كيفية استعادة البيانات من الأقراص الافتراضية QCOW2 واللقطات (Snapshots) في KVM (QEMU) على RHEL 7.9
-
المؤلف:
Abdelhamid Balti
-
محرر:
Mykhailo Miroshnichenko
في هذه المقالة، سنشرح كيفية استعادة الأقراص الافتراضية ولقطات KVM في Red Hat Enterprise Linux 7.9، وتحديد سبب فقدان البيانات، واستعادة الوصول إلى المعلومات باستخدام الأدوات المناسبة.
- بنية KVM وLVM في RHEL 7.9
- توصيل الأقراص بالكمبيوتر
- كيفية استعادة الآلات الافتراضية KVM (QEMU) واللقطات من RHEL 7.9
- الخلاصة
- الأسئلة الشائعة
- التعليقات
تُستخدم المحاكاة الافتراضية القائمة على KVM (Kernel-based Virtual Machine) وQEMU على نطاق واسع في Red Hat Enterprise Linux 7.9 لإنشاء وإدارة الأجهزة الافتراضية. وتُخزَّن أنظمة التشغيل والتطبيقات وملفات المستخدمين الخاصة بها على أقراص افتراضية، مثل التنسيقات QCOW2 أو RAW. ويمكن استخدام اللقطات للاحتفاظ بحالة سابقة للأجهزة الافتراضية، مما يتيح لك العودة إلى نقطة زمنية محددة. ومع ذلك، قد يؤدي الحذف العرضي للملفات، أو تلف صورة القرص، أو فشل أحد الأقراص الفعلية، أو تعطل سلسلة اللقطات إلى فقدان الوصول إلى البيانات الحرجة.
How to Recover KVM (QEMU) Virtual Machines & Snapshots from RHEL 7.9
بنية KVM وLVM في RHEL 7.9
لنلقِ نظرة أقرب على بنية نظام الخادم لدينا.
يُثبَّت نظام التشغيل Red Hat Enterprise Linux 7.9 نفسه على قرص نظام منفصل يستخدم نظام الملفات XFS. أما التخزين الخاص ببيئة المحاكاة الافتراضية KVM فيعتمد على بنية قرصية متعددة الطبقات ومعقدة.
يعتمد النظام على صفيفات الأقراص RAID 5 وRAID 0. وتُنشر وحدات التخزين المنطقية LVM فوقها. ولضمان أمان البيانات، تُشفَّر هذه الوحدات أيضًا باستخدام المعيار LUKS، ولا يُنشأ نظام الملفات ext4 إلا داخل هذا الحاوي التشفيري، حيث تُخزَّن ملفات الآلة الافتراضية مباشرةً.
تُدار هذه البيئة بالكامل عبر البرنامج الخفي Libvirt، الذي يجرّد التسلسل الهرمي للأقراص المادية إلى تجمعات تخزين ويربطها بإعدادات كل آلة افتراضية. ولكن عند حدوث عطل، تعمل هذه السهولة ضدنا، لأن Libvirt يفقد الاتصال بالتجمعات فورًا عند تعطل طبقة التخزين الدنيا. ونتيجةً لذلك، تختفي جميع الآلات الافتراضية ببساطة من وحدة الإدارة أو تصبح غير متاحة مباشرةً.
تكمن المشكلة الرئيسية في أن هذه البنية المعقدة تجعل عملية استعادة البيانات أكثر صعوبة بشكل كبير. فهذه البنية بأكملها (RAID وLVM وLUKS وext4) مترابطة بإحكام. وأي فشل في أي من هذه المستويات يقطع السلسلة بالكامل ويمنع الوصول إلى الآلات الافتراضية بشكل تام.
لننتقل مباشرةً إلى الآلات الافتراضية. فهي تستخدم أقراصًا افتراضية بتنسيق qcow2 الشائع. يدعم هذا التنسيق اللقطات، أي التقاطات لحالة النظام عند نقطة زمنية محددة. ويُعد تخزين جميع اللقطات والتغييرات الحالية في ملف قرص افتراضي واحد أمرًا مريحًا للغاية من حيث الإدارة وإدارة الموارد.
ومع ذلك، من منظور الاعتمادية، يجعل ذلك النظام شديد الهشاشة. فإذا تعرض ملف qcow2 الوحيد هذا إلى تلف منطقي بسبب فشل في نظام المضيف، فإنك تخاطر بفقدان ليس فقط النسخة العاملة الحالية من الآلة الافتراضية، بل أيضًا جميع حالاتها المحفوظة دفعة واحدة.
لحسن الحظ، لا يعني هذا فقدانًا دائمًا للمعلومات، إذ يمكنك باستخدام Hetman RAID Recovery تحليل البنية التالفة واستعادة كلٍّ من الأقراص الافتراضية نفسها والبيانات المخزنة داخلها بنجاح.
| المكوّن | الغرض والميزات |
|---|---|
| KVM (Kernel-based Virtual Machine) | وحدة في نواة لينكس توفر المحاكاة الافتراضية العتادية وتسمح بتشغيل الآلات الافتراضية في RHEL 7.9. |
| QEMU | يحاكي العتاد الافتراضي ويوفر تشغيل الآلات الافتراضية، بما في ذلك الوصول إلى أقراصها الافتراضية. |
| libvirt | أدوات إدارة المحاكاة الافتراضية المستخدمة لإنشاء الآلات الافتراضية وبدئها وإيقافها وتهيئتها عبر virsh وأدوات أخرى. |
| الآلة الافتراضية (VM) | بيئة معزولة يعمل فيها نظام تشغيل ضيف مع تطبيقاته وإعداداته وملفاته. |
| القرص الافتراضي QCOW2 | تنسيق صورة قرص من QEMU يدعم التخصيص الديناميكي والبيانات الوصفية واللقطات الداخلية. ويمكن استخدامه أيضًا كجزء من سلسلة لقطات خارجية. |
| القرص الافتراضي RAW | صورة قرص من دون بنية الحاوية الإضافية الخاصة بـ QCOW2. ويمكن تخزينها في ملف أو على جهاز كتلي LVM. |
| اللقطة (Snapshot) | حالة محفوظة لقرص أو آلة افتراضية. يمكن أن تكون اللقطات داخلية، مخزنة في ملف QCOW2 واحد، أو خارجية، حيث تُكتب التغييرات إلى ملف منفصل. |
| سلسلة اللقطات الخارجية (External snapshot chain) | تسلسل يتكون من صورة أساسية وأقراص فرعية تخزن التغييرات. وللوصول إلى الحالة الحالية للبيانات، يجب الحفاظ على الروابط الصحيحة بين الملفات. |
| LVM (مُدير وحدات التخزين المنطقية) | نظام إدارة وحدات التخزين المنطقية في لينكس يتيح دمج الأجهزة الفعلية في مجموعات وحدات تخزين وإنشاء وحدات تخزين منطقية للأقراص الافتراضية. |
| PV (وحدة التخزين الفعلية) | جهاز فعلي أو قسم أُعدَّ للاستخدام في LVM. وهو المستوى الأساسي في بنية LVM. |
| VG (مجموعة وحدات التخزين) | مجموعة وحدات تخزين تجمع واحدًا أو أكثر من PVs وتوفر مساحة لإنشاء وحدات التخزين المنطقية. |
| LV (وحدة التخزين المنطقية) | وحدة تخزين منطقية يمكن استخدامها كجهاز كتلي لتخزين قرص افتراضي RAW أو نظام ملفات يحتوي على صور QCOW2. |
| نظام ملفات المضيف (Host file system) | نظام ملفات RHEL، مثل XFS أو ext4، الذي يمكن تخزين ملفات الأقراص الافتراضية وتكوينات الآلات الافتراضية عليه. |
| تكوين XML لـ libvirt | يحتوي على معلمات الآلة الافتراضية، بما في ذلك مسار القرص ونوع المتحكم وإعدادات أخرى. ويساعد في تحديد الصورة التي استخدمتها الآلة الافتراضية. |
| البيانات الوصفية لـ LVM | يحتوي على معلومات حول وحدات التخزين الفعلية ومجموعات وحدات التخزين والوحدات المنطقية. وقد يؤدي تلف هذه البيانات الوصفية إلى جعل وحدات التخزين المنطقية والبيانات المخزنة عليها غير قابلة للوصول. |
توصيل الأقراص بالكمبيوتر
لبدء عملية الاستعادة، يجب إزالة الأقراص ماديًا من الخادم المتضرر وتوصيلها بكمبيوتر. أفضل وأسرع خيار هو التوصيل المباشر بلوحة أم الكمبيوتر عبر منافذ SATA أو SAS.
يمكنك أيضًا استخدام محطات إرساء USB خارجية أو محولات، ولكن ضع في الاعتبار أن ذلك قد يقلل من سرعة الفحص.
قاعدة مهمة عند تجميع الصفائف: لاستعادة البيانات بنجاح من صفيف RAID 5، يكفي توصيل جميع الأقراص باستثناء قرص واحد معطل. أما بالنسبة لصفيف RAID 0، فيجب توصيل جميع الأقراص التي كانت جزءًا من الصفيف دون استثناء؛ وإلا فستكون الاستعادة مستحيلة.
إذا لم تتوفر منافذ حرة كافية لتوصيل جميع الأقراص، أو إذا ظهرت على الأقراص علامات فشل عتادي، فإن أفضل حل هو إنشاء صور قطاعية. تتيح هذه الوظيفة المدمجة في Hetman RAID Recovery حفظ نسخة مطابقة لكل قرص، قطاعًا بقطاع، كملف عادي. ويُعد العمل مع الصور ممارسة أمان قياسية، لأن الفحص يتم دون تحميل مادي على أقراص الخادم الأصلية.
لإنشاء صورة، حدد القرص الموصول في النافذة الرئيسية وانقر زر Save disk في اللوحة العلوية، مع تحديد مسار الحفظ.
بعد إنشاء جميع الصور، قم بتركيبها في البرنامج: افتح القائمة الرئيسية واختر Mount disk.
اختر نوع Raw disk images وافتح الملفات المحفوظة.
ستظهر مباشرةً في قائمة الأجهزة المتاحة، وجاهزة للتجميع التلقائي للصفيف والفحص اللاحق.
كيفية استعادة الآلات الافتراضية KVM (QEMU) واللقطات من RHEL 7.9
الطريقة 1. استعادة ملفات الآلة الافتراضية
لننتقل إلى التطبيق العملي وننظر في استعادة الوصول إلى ملف قرص افتراضي qcow2.
في حالتنا، لم يُحذف الملف، لكن الوصول إليه كان محجوبًا بالكامل بسبب فشل عتادي مفاجئ في الخادم وما تبعه من تدمير للبنية المنطقية للصفيف.
ومع ذلك، تجعل خوارزميات Hetman RAID Recovery من السهل تجاوز هذه المشكلة. في نافذة البرنامج الرئيسية، نرى صفيف RAID 5 مجمّعًا تلقائيًا بالفعل، ولكن للوصول إلى البيانات يجب أولًا فتح وحدته المنطقية بإدخال كلمة مرور LUKS.
فقط بعد إزالة الحماية التشفيرية بنجاح، نحدد هذه الوحدة ونبدأ خوارزمية Fast scan، التي ستحلل فورًا بنية نظام الملفات لدينا، وهو في هذه الحالة ext4.
انتقل إلى المجلد الذي كانت تُخزن فيه الآلة الافتراضية. نجح البرنامج في إعادة بناء شجرة الدلائل ووجد ملف qcow2 السليم لدينا.
حدد الصورة التي تم العثور عليها وانقر زر Recovery في اللوحة العلوية، ثم اختر بالتأكيد موقعًا آمنًا على القرص المحلي للكمبيوتر أو جهاز تخزين آخر لتجنب الكتابة فوق البيانات.
الطريقة 2. استعادة الملفات من أنظمة التشغيل الضيفة
لننظر الآن في سيناريو شائع آخر: حدث فقدان البيانات مباشرةً داخل الآلة الافتراضية نفسها. في مثالنا، نظام التشغيل الضيف هو Windows 10.
عادةً ما يتطلب الوصول إلى هذه الملفات تشغيل المُشرف الفائق وإقلاع الآلة الافتراضية بالكامل، وهو أمر ليس دائمًا ممكنًا أو آمنًا بعد أعطال النظام. ومع ذلك، يتيح Hetman RAID Recovery العمل مباشرةً مع تنسيق qcow2. يمكنك فتح القرص الافتراضي مباشرةً في واجهة البرنامج دون استخدام مُشرف فائق.
للقيام بذلك، افتح قائمة Mount disk، واختر الخيار المناسب للآلات الافتراضية، وحدد المسار إلى المجلد الذي يحتوي على ملف qcow2 المحفوظ،
ثم انقر Mount folder.
بعد ذلك، سيظهر القرص الافتراضي مباشرةً في القائمة العامة للأجهزة. وبما أن نظام الضيف لدينا هو Windows 10، فنرى فورًا قسمه بنظام الملفات NTFS.
حدد هذا القسم وابدأ تحليل Fast scan. سيحلل البرنامج بعمق البنية الداخلية للقرص الافتراضي ويعثر على البيانات المحذوفة أو المفقودة. في حالتنا، هذه مجموعة من ملفات الاختبار. وبفضل وظيفة المعاينة، يمكنك تقييم سلامة المستندات والصور بصريًا مباشرةً قبل الاستعادة.
بعد التحقق من صحة المعلومات التي تم العثور عليها، حدد الملفات المطلوبة، وانقر زر Recovery، ثم احفظها على القرص المحلي للكمبيوتر.
الطريقة 3. استعادة البيانات باستخدام اللقطات
إحدى الميزات القوية الأخرى في Hetman RAID Recovery هي العمل مع اللقطات، أي التقاطات حالة النظام.
كما ذكرنا في بداية الفيديو، يخزن تنسيق qcow2 جميع اللقطات داخل ملف واحد. وعند تركيب هذا القرص الافتراضي، يعثر البرنامج تلقائيًا على جميع اللقطات الموجودة بداخله ويعرضها كأقراص متصلة منفصلة في القائمة العامة.
وهذا يجعل استعادة البيانات من حالات النظام السابقة أمرًا سهلاً. على سبيل المثال، إذا تم تعديل ملف مهم أو حذفه بالكامل ولم يعد موجودًا في النسخة العاملة الحالية من الآلة الافتراضية، يمكنك ببساطة العودة إلى لقطة أقدم. حدد اللقطة المطلوبة في القائمة وابدأ خوارزمية Fast scan.
سيحلل البرنامج بنيتها ويعثر على الإصدارات السابقة من الملفات. بعد ذلك، كل ما عليك فعله هو التحقق بصريًا من البيانات التي تم العثور عليها، وتحديد الملفات اللازمة، وحفظها على قرص محلي آمن باستخدام زر Recovery.
الخلاصة
تتطلب استعادة الأقراص الافتراضية ولقطات KVM في Red Hat Enterprise Linux 7.9 فهم بنية المحاكاة الافتراضية، وهيكلية التخزين، وطريقة تخزين البيانات. وبحسب إعدادات الآلة الافتراضية، قد يكون القرص ممثلاً بملف QCOW2 أو RAW موجود على نظام ملفات، أو بوحدة تخزين منطقية LVM. وهذا يحدد اختيار الأدوات وتسلسل الإجراءات أثناء الاستعادة.
إذا لم تعد الآلة الافتراضية تبدأ، أو تم حذف القرص عن طريق الخطأ، أو كانت إحدى اللقطات تالفة، فإن الخطوة الأولى هي تحديد سبب المشكلة والتحقق من توفر البيانات الأصلية. ويجب إيلاء اهتمام خاص للقطات QCOW2 الخارجية، لأن انقطاع الروابط بين الصورة الأساسية والصور الفرعية قد يؤدي إلى فقدان الوصول إلى الحالة الحالية للقرص الافتراضي. وعند استخدام LVM، يجب التحقق من حالة وحدات التخزين الفعلية ومجموعات وحدات التخزين والوحدات المنطقية دون تغيير بنيتها دون حاجة.
لزيادة فرص الاستعادة الناجحة، يُنصح بإيقاف الكتابة إلى جهاز التخزين المتضرر، وتجنب حذف ملفات اللقطات المتبقية، وإن أمكن، إنشاء نسخة قطاعية من القرص أو نسخة احتياطية من الصور. ويمكن استخدام برامج متخصصة لاستعادة البيانات للبحث عن الملفات المفقودة، بما في ذلك حلول Hetman Software. وفي الوقت نفسه، تعتمد النتيجة على نوع الضرر، وحالة القرص، وما إذا كانت البيانات المفقودة قد كُتبت فوقها.
للحد من خطر فقدان البيانات مرة أخرى، يجب إنشاء نسخ احتياطية منتظمة للأقراص الافتراضية وتكوينات الآلات الافتراضية، والتحقق من سلامة النسخ الاحتياطية، ومراقبة صحة التخزين. وينبغي استخدام اللقطات كوسيلة للعودة إلى حالة سابقة، لا كبديل كامل عن النسخ الاحتياطية.
