基于私有云平臺的數據備份研究

◆張元龍

（西安科技大學陜西 710054）

隨著虛擬化技術的普及，云平臺上承載了大部分業務系統的運行，其中很多是學校的核心業務系統。與傳統的數據中心相比，云平臺的安全性要求更高，管理要求更嚴格。但是人為失誤、病毒導致數據刪除、服務器或存儲故障導致停機或數據丟失、軟件運行邏輯錯誤導致數據不準確等依然會導致數據丟失，公有云上數據丟失的案例時有發生，備份提供給應用一層保護傘，讓數據更加安全。

西安科技大學有多個校區，數據中心也建設有多個，云平臺實現了多校區數據中心的統一運維管理。數據備份可以實現云平臺多校區數據的本地備份及校區數據互備，實現數據安全防護。

1 數據備份方式

1.1 虛擬機備份分析

目前，主流的虛擬化技術以 VMware、Hyper-V、Kvm為主流，由于KVM是開源的，國內的云產品均基于KVM虛擬化開發，種類繁多，如華為、新華三等等。由于眾多的基于KVM開發的產品并沒有統一的規范，導致很多配套的產品并不能使用。數據備份廠家根據不同的虛擬化場景提供不同的方案，滿足客戶個性化需求。

1.2 備份方式

虛擬機的備份方式有兩種，一種是有代理備份，一種是無代理備份。有代理備份需要虛擬機安裝備份插件，優點是備份架構部署簡單，備份與恢復操作簡單，但是適用于大多數虛擬化環境。無代理備份不需要虛擬機安裝備份插件，不同的虛擬化技術實現不同。其中VMware、Hyper-V的無代理備份最為成熟。

2 數據備份策略

2.1 常用備份策略

數據備份策略一般分為全量備份（full backup）、差異備份（differential backup）和增量備份（incremental backup）。不同的備份環境需要采取不同的備份策略，有時需要同時使用多種備份策略，如一個虛擬機每天一個增量，每周一個全備，這樣就可以保證數據的安全性又能夠節省備份容量。不同的備份策略對生產環境的影響是不同的，全量備份影響最大，增量備份最小。

備份策略也可理解為整機備份、實時備份、定時備份。整機備份：對整個虛擬機備份，需要考慮備份所需時間、帶寬占用、數據量，以便制定更加詳細的策略。實時備份：在備份源發生變化后，備份任務會立即對改變的源文件進行備份，實現數據實時備份。由于實時備份任務一直處于監聽狀態，會一直占用計算資源，適用于非常重要的系統。定時備份：設置備份啟動時間，在固定的時間開始備份，能夠避免生產系統繁忙時間。

2.2 數據備份需求

基于X86架構的用戶備份需求一般有三種，一種是虛擬機備份，一種是數據庫備份，一種是文件備份。虛擬機備份可以實現整個操作系統以及軟件環境、數據等一同備份，以便在恢復的時候可以還原原有環境。操作系統有Window 和Linux兩大類，Window server有多個版本，基于Linux內核有紅帽、CentOs、Ubuntu等系列，并且每種都包含很多版本，給備份造成很多不便。數據庫包括Oracle、Mysql、SQL Server等，每一種業包含多個版本。文件備份相對簡單，只需要提供需要備份的文件路徑，如果都是圖像或者視頻格式的，備份方式又有多不同。

云平臺幾乎承載了整個學校業務，應用系統非常多，數據的恢復要求各有不同。資源有限情況下，需要將業務系統按照非常重要、重要、一般進行分類。非常重要的系統在系統崩潰或數據丟失的情況下，在短時間內恢復業務，這就需要對整個操作系統進行備份，同時要對業務數據進行備份，做到雙重保險，實現生產環境和數據同時備份。

3 數據備份架構

圖1 單集群數據備份架構

云平臺由多個集群組成，上圖為但集群備份架構圖，每個集群包含多個計算節點，每個計算節點包含分布式存儲和計算資源。云存儲使用FC-SAN集中存儲和ceph分布式存儲相結合的方式實現。備份服務器需要業務網絡和數據網絡，業務網絡必須和云平臺網絡相連通，數據網絡直接和光交連接。

單集群備份架構均一致，并以其中一個集群備份為主備份節點，其余集群為副備份節點。單集群數據首先備份到本地備份存儲，備份存儲足夠的情況，集群直接的備份存儲之間進行互備。這樣就能夠實現一個備份控制中心管理云平臺多個集群的數據備份，實現運維、管理智能。

5 結束語

隨著信息化發展的不斷深入，應用系統的核心是數據，數據越來越重要，數據的丟失可能是災難性的。不管發生何種故障、災難，只要數據沒有丟失，那么業務系統都能恢復，如果數據丟失，那么一切都是空談。高校信息化建設數據保護逐漸引起重視，備份系統實現了多校區數據備份的統一運維管理，數據安全還需要其他方面更多、更完善的措施來配合。