一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法及装置

摘要

本发明涉及一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，包括如下步骤：制定分级策略：对需要备份的对象进行分级；根据所述分级策略配置备份策略：设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；执行备份步骤：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份周期执行相应级别对象的增量备份。本发明还涉及一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置。本发明优点：1、能够大大降低备份所需的磁盘空间，降低资源占用率，提高备份的实时性且备份效率；2、用户只需配置好分级策略和备份策略，平台根据策略自动执行数据的备份和恢复；3、提高备份与恢复的可靠性。

权利要求

1.一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，其特征在于：包括如下步骤：

制定分级策略，对需要备份的对象进行分级；一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据；

根据所述分级策略配置备份策略，设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；

一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时备份，其中T2

执行备份步骤：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份；具体如下：部署虚拟机时，执行一级备份策略和二级备份策略，虚拟机开始运行使用时，执行三级备份策略和四级备份策略：虚拟机安装操作系统，完成后执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用，执行所述三级备份策略和执行所述四级备份策略：按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据备份。

2.根据权利要求1所述的一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，其特征在于：还包括系统恢复步骤：

操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；

应用恢复：选择二级的应用系统镜像文件进行恢复；

应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；

配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据备份，并进行应用验证。

3.一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置，其特征在于，包括：

分级策略制定模块：对需要备份的对象进行分级；一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据；

备份策略配置模块：根据所述分级策略设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时备份，其中T2

备份执行模块：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份；具体地：部署虚拟机时，执行一级备份策略和二级备份策略，虚拟机开始运行使用时，执行三级备份策略和四级备份策略；虚拟机安装操作系统，完成后执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用，执行所述三级备份策略和执行所述四级备份策略：按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据备份。

4.据权利要求3所述的一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置，其特征在于：还包括系统恢复模块，其执行如下步骤：操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；

应用恢复：选择二级应用系统镜像进行恢复；

应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；

配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据备份，并进行应用验证。

说明书

一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及云计算平台虚拟化技术领域，尤其涉及一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法及装置。

背景技术

[0002]  现有的信创云平台大都是采用开源虚拟化技术KVM（KVM:全称是Kernel‑based Virtual Machine，基于内核虚拟机）。KVM充分利用了CPU的硬件辅助虚拟化能力，并重用了Linux内核的诸多功能，可以将主机进程和虚拟机进行统一的管理和调度。qcow2镜像是KVM支持的主流镜像格式，qcow2通过文件模拟固定大小的块设备，支持快照与zlib压缩特性，使得qcow2相对其他镜像格式来说，体积更小，功能更丰富。现有的备份策略有两种，一是完全备份策略：是指把所有需要备份的数据全部备份，对于 Linux 操作系统镜像来说，完全备份可以将镜像所有文件进行备份，系统中任何数据丢失都能恢复，且恢复效率较高。缺点是需要备份的数据量较大，备份时间较长，备份了很多无用数据，占用的空间较大，所以完全备份不可能每天执行。增量备份策略：增量备份是指先进行一次完全备份，服务器运行一段时间之后，比较当前系统和完全备份的备份数据之间的差异，只备份有差异的数据。增量备份缺陷是必须依赖原始的全量备份才能恢复系统。

[0003] 对于中小型私有化云平台，由于云资源相对有限，为确保业务系统平滑运行需要，经常对虚拟机镜像进行备份。基于虚拟机的全量备份策略，针对完整的虚拟机进行备份，包含操作系统与应用系统和应用数据；备份时间周期长，占用空间大，备份周期基本在一周以上，无法支撑实时应用恢复需求。基于虚拟机的快照备份，利用服务器镜像提供的快照功能，可以快速进行备份恢复，但是快照是基于某个时段的镜像，快照的恢复可能会覆盖正确的副本导致数据丢失无法找回。

发明内容

[0004] 为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，实现快速实时备份，提高备份与恢复的安全可靠性。

[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 技术方案一

[0007] 一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，包括如下步骤：制定分级策略：对需要备份的对象进行分级；根据所述分级策略配置备份策略：设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；执行备份步骤：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份。

[0008] 更优地，所述分级策略为：一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据；根据所述分级策略制定对应的备份策略为：一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时备份，其中T2

[0009] 更进一步地，所述备份步骤具体为：虚拟机安装操作系统，完成后执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用，执行所述三级备份策略和执行所述四级备份策略：按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据备份。

[0010] 更优地，所述分级镜像备份调度方法，还包括系统恢复步骤：操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；应用恢复：选择二级的应用系统镜像文件文件进行恢复；应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据备份，并进行应用验证。

[0011] 为了解决上述问题，本发明的目的在于还提供一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置。

[0012] 技术方案二

[0013] 一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置，包括：分级策略制定模块：对需要备份的对象进行分级；备份策略配置模块：根据所述分级策略设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；备份执行模块：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份。

[0014] 更优地，所述分级策略制定模块定义的分级策略为：一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据；所述备份策略配置模块配置的备份策略为：一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时备份，其中T2

[0015] 更进一步地，所述备份执行模块的执行步骤具体为：虚拟机安装操作系统，完成后执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用，执行所述三级备份策略和执行所述四级备份策略：按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据备份。

[0016] 更优地，所述装置还包括系统恢复模块，其执行如下步骤：操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；应用恢复：选择二级应用系统镜像进行恢复；应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据备份，并进行应用验证。

[0017] 本发明具有如下有益效果：

[0018] 本发明一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，通过分级策略和备份策略进行整机备份时，公共镜像文件只需保留一份，在应用系统部署完成后，执行一次应用系统镜像，然后根据备份对象的数据类型和更新频率设定对应备份周期，大大降低备份所需的磁盘空间，降低资源占用率，可支持小时级别的增量备份策略，提高备份的实时性且备份效率。与此同时，用户只需配置好分级策略和备份策略，无需用户干预，平台根据策略自动执行数据的备份和恢复。更进一步地，通过分级备份与恢复，可以避免一次恢复覆盖所有数据，导致数据丢失或出错时，提高了备份与恢复的可靠性。

附图说明

[0019] 图1为本发明一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法的流程图；

[0020] 图2为本发明分级镜像备份调度方法实施后的云平台备份恢复示意图；

[0021] 图3为本发明分级镜像备份调度装置示意图。

具体实施方式

[0022] 以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

[0023] 请参阅图1，一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，包括如下步骤：

[0024] 步骤10、制定分级策略：对需要备份的对象进行分级。当需要对虚拟机整机进行备份时，本发明根据虚拟机中部分备份对象为公共的基础镜像，对备份对象进行分级，较优地，所述分级策略为：一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据； 

[0025] 步骤20、根据所述分级策略配置备份策略：设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；具体地：一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统进行自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时备份，其中T2

[0026] 步骤30、执行备份步骤：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份。具体地：

[0027] 在部署虚拟机时，执行一级备份策略和二级备份策略：虚拟机安装操作系统，完成后，执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；

[0028] 在虚拟机开始运行使用时，执行三级备份策略和四级备份策略：运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用。从应用系统模板创建应用能够确保应用的基础操作系统，cpu，内存，硬盘的配置是完全一样的，由于应用系统模板确保了应用的运行环境的一致性，在应用系统恢复的时候才可以确保成功。按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份，例如，可以设置每周运行一次增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据备份，由于配置数据的更新频率较高，因此，可以设置每天运行一次配置数据备份。应当可以理解，每一次的增量备份和配置数据备份都记录有备份的时间信息。

[0029] 如图2所示，在整个云平台上，采用相同操作系统上各虚拟机上可以部署不同的应用系统，因此，在进行二级备份时，生成的二级应用系统镜像文件包含多个不同类型的应用系统镜像文件，如A应用系统的二级镜像文件、B应用系统的二级镜像文件以及C应用系统的二级镜像文件。在应用系统的运行使用过程中，执行三级、四级备份策略，产生各类型应用系统对应的增量备份文件，图2中的增量备份文件既包括运行数据的增量备份，也包括配置数据的增量备份。

[0030] 本实施例中，通过分级策略和备份策略进行整机备份时，公共镜像文件只需保留一份，相同的应用系统部署也只需保留一份，然后根据备份对象的数据类型和更新频率设定对应备份周期，大大降低备份所需的磁盘空间，降低资源占用率，可支持小时级别的增量备份策略，提高备份的实时性且备份效率。

[0031] 如图2所示，在完成对虚拟机的自动分级备份后，当需要恢复备份时，执行如下步骤：

[0032] 步骤100、操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；由于操作系统可细分为web应用操作系统、容器应用操作系统等，因此必须根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件；

[0033] 步骤200、应用系统恢复：选择二级的应用系统镜像文件进行恢复；

[0034] 步骤300、应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；

[0035] 步骤400、配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据的增量备份，并进行应用验证。图2中的增量C既包括运行数据的增量备份，也包括配置数据的增量备份。

[0036] 在云平台批量部署虚拟机时，首先安装部署操作系统，基于操作系统，做个全量的操作系统镜像。镜像文件的唯一标识UUID，基于时间戳创建，作为增量备份的时间起始点标识，快照记录的是从这个时间点往后的数据变化。该操作系统镜像文件结合该时间戳，运行环境配置，生成一个操作系统模板，使用操作系统模板克隆出一个应用部署环境，然后部署应用系统以及配置应用 ，完成之后生成应用系统镜像，通过增量镜像方式加入应用系统镜像文件，然后用上述同样的办法加上该时间戳，配置生成应用系统模板。

[0037] 镜像文件实现过程如下：

[0038] 1.使用qemu创建raw镜像文件，这是一个空的镜像文件；

[0039] qemu‑img create ‑f raw kylinv10.qcow2 10G

[0040] Formatting 'flat.img', fmt=raw size=10737418240

[0041] 2.往该raw镜像文件里面全量写入操作系统镜像：

[0042] # dd if=/dev/zero of=kylinv10a1.qcow2 bs=1024k count=1000

[0043] 1000+0 records in

[0044] 1000+0 records out

[0045] 1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 0.66135 s, 1.6 GB/s

[0046] block size是1024k，共1000个block

[0047] 3.往镜像文件里面增量写入应用系统镜像，从偏移位置开始

[0048] # dd if=/dev/zero of=kylinv10a2.qcow2 bs=1024k count=0 seek=2048[0049] 0+0 records in

[0050] 0+0 records out

[0051] 0 bytes (0 B) copied, 0.000141061 s, 0.0 kB/s

[0052] # qemu‑img info flat2.img

[0053] image: flat2.img

[0054] file format: raw

[0055] virtual size: 2.0G (2147483648 bytes)

[0056] disk size: 0

[0057] seek的意思是将文件的结尾设在那个地方。

[0058] 模板的制作过程如下：

[0059] 基于image文件kylinv10a2.qcow2制作模板

[0060]

[0061]   vpc‑name//虚拟机名称

[0062]   vpc‑arm//虚拟机描述

[0063]   

[0064]     

[0065]       //虚拟机增量镜像

[0066]     

[0067]   

[0068]

[0069] PC specification is :

[0070]

[0071]   winxppro3

[0072]   b6b35d98‑dc3a‑e03d‑031b‑906ae079620f//虚拟机uuid，对应创建时间节点

[0073]   524288  //虚拟机内存

[0074]   524288

[0075]   1 //虚拟机cpu数量

[0076]   

[0077]     hvm//虚拟机cpu类型[0078]     

[0079]   

[0080]   

[0081]     

[0082]     

[0083]     

[0084]   

[0085]   

[0086]   destroy

[0087]   restart

[0088]   restart

[0089]   

[0090]     /usr/bin/kvm

[0091]     

[0092]       

[0093]       //源操作系统镜像

[0094]       

[0095]       

[0096]       [0097]     

[0098] 本发明一种基于信创云底座的分级镜像备份调度方法，用户只需配置好分级策略和备份策略，无需用户干预，平台根据策略自动执行数据的备份和恢复。更进一步地，通过分级备份与恢复，可以避免一次恢复覆盖所有数据，导致数据丢失或出错时，提高了备份与恢复的可靠性。

[0099] 基于同一发明构思，本申请还提供了与实施例一中的方法对应的装置，详见实施例二。

[0100] 实施例二

[0101] 请参阅图1至图3，一种基于信创云底座的分级镜像备份调度装置，包括：分级策略制定模块：对需要备份的对象进行分级；备份策略配置模块：根据所述分级策略设置每个级别备份对象的备份时间点或备份周期；备份执行模块：在部署虚拟机时，依据备份策略中的备份时间点执行一次相应级别对象的全量备份；在运行使用虚拟机时，根据备份策略中的备份周期执行相应级别对象的增量备份。

[0102] 所述分级策略制定模块定义的分级策略为：一级：原始操作系统；二级：应用系统；三级：应用的运行数据以及四级：配置数据。

[0103] 所述备份策略配置模块配置的备份策略为：一级：虚拟机的操作系统安装完成后自动备份；二级：在虚拟机上进一步进行应用部署和应用配置，完成后对应用系统自动备份；三级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，按预设周期T1定时执行运行数据的增量备份；四级：虚拟机在运行使用应用系统过程中，对配置数据按预设周期T2定时执行增量备份，其中T2

[0104] 所述备份执行模块执行如下步骤：部署虚拟机时，执行一级备份策略和二级备份策略，虚拟机开始运行使用时，执行三级备份策略和四级备份策略。

[0105] 所述备份执行模块的执行步骤具体为：虚拟机安装操作系统，完成后执行所述一级备份策略，自动备份产生一级的操作系统镜像文件并将其转为操作系统模板；使用该操作系统模板克隆出应用部署环境，部署应用并进行应用配置，完成后执行所述二级备份策略，自动备份产生二级的应用系统镜像文件并将其转为应用系统模板；运行使用应用系统，从所述应用系统模板创建应用，并启动应用，执行所述三级备份策略和执行所述四级备份策略：按照预设周期T1，定时执行应用系统运行数据的增量备份；按照预设周期T2，定时执行配置数据增量备份。

[0106] 在完成对虚拟机的自动分级备份后，当需要恢复备份时，系统恢复模块执行如下步骤：

[0107] 操作系统恢复：根据需要恢复的应用所在的系统类型选择对应的操作系统镜像文件进行恢复；

[0108] 应用恢复：选择二级应用系统镜像进行恢复；

[0109] 应用运行数据恢复：导入指定时间段的运行数据的增量备份，进行应用恢复；

[0110] 配置数据恢复：导入指定时间段的配置数据增量备份，并进行应用验证。

[0111] 由于本发明实施例二所介绍的装置，为实施本发明实施例一的方法所采用的装置，故而基于本发明实施例一所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该装置的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例一的方法所采用的装置都属于本发明所欲保护的范围。

[0112] 以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。