这种方式需要关闭源端系统，导致源端系统不能继续提供服务；

2、不关闭需要迁移的源系统，在同步源端已有数据的同时，捕获源端系统的磁盘的变化数据，通过备份服务器把数据保存到磁盘或者磁带上。恢复的时候，用启动盘在恢复目标机上启动，通过启动盘上应用接收备份服务器发送的数据，并写入到恢复目标机。然而，这种方式恢复的时候需要从磁盘或者磁带把数据发送到恢复目标机上，需要小时以上的等待时间才能完成恢复；

3、不关闭需要迁移的源系统，在同步源端已有数据的同时，捕获源端系统的磁盘的变化数据，通过备份服务器把数据保存到虚拟磁盘文件中。恢复的时候，在备份一体机中创建虚机，并挂载备份好的虚拟磁盘文件。这种方式需要在一体机中创建虚拟机进行恢复，然而，一体机的可靠性和扩展性无法得到保证。

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整机备份和恢复的系统及方法，以在不中断源端系统运行的情况，把服务器上的磁盘数据备份到公有云的云硬盘上，通过创建云主机完成整机恢复的目的。

为达上述目的，本发明提供一种基于整机备份和恢复的系统，包括：

源端服务器，对源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端；

云端，用于在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云端的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

优选地，所述源端服务器进一步包括：

磁盘快照模块，用于在备份开始前，对源端磁盘做快照，并追踪磁盘数据块的变化，将变化前的数据保存下来，并通过虚拟块设备模拟磁盘快照；

有效数据分析模块，用于分析磁盘快照的分区结构，将分区信息、启动信息所在的磁盘块读取出来，再根据文件系统的接口获取文件系统的块的位图；

数据传输客户端模块，用于将所述有效数据分析模块分析出来的磁盘有效数据传输到所述云端。

优选地，对于Windows系统，所述磁盘快照模块使用系统的vss机制追踪磁盘数据块的变化。

优选地，对于Linux系统，所述磁盘快照模块通过内核模块追踪磁盘数据块的变化。

优选地，所述磁盘快照模块在对磁盘做快照时，还会记录该磁盘的磁盘信息，在所述有效数据分析模块分析数据之前，所述源端服务器还从操作系统获取到所述磁盘信息传给云端。

优选地，所述云端进一步包括：

云端资源管理模块，用于根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘，并在云端创建一台云主机，作为备份服务器，将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上；

数据接收服务端模块，用于将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中。

优选地，所述云端资源管理模块还用于：

在进行恢复时，根据对应云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于整机备份和恢复的方法，包括如下步骤：

步骤S1，对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端；

步骤S2，在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云上的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

优选地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘；

步骤S201，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中；

步骤S202，在云端创建一台云主机，作为备份服务器，并将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上；

步骤S203，在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

优选地，于步骤S203后，还包括：

步骤S204，在进行恢复时，根据云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上。

与现有技术相比，本发明一种基于整机备份和恢复的系统及方法通过对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端，于云端将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并根据磁盘有效数据中被保护的所述源端服务器的硬盘信息，在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云上的一台备份服务器上，在数据同步完成后，对云硬盘做快照，以实现不中断源端系统运行，把服务器上的磁盘数据备份到公有云的云硬盘上，通过创建云主机完成整机恢复的目的。

附图说明

图1为本发明一种整机备份和恢复的系统的系统架构图；

图2为本发明一种整机备份和恢复的方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例中整机备份和恢复的系统的架构图。

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为本发明一种整机备份和恢复的系统的系统架构图。如图1所示，本发明一种基于整机备份和恢复的系统，包括：

源端服务器10，对源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端。

具体地，源端服务器10进一步包括：

磁盘快照模块101，用于在备份开始前，对源端磁盘做快照，追踪磁盘数据块的变化，将变化前的数据保存下来，并通过虚拟块设备模拟磁盘快照。在本发明具体实施例中，对于Windows系统，磁盘快照模块101使用系统的vss机制追踪磁盘数据块的变化，对于Linux系统，磁盘快照模块101则通过内核模块追踪磁盘数据块的变化，当对源端磁盘做了快照后，还需为有效数据分析模块以及数据传输客户端模块提供一个可访问的对象以访问快照的数据，在本发明具体实施例中，采用虚拟块设备为有效数据分析模块以及数据传输客户端模块访问的对象，即通过虚拟块设备模拟源端磁盘快照

一般地，磁盘快照模块101在对磁盘做快照时，还会记录该磁盘的磁盘信息，磁盘信息是以专门的数据结构描述的，磁盘快照模块对磁盘做快照时，则会在该数据结构里记录下这些磁盘信息，包括但不限于磁盘大小，是否是启动盘，磁盘个数等。在有效数据分析模块102分析数据之前，源端服务器还需从操作系统获取到磁盘信息传给云端20。

有效数据分析模块102，用于分析源端磁盘快照的分区结构，将分区信息、启动信息所在的磁盘块读取出来，再根据文件系统的接口获取文件系统的块的位图。有效块分析模块102会把分区信息，启动信息，文件系统块位图记录在前述记录磁盘信息的数据结构中。

数据传输客户端模块103，用于将有效数据分析模块102分析出来的磁盘有效数据传输到云端。在本发明具体实施例中，数据传输客户端模块103会对有效数据进行加密后再传输至云端20。

云端20，用于根据被保护的源端服务器的磁盘信息创建相同数量和容量大小的云硬盘，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到所创建的云硬盘中，并将该云硬盘挂载到所创建的作为备份服务器的云主机上，在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

具体地，云端20进一步包括：

云端资源管理模块201，用于在云端创建一台云主机作为备份服务器，根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘，并，将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上。这里的磁盘信息包括但不限于磁盘个数，磁盘大小，是否是启动盘等，也就是说，源端服务器在有效数据分析模块分析数据前，会从操作系统获取到磁盘信息，然后传给云端20的。在本发明中，一台备份服务器可以同时接受多台被保护的源端服务器的磁盘数据。也就是说，不同的源端服务器的磁盘数据写入的是不同的云硬盘，每个云硬盘有唯一的uuid，创建相应的云硬盘后，源端服务器和云硬盘uuid的对应关系会保存下来，以便恢复时能根据源端服务器查找到对应的云硬盘。

数据接收服务端模块202，用于将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中。具体地，数据接收服务端模块202于接收到磁盘有效数据后，根据有效数据分析模块102得到的位图将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘。

数据同步完成后，云端资源管理模块201调用云平台的API对云硬盘做快照。也就是说，当数据接收服务端模块202将接收的源端服务器的磁盘有效数据全部写入对应的云硬盘后，则数据同步完成，云端资源管理模块201还需对各云硬盘做磁盘快照。

优选地，云端资源管理模块201还用于：

在进行恢复时，根据云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上，所创建的云主机就是源端服务器10在云端恢复出来的实例。也就是说，当被保护的源端服务器出现故障时，通过被保护的源端服务器在云端对应的云硬盘(根据源端服务器与云硬盘唯一uuid的对应关系)，创建一个云主机，此云主机就是就是被保护服务器在云上的实例。

图2为本发明一种整机备份和恢复的方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种基于整机备份和恢复的方法，包括如下步骤：

步骤S1，对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端。

具体地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，在备份开始前，先对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，并追踪磁盘数据块的变化，将变化前的数据保存下来，并通过虚拟块设备模拟磁盘快照。在本发明具体实施例中，对于Windows系统，使用系统的vss机制追踪磁盘数据块的变化，对于Linux系统，则通过内核模块追踪磁盘数据块的变化。一般地，在对磁盘做快照时，磁盘快照模块还会记录该磁盘的磁盘信息，磁盘信息是以专门的数据结构描述的，磁盘快照模块对磁盘做快照时，则会在该数据结构里记录下这些磁盘信息，包括但不限于磁盘大小，是否是启动盘，磁盘个数等。在有效数据分析模块分析数据之前，源端服务器还需从操作系统获取到磁盘信息传给云端。

步骤S101，分析磁盘快照的分区结构，将分区信息、启动信息所在的磁盘块读取出来，再根据文件系统的接口获取文件系统的块的位图。

步骤S102，将步骤S101分析出来的磁盘有效数据传输到云端。在本发明具体实施例中，会对所述磁盘有效数据进行加密后再传输至云端。

步骤S2，根据磁盘有效数据中被保护的所述源端服务器的磁盘信息，并将该云硬盘挂载到云端上的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

具体地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，用于根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘。

步骤S201，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中。

步骤S202，在云端创建一台云主机，作为备份服务器，并将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上。在本发明中，一台备份服务器可以同时接受多台被保护的源端服务器的磁盘数据。

步骤S203，在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

优选地，于步骤S203后，还包括：

步骤S204，在进行恢复时，根据云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上，所创建的云主机就是源端服务器在云端恢复出来的实例。也就是说，当源端服务器出现故障时，通过被保护服务器在云端对应的云硬盘，创建一个云主机，此云主机就是就是被保护服务器在云上的实例。

实施例

在本实施例中，如图3所示，每台源端pc有两个硬盘(当然也可以是一个或多个，仅以两个硬盘举例，但本发明不以此为限)，产生两个磁盘快照，首先需要提供云平台的帐号信息，这样才有权限操作云上的资源，云端创建一台云主机作为备份服务器，挂载两个云硬盘，分别保存源端两个磁盘快照的数据，云硬盘定期在云端做快照，这里对云硬盘做快照是为了实现保留多个历史版本，实际应用中，数据同步过程会按照事先设置的时间点多次执行，也就是定期对云硬盘做快照。

当需要恢复时，通过云端API根据云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上，这台云主机就是源端pc在云端恢复出来的实例。具体地说，于云端创建一台新的云主机，并将恢复时创建的云硬盘作为该云主机的磁盘，然后启动云主机，就完成了恢复，因为云硬盘里已经有源端磁盘的数据，其效果就如同将A机器的硬盘拔下来，B机器没有硬盘，直接将A机器的硬盘装到B机器上。

综上所述，本发明一种基于整机备份和恢复的系统及方法通过对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端，于云端将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并根据磁盘有效数据中被保护的所述源端服务器的硬盘信息，在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云上的一台备份服务器上，在数据同步完成后，对云硬盘做快照，以实现不中断源端系统运行，把服务器上的磁盘数据备份到公有云的云硬盘上，通过创建云主机完成整机恢复的目的。

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)

1.一种基于整机备份和恢复的系统，包括：

源端服务器，对源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端；

云端，用于在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云端的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

2.如权利要求1所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于，所述源端服务器进一步包括：

磁盘快照模块，用于在备份开始前，对源端磁盘做快照，并追踪磁盘数据块的变化，将变化前的数据保存下来，并通过虚拟块设备模拟磁盘快照；

有效数据分析模块，用于分析磁盘快照的分区结构，将分区信息、启动信息所在的磁盘块读取出来，再根据文件系统的接口获取文件系统的块的位图；

数据传输客户端模块，用于将所述有效数据分析模块分析出来的磁盘有效数据传输到所述云端。

3.如权利要求2所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于：对于Windows系统，所述磁盘快照模块使用系统的vss机制追踪磁盘数据块的变化。

4.如权利要求2所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于：对于Linux系统，所述磁盘快照模块通过内核模块追踪磁盘数据块的变化。

5.如权利要求2所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于：所述磁盘快照模块在对磁盘做快照时，还会记录该磁盘的磁盘信息，在所述有效数据分析模块分析数据之前，所述源端服务器还从操作系统获取到所述磁盘信息传给云端。

6.如权利要求2所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于，所述云端进一步包括：

云端资源管理模块，用于根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘，并在云端创建一台云主机，作为备份服务器，将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上；

数据接收服务端模块，用于将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中。

7.如权利要求6所述的一种基于整机备份和恢复的系统，其特征在于，所述云端资源管理模块还用于：

在进行恢复时，根据对应云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上。

8.一种基于整机备份和恢复的方法，包括如下步骤：

步骤S1，对被保护的源端服务器的源端磁盘做快照，追踪源端磁盘数据块的变化，保存变化前的数据，通过虚拟块设备模拟磁盘快照，对磁盘快照进行有效数据分析，并将分析出的有效数据传送至云端；

步骤S2，在云端上创建相同数量和容量大小的云硬盘，并将该云硬盘挂载到云上的一台备份服务器上，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中，并在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

9.如权利要求8所述的一种基于整机备份和恢复的方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

步骤S200，根据被保护的源端服务器的磁盘信息，在云端创建相同数量和容量大小的云硬盘；

步骤S201，将接收到的磁盘有效数据按照对应的位置写入到云硬盘中；

步骤S202，在云端创建一台云主机，作为备份服务器，并将创建的云硬盘挂载到所述备份服务器上；

步骤S203，在数据同步完成后，对云硬盘做快照。

10.如权利要求9所述的一种基于整机备份和恢复的方法，其特征在于，于步骤S203后，还包括：

步骤S204，在进行恢复时，根据云硬盘的云端快照创建新的云硬盘，并挂载到云端新建的一台云主机上。

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