​一、概述

服务器虚拟化，它能解决服务器扩充、资源消耗、能源消耗，高可用等相关的问题，为用户带来诸多的益处，但同时也会带来一些新的相关问题点，最突出的就是如何保证虚拟机数据的安全性，即使可以做备份，但如何保证数据一致性是当中最大的挑战。虚拟化的基本原理是将整个物理服务器，虚拟成多个虚拟服务器，每个虚拟服务器会封装成一种特定格式的文件。那么备份虚拟机数据，是不是仅仅把这些文件备份下来那么简单呢？当然不是，因为在虚拟机正在运行的情况下，备份不能覆盖所有文件，换言之不能保证恢复后的虚拟机包含足够的精确数据，也就是是否能100%成功恢复，另外一点虚拟机在备份的时候的工作负载也需要优化，否则会影响业务。

二、几种主要的虚拟机备份与恢复方法

1、在每台虚拟机中安装备份程序，这种方法其实就是把每台虚拟机看成是一台真实的物理机，像对物理机备份一样，在虚拟机上直接安装备份的Agent。

(1)优点：备份的安装和配置相对简单，无需专门的技巧，数据恢复时的操作也没有变化，和物理机一样，可以实现完全备份和增量备份的方式，也可以安装针对特定应用的备份Agent，比如数据库，邮件系统备份等，这种针对专门应用的备份Agent有利于数据的一致性。这种方式可支持恢复虚拟机中的单个文件；

(2)缺点：有可能会过度消耗虚拟机宿主机的资源，因为一台宿主机可以虚拟出许多台虚拟机，如果多台虚拟机都采用这种方法的话，会给宿主机造成很大的压力，影响正常业务的负载，而且这种方法备份和恢复速度相对较慢，无法实现快速的备份和映像级恢复。

2、在宿主机的虚拟机化系统中(比如ESX Service Console)安装备份程序，从而备份虚拟化文件，比如VMDK等。

(1)优点：只需要一个备份程序就能备份所有的虚拟机，方便的做到完全备份，只要备份虚拟化封装文件比如VMDK，就能备份所有虚拟机，可实现快速的映像级别的备份与恢复；

(2)缺点：为了保证数据一致性，需要采用脚本(或虚拟化系统自带保护模块)才能自动关闭(在备份之前要关闭虚拟机，虚拟机文件在备份过程中是要静止不动)、快照(如果不能关闭虚拟机，就要利用虚拟机软件自带的快照功能获取即时备份映像）以及启动虚拟机(如果之前关闭了虚拟机器，在备份完成之后要把虚拟机重新开启)，另外不能实现增量备份和恢复虚拟机中单个文件的操作，一般都是将某个虚拟机整机恢复。

3、使用代理服务器操作备份，以VADP Backup-Proxy为例，它可消除宿主机的备份负载，可杜绝来自网络的备份流量，释放宿主机资源以优化虚拟机性能。数据通过第三方灾备软件传送到代理服务器中，然后把这个代理服务器中的数据作为后续再备份的源头，再进行备份。Backup-Proxy server 必须和ESX server安装在相同的LUN当中，但Backup-Proxy Server不支持多路径，VADP不是备份与恢复程序，而是能够集成到第三方灾备应用程序中的组件。架构参考下图：

(1)这种备份与恢复方式的工作原理步骤：

第1步：第三方软件调用备份前脚本，该脚本可能执行以下任务：

第2步：使得虚拟机进入快照模式，这样就可以将磁盘挂起，同时产生新的变更行为会写入一个临时的磁盘空间中，等待快照完成后并入原磁盘。这个进程执行时，虚拟机是不间断运行的。

第3步：解冻文件系统

第4步：第三方软件执行针对虚拟机快照数据集的备份，由于此过程仅读取虚拟机的快照，因此不影响虚拟机的不间断的运行。

第5步：第三方软件完成备份进程后，会调用备份后脚本，执行如下任务：

第6步：恢复时利用第三方灾备软件，将输出的虚拟机图像恢复到一个虚拟化软件能够访问的区域，该区域可能位于Proxy Server 或ESX Service Console。

(2)这种备份与恢复方式的优缺点

优点：将备份过程转移到备份代理服务器中，明显降低了宿主机的资源开销，可以在SAN网络中实施，速度比LAN要快，也支持光纤通道以及网络直连存储和本地或 iSCSI 存储基础架构，所有虚拟机只需使用一个备份代理即可，方便做完整备份，增量备份、合成备份，一致性处理和快速的恢复；

缺点：对第三方的灾备软件要求不低，因为能否实现全自动化，需要编写脚本的多少，使用是否便捷，都要看第三方灾备软件的能力如何，这也是诸多商业化虚拟机灾备软件的区别所在。需要新增一个代理服务器，一般是windows系统的，最好集成VSS组件，如果你想将文件直接恢复到某个虚拟机中，就需要在虚拟机中安装备份代理。如果需要恢复某个文件，但你又不想为每个虚拟机都安装备份程序，你就可以创建一个仅用于恢复的虚拟机，将文件恢复到这个虚拟机中，然后通过网络共享将文件迁移到正确的目标虚拟机中。另外虚拟机的快照份数不能太多，太多也会造成性能影响。​