基于KVM的虚拟化平台备份研究

基于KVM的虚拟化平台备份研究

杜小月

(云南电网有限责任公司临沧供电局云南临沧677000)

摘要：随着信息化的不断发展，当前企业逐步在进行数字化转型，为了实现企业的数字化转型，绝大部分的企业均在进行基础资源的池化和云化，以实现绿色、经济、敏捷、高效的信息化基础平台。当前大部分企业均已经将企业的核心业务系统迁移至虚拟化平台。为了保障数据的安全性，需要结合企业现有备份系统、现有业务系统进行深入分析，最终研究出符合实际情况的备份策略。基于KVM的虚拟化平台备份目前还没有完善的解决方案，本文主要通过虚拟机文件备份、虚拟机整机备份、混合备份进行深入研究，最终通过选择合适的备份策略完成KVM虚拟化平台备份。

关键词：服务器虚拟化；虚拟机系统文件备份；虚拟机整机备份；BareMetalRestore（BRM）;混合备份

1前言

目前常用的虚拟机技术主要有KVM、Xen、Vmware。KVM是基于虚拟化扩展（IntelVT或者AMD-V）的、X86硬件的、开源的、Linux原生的全虚拟化解决方案。KVM中，虚拟机被实现为常规的Linux进程，由标准Linux调度程序进行调度；虚机的每个虚拟CPU被实现为一个常规的Linux进程。这使得KVM能够使用Linux内核的已有功能；Xen是一个开放源代码虚拟机监视器，Xen无需特殊硬件支持，就能达到高性能的虚拟化；VMWare是一个“虚拟PC”虚拟机管理管理软件，是完全虚拟化的一个商业解决方案，在客户操作系统和裸硬件之间有一个hypervisor作为抽象层使用，这个抽象层允许任何操作系统在硬件上运行，而不需要了解任何其他客户操作系统。

数据备份是指为了防止由于操作失误、系统故障等人为因素或意外原因导致数据丢失，而将整个系统的数据或者一部份关键数据通过一定的方法从主计算机系统的存储设备中复制到其它存储设备的过程。数据的基础备份依旧是一个成熟的信息化中不可缺少的一部分，而且数据备份的技术也是很早就被应用并不断发展的了，技术也趋于越来越成熟，简洁。

本文研究的基础平台为Redhat服务器虚拟化平台（RHEV）及VeritasNetBackup（NBU）备份系统。通过VeritasNBU备份系统实现Redhat服务器虚拟化平台的备份，有效保障Redhat服务器虚拟化平台数据的安全。为了定期检验备份数据的可用性，需要制定备份恢复演练计划，定期完成虚拟化平台重要系统的备份恢复演练。

2Redhat虚拟化平台（RHEV）与VeritasNBU简述

RHEV（RedHatEnterpriseVirtualization）是一款针对服务器和桌面虚拟化的完整企业级KVM虚拟化管理解决方案，可在相同的基础架构上为服务器和技术工作站提供完整的企业虚拟化管理。它在红帽企业Linux®的基础上构建，可按照企业所需的规模为关键Linux和MicrosoftWindows工作负载提供可靠的业务灵活性和持续性。

VeriatasNBU一款专为企业用户设计的数据备份与恢复的软件套件，能够实现系统文件、oracle数据库、SQLserver数据库、DB2数据库、Vmware虚拟化、操作系统的全量备份、增量备份、差分备份。

3基于KVM的虚拟化备份策略研究

3.1虚拟机系统文件备份

虚拟机系统文件备份在虚拟机中安装备份代理客户端，实现备份客户端与备份服务器、备份介质服务器的通信，确定虚拟机中的重要系统文件，在备份服务器建立系统文件备份策略，并制定合适业务系统的备份时间窗口，同时选择数据备份存放位置。备份时，客户机产生备份数据流，并通过网络传送给备份服务器，备份服务器根据配置，将数据写到相应的存储设备上。恢复时，客户端用户可以列出并选定他们要恢复的目录或文件。备份服务器从存储设备中读取数据之后，将它们写回客户机。

典型的系统文件恢复包括以下步骤：

1）准备恢复

2）打开NetbackupAdministrationConsole管理界面，导航至Backup,Archive,andRestore-->Restorefiles

3）选择恢复选项，选择源客户端即使备份的客户端

4）选择目标客户端即需要恢复的客户端

5）选择需要恢复的时间点，查看备份记录

6）选择需要恢复的文件

7）点击Restore进行恢复

3.2虚拟机整机备份

虚拟机整机备份将整台虚拟机操作系统、应用、数据一起备份出来，恢复时实行裸机恢复。随着VERITASBareMetalRestore产品的推出，NetBackup软件具备了执行异构、自动的完全系统恢复的必备补充功能，NetBackupBareMetalRestore(BMR)是NetBackup的服务器恢复选件，BMR可自动化和简化服务器恢复过程，避免了手动重新安装操作系统或配置硬件。

BareMetalRestore软件解决方案包含以下组件：BareMetalRestore服务器组件、BareMetalRestore主服务器、BareMetalRestore文件服务器、BareMetalRestore引导服务器、BareMetalRestore客户端。

典型的BareMetalRestore恢复包括以下步骤：

1）准备恢复

2）用户可通过基于浏览器的BareMetalRestore管理图形用户界面，向相应的BareMetalRestore客户端发出BareMetalRestore“准备恢复”命令。通过以下操作准备进行恢复。

3）查询BareMetalRestore数据库，检索客户端、SRT和引导镜像信息。

4）从NetBackup服务器检索客户端元数据。

5）使用元数据，创建特定客户端的BareMetalRestore恢复程序。

6）客户端执行标准的rc启动脚本，自动的系统恢复

7）客户端从BareMetalRestore文件服务器挂载SRT。

8）客户端通过定制的恢复脚本，从BareMetalRestore文件服务器进行复制。

9）客户端执行恢复程序，该程序会重新创建磁盘分区，建立卷组等。

10）调用NetBackup客户端，恢复系统备份的所有文件。

11）恢复完成后，系统将重建启动扇区并重新启动，启动后BareMetalRestore主服务器释放文件，启动服务器服务。

3.3虚拟机文件备份及虚拟机整机备份对比分析

无论是通过虚拟机系统文件备份还是通过虚拟机整机备份，作为KVM虚拟化平台的备份方式，都存在一定的优缺点，下表对虚拟机文

件备份及虚拟机整机备份进行详细对比分析。

3.4根据虚拟机承载的业务系统，实现混合备份

当前，针对基于KVM的虚拟化平台还不具备完善的备份解决方案，我们只能根据企业KVM虚拟化平台部署的业务系统，结合虚拟机系统文件备份、虚拟机整机备份的优缺点，进行混合备份。

通过混合备份，可以灵活地根据业务系统情况，选择合适的备份方式，一方面降低了备份恢复的难度，能够实现简单、自动、无故障地备份恢复管理；另一方面降低了磁盘空间，节省了备份恢复的投资成本；再者通过实现自动化和集中管理，使用通用工具和程序，以及成本更低的人员技能，也降低了成本，消除多余的资源消耗，提高系统恢复的并行性。

4总结

虚拟化平台为业务系统带来高可用、方便、灵活、节能、经济等特性，承载了企业核心业务系统，保障虚拟化平台数据的安全，除了平台的高可用、容灾特性外，还应该考虑数据备份，保留企业数据的最后一根救命稻草。基于KVM的虚拟化平台我们能够结合业务情况，实现虚拟机系统文件备份与虚拟机整机备份混合备份，有效保障KVM虚拟化平台数据安全。

参考文献：

[1]基于KVM的虚拟化研究及应用[J].崔泽永，赵会群.计算机技术与发展,2011,21(6):108-111

[2]基于KVM的虚拟化安全管理平台研究[J].金黄龙.中国科学院大学,2015

[3]VMware虚拟化备份—VDPA[J].杜宪瑞.电脑迷,2017(9)

[4]利用虚拟化技术整合中小应用系统的备份[D].彭文辉，牛军.中国信息界,2011(7):78-79