虚拟机增量数据备份方法、系统及计算机可读介质技术方案

本发明专利技术涉及数据备份技术领域，并公开了一种虚拟机增量数据备份方法、系统及计算机可读介质，该方法包括对虚拟机的数据卷创建快照，对快照按照定长分割所形成的数据块予以标记，创建位图并将位图与标记后的数据块封装为数据包，将数据包上传至存储空间；确定设定备份点，并从存储空间仅下载与设定备份点匹配的元数据所对应的位图及标记，从存储空间下载数据包并按照位图所包含的有效数据对数据包进行数据切割，并按照位图中所包含的有效数据回滚至与设定备份点匹配的虚拟机的数据卷。通过发明专利技术，有效地节约了数据回滚时的带宽资源，提高了备份效率，并节约了本地设备及云端存储的磁盘存储空间。

【技术实现步骤摘要】
虚拟机增量数据备份方法、系统及计算机可读介质
本专利技术涉及数据备份
，尤其涉及虚拟机增量数据备份方法、系统及计算机可读介质。
技术介绍
快照(Snapshot)是一种在线存储设备放置数据丢失的有效办法。快照旨在对在线数据按需进行备份和恢复。当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可进行快速数据恢复，将数据恢复到某个可用时间点的状态。快照的另一个功能在于为存储用户提供了一个数据访问通道，当原数据进行在线应用时，用户可以访问快照数据，并利用快照进行测试等工作。传统的快照技术是针对每个存储资源时间点的数据状态进行单一映射和保护，便于快照直接回复，但是由于不同时间点的快照没有关联，在创建多个快照时存在的冗余副本较多，从而导致存储设备的存储空间的极大浪费；同时，对快照的源卷进行数据修改时，对应的多个快照也需要进行数据修改，从而存在操作复杂的缺陷。在云平台等生产环境中，通常需要配置备份容灾系统将数据备份至云端存储来保证数据安全，然而如何低消耗存储、低消耗带宽、快速回复数据成为云平台等生产系统中主要亟待解决的技术问题。参图1所示，首次备份时，会对虚拟机的数据卷创建快照，然后将快照数据导出至云端，同时将虚拟机元数据导出至云端。如图2所示，第二次备份也会创建一个数据卷的快照。将前后两个快照之间的差异数据导出，作为增量备份存储至云端。最后删除前一个快照，之后再做备份也入第二次备份一样步骤完成并导出数据，并也需要将虚拟机元数据更新至云端。在执行回滚操作时，需要从云端存储中从最近一个全量备份至当前的增量备份点下载备份数据。诸如图1与图2所示出的现有技术中基于增量快照技术来实现备份数据的增量备份时，当执行回滚操作时需要从云端存储下载，并需要从最近一次全量备份开始下载直到当前备份点，中间必然有相同位置备份点的备份数据的重复下载，从而造成带宽资源的浪费且存在数据下载量过大，从而对本地设备的磁盘空间造成不必要的浪费。同时，如果删除任意一个备份点，需要将目标备份点之后所有的备份点的备份数据都删除，数据上的损失过大。如果在某个时间点(即备份点)需要做全量备份，则需要将从本地设备将所有全量数据传输至云端存储中，由此造成带宽资源的浪费及备份效率较低，并且现有技术中的增量快照技术会增加云端存储不必要的存储开销。有基于此，需要对现有技术中的增量数据，尤其是私有云虚拟机的增量数据的备份方法予以改进。
技术实现思路
本专利技术的目的在于揭示一种虚拟机增量数据备份方法、系统及计算机可读介质，用以解决现有技术中采用私有云中基于增量快照技术来实现备份数据的增量备份所存在的上述技术问题，尤其是为了节约数据回滚时的带宽资源，提高备份效率，实现在不需要导出全量数据时能够生成全量备份点所包含的数据，节约本地设备及对端设备的磁盘存储空间。为实现上述目的之一，本专利技术提供了一种虚拟机增量数据备份方法，包括：对虚拟机的数据卷创建快照，对快照按照定长分割所形成的数据块予以标记，创建位图并将所述位图与标记后的数据块封装为数据包，将数据包上传至存储空间；确定设定备份点，并从存储空间仅下载与设定备份点匹配的元数据所对应的位图及标记，从存储空间下载数据包并按照位图所包含的有效数据对数据包进行数据切割，并按照位图中所包含的有效数据回滚至与设定备份点匹配的虚拟机的数据卷。作为本专利技术的进一步改进，从存储空间下载的数据包包含描述元数据的位图，以及与所述位图匹配的数据块；所述有效数据为数据块对应位图中标为1的数据。作为本专利技术的进一步改进，对虚拟机的数据卷创建快照中的数据卷为虚拟机执行一个或者多个应用程序和/或用户请求，且基于时间轴所形成的增量数据；所述虚拟机运行于私有云或者本地设备中，所述存储空间运行于公有云或者对端设备中。作为本专利技术的进一步改进，所述方法还包括：判断删除备份点之后是否存在后继备份点；若不存在后继备份点，在存储空间中删除所述删除备份点之前全部备份点所对应的数据包；若存在后继备份点，从存储空间中下载删除备份点的元数据所对应的位图与后继备份点的元数据所对应的位图进行合并，并将合并所形成的位图所关联的数据卷上传至存储空间；其中，所述后继备份点是虚拟机根据预配置的备份周期并形成增量数据的下一个备份点。作为本专利技术的进一步改进，所述删除备份点由应用程序和/或用户以随机方式指定。作为本专利技术的进一步改进，所述从存储空间中下载删除备份点的元数据所对应的位图与后继备份点的元数据所对应的位图进行合并具体为：对从存储空间中下载删除备份点的元数据所对应的位图与后继备份点的元数据所对应的位图中所包含的有效数据进行合并，以及与位图匹配的数据块进行合并。作为本专利技术的进一步改进，被创建的位图临时保存至运行于私有云或者本地设备的临时服务中，并在合并所形成的数据卷上传至存储空间之后删除临时服务中的位图；其中，所述临时服务包括临时应用实例、临时服务线程、临时安装并可卸载的软件或者临时数据库。作为本专利技术的进一步改进，对快照进行定长分割的分割粒度为4KB的正整数倍且不超过32KB，并对快照按照所述分割粒度所形成的数据块从0开始以向上递增方式对数据块予以标记，以标记块号；其中，创建位图并将所述位图与标记后的数据块封装形成的数据包不超过1MB，并以32KB为封装单元对快照进行定长分割。基于相同专利技术思想，本专利技术还揭示了一种系统，包括：一个或者多个处理器；和存储装置，所述存储装置耦接到所述一个或者多个处理器；其中，所述存储装置存储被一个或者多个处理器执行的计算机程序指令，所述计算机程序指令执行如前述任一项专利技术创造所揭示的虚拟机增量数据备份方法中的步骤。最后，本申请还揭示了一种计算机可读介质，所述计算机可读介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行如前述任一项专利技术创造所揭示的虚拟机增量数据备份方法中的步骤。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：在本专利技术中，通过位图的合并实现数据块的合并，并通过数据体积非常小的位图表征基于时间轴所形成的多个备份点所形成的增量数据的分布情况，以通过位图所包含的有效数据进行合并以及与位图匹配的数据块进行合并，从而有效地节约了数据回滚时的带宽资源，提高了备份效率，实现在不需要导出全量数据时能够生成全量备份点所包含的数据；同时，由于能够支持任一个备份点的删除操作，从而节约了本地设备及对端设备的磁盘存储空间；最后，通过专利技术还提高了对包含增量数据的各个备份点管理的灵活性，避免了在删除某个或者某些个删除备份点时错误地删除具有数据依赖关系的某个或者某些个备份点所对应的备份数据的丢失问题。附图说明图1为现有技术中对虚拟机的数据卷首次创建快照并将快照保存至云端存储的示意图；图2为将图1中的数据卷执行第二次备份操作创建的数据卷的快照并将两次备份操作所形成的快照所形成的增量备份数据保存至云端存储的示意图；图3为本专利技术使用副本执行备份的方法的整体流程图；图4为步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，包括：/n对虚拟机的数据卷创建快照，对快照按照定长分割所形成的数据块予以标记，创建位图并将所述位图与标记后的数据块封装为数据包，将数据包上传至存储空间；/n确定设定备份点，并从存储空间仅下载与设定备份点匹配的元数据所对应的位图及标记，从存储空间下载数据包并按照位图所包含的有效数据对数据包进行数据切割，并按照位图中所包含的有效数据回滚至与设定备份点匹配的虚拟机的数据卷。/n

【技术特征摘要】
1.虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，包括：
对虚拟机的数据卷创建快照，对快照按照定长分割所形成的数据块予以标记，创建位图并将所述位图与标记后的数据块封装为数据包，将数据包上传至存储空间；
确定设定备份点，并从存储空间仅下载与设定备份点匹配的元数据所对应的位图及标记，从存储空间下载数据包并按照位图所包含的有效数据对数据包进行数据切割，并按照位图中所包含的有效数据回滚至与设定备份点匹配的虚拟机的数据卷。


2.根据权利要求1所述的虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，从存储空间下载的数据包包含描述元数据的位图，以及与所述位图匹配的数据块；所述有效数据为数据块对应位图中标为1的数据。


3.根据权利要求2所述的虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，对虚拟机的数据卷创建快照中的数据卷为虚拟机执行一个或者多个应用程序和/或用户请求，且基于时间轴所形成的增量数据；所述虚拟机运行于私有云或者本地设备中，所述存储空间运行于公有云或者对端设备中。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断删除备份点之后是否存在后继备份点；
若不存在后继备份点，在存储空间中删除所述删除备份点之前全部备份点所对应的数据包；
若存在后继备份点，从存储空间中下载删除备份点的元数据所对应的位图与后继备份点的元数据所对应的位图进行合并，并将合并所形成的位图所关联的数据卷上传至存储空间；
其中，所述后继备份点是虚拟机根据预配置的备份周期并形成增量数据的下一个备份点。


5.根据权利要求4所述的虚拟机增量数据备份方法，其特征在于，所述删除备份点由应用程序和/或用户以随...

【专利技术属性】
技术研发人员：余晟佐，刘相文，方敏，那文武，
申请(专利权)人：华云数据控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32