應(yīng)用虛擬機(jī)技術(shù)輔助數(shù)據(jù)備份的研究與實(shí)現(xiàn)*

黃 立，盧黎明，錢振興

（國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

數(shù)據(jù)備份是保證信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全的最后屏障，對(duì)于現(xiàn)代化電力企業(yè)有著重要作用.從現(xiàn)階段來(lái)看，采用數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)備份關(guān)鍵數(shù)據(jù)是解決數(shù)據(jù)損壞和丟失的唯一可行方案［1］.目前，賽門鐵克、EMC、IBM等公司推出的企業(yè)級(jí)備份系統(tǒng)軟件，如Symantec NetBackup［2］、EMC Net Worker、IBM TSM等，為電力、金融、公告事業(yè)等領(lǐng)域提供包括文件、數(shù)據(jù)庫(kù)等備份方式.但當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障停機(jī)時(shí)，數(shù)據(jù)恢復(fù)仍然需要大量時(shí)間，在此期間會(huì)引起業(yè)務(wù)中斷，給用戶帶來(lái)不便.本文針對(duì)該問(wèn)題，提出將整個(gè)操作系統(tǒng)以虛擬機(jī)形式進(jìn)行完全備份，作為備份系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)臨時(shí)提供服務(wù)、下線系統(tǒng)存檔等功能.本文提出基于虛擬機(jī)技術(shù)的輔助數(shù)據(jù)備份方法，并對(duì)該方法的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行舉例說(shuō)明.

1 基于虛擬機(jī)技術(shù)輔助數(shù)據(jù)備份

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬機(jī)技術(shù)以其諸如性價(jià)比高、調(diào)配快速、管理簡(jiǎn)單、服務(wù)器利用率高等優(yōu)勢(shì)，在生產(chǎn)、科技、教育等領(lǐng)域獲得廣泛的研究和應(yīng)用.

1.1 基于虛擬機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)備份的優(yōu)點(diǎn)

借助虛擬機(jī)技術(shù)，可通過(guò)虛擬機(jī)軟件如微軟Hyper－V和VMware ESX等，將老化和存在安全風(fēng)險(xiǎn)隱患服務(wù)器上的生產(chǎn)服務(wù)部署在虛擬宿主服務(wù)器上運(yùn)行，可降低其運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)節(jié)省人力財(cái)力.

本文提出基于虛擬機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)備份，即通過(guò)虛擬機(jī)遷移軟件，將物理服務(wù)器遷移至虛擬機(jī)宿主機(jī)進(jìn)行備份，主要有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）遷移過(guò)程簡(jiǎn)單.無(wú)需在物理機(jī)或虛擬機(jī)中重新安裝操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序，可節(jié)省大量人力、財(cái)力.

（2）保證數(shù)據(jù)完整性.遷移后的虛擬機(jī)從理論上和物理機(jī)完全一致，保證了數(shù)據(jù)的完整性.

（3）存檔和查檔方便.備份在虛擬宿主機(jī)中的虛擬機(jī)以虛擬機(jī)文件格式保存，可下載移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行存檔；需要查檔時(shí)，只需將虛擬機(jī)文件導(dǎo)入虛擬機(jī)軟件即可重新打開并進(jìn)行查檔操作.

（4）作為備份服務(wù)器.備份在虛擬宿主機(jī)中的虛擬機(jī)就相當(dāng)于一臺(tái)備用服務(wù)器，當(dāng)其在宿主機(jī)中關(guān)閉時(shí)，除磁盤外不會(huì)占用任何資源.當(dāng)物理服務(wù)器檢修停運(yùn)時(shí)，啟用備份服務(wù)器可臨時(shí)頂替物理機(jī)提供對(duì)外服務(wù).

1.2 基于虛擬機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)備份的方法

基于虛擬機(jī)技術(shù)的數(shù)據(jù)備份是通過(guò)虛擬機(jī)遷移軟件，將物理服務(wù)器遷移至虛擬機(jī)（即P2V）來(lái)實(shí)現(xiàn)的.

通常配置兩臺(tái)以上的虛擬宿主機(jī)，各物理服務(wù)器應(yīng)至少有兩份備份且分布在不同的宿主機(jī)上，示例拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示.當(dāng)某臺(tái)物理服務(wù)器故障時(shí)，選擇在當(dāng)前負(fù)荷較小、保留資源較多的虛擬宿主機(jī)上啟動(dòng)對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)對(duì)外服務(wù)，故障排除后再關(guān)閉虛擬機(jī)節(jié)省宿主機(jī)的資源.

圖 1 基于虛擬機(jī)的備份結(jié)構(gòu)

在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，為了提高數(shù)據(jù)可靠性和系統(tǒng)性能，最適宜用虛擬機(jī)備份的服務(wù)器是各業(yè)務(wù)的應(yīng)用服務(wù)器，而數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)采用NetBackup等專業(yè)軟件進(jìn)行備份.

2 基于虛擬機(jī)技術(shù)輔助數(shù)據(jù)備份實(shí)現(xiàn)

本節(jié)以基于VMware Converter軟件遷移Linux物理主機(jī)的過(guò)程為例，對(duì)基于虛擬機(jī)技術(shù)的輔助數(shù)據(jù)備份實(shí)現(xiàn)進(jìn)行說(shuō)明.Linux主機(jī)P2V遷移過(guò)程如下：Linux物理機(jī)遷移過(guò)程首先需在一臺(tái)同網(wǎng)段的windows主機(jī)上安裝Vmware Converter Standalone服務(wù)器軟件，作為遷移服務(wù)器，然后可以用Vmware Converter Standalone軟件遷移主機(jī)，具體步驟如下：

（1）運(yùn)行Vmware Converter服務(wù)器，其界面如圖2所示.

圖2 Vmwa re Converter Standalone基于虛擬

（2）在線遷移Linux需開啟遠(yuǎn)程Linux客戶機(jī)上開啟root用戶的ssh登錄權(quán)限（遷移完畢后應(yīng)關(guān)閉此權(quán)限，否則存在安全風(fēng)險(xiǎn)）.

（3）輸入宿主機(jī)相關(guān)信息.

（4）輸入虛擬平臺(tái)主機(jī)地址及相關(guān)信息、虛擬機(jī)名稱，并選擇虛擬機(jī)存放的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)名稱和創(chuàng)建的虛擬機(jī)類型.

（5）設(shè)置虛擬機(jī)內(nèi)存大小、CPU數(shù)量等參數(shù)，并設(shè)置需復(fù)制的卷和卷的大小等.

（6）完成P2V轉(zhuǎn)換過(guò)程.

（7）轉(zhuǎn)換完成后，在通過(guò)虛擬管理系統(tǒng)連接宿主機(jī)中的備份虛擬機(jī)進(jìn)行設(shè)置.

對(duì)其他操作系統(tǒng)和Hyper－V等其他虛擬機(jī)軟件的實(shí)際遷移過(guò)程會(huì)有所不同，但基本步驟與之相似.

3 總結(jié)

本文研究并提出基于虛擬技術(shù)的備份方法，作為備份系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，具有遷移過(guò)程簡(jiǎn)單、備份數(shù)據(jù)完整、存檔和查檔方便和可作為臨時(shí)備機(jī)等優(yōu)點(diǎn).但該方法仍有三點(diǎn)不足：

（1）如果物理服務(wù)器存在虛擬機(jī)無(wú)法模擬的硬件設(shè)備時(shí)，因此虛擬機(jī)無(wú)法作為臨時(shí)備機(jī)；

（2）因部分虛擬硬件與實(shí)際物理硬件差別較大，導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別，部分操作系統(tǒng)和軟件需重新注冊(cè)；

（3）備份時(shí)效性較差，如果系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)變化，那么該虛擬機(jī)備份將很快過(guò)時(shí)而無(wú)法作為臨時(shí)備機(jī)使用.

因此在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)避免對(duì)兩類服務(wù)器進(jìn)行這種備份：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器等數(shù)據(jù)變化較大的服務(wù)器；有特殊硬件設(shè)備的服務(wù)器.此外，在完成備份后，應(yīng)打開該備份進(jìn)行配置一次，完善虛擬機(jī)設(shè)備驅(qū)動(dòng)等，保證系統(tǒng)可用性.

［1］侯麗珍.自動(dòng)安全數(shù)據(jù)備份系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［D］.上海：上海交通大學(xué)，2007.

［2］veritas軟件公司.企業(yè)重生－信息系統(tǒng)的災(zāi)難恢復(fù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.