一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统的制作方法

文档序号:10488832
一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统,将ceph块设备直接或间接挂载到生产服务器上;在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序;通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,将生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器,以便后续恢复。本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统能够提供99.9999%以上的无故障率的备份数据,并确保这些数据能随时被恢复出来,为用户提供数据安全保障。
【专利说明】
一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统
技术领域
[0001]本发明涉及数据备份及计算机信息存储的技术领域,特别是涉及一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着云计算时代的来临,IT( Informat1n Technology,互联网技术)服务呈现出规模化、集群化,而支撑云架构后面的存储设备则是由各个存储厂商提供,数据容量从过去TB(1TB= 1024GB)级上升到I3Bai3B= 10241?)级甚至更高。因此,来保证系统的可用性和可靠性的传统的数据备份方式逐渐面临的一个问题就是无法在有效的时间内对如此巨量的数据进行保护。于是,各个数据保护方案提供商在思考一种新的基于云计算架构设施的数据保护,比如结合存储快照来提高数据保护的时效性。
[0003]存储网络行业协会(StorageNetworkingIndustry Associat1n,SNIA)对快照(Snapshot)的定义是:关于指定数据集合的一个完全可用拷贝,该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始的时间点)的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本,也可以是数据的一个复制品。快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复,将数据恢复某个可用的时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道。当原数据进行在线应用处理时,用户可以访问快照数据,还可以利用快照进行测试等工作。因此,存储快照技术使得大数据的保护更加高效,极具实用性。
[0004]然而,上述备份方案存在以下不足:
[0005]I)存储本身的可用性和可靠性和伸缩性的问题
[0006]快照所依赖的存储卷或者存储本身发生故障了,快照也就不能恢复出来了。为此,某些备份厂商提供了对快照数据备份的功能,但这似乎又走回传统备份恢复的方式。
[0007]2)存储本身所面临的扩容问题
[0008]如果快照通过实克隆(快照的整个影像都复制到一个新存储卷中)恢复数据,恢复所依赖的存储空间也是成倍增长。
[0009]3)在复杂多元的机房中也会面临各种复杂的问题
[0010]单独依靠存储自身的可靠性和可用性并不能满足对生产服务器安全性的高要求。

【发明内容】

[0011]鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统,结合驱动层的I/o截获重写和分布式块存储的快照功能来进行大型机房和云计算平台的海量数据的备份和恢复问题,从而提供几乎无故障、支持高并发以及非常简单增加集群节点的数据存储,为用户提供数据安全保障。
[0012]为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,包括以下步骤:将c印h块设备直接挂载到生产服务器上;在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序;通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器;进行恢复数据时,备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0013]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其中:启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0014]相应地,本发明还提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,包括挂载模块、部署模块、备份模块和恢复模块;
[0015]所述挂载模块用于将ceph块设备直接挂载到生产服务器上;
[0016]所述部署模块用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序;
[0017]所述备份模块用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器;
[0018]所述恢复模块用于在进行恢复数据时,通过备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0019]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其中:所述备份模块中,启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0020]另外,本发明还提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,包括以下步骤:
[0021 ]将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备挂载至生产服务器;
[0022]在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序;
[0023]通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器;
[0024]进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0025]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其中:启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0026]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其中:备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器;进行数据恢复时,备份服务器通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器。
[0027]相应地,本发明还提供一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,包括挂载模块、部署模块、备份模块和恢复模块;
[0028]所述挂载模块用于将ceph块设备挂载至备份服务器,再将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器;
[0029]所述部署模块用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序;
[0030]所述备份模块用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器;
[0031]所述恢复模块用于在进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0032]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其中:所述备份模块中,启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0033]根据上述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其中:所述挂载模块中,备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器;所述恢复模块中,备份服务器通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器。
[0034]如上所述,本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统,具有以下有益效果:
[0035](I)结合分布式块存储的尚可用、尚可靠性的优点,能够提供99.9999%以上的无故障率的备份数据,并确保这些数据能随时被恢复出来,且能够在任意快照时间点恢复,从而为用户提供数据安全保障;
[0036](2)利用分布式块存储便捷的横向扩展性,能够轻松的添加集群节点,为备份拥有海量数据的机房或者云平台提供无限可扩展的存储空间;
[0037](3)结合分布式存储的快照功能,在确保应用一致性的情况下,能够为数据提供2分钟左右的RP0,以及I分钟左右的RTO时间;结合连续数据保护(Continuous DataProtect1n,CDP)技术,RPO时间可以降至20秒左右。
【附图说明】
[0038]图1显示为ceph架构层次的结构示意图;
[0039]图2显示为本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法的第一实施例的流程图;
[0040]图3显示为本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统的第一实施例的结构示意图;
[0041]图4显示为本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法的第二实施例的流程图;
[0042]图5显示为本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统的第二实施例的结构示意图。
[0043]元件标号说明
[0044]11挂载模块
[0045]12部署模块
[0046]13备份模块
[0047]14恢复模块
[0048]21挂载模块
[0049]22部署模块
[0050]23备份模块[0051 ] 24 恢复模块
【具体实施方式】
[0052]以下通过特定的具体实例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露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0053]需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0054]现有技术中,主流开源分布式块存储为sheepdog和ceph。
[0055]Sheepdog是一个分布式对象存储系统,专为虚拟机提供块存储,具有无单点、零配置、可线性扩展的优点。sheepdog项目的主要开发和维护者来自阿里巴巴集团的研发团队。
[0056]ceph是加州大学Santa Cruz分校的Sage Weil(DreamHost的联合创始人)专为博士论文设计的新一代自由软件分布式文件系统,其可轻松扩展到数PB容量,支持多种工作负载的高性能,具有高可靠性、可扩展性、伸缩性。ceph项目拥有更多的开发、维护和使用者,在各个领域都有广泛的使用,并获得了大量的开源组织的支持。
[°°57] 恢复时间目标(Recovery Time Objective,RT0)是指灾难发生后,从IT系统宕机业务停顿之时开始,到IT系统恢复至可以支持各部门运作、恢复运营之时,此两点之间的时间段。
[0058]恢复点目标(Recovery Point 0bjective,RP0)是指对系统和应用数据而言,要实现能够恢复至可以支持各部门业务运作,系统及生产数据应恢复到一定的更新程度所需要的时间。这种更新程度可以是上一周的备份数据,也可以是上一次交易的实时数据。
[0059]结合分布式块存储的各项优异性能和自身的快照功能,本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统能在满足非常理想的RTO和RPO的情况下轻松备份和恢复拥有海量数据和复杂环境的机房或者云平台。现有数据表明,ceph可以提供秒级的快照和克隆功能。
[0060]下面主要以ceph为例来阐述本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统。需要说明的是,其他分布式块存储依然适用于本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统,属于本发明的保护范围之内。
[0061]图1所示为ceph架构层次的结构,其中,Iibrbd只支持Linux内核。由于ceph官方的客户端只支持Linux内核,通常通过以下两个途径来支持Win32:
[0062](I)利用第三方开源的Win32实现ceph客户端
[0063]例如,利用ceph-dokan来实现ceph客户端,其目前支持win2008、win2012及win7。
[0064]该方式的优点是磁盘读写速度块,无需再由备份存储柜再做一层数据转发,直接可以将数据写入ceph集群中。但是,一套ceph客户端支持的系统环境非常有限。目前仅支持Linux系统,勉强支持Win32系统,其他系统基本不支持,从而影响ceph客户端的实现的稳定性及兼容性。
[0065](2)结合Linux环境的备份存储柜,将ceph块存储挂载至备份存储柜中,成为备份存储柜的一个磁盘,在利用Internet小型计算机系统接口协议(Internet Small ComputerSystem Interface,iSCSI)或者光纤通道(Fibre Channel,FC)将该磁盘映射至任意客户端。
[0066]该方式的优点是支持所有支持iSCSI及FC环境的系统,便捷性好。然而,读写性能相对较差。
[0067]以下结合上述两种方式来分别阐述本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统。
[0068]参照图2,本发明结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法的第一实施例中,包括以下步骤:
[0069]步骤S11、将ceph块设备直接挂载到生产服务器上。
[0070]步骤S12、在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序。
[0071]步骤S13、通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0072]其中,备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系,并且配置计划任务在合理的时间点发起快照任务。当启动快照任务监控后,备份服务器会通知备份客户端对ceph块设备上的镜像卷进行格式化,然后再通过磁盘校验或者镜像复制的方式将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷中,启动I/O驱动程序,使得后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。快照信息包括快照内容、快照大小、快照位置等等。
[0073]具体地,启动快照任务后,备份客户端通知生产服务器的应用处于静默状态,然后通知驱动层将I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷,待写入操作完成后通知备份服务器调用ceph client接口或者命令行对该镜像卷执行一个快照。快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0074]具体地,备份客户端调用ceph客户端接口或者命令行对该ceph块设备上的镜像卷执行一个快照。ceph块设备执行一个快照时间在20秒左右,I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷所需时间由生产服务器的负载以及缓冲层配置策略来决定。
[0075]另外,Linux驱动层和windows驱动层I/O写操作分发实现原理分别如下:
[0076](一)、Linux驱动层I/O写操作分发实现原理
[0077]A、Linux驱动实现采用net I ink通信方式来处理用户态应用监控程序与内核态驱动的通信;
[0078]B、待Linux驱动加载后,初始化netlink来监听用户态的消息;
[0079]C、当备份任务启动后,将用户配置所要保护的数据卷以及镜像卷信息传递给驱动模块并将它保存在内存中,再将数据卷设备的块I/o请求队列的make_request_fn所指向的内核默认的函数指针保留至内存,重新将make_request_fn指向我们实现的I/O处理函数指针。与此同时,将I/O的写操作缓存至一个队列中,并将数据卷的数据镜像到镜像卷中。
[0080]D、当镜像卷复制完毕后,继续过滤出I/O的写操作至上述队列中,然后逐个处理队列中的I/o写操作,将它分发至数据卷和镜像卷中。
[0081 ] (二)、windows驱动层I/O写操作分发实现原理
[0082]在windows内核中,输入输出请求包(I/O request package,IRQ)是一种重要的与输入输出有关的数据结构。当用户态应用程序与底层驱动通信时,应用程序会发出I/O请求,操作系统会将I/o请求转换为相应的IRQ数据,不同的IRQ会根据类型传递到不同的派遣函数。客户端程序与驱动层之间的通信可以使用Device1Control方法传递,扩展自定义控制码。
[0083]windows驱动层I/O写操作分发实现原理基本上和上述Linux驱动相同,仅在I/O过滤及分发上细节有点区别。当备份任务启动备份数据卷时,通过修改数据卷设备对应的注册表信息,将该设备加载过滤驱动。在驱动入口处将IRQ_MJ_SCSI对应的分发处理函数指向自己实现的过滤函数的函数指针。
[0084]步骤S14、进行恢复数据时,备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0085]具体地,ceph要求克隆快照前,执行保护操作来确保快照不被删除,从而保证克隆卷可用。
[0086]当新卷挂载至新生产服务器环境时,由新生成服务器上的应用来接管恢复出来的数据。
[0087]参照图3,本发明结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统的第一实施例中,包括挂载模块11、部署模块12、备份模块13和恢复模块14。
[0088]挂载模块11用于将ceph块设备直接挂载到生产服务器上。
[0089]部署模块12用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序。
[0090]备份模块13与挂载模块11和部署模块12相连,用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0091]其中,备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系,并且配置计划任务在合理的时间点发起快照任务。当启动快照任务监控后,备份服务器会通知备份客户端对ceph块设备上的镜像卷进行格式化,然后再通过磁盘校验或者镜像复制的方式将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷中,启动I/O驱动程序,使得后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0092]具体地,启动快照任务后,备份客户端通知生产服务器的应用处于静默状态,然后通知驱动层将I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷,待写入操作完成后通知备份服务器调用ceph client接口或者命令行对该镜像卷执行一个快照。快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0093]具体地,备份客户端调用ceph客户端接口或者命令行对该ceph块设备上的镜像卷执行一个快照。ceph块设备执行一个快照时间在20秒左右,I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷所需时间由生产服务器的负载以及缓冲层配置策略来决定。
[0094]恢复模块14与备份模块13相连,用于在进行恢复数据时,通过备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0095]具体地,ceph要求克隆快照前,执行保护操作来确保快照不被删除,从而保证克隆卷可用。
[0096]当新卷挂载至新生产服务器环境时,由新生成服务器上的应用来接管恢复出来的数据。
[0097]参照图4,本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法的第二实施例中,包括以下步骤:
[0098]步骤S21、将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备挂载至生产服务器。
[0099]具体地,将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器。
[0100]步骤S22、在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序。
[0101]步骤S23、通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0102]其中,备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系,并且配置计划任务在合理的时间点发起快照任务。当启动快照任务监控后,备份服务器会通知备份客户端对ceph块设备上的镜像卷进行格式化,然后再通过磁盘校验或者镜像复制的方式将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷中,启动I/O驱动程序,使得后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0103]具体地,启动快照任务后,备份客户端通知生产服务器的应用处于静默状态,然后通知驱动层将I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷,待写入操作完成后通知备份服务器调用ceph client接口或者命令行对该镜像卷执行一个快照。快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0104]具体地,备份客户端调用ceph客户端接口或者命令行对该ceph块设备上的镜像卷执行一个快照。ceph块设备执行一个快照时间在20秒左右,I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷所需时间由生产服务器的负载、缓冲层配置策略以及备份服务器转发数据所需时间来决定。
[0105]步骤S24、进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0106]其中,通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0107]具体地,ceph要求克隆快照前,执行保护操作来确保快照不被删除,从而保证克隆卷可用。
[0108]当新卷挂载至新生产服务器环境时,由新生成服务器上的应用来接管恢复出来的数据。
[0109]参照图5,本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统的第二实施例中,包括挂载模块21、部署模块22、备份模块23和恢复模块24。
[0110]挂载模块21用于将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器。
[0111]具体地,挂载模块21将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器。
[0112]部署模块22用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序。
[0113]备份模块23与挂载模块21部署模块22相连,用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对c印h块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0114]其中,备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系,并且配置计划任务在合理的时间点发起快照任务。当启动快照任务监控后,备份服务器会通知备份客户端对ceph块设备上的镜像卷进行格式化,然后再通过磁盘校验或者镜像复制的方式将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷中,启动I/O驱动程序,使得后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器。
[0115]具体地,启动快照任务后,备份客户端通知生产服务器的应用处于静默状态,然后通知驱动层将I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷,待写入操作完成后通知备份服务器调用ceph client接口或者命令行对该镜像卷执行一个快照。快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。
[0116]具体地,备份客户端调用ceph客户端接口或者命令行对该ceph块设备上的镜像卷执行一个快照。ceph块设备执行一个快照时间在20秒左右,I/O缓冲层数据写入ceph块设备上的镜像卷所需时间由生产服务器的负载、缓冲层配置策略以及备份服务器转发数据所需时间来决定。
[0117]恢复模块24与备份模块23相连,用于在进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。
[0118]其中,通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据
[0119]具体地,ceph要求克隆快照前,执行保护操作来确保快照不被删除,从而保证克隆卷可用。
[0120]当新卷挂载至新生产服务器环境时,由新生成服务器上的应用来接管恢复出来的数据。
[0121]下面简单介绍一下ceph客户端的操作命令:
[0122](I)要创建一个IGB的名称为foo的镜像卷信息存储在名称为swimmingpool池,执行以下命令:
[0123]rbd create bar—size 1024—pool swimmingpool
[0124](2)对名为foo的镜像卷创建一个快照,执行以下命令:
[0125]rbd snap create swimmingpool/fooisnapname
[0126](3)删除快照,执行以下命令
[0127]rbd snap rm swimmingpool/fooisnapname
[0128](4)对快照设置保护,再克隆快照,执行以下命令
[0129]rbd snap protect swimmingpool/fooisnapname
[0130]rbd clone swimmingpool/fooisnapname newpool/sub-foo
[0131]综上所述,本发明的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法及系统结合分布式块存储的高可用、高可靠性的优点,能够提供99.9999%以上的无故障率的备份数据,并确保这些数据能随时被恢复出来,且能够在任意快照时间点恢复,从而为用户提供数据安全保障;利用分布式块存储便捷的横向扩展性,能够轻松的添加集群节点,为备份拥有海量数据的机房或者云平台提供无限可扩展的存储空间;结合分布式存储的快照功能,在确保应用一致性的情况下,能够为数据提供2分钟左右的RP0,以及I分钟左右的RTO时间;结合CDP技术,RPO时间可以降至20秒左右。所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0132]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。任何熟悉此技术的人士皆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或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1.一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其特征在于:包括以下步骤: 将ceph块设备直接挂载到生产服务器上; 在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序; 通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器; 进行恢复数据时,备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。2.根据权利要求1所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其特征在于:启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。3.一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其特征在于:包括挂载模块、部署模块、备份模块和恢复模块; 所述挂载模块用于将ceph块设备直接挂载到生产服务器上; 所述部署模块用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与c印h块设备间备份处理的I/O驱动程序; 所述备份模块用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器; 所述恢复模块用于在进行恢复数据时,通过备份服务器获取快照时间点,再通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。4.根据权利要求3所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其特征在于:所述备份模块中,启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。5.一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其特征在于:包括以下步骤: 将ceph块设备挂载至备份服务器,再由备份服务器将该挂载后的ceph块设备挂载至生产服务器; 在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与ceph块设备间备份处理的I/O驱动程序; 通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器; 进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。6.根据权利要求6所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其特征在于:启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。7.根据权利要求6所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护方法,其特征在于:备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器;进行数据恢复时,备份服务器通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器。8.一种结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其特征在于:包括挂载模块、部署模块、备份模块和恢复模块; 所述挂载模块用于将ceph块设备挂载至备份服务器,再将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器; 所述部署模块用于在生产服务器上部署备份客户端,并安装实现生产服务器数据卷与c印h块设备间备份处理的I/O驱动程序; 所述备份模块用于通过备份服务器建立生产服务器数据卷与ceph块设备的镜像关系;当启动快照任务后,通过备份客户端将生产服务器数据卷的数据拷贝至ceph块设备上的镜像卷后,启动I/O驱动程序,将后续生产服务器的应用所产生的数据同时写入生产服务器数据卷与ceph块设备上的镜像卷中,并对ceph块设备上的镜像卷执行一个快照,记录快照时间点和快照信息至备份服务器; 所述恢复模块用于在进行恢复数据时,备份服务器根据快照时间点,通知新生产服务器的备份客户端对该快照时间点对应的快照执行一次保护操作后将快照克隆出一个新卷,最后通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器以得到恢复的数据。9.根据权利要求8所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其特征在于:所述备份模块中,启动快照任务后,生产服务器的应用处于静默状态;快照任务结束后,生产服务器的应用释放静默状态。10.根据权利要求8所述的结合分布式块存储的快照功能的数据保护系统,其特征在于:所述挂载模块中,备份服务器将该挂载后的ceph块设备通过iSCSI协议或者FC挂载至生产服务器;所述恢复模块中,备份服务器通过iSCSI协议或者FC将新卷挂载至新生产服务器。
【文档编号】G06F11/14GK105843704SQ201610146907
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】王俊
【申请人】上海爱数信息技术股份有限公司
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