JP7208497B2 - バックアップリストア方法及びバックアップリストア装置 - Google Patents

Description

本発明は、仮想環境におけるバックアップ、リストア技術に関する。

高い可用性が求められるセッション制御サーバは、ＡＣＴ－ＳＢＹ構成が適用され、定期的にバックアップが取られる。ＡＣＴ系の装置が故障した時には、バックアップをしたデータ等をリストアし、迅速にサービスを再開する。また、現用のＡＣＴ－ＳＢＹ構成の装置を設置した現用ビルの罹災に備えて、同様の構成の装置を現用ビルから遠く離れた場所にある遠隔地ビルに設置しておく。バックアップしたデータ等は、遠隔地ビルにも送信する。現用ビルが罹災したときは遠隔地ビルの装置を使用してサービスを再開する。

図１，２を用いて、従来方式のバックアップおよびリストアについて説明する。ここでは、ＳＩＰサーバを例に説明する。

メモリに展開されたメモリデータは、例えば１時間に１回、メモリダンプされてファイルに書き出され、ＦＳ（ファイルシステム）にバックアップされる。メモリデータのバックアップファイルは、遠隔地ビルのＦＳにも転送される。

サーバ装置のＯＳ上にインストールされたミドルウェア（ＭＷ）、アプリケーションソフトウェア（ＡＰＬ）、およびＤＢデータは、１日１回、ファイル化されてＦＳにバックアップされる。ここでバックアップされたバックアップファイルは、ＭＷ、ＡＰＬのシステムファイル、およびＤＢデータを含む。このバックアップファイルは、遠隔地ビルのＦＳにも転送される。

リストア時、図２に示すように、新しいサーバ装置に、バックアップファイルをＦＳから転送した後、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬなどのソフトウェアを起動・設定し、データベースを最新化する。新しいサーバ装置は、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬはインストール済の状態である。そして、新しいサーバ装置に、メモリデータのバックアップファイルを転送し、メモリデータのバックアップファイルをメモリに展開する。

仮想環境の普及に伴い、従来は専用ハード上で構築されていたサーバ装置の仮想化も検討されている。

Tsutomu Nakamura、"KVMのスナップショットによるゲストOSの状態管理"、[online]、２０１５年６月２２日、［２０１８年１２月２０日検索］、インターネット〈 URL：https://qiita.com/TsutomuNakamura/items/4da7cd2f9d6a85f4db94〉

ＳＩＰサーバを仮想化した場合、ＤＢデータおよびシステムファイルのバックアップ処理は、仮想マシン（ＶＭ）の有するスナップショット機能を用いることが考えられる。スナップショット機能は、ＶＭのある時点の状態を保存する機能である。例えば、図３に示すように、ＶＭのスナップショットを取り、ＶＭのイメージをストレージに保存する。復旧時にバックアップしたイメージを利用することで、スナップショットを取った時点の状態の仮想マシンを起動することができる。イメージは、遠隔地ビルにも転送される。

ＶＭのスナップショット機能で作成されるイメージは、ＯＳ、ＭＶ、ＡＰＬ、およびＤＢデータを全て含む。そのため、イメージのサイズが大きく、イメージを遠隔地ビルに転送する際の転送量が大きいという問題があった。また、リストア時、イメージをダウンロードしてから復旧するので、復旧までに時間を要するという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、仮想環境上に構築したサーバ装置においてバックアップの転送量の削減および復旧時間の短縮を図ることを目的とする。

本発明に係るバックアップリストア方法は、仮想マシンに複数のボリュームストレージが接続される仮想環境におけるバックアップリストア方法であって、前記複数のボリュームストレージはソフトウェアがインストールされた第１ボリュームストレージとデータが格納された第２ボリュームストレージを含み、仮想マシンが、複数のボリュームストレージのそれぞれを接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動し、前記複数のボリュームストレージを提供する装置が、前記複数のボリュームストレージのそれぞれを、前記複数のボリュームストレージごとに異なる間隔でバックアップすることを特徴とする。

本発明に係るバックアップリストア装置は、仮想マシンに複数のボリュームストレージが接続される仮想環境で動作するバックアップリストア装置であって、ソフトウェアがインストールされた第１ボリュームストレージとデータが格納された第２ボリュームストレージを含む複数のボリュームストレージを仮想マシンに提供するストレージ提供手段と、前記複数のボリュームストレージのそれぞれを、前記複数のボリュームストレージごとに異なる間隔でバックアップするバックアップ手段と、を有し、仮想マシンが、複数のボリュームストレージのそれぞれを接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動することを特徴とする。

本発明によれば、仮想環境上に構築したサーバ装置においてバックアップの転送量の削減および復旧時間の短縮を図ることができる。

従来方式のバックアップの概略を説明するための全体構成図である。 従来方式のリストアの概略を説明するためのシーケンス図である。 仮想環境におけるバックアップの概略を説明するための全体構成図である。 一実施形態のバックアップリストアシステムの概略を説明するための全体構成図である。 オンメモリのデータのバックアップ処理の流れを示すシーケンス図である。 データを格納したボリュームのバックアップ処理の流れを示すシーケンス図である。 ソフトウェアをインストールしたボリュームのバックアップ処理の流れを示すシーケンス図である。 リストア処理の流れを示すシーケンス図である。 イメージからのリストア処理の流れを示すシーケンス図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。

図４は、一実施形態のバックアップリストアシステムの概略を説明するための全体構成図である。

図４に示すバックアップリストアシステム１は、ＳＩＰサーバとして動作する仮想マシン（ＶＭ）１０、ＶＭ１０にボリューム（ブロックストレージデバイス）を提供するボリュームストレージ２０を備える。

ボリュームストレージ２０は、ＯＳ、ミドルウェア（ＭＷ）、およびアプリケーションソフトウェア（ＡＰＬ）がインストール済のボリューム２１およびＤＢデータが格納されたボリューム２２をＶＭ１０に提供する。ボリュームストレージ２０には、例えば、ＯｐｅｎＳｔａｃｋのＣｉｎｄｅｒを用いることができる。Ｃｉｎｄｅｒは、仮想マシン（インスタンス）が使用するボリュームを提供するサービスであり、ボリュームの作成／削除、スナップショットの作成／削除などの機能を有する。仮想マシンは、Ｃｉｎｄｅｒの提供するボリュームをアタッチして使用できる。

ボリュームストレージ２０は、バックアップ機能３０を有する。ボリュームストレージ２０は、スナップショット機能を用いて、ボリューム２１，２２のそれぞれのイメージ３１，３２を作成し、バックアップ機能３０にイメージ３１，３２を登録する。イメージ３１，３２の登録には、例えば、ＯｐｅｎＳｔａｃｋのＧｌａｎｃｅを用いることができる。Ｇｌａｎｃｅは、仮想マシンに利用するＯＳ等をインストールしたイメージを管理するサービスである。イメージを利用することで、必要なＯＳ等がインストールされた仮想マシンを短時間で起動することができる。バックアップしたイメージ３１，３２のそれぞれからボリューム２１，２２を作成できる。

バックアップ機能３０は、メモリデータをメモリダンプしたバックアップファイル３３を格納する。バックアップファイル３３をメモリに展開すると、バックアップしたメモリデータを再現できる。

バックアップリストアシステム１は、バックアップ対象の変更頻度に応じてボリューム２１，２２を分離しておき、バックアップ対象毎にバックアップする間隔を決める。具体的には、例えば、変更頻度が低いＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬは、ボリューム２１にインストールし、ソフトウェアの更新時に随時バックアップを実行する。変更頻度が中程度のＤＢデータは、ボリューム２２に格納し、１日に１回の頻度でバックアップを実行する。変更頻度が高いオンメモリのデータは、１時間に１回の頻度でバックアップを実行する。

バックアップ機能３０に保存されたイメージ３１，３２とバックアップファイル３３は、遠隔地ビルのボリュームストレージ１００にも転送する。メモリデータのバックアップファイル３３は従来方式と変わらない。ソフトウェアおよびＤＢデータをまとめてバックアップした従来方式のバックアップファイルについては、ＯＳ，ＭＷ，ＡＰＬとＤＢデータとを分離して、別々のイメージ３１，３２とし、バックアップ間隔を変えたので、毎日転送するイメージ３２の転送量が削減される。遠隔地ビルのボリュームストレージ１００もＣｉｎｄｅｒを用いる。

ＶＭ１０は、ボリュームストレージ２０の提供するボリューム２１，２２をアタッチして、ストレージを利用する。ＶＭ１０は、アプリケーション等がインストールされたボリューム２１をアタッチ後、ボリューム２１からＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬを起動し、ＳＩＰサーバとして動作する。つまり、ＶＭ１０は、自身の有するローカルストレージにＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬをインストールしないで、ボリューム２１にインストールされたＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬを起動する。ＶＭ１０は、ＤＢデータを格納したボリューム２２をアタッチ後、ボリューム２２のデータベース等を最新化する。ＶＭ１０のメモリには、頻繁にアクセスされるデータが展開される。

ＶＭ１０を外部のボリュームストレージ２０から起動するのでシステム性能に影響を及ぼすと考えられるが、セッション制御サーバは、オンメモリ処理が多いので、システム性能への影響は少ないと考えられる。ディスクに書き込む処理が多い場合は影響が出る可能性がある。

次に、バックアップリストアシステム１のバックアップ処理およびリストア処理について説明する。図５から図７は、バックアップリストアシステム１のバックアップ処理の流れを示すシーケンス図である。

図５を参照し、オンメモリのデータのバックアップについて説明する。

オンメモリのデータのバックアップタイミングになると、バックアップ機能３０は、現用のＶＭ１０に対してバックアップファイルの収集指示を出す（ステップＳ１０１）。

ＶＭ１０は、メモリダンプし、メモリデータをファイル化する（ステップＳ１０２）。

ＶＭ１０は、バックアップファイル３３をバックアップ機能３０に転送し、バックアップ機能３０は、バックアップファイル３３を格納する（ステップＳ１０３）。バックアップファイル３３は、遠隔地ビルにも転送される。

図６を参照し、ＤＢデータのバックアップについて説明する。

ＤＢデータのバックアップタイミングになると、ボリュームストレージ２０は、ＤＢデータを格納したボリューム２２のスナップショットを取得する（ステップＳ２０１）。スナップショットによりボリューム２２のイメージ３２が得られる。

ボリュームストレージ２０は、ボリューム２２のイメージ３２をバックアップ機能３０に登録する（ステップＳ２０２）。イメージ３２は、遠隔地ビルにも転送される。

図７を参照し、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬのバックアップについて説明する。

ソフトウェアが更新されると、ボリュームストレージ２０は、ＯＳ、ＭＷ、ＡＰＬをインストールしたボリューム２１のスナップショットを取得する（ステップＳ３０１）。スナップショットによりボリューム２１のイメージ３１が得られる。

ボリュームストレージ２０は、ボリューム２１のイメージ３１をバックアップ機能３０に登録する（ステップＳ３０２）。イメージ３１は、遠隔地ビルにも転送される。

図５から図７の処理は、バックアップ対象の変更頻度に応じて実行され、バックアップ間隔が異なるので、遠隔地ビルへの転送量の総量を削減できる。

図８を参照し、リストア処理について説明する。図８では、ＡＣＴ系のＶＭが故障し、ＳＢＹ系のＶＭに切り替わったとする。なお、ボリュームストレージ２０は故障していない。

ＶＭ１０は、ソフトウェアがインストールされたボリューム２１をアタッチし、ソフトウェアを起動、設定する（ステップＳ４０１，Ｓ４０２）。

ＶＭ１０は、ＤＢデータが格納されたボリューム２２をアタッチし、ＤＢデータ等を含むデータベースを最新化する（ステップＳ４０３，Ｓ４０４）。

ＶＭ１０は、バックアップ機能３０からバックアップファイル３３を受信し、バックアップファイル３３からメモリデータをメモリに展開する（ステップＳ４０５，Ｓ４０６）。

このように、リストア時、ＶＭ１０はボリューム２１，２２をアタッチし、ボリューム２１からソフトウェアを起動するので、イメージ３１，３２を転送してＶＭ１０を動作させる必要が無くなり、復旧時間が短縮できる。

図９を参照し、バックアップしたイメージからＶＭを起動する処理について説明する。例えば、現用ビルが罹災し、ＶＭ１０およびボリュームストレージ２０に障害が発生した際、遠隔地ビルでサービスを再開するケースが考えられる。遠隔地ビルのバックアップ機能は、現用ビルから転送されたイメージ３１，３２およびバックアップファイル３３を保持しているものとする。以下の処理は、遠隔地ビルでの処理である。

バックアップ機能３０は、イメージ３１からソフトウェアがインストールされたボリューム２１を作成する（ステップＳ５０１）。

ＶＭ１０は、ソフトウェアがインストールされたボリューム２１をアタッチし、ソフトウェアを起動、設定する（ステップＳ５０２，Ｓ５０３）。

バックアップ機能３０は、イメージ３２からＤＢデータが格納されたボリューム２２を作成する（ステップＳ５０４）。

ＶＭ１０は、ＤＢデータが格納されたボリューム２２をアタッチし、ＤＢデータ等を含むデータベースを最新化する（ステップＳ５０５，Ｓ５０６）。

ＶＭ１０は、バックアップ機能３０からバックアップファイル３３を受信し、バックアップファイル３３からメモリデータをメモリに展開する（ステップＳ５０７，Ｓ５０８）。ＶＭ１０は、ＳＢＹ系のＶＭと同期を開始する（ステップＳ５０９）。

以上説明したように、本実施の形態によれば、ＶＭ１０は、複数のボリューム２１，２２を接続し、ボリューム２１にインストールされたソフトウェアをボリューム２１から起動し、ＤＢデータをボリューム２２に格納し、ボリューム２１，２２ごとに異なる間隔でスナップショットを取ってイメージ３１，３２をバックアップする。これにより、バックアップ対象の変更頻度に応じて異なる間隔でボリューム２１，２２のそれぞれをバックアップでき、転送量の総量を削減できる。また、リストア時、ＶＭ１０はボリューム２１，２２をアタッチし、ボリューム２１からソフトウェアを起動するので、ボリューム２１，２２をバックアップしたイメージ３１，３２の転送が不要であり、復旧時間が短縮できる。

１…バックアップリストアシステム
１０…仮想マシン（ＶＭ）
２０…ボリュームストレージ
２１，２２…ボリューム
３０…バックアップ機能
３１，３２…イメージ
３３…バックアップファイル

Claims (6)

1. 仮想マシンに複数のボリュームストレージが接続される仮想環境におけるバックアップリストア方法であって、
   前記複数のボリュームストレージはソフトウェアがインストールされた第１ボリュームストレージとデータが格納された第２ボリュームストレージを含み、
   仮想マシンが、複数のボリュームストレージのそれぞれを接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動し、
   前記複数のボリュームストレージを提供する装置が、前記複数のボリュームストレージのそれぞれを、前記複数のボリュームストレージごとに異なる間隔でバックアップする
   ことを特徴とするバックアップリストア方法。
2. 前記複数のボリュームストレージを提供する装置が、前記複数のボリュームストレージごとにバックアップしたイメージを転送する
   ことを特徴とする請求項１に記載のバックアップリストア方法。
3. 前記仮想マシンはセッション制御サーバとして動作するものであって、
   現用系の仮想マシンから予備系の仮想マシンに切り替わったとき、前記予備系の仮想マシンは、前記複数のボリュームストレージをそれぞれ接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のバックアップリストア方法。
4. 仮想マシンに複数のボリュームストレージが接続される仮想環境で動作するバックアップリストア装置であって、
   ソフトウェアがインストールされた第１ボリュームストレージとデータが格納された第２ボリュームストレージを含む複数のボリュームストレージを仮想マシンに提供するストレージ提供手段と、
   前記複数のボリュームストレージのそれぞれを、前記複数のボリュームストレージごとに異なる間隔でバックアップするバックアップ手段と、を有し、
   仮想マシンが、複数のボリュームストレージのそれぞれを接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動する
   ことを特徴とするバックアップリストア装置。
5. 前記複数のボリュームストレージごとにバックアップしたイメージを転送する転送手段を有する
   ことを特徴とする請求項４に記載のバックアップリストア装置。
6. 前記仮想マシンはセッション制御サーバとして動作するものであって、
   現用系の仮想マシンから予備系の仮想マシンに切り替わったとき、前記予備系の仮想マシンは、前記複数のボリュームストレージをそれぞれ接続し、前記第１ボリュームストレージにインストールされたソフトウェアを前記第１ボリュームストレージから起動する
   ことを特徴とする請求項４または５に記載のバックアップリストア装置。

Images