基于私有云的備份系統

夏上云

摘 要：隨著高校越來越依賴數字化生活，信息安全領域變的越來越重要，數據備份和恢復技術已成為信息安全領域一個備受矚目的研究方向。然而，如今產生的數據量呈爆炸式增長，又為數據備份以及恢復增加了難度。為確保虛擬機和數據庫的信息安全，上海大學信息化工作辦公室創建了私有云備份平臺。該文分析了當前在數據備份和災難恢復時遇到的問題，給出了基于異質異地的云備份平臺的基本框架及其運行機制，以確保數字資源的永久存儲、安全保管及應用。

關鍵詞：私有云 數據備份 虛擬機

中圖分類號：TP333 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（a）-0080-02

A Cloud-Based Backup System

Xia Shangyun

（Office of Information Technology， Shanghai Univer，Shanghai，200444，China）

Abstract：With the university life increasingly rely on digital information， the security of digital information becomes more and more important， then data backup and recovery technology has become a popular research. However， the amount of data is explosive growth， the research area becomes more difficulty. This paper reviews the work of Information Office of Shanghai University. We introduce acloud-based backup system（CBS）， and describe the architecture and operating mechanism. After this， we give a result of recovery base on CBS.

Key Words：Private Cloud； Data Backup； Virtual Machine

隨著計算機與網絡的發展，絕大多數企業、單位，甚至個人都離不開網絡和數據信息。但是，由于各種客觀原因，人們無法預測何時、何地會發生何種程度的計算機系統災難， 也不可能完全防止、控制其發生，使得人們對數據的安全性越來越擔憂，從而存儲備份容災技術逐漸成為當前存儲領域研究的熱點[1]。備份有很多種分類，按照備份操作方式可分為完全備份和增量備份；按照備份數據的文件組成方式可分為基于文件的備份和基于設備的備份；按照備份數據對現有應用產生的影響程度可分為離線備份和在線備份；按照備份數據所處的位置可分為本地備份和遠程備份[2]。任何一個獨立的備份方式都不足以完全使數據備份的安全無誤，上海大學信息辦自行搭建了一個私有云備份系統，此系統使用多種備份方式并結合存儲備份的關鍵技術對虛擬機和數據庫進行備份。隨著百度云宣布將關閉免費個人用戶的存儲服務，以及為了確保數據的安全，部門搭建自己的私有云備份系統勢在必行。該文主要從備份系統的架構和備份機制等方面，對上海大學信息辦搭建的私有云備份平臺作一個詳細的介紹。

1 私有云備份系統的架構

上海大學信息化工作辦公室主要負責上海大學的信息化建設，其業務平臺及數據量日益增多，目前用來虛擬化的物理機共有66臺，劃分出的虛擬機共有570多臺，另外還有5個數據庫，其數據量高達35T，這些數據幾乎涵蓋了上海大學的所有業務系統，確保數據安全勢在必行。自2011年以來，上海大學信息化工作辦公室就對數據備份進行了相關研究，并提出私有云備份系統架構，該系統架構基于云存儲架構，支持系統的動態可擴展性，同時繼承云平臺提供的高效的并行調度和負載均衡策略，能夠處理學校范圍內的大規模用戶所產生的海量備份數據。該系統架構可劃分為4個層次，自底向上依次是系統支撐層、數據存儲層、應用基礎層、應用訪問層[3]。

系統支撐層提供硬件、軟件以及網絡的支持，運用局域網、互聯網等將其連接通訊形成一個有機的整體，并通過統一的管理邏輯和接口實現存儲設備的集中管理、狀態監控以及容量的動態擴展。

在數據存儲層，各種備份數據統一存放在云備份系統中，形成一個海量數據池，從而實現海量數據的統一管理。通過統一備份管理服務可以為上層提供備份數據管理的統一視圖。

在應用基礎層，主要實現存儲策略、計劃策略、負載均衡等功能配置，將底層數據及上層應用無縫銜接起來，實現多存儲設備之間的協同工作，以更好的性能對外提供多種服務。在應用服務層，提供靈活擴展的服務以滿足用戶需求。根據用戶需求，可以開發出不同的應用接口，提供相應的服務。

2 私有云備份系統的運行機制

災難備份和恢復需要通過技術和管理的雙重手段，確保在計算機系統災難發生、數據丟失和應用中斷后， 能夠在在指定的時間內在本地或異地恢復計算機系統的關鍵數據， 重新建立業務處理系統。對此，該文在研究云備份的相關技術基礎上，結合上海大學的存儲和訪問的實際現狀和需求，在構建云備份運行平臺基礎上，提出了一種從本地磁盤到云備份中心的備份存儲。

第一步，保證整個備份系統網絡是互通的。第二步將虛擬機和數據庫按種類和數量分成若干子客戶端，為每個客戶端設置存儲介質及備份策略。第三步將分配好的子客戶端映射到備份MA。第四步備份控制臺發送備份命令并同時傳送給客戶端及備份MA。第五步客戶端根據指令做快照傳送到用NAS存儲盤搭建的云存儲中。

通過以上過程，為數據備份帶來了更高的安全性能，而且也節省了網絡帶寬，簡化了備份環節的操作流程。

3 私有云存儲備份的恢復

災難恢復是指計算機系統災難發生后，在遠離災難現場的地方重新組織系統運行和恢復運營的過程。災難備份的主要目標是：保護數據和系統的完整性，使業務數據損失最少甚至沒有業務數據損失；災難恢復的主要目標是：業務快速恢復，使業務停頓時間最短甚至不中斷業務。該私有云備份系統中可以通過備份客戶端選擇需要恢復的虛擬，然后備份服務器通過應用基礎層設置的恢復策略，從數據庫中篩選出相應的備份數據。通過實際操作，此備份平臺恢復數據速度快，效果好。

4 結語

該文分析了備份數據的重要性，提出了基于私有云的備份系統，建立了云備份系統架構及其運行機制，在此基礎上建立有效的數據備份運行環境。

目前，私有云備份系統只探討了基本的備份及恢復功能，尚不足以稱之為成熟的系統，還需要在實踐中不斷的進行檢驗，同時還需要對備份的數據進行分析研究，以去除冗余無效數據。

參考文獻

[1] 張艷，李舟軍，何德全.災難備份和恢復技術的現狀與發展[J].計算機工程與科學，2005，27（2）：107-110.

[2] 韓德志，謝長生，李懷陽.存儲備份技術探析[J].計算機應用研究，2004（6）：1-4，7.

[3] 陶水龍.檔案數字資源云備份策略的分析與研究[J].檔案學通訊，2012（4）：12-16.