使用存儲系統(tǒng)功能性的全虛擬機(jī)備份的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施例大體上涉及數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。更特定地，本發(fā)明的實施例涉及虛擬機(jī)(VM)備份。
【背景技術(shù)】
[0002]組織越來越多地在虛擬機(jī)(VM)上部署應(yīng)用來提高信息技術(shù)(IT)效率和應(yīng)用可用性。采用虛擬機(jī)的關(guān)鍵益處是它們可以托管在較小數(shù)量的物理服務(wù)器(VM服務(wù)器)上。這導(dǎo)致更高服務(wù)器利用但也意味著存在更少的服務(wù)器資源可用于執(zhí)行備份和/或恢復(fù)。該問題因在數(shù)據(jù)和應(yīng)用中有增無減的增長而更糟，這使得曾經(jīng)更難以在可用時間窗口內(nèi)完成備份和/或恢復(fù)。
[0003]在VM環(huán)境中備份和恢復(fù)的一個方法是處理每個VM，好像它是物理機(jī)一樣。這典型地意指在每個VM中安裝和運(yùn)行備份代理。該方法是服務(wù)器資源密集型的并且從管理角度來看隨著虛擬機(jī)數(shù)量增加而變得不實用。
[0004]另一個方法是通過制作包含VM的存儲容器的副本而在存儲級備份VM。然而，準(zhǔn)確地識別包含VM的存儲容器并且使它們處于一致狀態(tài)是富有挑戰(zhàn)的。
[0005]另一個方法是在VM級備份。例如VMware等虛擬化供應(yīng)商對備份應(yīng)用提供應(yīng)用編程接口(API)集?？墒褂肰M API (例如VMware數(shù)據(jù)保護(hù)vStorage API (VADP))來將數(shù)據(jù)從虛擬基礎(chǔ)設(shè)施提出并且放到備份系統(tǒng)上。這典型地需要通過代理服務(wù)器路由數(shù)據(jù)并且消耗寶貴的IT資源。
[0006]在增量備份時，備份軟件可遍歷文件系統(tǒng)并且找到文件中已經(jīng)變化的那個。然而，遍歷文件系統(tǒng)緩慢并且是資源密集型的。增量備份的另一個常規(guī)方法使用由虛擬機(jī)監(jiān)測器或管理器提供的變化塊訓(xùn)練(CBT)特征以保持對自上次更新以來變化的數(shù)據(jù)塊的跟蹤。然而，CBT特征對VM的操作施加開銷，并且可未跟蹤跨意外系統(tǒng)關(guān)閉的變化。此外，不是所有的虛擬化供應(yīng)商都提供CBT特征，這限制了該方法的有效使用。
【附圖說明】
[0007]本發(fā)明的實施例在附圖的圖中通過示例而非限制的方式圖示，其中類似的標(biāo)號指示相似的元件。
[0008]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的全備份過程的框圖。
[0009]圖2是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的全備份過程的另一個框圖。
[0010]圖3是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的備份方法的流程圖。
[0011]圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的備份方法的另一個流程圖。
[0012]圖5是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的恢復(fù)過程的框圖。
[0013]圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的恢復(fù)方法的流程圖。
[0014]圖7是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的增量VM備份過程的框圖。
[0015]圖8是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的增量VM備份方法的流程圖。
[0016]圖9是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的增量VM備份方法的流程圖。
[0017]圖10是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的片段存儲引擎的框圖。
【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明的各種實施例和方面將參考下文論述的細(xì)節(jié)描述，并且附圖將圖示各種實施例。下列描述和圖說明本發(fā)明并且不解釋為限制本發(fā)明。描述許多具體細(xì)節(jié)來提供對本發(fā)明的各種實施例的全面理解。然而，在某些實例中，未描述眾所周知或常規(guī)細(xì)節(jié)以便提供本發(fā)明的實施例的簡潔論述。
[0019]在說明書中對“一個實施例”或“實施例”的引用意指結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。短語“在一個實施例中”在該說明書中各種地方的出現(xiàn)不一定都指相同的實施例。
[0020]根據(jù)一些實施例，客戶端具有一個或多個虛擬機(jī)監(jiān)測器或管理器(VMM)，并且每個托管一個或多個VM。在該說明書中，術(shù)語“VM監(jiān)測器”和“VM管理器”能互換地使用?？蛻舳司哂信c它關(guān)聯(lián)的存儲系統(tǒng)來存儲數(shù)據(jù)，并且客戶端還包含VM應(yīng)用編程接口(VM API)，經(jīng)由其來管理VM。VM API的示例是VMware數(shù)據(jù)保護(hù)vStorage API(VADP)。用于備份VM的請求從備份應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送到客戶端。通過VM API，托管VM的VMM建立VM的一致狀態(tài)。在一個實施例中，這牽涉獲取VM的快照，這促使VM靜默并且獲取與VM關(guān)聯(lián)的盤的快照。備份應(yīng)用服務(wù)器然后經(jīng)由VM API識別盤快照。在識別盤快照后，備份應(yīng)用服務(wù)器通知包含識別盤快照的存儲系統(tǒng)將快照復(fù)制到目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)然后將識別的盤快照復(fù)制到目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)。最后，備份應(yīng)用服務(wù)器使用VM API來要求VMM刪除獲取的VM快照，這促使刪除對應(yīng)盤快照。
[0021]根據(jù)另一個實施例，虛擬中心(VC)管理多個客戶端。每個客戶端包含一個或多個VM，并且每個客戶端訪問存儲系統(tǒng)。該存儲系統(tǒng)將VM的內(nèi)容文件存儲在存儲系統(tǒng)的盤中。在一個實施例中，VC存儲與VM關(guān)聯(lián)的屬性列表并且該屬性列表存儲為VM配置信息文件。備份應(yīng)用服務(wù)器可將備份VM的備份請求發(fā)送到VC。VC然后遠(yuǎn)程(例如，通過例如因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò))請求托管VM的VMM建立VM的一致狀態(tài)。之后，備份過程與將請求直接發(fā)送到VMM的實施例相似。
[0022]在一個實施例中，復(fù)制的盤快照在目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)中解析。解釋盤快照中的元數(shù)據(jù)來確定關(guān)于盤快照中包含的文件的信息。這樣的信息包括例如文件名、訪問控制信息和關(guān)于文件在盤快照內(nèi)的布局的信息等文件屬性。這樣的信息然后用于將文件的備份目錄填充在備份VM中。復(fù)制的盤快照可進(jìn)一步被去除重復(fù)并且作為去除重復(fù)片段存儲在備份存儲系統(tǒng)中。
[0023]根據(jù)一些實施例，VM可以從目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)恢復(fù)。備份應(yīng)用服務(wù)器通過備份目錄來識別與VM的備份關(guān)聯(lián)的盤快照。在一個實施例中，備份應(yīng)用服務(wù)器然后經(jīng)由VM API遠(yuǎn)程請求VMM預(yù)備新的VM以成為恢復(fù)目標(biāo)。在一個實施例中，預(yù)備新的VM以成為恢復(fù)目標(biāo)包括識別與VM的備份關(guān)聯(lián)的屬性列表并且使用識別的屬性列表來預(yù)備新的VM。在預(yù)備新的VM后，備份應(yīng)用服務(wù)器經(jīng)由VM API將識別的盤快照從目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)發(fā)送到存儲系統(tǒng)。復(fù)制的盤快照經(jīng)由VM API添加到新進(jìn)預(yù)備的VM。然后恢復(fù)該VM。
[0024]根據(jù)一些實施例，用戶還可利用備份應(yīng)用服務(wù)器用于VM的增量備份。在一個實施例中，用于增量備份VM的請求從備份應(yīng)用服務(wù)器發(fā)送到托管VM的客戶端的VMM。備份應(yīng)用服務(wù)器然后通過VM API遠(yuǎn)程獲取VM的快照。這包括使VM靜默并且獲取VM快照，其促使獲取與VM關(guān)聯(lián)的盤快照。備份應(yīng)用服務(wù)器通知包含識別的盤快照的存儲系統(tǒng)將識別的盤快照復(fù)制到目標(biāo)備份存儲系統(tǒng)。存儲系統(tǒng)然后例如通過將VM的盤快照和與相同VM的之前備份關(guān)聯(lián)的盤快照比較來識別自上次備份以來發(fā)生的變化。在一個實施例中，存儲系統(tǒng)僅將快照之間的變化發(fā)送到備份存儲系統(tǒng)，而不必傳送整個盤快照。
[0025]圖1是圖示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的備份過程的框圖。參考圖1，系統(tǒng)100包括但不限于，一個或多個客戶端系統(tǒng)101-102，其通過網(wǎng)絡(luò)103通信地耦合于備份存儲系統(tǒng)104、備份應(yīng)用服務(wù)器105和存儲系統(tǒng)180?？蛻舳?01-102可以是任何類型的客戶端，例如服務(wù)器、個人計算機(jī)(例如，桌上型計算機(jī)、膝上型計算機(jī)和平板計算機(jī))、“瘦”客戶端、個人數(shù)字助理(PDA)、Web使能的系統(tǒng)、游戲設(shè)備、媒體播放器或移動電話(例如，智能電話)等。網(wǎng)絡(luò)103可以是任何類型的網(wǎng)絡(luò)，例如局域網(wǎng)(LAN)、例如因特網(wǎng)等廣域網(wǎng)(WAN)、企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、城域網(wǎng)(MAN)、存儲區(qū)域網(wǎng)(SAN)、總線或其組合，有線和/或無線的。
[0026]備份存儲系統(tǒng)104可包括任何類型的服務(wù)器或服務(wù)器群集。例如，備份存儲系統(tǒng)104可以是用于各種不同目的中的任一個的存儲服務(wù)器，例如為了對多個用戶提供對共享數(shù)據(jù)的訪問和/或為了備份任務(wù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)。備份存儲系統(tǒng)104可以是例如文件服務(wù)器(例如，用于提供NAS能力的設(shè)備)、基于塊的存儲服務(wù)器(例如，用于提供SAN能力)、統(tǒng)一存儲設(shè)備(例如，結(jié)合NAS和SAN能力的設(shè)備)、近線存儲設(shè)備、直接附連存儲(DAS)設(shè)備、帶備份設(shè)備或基本上任何其他類型的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備。備份存儲系統(tǒng)104可具有分布式架構(gòu)，或它的部件中的全部可集成到單個單元內(nèi)。備份存儲系統(tǒng)104可實現(xiàn)為存檔和/或備份存儲系統(tǒng)的部分，例如從馬塞諸塞州霍普金頓的EMC?公司可獲得的去除重復(fù)存儲系統(tǒng)。
[0027]在一個實施例中，備份應(yīng)用服務(wù)器105包括但不限于，備份引擎106，其包含備份目錄111。備份應(yīng)用服務(wù)器105與備份存儲系統(tǒng)104、存儲系統(tǒng)180和客戶端101-102配合來運(yùn)行各種備份操作。備份引擎106可既執(zhí)行備份又執(zhí)行恢復(fù)功能。
[0028]在一個實施例中，備份存儲系統(tǒng)104包括但不限于，去除重復(fù)存儲引擎107，以及通信地耦合于彼此的一個或多個存儲單元108-109。存儲單元108-109可經(jīng)