CN114090337A - 一种基于快照的快速合成备份及恢复方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于快照的快速合成备份及恢复方法，所述备份方法包括如下步骤：步骤S1，在CDM存储机创建存储卷；步骤S2，建立合成备份任务，确定存储卷及合成备份的目标路径，并将存储卷挂载到目标路径，在进行第一次备份时，进行数据的全量备份，在将存储卷挂载到目标路径后，将工作机的待备份数据备份到目标路径，并于备份完成后对存储卷进行快照，记录快照时间到恢复时间点列表；步骤S3，在第二次及以后的每次备份周期到来时，进行数据的增量备份，将存储卷挂载到目标路径，将增量或差异数据写入目标路径，在增量备份完成后，对存储卷进行快照，并记录快照时间到恢复时间点列表。

Description

一种基于快照的快速合成备份及恢复方法

技术领域

本发明涉及计算机容灾备份技术领域，特别是涉及一种基于快照的快速合成备份及恢复方法。

背景技术

合成备份(Synthetic backup)，其含义就是将一个全备份和一些增量备份或者差异备份重新组成一个全备份，这样在恢复的时候，只用恢复一个备份即可，缩短了数据恢复的时间。

传统的数据备份模式主要包括全量备份、增量备份以及差异备份，其中，全量备份是指每次都备份一份完整数据，在恢复时直接选择一个全量备份数据进行恢复。这种备份方式恢复时只需要恢复一个备份，但是每次备份的时间很长，因为要备份多份完整数据，也会占用备机的磁盘空间；增量备份每次只备份基于上次备份的新增和差异的文件，不会有数据重复，节省了备份的空间，但是恢复时，需要依赖上次全量备份和恢复点之间的所有增量备份，存在多个备份的合并，增加了数据恢复的时间；差异备份的每次备份都是基于上次全量备份的新增和差异文件，恢复时只需要基于上个全量备机和当前的差异备份数据合并，比增量备份恢复时间会缩短，但是会有重复数据，会比增量备份占用更多的磁盘空间。

合成备份则是在传统备份方式的基础上，基于减少恢复时间考虑，采取的一种新的备份方式。然而，传统的合成备份，在增量备份完成后基于全量备份和增量产生新的全量备份，虽然缩短了恢复的时间，但是会占用更多的磁盘空间。

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快速合成备份及恢复方法，以提高合成备份的恢复效率及减少合成备份的磁盘占用。

为达上述目的，本发明提供一种基于快照的快速合成备份方法，包括如下步骤：

步骤S1，在CDM存储机创建存储卷；

步骤S2，建立合成备份任务，确定存储卷及合成备份的目标路径，并将存储卷挂载到目标路径，在进行第一次备份时，进行数据的全量备份，在将存储卷挂载到目标路径后，将工作机的待备份数据备份到目标路径，并于备份完成后对存储卷进行快照，记录快照时间到恢复时间点列表；

步骤S3，在第二次及以后的每次备份周期到来时，进行数据的增量备份，将存储卷挂载到目标路径，将增量或差异数据写入目标路径，在增量备份完成后，对存储卷进行快照，并记录快照时间到恢复时间点列表。

优选地，于步骤S1中，通过存储管理服务在CDM存储机创建存储池，并基于存储池创建存储卷。

优选地，所述CDM存储机部署在灾备机或部署在单独的一个服务器。

优选地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，确定所述合成备份任务所要备份的灾备机目标路径以及所述CDM存储机上的存储卷，将该存储卷挂载到所述目标路径；

步骤S201，在将存储卷挂载到该目标路径后，获取所述工作机的待备份数据备份到所述目标路径下；

步骤S202，当数据备份完成后，卸载所述目标路径，并通知CDM存储机对所述存储卷的数据做快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

优选地，于步骤S200中，通过控制机创建所述工作机到灾备机的合成备份任务，通过控制机输入工作机源路径和合成备份任务的目标路径以及选择CDM存储机上的存储卷，并提交合成备份任务请求给工作机；所述工作机在接收到所述合成备份任务请求后，建立与灾备机的连接，将控制机参数传给灾备机；所述灾备机根据所述控制机参数确定挂载目标路径和存储卷，将所述存储卷通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到所述目标路径。

优选地，于步骤S203中，快照数据存放在CDM存储机上，记录快照信息的恢复时间点列表存储在灾备机的配置目录。

优选地，于步骤S201中，若工作机和灾备机作为同一台服务器，则所述工作机的待备份数据直接拷贝到所述目标路径。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于快照的快速合成备份的恢复方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立恢复任务，根据选择的恢复时间点，获取所选择恢复时间点对应的快照，对该时间点对应的快照进行克隆，得到克隆卷；

步骤S2，将所述克隆卷挂载到灾备机的挂载点，对挂载点的数据进行恢复，并于恢复完成后卸载挂载点。

优选地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，于控制机建立恢复任务，选择备份任务的目标路径作为恢复源路径，发送获取配置信息的请求至灾备机；

步骤S101，灾备机根据所述获取配置信息的请求从恢复源路径下的配置文件中读取配置信息，返回至控制机；

步骤S102，控制机于获取到配置信息后，将所述配置信息中的备份源路径作为恢复任务的目标路径，根据所选择的恢复时间点，发起恢复任务请求至灾备机；

步骤S103，灾备机根据所述恢复任务请求发起恢复任务，产生快照获取请求至CDM存储机以获取所选择的恢复时间点对应的快照，对该恢复时间点的快照进行克隆，得到克隆卷。

优选地，于步骤S2中，将所述克隆卷通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的挂载点。

与现有技术相比，本发明一种基于快照的快速合成备份及恢复方法只保留一份磁盘数据，没有重复数据，节省了磁盘空间，恢复时也无需对增量和差异进行合并，只需要针对一个全备数据进行恢复，缩短了恢复的时间。

附图说明

图1为本发明一种基于快照的快速合成备份方法的步骤流程图；

图2为本发明一种基于快照的快速合成备份的恢复方法的步骤流程图；

图3为本发明实施例中备份任务流程图；

图4为本发明另一实施例中LAN FREE合成备份方式的备份任务流程图；

图5为本发明实施例中恢复事件流程图；

图6为本发明另一实施例中LAN FREE方式的恢复事件流程图；

图7为本发明实施例中合成备份和恢复数据处理过程图。

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快速合成备份方法的步骤流程图。如图1所示，本发明一种基于快照的快速合成备份方法，包括如下步骤：

步骤S1，在CDM存储机创建存储卷。

在本发明中，除了工作机和灾备机，还设置有一个数据副本管理服务，即CDM存储机，用来存储和管理备份数据副本。首先通过存储管理服务在CDM存储机创建存储池，然后基于存储池创建存储卷V。在本发明具体实施例中，所述CDM存储机可以部署在灾备机，也可以部署在单独的一个服务器，本发明不以此为限。

步骤S2，建立工作机到在灾备机的合成备份任务，确定存储卷及合成备份的目标路径，并将存储卷挂载到目标路径，在进行第一次备份时，进行数据的全量备份，在将存储卷挂载到所述目标路径后，将工作机的待备份数据备份到目标路径，并于备份完成后对存储卷进行快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

具体地，在本发明一实施例中，步骤S2进一步包括：

步骤S200，确定所述合成备份任务所要备份的目标路径B以及CDM存储机上的存储卷，将该存储卷挂载到目标路径B。

在本实施例中，工作机与灾备机不是同一台服务器，当通过控制机的图形界面创建工作机到灾备机的合成备份任务，首先需输入工作机源路径和灾备机目标路径B，以及选择CDM存储服务器上的存储卷V(步骤S1已在CDM存储机创建存储卷)，然后提交合成备份任务请求给工作机，该合成备份任务请求中至少包含工作机源路径、灾备机目标路径以及选择的存储卷等控制机参数；工作机在接收到该合成备份任务请求后，则建立与灾备机的连接，并将控制机参数传给灾备机，灾备机根据控制机参数确定挂载的目标路径B和存储卷V，将存储卷V通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的目标路径B，以便灾备机可通过ISCSI或其他网络存储协议访问CDM存储机上的数据，并于挂载完成后返回响应给工作机。

步骤S201，在将该存储卷挂载到该目标路径后，远程获取工作机的待备份数据备份到灾备机的目标路径B下。

在本发明具体实施例中，当灾备机将存储卷V挂载到目标路径B，工作机接收到返回的响应后，工作机则将其合成备份任务请求中的源路径如A目录下的数据备份到灾备机的目标路径B目录。在本发明中，由于目标路径B为存储卷V的挂载点，所以当工作机的数据备份到该目标路径B后，该数据副本实际备份到存储卷V。

步骤S202，当数据备份完成后，卸载灾备机的目标路径B，并通知CDM存储机对存储卷V的数据做快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

具体地说，当工作机的数据全部备份完成后，于灾备机卸载挂载点B目录(该B目录指存储卷V的挂载目录)，同时灾备机发送快照创建请求至CDM存储机，以请求该CDM存储机基于存储卷V创建快照，快照数据存放在CDM存储机上，同时并记录快照时间到恢复时间点列表，并将记录快照时间的恢复时间点列表存储在灾备机的配置目录下，这里需说明的是，CDM存储机的快照数据中同时也记录有快照时间，其快照时间记录在快照名称中，因此，CDM存储机可以直接根据快照时间查找到对应的快照数据。

在本发明另一实施例中，步骤S2进一步包括：

步骤S200a，将工作机和灾备机作为同一台服务器，确定合成备份的目标路径B以及确定CDM存储机上的存储卷，将该存储卷挂载到目标路径B下。

在本实施例中，工作机和灾备机作为同一台服务器(但是为两个后台服务)，同样地，通过控制机的图形界面创建工作机到灾备机的合成备份任务，首先同样输入工作机源路径和合成备份任务的目标路径B，以及选择CDM存储服务器上的存储卷V，然后提交合成备份任务请求给工作机，工作机在接收到该合成备份任务请求后，则建立与灾备机的连接，将控制机参数传给灾备机，灾备机根据控制机参数确定挂载目标路径B和存储卷V，同样将存储卷V通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到目标路径B。

步骤S200b，在将存储卷挂载到该目标路径后，将工作机的待备份数据直接拷贝到目标路径下。

在本实施例中，由于工作机和灾备机为同一台服务器，因此，备份时将工作机的待备份数据直接拷贝到目标路径即可。

步骤S200c,当备份完成后，卸载目标路径B，并通知CDM存储机对存储卷V的数据做快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

也就是说，当工作机源路径的数据全部备份完成后，于卸载挂载点B目录(指存储卷V的挂载目录)，同时灾备机发送快照创建请求至CDM存储机，以请求该CDM存储机基于存储卷V创建快照，快照数据存放在CDM存储机上，同时并记录快照时间到恢复时间点列表，并将记录快照时间的恢复时间点列表存储在灾备机的配置目录下。可见，本实施例中工作机和灾备机为同一台服务器的好处则是减少了备份和恢复过程数据在网络中传输的过程。

步骤S3，在第二次及以后的每次备份周期到来时，将存储卷V挂载到目标路径下，然后进行数据的增量备份，将获取的增量或差异数据写入目标路径，在增量备份完成后，对存储卷V进行一次快照，并记录快照时间到恢复时间点列表，卸载挂载点。

在本发明具体实施例中，在第二次及以后的每次备份周期到来时，进行数据的增量备份，增量或差异数据仍然写入到目标路径的B目录，具体地，先将存储卷V挂载到灾备机的目标路径B目录下，然后将增量或差异数据写入该目标路径B目录下，并在每次增量备份完成后，于灾备机卸载挂载点B目录(该B目录指存储卷V的挂载目录)，同时发送快照创建请求至CDM存储机，以请求CDM存储机基于存储卷V，创建快照，快照数据存放在CDM存储服务器上，并记录快照时间到恢复时间点列表，记录快照时间的恢复时间点列表存储在灾备机的配置目录下，这里需说明的是，每次增量或差异备份结束后做的该快照，则相当于一次全量备份。

图2为本发明一种基于快照的快速合成备份的恢复方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种基于快照的快速合成备份的恢复方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立恢复任务，根据选择的恢复时间点，获取所选择恢复时间点对应的快照，对该时间点的快照进行克隆，得到克隆卷。

具体地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，于控制机的图形界面建立恢复任务，选择备份任务的目标路径作为恢复源路径，发送获取配置信息的请求至灾备机。

具体地说，当前述备份任务建立完成后，跟备份相关的配置信息会保存在灾备机的目标路径下的配置文件中，该配置信息包括快照恢复时间点列表和备份源路径和目标路径。当通过控制机的图形界面建立恢复任务时，首先需选择备份任务的目标路径作为恢复源路径，控制机选择了恢复源路径后，发送获取配置信息的消息给灾备机。

步骤S101，灾备机根据所述获取配置信息的请求从恢复源路径下的配置文件中读取配置信息，返回至控制机。

具体地，当灾备机获取到所述获取配置信息的请求，根据所述获取配置信息的请求获得所选择的恢复源路径，则从恢复源路径下的配置文件中读取配置信息，返回消息给控制机。

步骤S102，控制机于获取到配置信息后，将所述配置信息中的备份源路径作为默认的恢复任务的目标路径，根据所选择的恢复时间点，发起恢复任务请求至灾备机。

具体地说，当控制机获取到灾备机返回的配置信息后，会将所述配置信息中的备份源路径作为默认的恢复任务的目标路径，并显示恢复时间点列表，然后根据该恢复时间点列表需要选择要恢复的时间点，发起恢复任务请求至灾备机，所述恢复任务请求中包含所选择的恢复时间点及恢复任务的目标路径。

步骤S103，灾备机根据所述恢复任务请求发起恢复任务，产生快照获取请求至CDM存储机以获取所选择的恢复时间点对应的快照，对该恢复时间点的快照进行克隆，得到克隆卷。

在本发明具体实施例中，所述灾备机所产生的快照获取请求中至少包含所选择的恢复时间点，于CDM存储机中有相应的快照与该恢复时间点对应，当CDM存储机获取到该快照获取请求时，获取CDM存储机上与所选择恢复时间点对应的快照，并在CDM存储机上对该快照时间点对应的快照进行克隆，得到该快照原始卷V的克隆卷V1。

步骤S2，将克隆卷通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的挂载点，对挂载点的数据进行恢复，并于恢复完成后卸载挂载点。

在本发明一实施例中，将所述克隆卷V1通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的挂载点(任意挂载点即可)，例如C目录，即C目录为恢复的快照的挂载点，然后将挂载点C目录下的数据恢复(如远程传输，工作机和灾备机不是同一台服务器)到工作机或其他恢复目标机，例如工作机的A目录，并当恢复完成后，卸载挂载点C目录。

在本发明另一实施例中，若工作机和灾备机作为同一台服务器，则将克隆卷V1通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到工作机的挂载点，例如D目录，然后将挂载点D目录下的数据直接拷贝到工作机(当然也可以远程传输到其他恢复目标机)，即A目录，当恢复完成后，卸载挂载点D目录。

实施例

在本实施例中，如图3所示，CDM存储机用于存储数据备份副本，首先通过存储管理服务在CDM存储机创建存储池，基于存储池创建设备卷V，并将存储卷V通过ISCSI协议挂载到灾备机的目标路径，合成备份的数据副本存放在存储卷V上。

当建立工作机到灾备机的合成备份任务(通过控制机的图形界面创建)，首先选择工作机源路径及灾备机上存储卷V的挂载目标路径B，并选择CDM存储服务器上的存储卷V，然后启动合成备份任务，提交合成备份任务请求到工作机，工作机在接收到该合成备份任务请求后，建立与灾备机的连接，并将控制机参数传给灾备机，灾备机根据控制机参数确定挂载目标路径B和存储卷V，将存储卷V通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的目标路径B，以便灾备机可通过ISCSI或其他网络存储协议访问CDM存储机上的数据，并于挂载完成后返回响应给工作机；然后工作机将数据源路径如A目录，备份到灾备机目标路径，如B目录，由于B目录是存储卷V的挂载点，所以数据副本实际备份到存储卷V；当数据全部备份完成后，卸载挂载点B目录，再通知CDM存储机基于存储卷V创建快照，该快照记录即是工作机A目录的全量备份，并将快照信息记录在灾备机的配置目录下。

为了减少恢复时数据从灾备机到工作机不同服务器之间的网络传输过程，本发明还提供了一种LAN-Free的合成备份方式，即在创建备份任务时，如图4所示，工作机和灾备机选择同一个服务器节点，灾备机挂载点为工作机上的B目录。数据从工作机的A目录备份到工作机的B目录，实际备份到CDM存储机的存储卷V上，备份完成后，再卸载工作机的B目录，对存储卷V做快照，得到一次全量备份。

在后续的定时增量备份任务和差异备份任务完成后，将增量和差异的数据都写入B目录，并基于目标端挂载路径B目录的原始卷V再做快照，每一个快照均是一个全量备份。

由于合成备份后的数据永远只有一份，不存在重复数据的情况，所以不会占用多余的磁盘空间。

图5为本实施例中恢复任务流程图。如图5所示，创建备份任务相对应的恢复任务后，在灾备机数据目录读取合成备份任务所记录的快照时间点，选择指定时间点的快照后，开始进行全量数据的恢复。

首先，在CDM存储机对所选择恢复时间点对应的快照进行克隆，得到快照原始卷V的克隆卷。再将克隆卷通过ISCSI协议或其它网络存储协议挂载到灾备机C目录，将C目录的数据从灾备机恢复到工作机或者其他恢复目标机，恢复完成后，卸载快照克隆卷的挂载点，再删除克隆卷。

对于LAN FREE的合成备份方式的恢复，如图6所示，工作机与灾备机为同一台服务器，则在CDM存储机对选择的快照进行克隆，得到原始卷V的克隆卷后，将克隆卷通过ISCSI协议挂载到工作机D目录(目标路径)，将D目录的数据从D目录恢复到工作机或者其他恢复目标机。恢复完成后，卸载快照克隆卷的挂载点，再删除克隆卷。

图7为本实施例中合成备份和恢复数据处理过程。如图7所示，备份过程中，数据从工作机A写入灾备机B路径，A路径数据变化的过程中，灾备机B路径的数据始终和A路径保存一致，在需要定时备份的时间点对B路径下的数据进行快照备份，相当于一次全量备份。当有多个时间点备份的时候，就对应产生多个全量备份，而且通过快照备份的方式，只占用很少的磁盘空间。在恢复的过程中，通过对快照数据的克隆和挂载进行数据副本的恢复，不需要额外使用多余的磁盘空间进行副本数据备份，节省了恢复是的磁盘空间占用，也省去了增量和差异数据合并的时间。

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)

1.一种基于快照的快速合成备份方法，包括如下步骤：

步骤S1，在CDM存储机创建存储卷；

步骤S2，建立合成备份任务，确定存储卷及合成备份的目标路径，将存储卷挂载到目标路径；在进行第一次备份时，进行数据的全量备份，在将存储卷挂载到目标路径后，将工作机的待备份数据备份到目标路径，并于备份完成后对存储卷进行快照，记录快照时间到恢复时间点列表；

步骤S3，在第二次及以后的每次备份周期到来时，进行数据的增量备份，将存储卷挂载到目标路径，将增量或差异数据写入目标路径，并在增量备份完成后，对存储卷进行快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

2.如权利要求1所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于：于步骤S1中，通过存储管理服务在CDM存储机创建存储池，并基于存储池创建存储卷。

3.如权利要求2所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于：所述CDM存储机部署在灾备机或部署在单独的一个服务器。

4.如权利要求2所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

步骤S200，确定所述合成备份任务所要备份的灾备机目标路径以及所述CDM存储机上的存储卷，将该存储卷挂载到所述目标路径；

步骤S201，在将存储卷挂载到该目标路径后，获取所述工作机的待备份数据备份到所述目标路径下；

步骤S202，当数据备份完成后，卸载所述目标路径，并通知CDM存储机对所述存储卷的数据做快照，记录快照时间到恢复时间点列表。

5.如权利要求4所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于：于步骤S200中，通过控制机创建所述工作机到灾备机的合成备份任务，通过控制机输入工作机源路径和合成备份任务的目标路径以及选择CDM存储机上的存储卷，并提交合成备份任务请求给工作机；所述工作机在接收到所述合成备份任务请求后，建立与灾备机的连接，将控制机参数传给灾备机；所述灾备机根据所述控制机参数确定挂载目标路径和存储卷，将所述存储卷通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到所述目标路径。

6.如权利要求4所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于：于步骤S203中，快照数据存放在CDM存储机上，记录快照信息的恢复时间点列表存储在灾备机的配置目录。

7.如权利要求2所述的一种基于快照的快速合成备份方法，其特征在于，于步骤S201中，若工作机和灾备机作为同一台服务器，则所述工作机的待备份数据直接拷贝到所述目标路径。

8.一种基于快照的快速合成备份的恢复方法，包括如下步骤：

步骤S1，建立恢复任务，根据选择的恢复时间点，获取所选择恢复时间点对应的快照，对该时间点对应的快照进行克隆，得到克隆卷；

步骤S2，将所述克隆卷挂载到灾备机的挂载点，对挂载点的数据进行恢复，并于恢复完成后卸载挂载点。

9.如权利要求8所述的一种基于快照的快速合成备份的恢复方法，其特征在于，步骤S1进一步包括：

步骤S100，于控制机建立恢复任务，选择备份任务的目标路径作为恢复源路径，发送获取配置信息的请求至灾备机；

步骤S101，灾备机根据所述获取配置信息的请求从恢复源路径下的配置文件中读取配置信息，返回至控制机；

步骤S102，控制机于获取到配置信息后，将所述配置信息中的备份源路径作为恢复任务的目标路径，根据所选择的恢复时间点，发起恢复任务请求至灾备机；

步骤S103，灾备机根据所述恢复任务请求发起恢复任务，产生快照获取请求至CDM存储机以获取所选择的恢复时间点对应的快照，对该恢复时间点的快照进行克隆，得到克隆卷。

10.如权利要求8所述的一种基于快照的快速合成备份的恢复方法，其特征在于：于步骤S2中，将所述克隆卷通过ISCSI或其它网络存储协议挂载到灾备机的挂载点。

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