CN117909142A - 一种多重冗余的系统备份方法、服务器及介质 - Google Patents

一种多重冗余的系统备份方法、服务器及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多重冗余的系统备份方法、服务器及介质，属于系统备份技术领域，包括：构建整机系统的两组磁盘，将两组磁盘的分区调整一致；读取第一磁盘，引导第一磁盘的BootLoader启动；通过BootLoader获取第一磁盘的校验值；对第一磁盘的校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取第一磁盘的备份数据，并进行解密校验；若校验失败，则修改启动盘为第二磁盘；判断引导次数，若是二次引导则加载第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动。本发明解决了操作系统某一备份被篡改，数据错误，可识别，操作系统可正常启动；同时操作系统在备份中同步数据，解决备份启动后与主系统业务差异问题。

Description

一种多重冗余的系统备份方法、服务器及介质
技术领域
本发明属于系统备份技术领域，尤其涉及一种多重冗余的系统备份方法、服务器及介质。
背景技术
系统冗余是采用系统备份或者修复数据备份的方法，在操作系统损坏或者其他问题导致操作系统启动失败或者宕机的时候，可以通过备份系统启动，避免操作系统启动失败导致的各种问题。
此前，系统防护采用两种方案，一种是附带一个小的修复系统，在主操作系统出现错误的时候，启动修复系统，主操作系统修复成功后，重启进入主操作系统；另一种是采用备份系统的办法，主操作系统启动失败，启动备份操作系统。
以上两种方法都在一定程度上解决系统损坏后导致系统不能正常启动的问题，但是也有不能解决的场景，比如第一种方法，如果操作系统出现无法修复的问题，系统启动失败；第二种方法，主操作系统和备份操作系统都在同一磁盘系统中，当磁盘系统损坏，操作系统也会启动失败；以上两种方法都无法解决修复文件或者备份文件被损害或者篡改导致的系统损坏或者系统安全风险。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种多重冗余的系统备份方法，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种多重冗余的系统备份方法，包括：
构建整机系统的第一磁盘和第二磁盘，将所述第一磁盘和第二磁盘的分区调整一致；
通过BIOS读取所述第一磁盘，引导所述第一磁盘的BootLoader启动；
通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值；
对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验；
若所述备份数据校验失败，则修改BIOS启动盘为第二磁盘；
通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动。
优选的，所述第一磁盘和第二磁盘的分区包括：BootLoader分区、校验数据分区、系统备份数据分区、主操作系统分区和运行数据分区。
优选的，通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值的过程包括：
通过所述BootLoader读取所述第一磁盘的主操作系统的文件，通过MD5算法计算所述第一磁盘的主操作系统的文件的主系统校验值；
读取校验数据分区的校验值，并进行签名验证，获得所述磁盘校验值。
优选的，对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验的过程包括：
将所述主系统校验值和所述磁盘校验值进行比较，生成比较结果；
若所述比较结果一致，则通过所述BootLoader引导主系统启动；
若所述比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验。
优选的，若所述备份数据校验失败，修改BIOS启动盘为第二磁盘的过程还包括：
读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密和校验；
若校验成功，则进行系统恢复，将所述备份数据恢复至主系统分区；
若校验失败，则将BIOS的启动盘修改为所述第二磁盘。
优选的，所述通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动的过程包括：
通过所述BIOS判断引导次数，若BIOS判定是二次引导，则通过BIOS读取所述第二磁盘，引导所述第二磁盘的BootLoader启动；
若BIOS判定超过二次引导，则结束系统启动。
另一方面，提供了一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述多重冗余的系统备份方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述多重冗余的系统备份方法。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：本发明可用于网络设备或者服务器上。本发明的优势主要体现在如下几点：
1）操作系统损坏或者被篡改，操作系统可以正常启动；
2）当前操作系统损坏且无法修复，操作系统可以正常启动；
3）单一磁盘故障，系统正常启动；
4）操作系统备份不可见，不可被篡改；
5）操作系统某一备份被篡改，数据错误，可识别，操作系统可正常启动；
6）操作系统在备份中同步数据，解决备份启动后与主系统业务差异问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的多重冗余启动流程图；
图2为本发明实施例的磁盘分区示意图。
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组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
本实施例中提供一种多重冗余的系统备份方法，本实施例中多重冗余的系统备份方法的目的就是解决以下问题：
首先，不使用操作系统修复的方案；
第二，冗余备份的方法；
第三，多磁盘系统；
第四，使用密码技术以及原始数据存储的方法，解决备份系统被损坏或者篡改的问题。
综合以上方法，解决系统启动失败的问题。
本实施例中，多重冗余的操作系统备份的基本条件有：1）整机系统有两组磁盘系统，编号A和B；2）两组磁盘分区一致，磁盘的分区组成如图1所示；3）BIOS有存储功能，存储上次启动磁盘系统编号；4）上次启动磁盘系统编号的初始值为A；5）操作系统由BootLoader引导启动。
具体步骤为：构建整机系统的第一磁盘和第二磁盘，将所述第一磁盘和第二磁盘的分区调整一致；
通过BIOS读取所述第一磁盘，引导所述第一磁盘的BootLoader启动；
通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值；
对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验；
若所述备份数据校验失败，则修改BIOS启动盘为第二磁盘；
通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动。
进一步优化方案，所述第一磁盘和第二磁盘的分区包括：BootLoader分区、校验数据分区、系统备份数据分区、主操作系统分区和运行数据分区。
进一步优化方案，通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值的过程包括：
通过所述BootLoader读取所述第一磁盘的主操作系统的文件，通过MD5算法计算所述第一磁盘的主操作系统的文件的主系统校验值；
读取校验数据分区的校验值，并进行签名验证，获得所述磁盘校验值。
进一步优化方案，对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验的过程包括：
将所述主系统校验值和所述磁盘校验值进行比较，生成比较结果；
若所述比较结果一致，则通过所述BootLoader引导主系统启动；
若所述比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验。
进一步优化方案，若所述备份数据校验失败，修改BIOS启动盘为第二磁盘的过程还包括：
读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密和校验；
若校验成功，则进行系统恢复，将所述备份数据恢复至主系统分区；
若校验失败，则将BIOS的启动盘修改为所述第二磁盘。
进一步优化方案，所述通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动的过程包括：
通过所述BIOS判断引导次数，若BIOS判定是二次引导，则通过BIOS读取所述第二磁盘，引导所述第二磁盘的BootLoader启动；
若BIOS判定超过二次引导，则结束系统启动。
多重冗余的操作系统备份的实现逻辑如图2所示，基本的逻辑实现为：
1）系统上电，BIOS启动；
2）BIOS读取启动磁盘编号，加载对应磁盘；
3）引导该磁盘BootLoader启动；
4）BootLoader计算当前磁盘主系统校验值，采用MD5算法；
5）BootLoader读取当前磁盘校验值分区数据，获取校验值；
6）读取校验值与计算校验值比较；
7）若一致，进入步骤15；
8）若不一致，读取当前磁盘备份，解密校验备份数据；
9）校验成功，进入系统恢复，备份系统数据恢复到主系统分区；
10）进入步骤15；
11）若校验失败，修改启动磁盘编号为另一磁盘系统；
12）退出BootLoader，进入BIOS，
13）BIOS判定是二次引导，进入步骤2；
14）BIOS判定超过二次引导，系统退出，启动失败；
15）BootLoader引导主系统启动；
16）系统启动成功。
另一方面，提供了一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现所述多重冗余的系统备份方法。
另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行时实现所述多重冗余的系统备份方法。
实施例二
本实施例以网络设备为主，设备内部运行Linux操作系统，系统及运行数据均在磁盘上保存，但是磁盘有损坏风险，会产生系统宕机，网络环境瘫痪的运行事故，因此本实施例采用该多重冗余的系统备份方法。
1）设备装机后情况：
1.设备使用2块磁盘，分区方案如图1所示。2块磁盘分区，及分区内的数据一致；
2.校验数据分区保存主操作系统分区的文件MD5值，使用国密SM3算法做签名，防篡改；
3.系统备份数据分区，保存主操作系统分区的文件压缩数据，并且使用国密SM3算法做签名。
4.BIOS默认A盘启动；
2）系统一切正常的启动步骤如下：
1.系统开机后，BIOS默认读取A磁盘编号，加载A磁盘；
2.引导A磁盘的BootLoader启动；
3.Boostloader读取主操作系统的文件，使用MD5算法计算文件的校验值；
4.计算完成主操作系统的文件校验值后，读取校验数据分区的数据，数据使用国密SM3算法做签名验证，校验值签名验证通过后，读取主操作系统校验值完成；
5.对比步骤5和步骤6的主系统校验值，一致，则代表主操作系统的内容正常，没有损坏；
6.Bootloader引导主系统启动；
7.操作系统启动完成。
模拟系统运行过程中系统出现问题的情况，例如系统自身出现问题，被网络攻击，被黑客攻击等均有可能出现系统损坏，磁盘数据损坏，磁盘损坏的情况，不同的损坏对应不同启动逻辑。
1）A盘的系统校验数据分区被破坏后的启动步骤：
1.系统开机，BIOS默认读取A磁盘编号，加载A磁盘；
2.引导A磁盘的BootLoader启动；
3.Boostloader读取主操作系统的文件，使用MD5算法计算文件的校验值；
4.计算完成主操作系统的文件校验值后，读取校验数据分区的数据，数据使用国密SM3算法做签名验证，校验值签名验证不通过，则认为系统被破坏，进入恢复过程；
5.读取系统备份数据分区数据，使用国密SM3算法验证签名，通过后解压数据，覆盖主系统分区内容；
6.在备份数据中获取校验数据，重新写入校验数据分区；
7.覆盖完成后，引导主文件分区系统启动；
8.系统启动完成。
2）A盘的主系统分区数据被损坏后的启动步骤：
1.系统开机，BIOS默认读取A磁盘编号，加载A磁盘；
2.引导A磁盘的BootLoader启动；
3.Boostloader读取主系统的文件，使用MD5算法计算文件的校验值；
4.计算完成主操作文件系统的文件校验值后，读取校验数据分区的数据，数据使用国密SM3算法做签名，校验值签名验证通过后，读取主操作系统校验值完成；
5.对比步骤5和步骤6的主系统校验值，不一致，则代表主操作系统的内容损坏；
6.读取系统备份数据分区数据，使用国密SM3算法验证签名，通过后解压数据，覆盖主系统分区内容；
7.覆盖完成后，引导主操作文件分区系统启动。
8.系统启动完成。
3）A盘的主系统分区数据或者校验分区数据被破坏，并且备份数据同时被破坏，启动步骤：
1.系统开机，BIOS默认读取A磁盘编号，加载A磁盘；
2.引导A磁盘的BootLoader启动；
3.Boostloader读取主操作系统的文件，使用MD5算法计算文件的校验值；
4.获取校验数据分区存储的校验值失败或者是对比主系统校验值失败；
5.读取系统备份数据分区数据，使用国密SM3算法验证签名，验证不通过或者是读取数据失败；
6.修改BIOS启动盘编号为B，退出BootLoader，重新启动；
7.重启进入B盘，正常启动和错误处理与A盘一致。
8.如果B盘数据正常，则能启动成功，B盘数据被损坏，启动失败。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种多重冗余的系统备份方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建整机系统的第一磁盘和第二磁盘，将所述第一磁盘和第二磁盘的分区调整一致；
通过BIOS读取所述第一磁盘，引导所述第一磁盘的BootLoader启动；
通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值；
对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验；
若所述备份数据校验失败，则修改BIOS启动盘为第二磁盘；
通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动。
2.根据权利要求1所述的多重冗余的系统备份方法，其特征在于，所述第一磁盘和第二磁盘的分区包括：BootLoader分区、校验数据分区、系统备份数据分区、主操作系统分区和运行数据分区。
3.根据权利要求1所述的多重冗余的系统备份方法，其特征在于，通过所述BootLoader获取所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值的过程包括：
通过所述BootLoader读取所述第一磁盘的主操作系统的文件，通过MD5算法计算所述第一磁盘的主操作系统的文件的主系统校验值；
读取校验数据分区的校验值，并进行签名验证，获得所述磁盘校验值。
4.根据权利要求1所述的多重冗余的系统备份方法，其特征在于，对所述第一磁盘的主系统校验值和磁盘校验值进行比较，若比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验的过程包括：
将所述主系统校验值和所述磁盘校验值进行比较，生成比较结果；
若所述比较结果一致，则通过所述BootLoader引导主系统启动；
若所述比较结果不一致，则读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密校验。
5.根据权利要求1所述的多重冗余的系统备份方法，其特征在于，若所述备份数据校验失败，修改BIOS启动盘为第二磁盘的过程还包括：
读取所述第一磁盘的备份数据，并对所述备份数据进行解密和校验；
若校验成功，则进行系统恢复，将所述备份数据恢复至主系统分区；
若校验失败，则将BIOS的启动盘修改为所述第二磁盘。
6.根据权利要求1所述的多重冗余的系统备份方法，其特征在于，所述通过BIOS判断引导次数，若是二次引导则加载所述第二磁盘并备份系统数据恢复到主系统分区，若超过二次引导则结束系统启动的过程包括：
通过所述BIOS判断引导次数，若BIOS判定是二次引导，则通过BIOS读取所述第二磁盘，引导所述第二磁盘的BootLoader启动；
若BIOS判定超过二次引导，则结束系统启动。
7.一种服务器，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现所述权利要求1-6任意一项所述方法。
8.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现所述权利要求1-6任意一项所述方法。
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