一种虚拟机保护中有效数据获取系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种虚拟机保护中有效数据获取系统及方法，该系统包括：数据处理模块，与备份服务器建立连接，从备份服务器获取虚拟机快照所对应的配置和磁盘数据信息路径，读取所有配置信息文件并传输到备份服务器，于全量或增量保护时，以默认值大小为单位读取磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效或变化数据块，将有效或变化数据块及其在磁盘中的偏移量传输至备份服务器；备份服务器，用于对虚拟机当前状态快照，发送启动指令至数据处理模块建立连接，将配置和磁盘数据信息路径发送至数据处理模块，于接收到数据处理模块发送的有效或变化数据块及其在磁盘中的偏移量时，记录有效或变化数据块在磁盘中的偏移量并保存有效数据块。

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟机保护中有效数据获取系统及方法
本专利技术涉及计算机数据备份容灾领域，特别是涉及一种虚拟机保护中有效数据获取系统及方法。
技术介绍
随着信息技术快速发展，各企业在信息化建设过程中，数据量越来越多，数据也越来越重要，对容灾备份的要求也在逐步提高，对容灾备份都需要更快速的保护，更少的传输及更小的存储。Hyper-V虚拟平台作为Windows服务器自带的平台，具有部署方便、成本低、界面友好等优点，但是作为后起之秀，Hyper-V虚拟平台也有一些缺点，最主要的就是缺乏查询有效数据块的接口支持，这里所说的有效数据指的是全量保护中的非空数据，以及增量或者差异保护中的变化数据，如图5所示。现有技术中，以虚拟机配置版本5.0(windowsserver2012R2上Hyper-V平台支持的最高配置版本)为分水岭，等于或低于5.0版本的虚拟机，接口无法获取有效数据块；高于此版本的虚拟机，接口无法获取全量数据的有效数据块，但是能获取基于快照(参考点)的变化块数据(如图2所示)。随着接口的完善，各安全厂商的产品对Hyper-V虚拟平台的支持越来越多，也促使Hyper-V越来越受到用户的青睐，使用越来越广泛，部署的虚拟机也越来越多，对数据安全也就是虚拟机的安全需求越来越迫切。虚拟机的安全通过虚拟机的保护来进行。一般地，虚拟机的保护可以分为虚拟机备份及恢复、虚拟机迁移和虚拟机复制来完成，如图3所示。其中，虚拟机备份，需要获取虚拟机的配置和数据并传输到另一台机器的存储上予以保存；虚拟机恢复是把备份的虚拟机配置和数据传输到一个虚拟平台上，并创建出和备份时一样的虚拟机；虚拟机迁移是把虚拟机从当前虚拟平台迁移到同一个或者另一个虚拟平台，为一次性任务；虚拟机复制是在虚拟机迁移的基础上，设定计划，定期复制源虚拟机的数据到目标虚拟机上，保持源虚拟机和目标虚拟机尽量一致，并可以进行切换，以对外提供不间断的服务。一般来说，虚拟机配置信息的数据量都很小，通常是以千字节(KB)为单位。而虚拟机的保护主要还是磁盘数据的保护，磁盘数据至少以10GB起，TB级别也越来越常见。目前，Hyper-V的磁盘分为三种类型：固定大小磁盘、动态扩展磁盘和差异磁盘，如图4所示，顾名思义，固定大小磁盘创建时就分配指定空间并把所有数据置空；动态扩展磁盘创建时分配少量空间，根据使用中需要进行扩展一直到指定大小；差异磁盘是以固定大小磁盘或者动态扩展磁盘为父磁盘而产生的子磁盘，最常见的场景是虚拟机打快照，虚拟机打快照过程中新产生的磁盘就是差异磁盘，是指向快照磁盘(可以为三类磁盘中的任一种，但是根磁盘一定是固定大小或者动态扩展磁盘)的。这三类磁盘中，固定大小磁盘性能最好，但是会有大量空数据占据存储。空数据是需要重点去除的数据之一。虚拟机保护根据获取到的数据量不同可以分为全量保护、增量保护和差异保护(如图1所示)，其中全量保护需要把所有有效数据进行传输和储存，增量保护是基于前一次保护(全量或者另一个增量)后的变化数据进行，差异保护是基于前一次的全量保护后的变化数据进行，可见，对于虚拟机保护，最重要的则是有效数据块的获取，包括全量中的数据块和增量或者差异中的变化数据块，现有的技术中，很多都是在虚拟平台宿主机上安装一个代理并开一个服务，监控虚拟机磁盘I/O变化并记录，从而得到有效数据信息，然而这种方式对虚拟平台宿主机的性能有影响。因此，在虚拟机保护中，如何获取到有效数据，以便更快的时间，更少的传输和更小的存储进行虚机保护是亟待解决的问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术存在的不足，本专利技术之目的在于提供一种虚拟机保护中有效数据获取系统及方法，以在虚拟机保护中，获取到有效数据进行保护，以便更快的时间，更少的传输和更小的存储进行虚机保护。为达上述目的，本专利技术提供一种虚拟机保护中有效数据获取系统，应用于等于或低于5.0版本的hyper-v虚拟机配置系统，包括：数据处理模块，设置于虚拟平台宿主机上，用于虚拟平台宿主机上的磁盘操作与数据传输，所述数据处理模块与备份服务器建立连接，根据从备份服务器获取到的快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径读取所有配置信息文件并传输到备份服务器，于全量保护时，以默认值大小为单位读取磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效数据块，将有效数据块连同该有效数据块在磁盘中的偏移量传输至备份服务器，并计算所述有效数据块的哈希值，于所有磁盘数据读取完毕时，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器；备份服务器，用于对需要保护的虚拟机当前的状态进行快照，取得快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径，发送启动指令至数据处理模块以启动数据处理模块，与所述数据处理模块建立连接，并于建立连接后将取得的路径发送至数据处理模块，于接收到所述数据处理模块发送的有效数据块及其在磁盘中的偏移量时，记录所述有效数据块在磁盘中的偏移量并把所述有效数据块保存到相应的存储区域中，接收并保存所述数据处理模块传送的所有有效数据块的偏移量信息以及哈希值信息。优选地，所述数据处理模块进一步包括：连接单元，用于接收所述备份服务器的启动指令，根据所述启动指令连接到备份服务器，建立和备份服务器的连接；配置信息获取传输单元，用于根据从备份服务器获取的快照所指向的配置信息文件的路径，使用一般文件的读取接口读取所有配置信息文件并传输到所述备份服务器；全量保护的有效数据获取单元，用于根据从备份服务器获取的快照所指向的磁盘文件的路径，使用专用磁盘读取接口，以默认值大小为单位读取磁盘文件的磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效数据块，若为有效数据块，则将该有效数据块连同该有效数据块在磁盘中的偏移量传输至备份服务器，并计算所述有效数据块的哈希值，于所有磁盘数据读取完毕时，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器。优选地，所述全量保护的有效数据获取单元进一步包括：磁盘文件打开模块，用于根据磁盘信息所在文件的路径打开磁盘文件以读取对应的磁盘数据；磁盘数据块读取模块，用于以默认值为单位读取所述磁盘文件中的磁盘数据，获得默认值大小的磁盘数据块；有效数据块判断模块，用于通过将获得的磁盘数据块分为若干更小数据块计算哈希值并与空数据块的哈希值进行比较，根据比较结果确定所述磁盘数据块是否为有效数据块；哈希值及偏移量记录模块，用于计算所述有效数据块的哈希值，记录所述有效数据块的哈希值及所述有效数据块在磁盘中的偏移量；数据传输模块，用于记录所述有效数据块在磁盘中的偏移量，将确定的有效数据块及其在磁盘中的偏移量传输至所述备份服务器进行数据存储，并于存储完毕返回至所述磁盘数据块读取模块，直至磁盘文件中的所有磁盘数据均已读完；哈希值及偏移量传输模块，用于当所述磁盘数据块读取模块已读取完毕所述磁盘文件的所有磁盘数据，将所述哈希值及偏移量记录模块记录的所有哈希值及其偏移量传到所述备份服务器。优选地，所述有效数据块判断模块将所述磁盘数据块切分为更小的若干小数据块，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟机保护中有效数据获取系统，应用于等于或低于5.0版本的hyper-v虚拟机配置系统，包括：/n数据处理模块，设置于虚拟平台宿主机上，用于处理虚拟平台宿主机上的磁盘操作与数据传输，所述数据处理模块与备份服务器建立连接，根据从备份服务器获取到的快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径读取所有配置信息文件并传输到备份服务器，于全量保护时，以默认值大小为单位读取磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效数据块，将有效数据块连同该有效数据块在磁盘中的偏移量传输至备份服务器，并计算所述有效数据块的哈希值，于所有磁盘数据读取完毕时，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器；/n备份服务器，用于对需要保护的虚拟机当前的状态进行快照，取得快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径，发送启动指令至数据处理模块以启动数据处理模块，与所述数据处理模块建立连接，并于建立连接后将取得的路径发送至数据处理模块，于接收到所述数据处理模块发送的有效数据块及其在磁盘中的偏移量时，记录所述有效数据块在磁盘中的偏移量并把所述有效数据块保存到相应的存储区域中，接收并保存所述数据处理模块传送的所有有效数据块的偏移量信息以及哈希值信息。/n...

【技术特征摘要】
1.一种虚拟机保护中有效数据获取系统，应用于等于或低于5.0版本的hyper-v虚拟机配置系统，包括：
数据处理模块，设置于虚拟平台宿主机上，用于处理虚拟平台宿主机上的磁盘操作与数据传输，所述数据处理模块与备份服务器建立连接，根据从备份服务器获取到的快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径读取所有配置信息文件并传输到备份服务器，于全量保护时，以默认值大小为单位读取磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效数据块，将有效数据块连同该有效数据块在磁盘中的偏移量传输至备份服务器，并计算所述有效数据块的哈希值，于所有磁盘数据读取完毕时，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器；
备份服务器，用于对需要保护的虚拟机当前的状态进行快照，取得快照所指向的配置信息和磁盘信息所在的所有文件的路径，发送启动指令至数据处理模块以启动数据处理模块，与所述数据处理模块建立连接，并于建立连接后将取得的路径发送至数据处理模块，于接收到所述数据处理模块发送的有效数据块及其在磁盘中的偏移量时，记录所述有效数据块在磁盘中的偏移量并把所述有效数据块保存到相应的存储区域中，接收并保存所述数据处理模块传送的所有有效数据块的偏移量信息以及哈希值信息。


2.如权利要求1所述的一种虚拟机保护中有效数据获取系统，其特征在于，所述数据处理模块进一步包括：
连接单元，用于接收所述备份服务器的启动指令，根据所述启动指令连接到备份服务器，建立和备份服务器的连接；
配置信息获取传输单元，用于根据从备份服务器获取的快照所指向的配置信息文件的路径，使用一般文件的读取接口读取所有配置信息文件并传输到所述备份服务器；
全量保护的有效数据获取单元，用于根据从备份服务器获取的快照所指向的磁盘文件的路径，使用专用磁盘读取接口，以默认值大小为单位读取磁盘文件的磁盘数据块，并判断所读取的磁盘数据块是否为有效数据块，若为有效数据块，则将该有效数据块连同该有效数据块在磁盘中的偏移量传输至备份服务器，并计算所述有效数据块的哈希值，于所有磁盘数据读取完毕时，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器。


3.如权利要求2所述的一种虚拟机保护中有效数据获取系统，其特征在于，所述全量保护的有效数据获取单元进一步包括：
磁盘文件打开模块，用于根据磁盘信息所在文件的路径打开磁盘文件以读取对应的磁盘数据；
磁盘数据块读取模块，用于以默认值为单位读取所述磁盘文件中的磁盘数据，获得默认值大小的磁盘数据块；
有效数据块判断模块，用于通过将获得的磁盘数据块分为若干更小数据块计算哈希值并与空数据块的哈希值进行比较，根据比较结果确定所述磁盘数据块是否为有效数据块；
哈希值及偏移量记录模块，用于计算所述有效数据块的哈希值，记录所述有效数据块的哈希值及所述有效数据块在磁盘中的偏移量；
数据传输模块，用于记录所述有效数据块在磁盘中的偏移量，将确定的有效数据块及其在磁盘中的偏移量传输至所述备份服务器进行数据存储，并于存储完毕返回至所述磁盘数据块读取模块，直至磁盘文件中的所有磁盘数据均已读完；
哈希值及偏移量传输模块，用于当所述磁盘数据块读取模块已读取完毕所述磁盘文件的所有磁盘数据，将所述哈希值及偏移量记录模块记录的所有哈希值及其偏移量传到所述备份服务器。


4.如权利要求3所述的一种虚拟机保护中有效数据获取系统，其特征在于：所述有效数据块判断模块将所述磁盘数据块切分为更小的若干小数据块，将各小数据块的哈希值与对应大小的空数据块的哈希值依次进行比较，若相等，则继续比较下一个小数据块，直到存在不相等的小数据块，则判断对应磁盘数据块为有效数据块。


5.如权利要求2所述的一种虚拟机保护中有效数据获取系统，其特征在于，所述系统还包括增量保护的有效数据获取单元，用于接收备份服务器发送的以基准备份点保存的磁盘数据哈希值，以所述哈希值对应的磁盘数据的大小为单位读取磁盘文件的磁盘数据块，计算并记录获取的磁盘数据块的哈希值，将所述磁盘数据块的哈希值与基准备份点中同一位置的哈希值进行比较，根据比较结果确定所述磁盘数据块数据是否为变化数据，于比较结果为变化数据时，将所述磁盘数据块及其在磁盘中的偏移量传输到备份服务器，并于所述磁盘文件所有数据读取完毕后，将记录的所有哈希值及其偏移量传到备份服务器。


6.如权利要求5所述的一种虚拟机保护中有效数据获取系统，其特征在于，所述增量保护的有效数据获取单元进一步包括：
基准点获取模块，用于接收所述备份服务器发送的以基准备份点保存的磁盘数据哈希值；
读取模块，用于根据所述配置信息获取传输单元获取的路径以所述哈希值对应的磁盘数据的大小为单位读取磁盘文件的磁盘数据块；
哈希比较模块，用于计算并记录获取的磁盘数据块的哈希值及该磁盘数据块在磁盘中的偏移量，将所述磁盘数据块的哈希值与所述基准备份点中同一位置的哈希值进行比较，根据比较结果确定所述磁盘数据块的数据是否为变化数据；
比较处理模块，用于当所述哈希比较模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪国军，姚国军，徐磊，陈勇铨，胡军擎，
申请(专利权)人：上海英方软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31