基于私有云平台的数据备份研究

◆张元龙

（西安科技大学陕西 710054）

随着虚拟化技术的普及，云平台上承载了大部分业务系统的运行，其中很多是学校的核心业务系统。与传统的数据中心相比，云平台的安全性要求更高，管理要求更严格。但是人为失误、病毒导致数据删除、服务器或存储故障导致停机或数据丢失、软件运行逻辑错误导致数据不准确等依然会导致数据丢失，公有云上数据丢失的案例时有发生，备份提供给应用一层保护伞，让数据更加安全。

西安科技大学有多个校区，数据中心也建设有多个，云平台实现了多校区数据中心的统一运维管理。数据备份可以实现云平台多校区数据的本地备份及校区数据互备，实现数据安全防护。

1 数据备份方式

1.1 虚拟机备份分析

目前，主流的虚拟化技术以 VMware、Hyper-V、Kvm为主流，由于KVM是开源的，国内的云产品均基于KVM虚拟化开发，种类繁多，如华为、新华三等等。由于众多的基于KVM开发的产品并没有统一的规范，导致很多配套的产品并不能使用。数据备份厂家根据不同的虚拟化场景提供不同的方案，满足客户个性化需求。

1.2 备份方式

虚拟机的备份方式有两种，一种是有代理备份，一种是无代理备份。有代理备份需要虚拟机安装备份插件，优点是备份架构部署简单，备份与恢复操作简单，但是适用于大多数虚拟化环境。无代理备份不需要虚拟机安装备份插件，不同的虚拟化技术实现不同。其中VMware、Hyper-V的无代理备份最为成熟。

2 数据备份策略

2.1 常用备份策略

数据备份策略一般分为全量备份（full backup）、差异备份（differential backup）和增量备份（incremental backup）。不同的备份环境需要采取不同的备份策略，有时需要同时使用多种备份策略，如一个虚拟机每天一个增量，每周一个全备，这样就可以保证数据的安全性又能够节省备份容量。不同的备份策略对生产环境的影响是不同的，全量备份影响最大，增量备份最小。

备份策略也可理解为整机备份、实时备份、定时备份。整机备份：对整个虚拟机备份，需要考虑备份所需时间、带宽占用、数据量，以便制定更加详细的策略。实时备份：在备份源发生变化后，备份任务会立即对改变的源文件进行备份，实现数据实时备份。由于实时备份任务一直处于监听状态，会一直占用计算资源，适用于非常重要的系统。定时备份：设置备份启动时间，在固定的时间开始备份，能够避免生产系统繁忙时间。

2.2 数据备份需求

基于X86架构的用户备份需求一般有三种，一种是虚拟机备份，一种是数据库备份，一种是文件备份。虚拟机备份可以实现整个操作系统以及软件环境、数据等一同备份，以便在恢复的时候可以还原原有环境。操作系统有Window 和Linux两大类，Window server有多个版本，基于Linux内核有红帽、CentOs、Ubuntu等系列，并且每种都包含很多版本，给备份造成很多不便。数据库包括Oracle、Mysql、SQL Server等，每一种业包含多个版本。文件备份相对简单，只需要提供需要备份的文件路径，如果都是图像或者视频格式的，备份方式又有多不同。

云平台几乎承载了整个学校业务，应用系统非常多，数据的恢复要求各有不同。资源有限情况下，需要将业务系统按照非常重要、重要、一般进行分类。非常重要的系统在系统崩溃或数据丢失的情况下，在短时间内恢复业务，这就需要对整个操作系统进行备份，同时要对业务数据进行备份，做到双重保险，实现生产环境和数据同时备份。

3 数据备份架构

图1 单集群数据备份架构

云平台由多个集群组成，上图为但集群备份架构图，每个集群包含多个计算节点，每个计算节点包含分布式存储和计算资源。云存储使用FC-SAN集中存储和ceph分布式存储相结合的方式实现。备份服务器需要业务网络和数据网络，业务网络必须和云平台网络相连通，数据网络直接和光交连接。

单集群备份架构均一致，并以其中一个集群备份为主备份节点，其余集群为副备份节点。单集群数据首先备份到本地备份存储，备份存储足够的情况，集群直接的备份存储之间进行互备。这样就能够实现一个备份控制中心管理云平台多个集群的数据备份，实现运维、管理智能。

5 结束语

随着信息化发展的不断深入，应用系统的核心是数据，数据越来越重要，数据的丢失可能是灾难性的。不管发生何种故障、灾难，只要数据没有丢失，那么业务系统都能恢复，如果数据丢失，那么一切都是空谈。高校信息化建设数据保护逐渐引起重视，备份系统实现了多校区数据备份的统一运维管理，数据安全还需要其他方面更多、更完善的措施来配合。