На рынке представлены самые разнообразные технические решения для сохранения и аварийного восстановления виртуальных серверов. Журнал LANline опубликовал краткий обзор продуктов для резервного копирования, выпускаемых различными производителями.

 

В связи с широким распространением технологии виртуализации серверов многие предприятия сталкиваются с проблемой выбора наиболее подходящего решения для резервного копирования и аварийного восстановления виртуальных систем. Если виртуализация охватывает лишь малую часть серверного ландшафта, то для этих задач можно использовать те же самые механизмы, что и для физических серверов. Главное преимущество такого подхода заключается в том, что не приходится менять уже существующую инфраструктуру резервного копирования. Однако у него имеется и существенный недостаток: все виртуальные машины отправляют данные на сервер резервного копирования по локальной сети, что создает дополнительную нагрузку не только на сеть, но и на процессоры хост-системы.

Поэтому для сред с большим количеством виртуальных серверов лучше подходят решения, которые способны выполнять резервное копирование всех относящихся к конкретной ВМ данных непосредственно из центральной системы хранения — через сеть хранения (Storage Area Network, SAN). Компания VMware разработала для этих целей интерфейс vStorage API for Data Protection (VADP). Он был включен в vSphere 4.0 и пришел на смену устаревшему механизму VMware Consolidated Backup (VCB). С помощью VADP поставщики соответствующих решений могут интегрировать свои продукты в vSphere и осуществлять резервное копирование данных виртуальных систем напрямую из хранилища vSphere через SAN (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Посредством API, предлагаемого компанией VMware для защиты данных (VADP), сторонние производители могут интегрировать свои инструменты для резервного копирования в платформу vSphere.
Рисунок 1. Посредством API, предлагаемого компанией VMware для защиты данных (VADP), сторонние производители могут интегрировать свои инструменты для резервного копирования в платформу vSphere.

 

Одно из преимуществ этой концепции заключается в том, что на сохраняемых виртуальных системах не надо устанавливать программный агент для резервного копирования. Благодаря этому не требуется регулярно обновлять клиентское программное обеспечение, что приходится делать при использовании традиционных систем резервного копирования. Кроме того, в решениях с интеграцией посредством VADP скорость копирования данных и их аварийного восстановления существенно выше, чем у традиционных инструментов резервного копирования, работающих на уровне файловой системы. Решения резервного копирования, интегрированные в vSphere, являются производительной альтернативой для предприятий, где временных окон резервного копирования уже недостаточно для сохранения виртуальных серверов или не удается гарантировать соблюдение требований к максимальному промежутку времени, затрачиваемому на восстановление данных.

С распространением сред VMware свои рыночные позиции удалось укрепить новым производителям, специализирующимся на резервном копировании и аварийном восстановлении виртуальных серверов. В их числе такие компании, как Veeam со своим решением Backup and Replication, Quantum с продуктом vmPRO или Vizioncore, предлагающая vRanger Pro и принадлежащая теперь Dell. В этих продуктах сохранение данных, как правило, производится на дисковую систему, а прямое резервное копирование на ленточные накопители не предусмотрено.

На начальном этапе производители, специализирующиеся на решениях резервного копирования, использовали для интеграции в платформу виртуализации VMware VCB Framework. Механизм VADP, который появился в версии vSphere 4.0, представляет собой значительно улучшенный интерфейс резервного копирования. Так, VADP осуществляет перенос данных из виртуальной машины в конечную точку резервного копирования всего за один шаг. При этом данные перемещаются из хранилища ESX через сеть SAN сразу на целевую систему, что заметно снижает нагрузку на хост ESX. Компоненты VADP интегрируются прямо в ПО для резервного копирования. В случае же VCB данные приходилось сначала копировать на прокси-сервер VCB, который затем передавал их в конечную точку резервного копирования.

Еще одно важное нововведение в VADP — это функция отслеживания измененных блоков (Changed Block Tracking, CBT). Она фиксирует все изменения в блоках с данными виртуальной машины с момента последнего резервного копирования. Это позволяет создавать резервные копии в виде инкрементальных образов и использовать их для восстановления информации. Инкрементальные резервные копии значительно сокращают объем данных, которые требуется сохранить. Функцию CBT можно использовать только при применении аппаратной версии виртуальной машины не ниже седьмой и отсутствии моментальных снимков (Snapshot) этой виртуальной машины.

Функции создания моментальных снимков, имеющиеся в VMware, позволяют VADP сформировать целостный образ на уровне файловой системы. Чтобы получить непротиворечивые резервные копии на уровне приложений (к примеру, для серверов Microsoft SQL, Exchange или SharePoint), большинство производителей делают ставку на программные агенты для резервного копирования, которые устанавливаются на виртуальную машину и при запуске процесса резервного копирования переводят соответствующее приложение в консистентное состояние с помощью Microsoft Volume Shadow Сopy Services (VSS). Veeam же не требует установки агента на сервер: операции резервного копирования координируются в процессе выполнения таким образом, чтобы резервная копия приложения была целостной.

ГИБКИЕ ФУНКЦИИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ, ВОССТАНОВЛЕНИЯ И РЕПЛИКАЦИИ

Для создания резервных копий виртуальных машин многие производители поддерживают не только функции полного резервного копирования, но и возможность создания инкрементальных и дифференциальных резервных копий. При инкрементальном резервном копировании передаются только те данные, которые были изменены с момента последнего копирования. При дифференциальном резервном копировании осуществляется запись всех данных, которые изменялись после последнего полного сохранения.

При восстановлении данных администратор может выбрать, должна ли программа для резервного копирования выполнить восстановление всего образа виртуальной машины на уровне блоков либо требуется восстановить из образа отдельные файлы или папки на файловом уровне. Если механизм резервного копирования поддерживает опцию индексации, требуемые файлы можно найти с помощью поиска и провести их целенаправленное восстановление. Конечное место, куда будет производиться восстановление, можно свободно выбрать как для образа целой виртуальной машины, так и для отдельных файлов или папок.

Veeam не поддерживает функции резервного копирования и аварийного восстановления физических серверов. Начиная с версии 6.0, в vRanger появляется возможность их резервного копирования с помощью агентов. Интеграция функций дедупликации данных будет подробно рассмотрена ниже.

Решения для резервного копирования Veeam и vRanger, разработанные специально для виртуализированных сред, предусматривают также функции репликации данных на случай сбоев. При отказе какой-либо виртуальной машины администратор может за несколько секунд загрузить ее реплику, а после восстановления первичной системы провести контролируемый возврат с резервной системы на основную (Failback). Функцию репликации предлагается использовать и для обеспечения непрерывной защиты данных (Continuous Data Protection, CDP). Минимальный интервал репликации составляет пять минут.

Чтобы не оказаться в рядах отстающих на бурно растущем рынке решений для виртуализации серверов, большинство производителей решений для резервного копирования дополнили свой ассортимент безагентными методами для эффективного сохранения и аварийного восстановления виртуальных систем. При этом интеграция с платформой VMware осуществляется, как уже было упомянуто выше, через интерфейсы VADP.

Так, компания IBM дополнила свое решение для резервного копирования Tivoli Storage Manager (TSM) версией для виртуализированных сред: TSM for Virtual Environments добавляется в VMware Virtual Center с помощью плагина (см. Рисунок 2). Помимо полных резервных копий, этот инструмент поддерживает дифференциальное резервное копирование. Указанная программа может сохранять отдельные виртуальные системы или несколько виртуальных машин одновременно. Восстановление конкретных файлов или папок возможно с помощью агента Data Protection for VMware Recovery Agent, осуществляющего восстановление данных с сервера TSM через локальную сеть.

Рисунок 2. Большинством решений для резервного копирования, интегрированных в VMware, можно управлять с помощью соответствующего плагина напрямую из Virtual Center.
Рисунок 2. Большинством решений для резервного копирования, интегрированных в VMware, можно управлять с помощью соответствующего плагина напрямую из Virtual Center.

 

Специализирующаяся на системах хранения компания EMC тоже адаптировала свое классическое решение резервного копирования Networker для сохранения виртуальных серверов. Приобретенное ею несколько лет назад решение для дедупликации данных Avamar интегрировано в платформу VMware. К числу крупных поставщиков систем резервного копирования относится и Symantec — решения Backup Exec и Symantec NetBackup представлены на рынке уже много лет. Оба продукта были дополнены функциями для быстрого резервного копирования и восстановления виртуальных систем. Backup Exec 2012 в версии V-Ray предлагает не только функции дедупликации данных и их архивирования, но и возможность резервного копирования физических серверов в виде виртуальных образов (Backup-to-Virtual).

Компания CA дополнила свое семейство ARCserve продуктом ARCserve D2D. Этот инструмент способен создавать резервные копии виртуальных машин без использования агентов, причем виртуальная машина может сохраняться как полностью, так и частично — на уровне отдельных папок и файлов. Кроме того, специальные агенты позволят обеспечить целостное восстановление приложений, таких как Exchange или SQL Server. Функция репликации ARCserve Replication способствует предотвращению катастроф (Disaster Prevention) и обеспечению непрерывной защиты данных.

Компания CommVault в последние годы смогла бросить вызов ведущим поставщикам решений для резервного копирования. Ее программный пакет Simpana построен по модульному принципу и поддерживает резервное копирование виртуальных серверов без использования дополнительных агентов. Кроме того, Simpana осуществляет дедупликацию сохраненных данных, что позволяет сократить их объем. С помощью функции архивирования виртуальные системы могут кратковременно или на длительный срок перемещаться в архив, для которого используются более дешевые информационные носители. Наиболее популярным решением для долгосрочного архивирования по-прежнему являются ленточные библиотеки, однако уже появились производители, предлагающие для этих целей системы с жесткими дисками (к примеру, решение Avamar от EMC).

У большинства поставщиков решений для резервного копирования функции дедупликации данных интегрированы в соответствующие продукты, что позволяет сократить объемы сохраняемых данных (см. Рисунок 3). Диапазон применяемых технологий простирается от концепции Single File Instancing, когда каждый файл сохраняется в единственном экземпляре независимо от того, на каком количестве компьютеров он присутствует, до поточной дедупликации на основе программных или аппаратных решений и систем с постобработкой (для повышения производительности дедупликация данных осуществляется после их сохранения).

Рисунок 3. Использование систем дедупликации данных (к примеру, Data Domain 670 компании EMC) значительно сокращает объемы данных, сохраняемых системой резервного копирования.
Рисунок 3. Использование систем дедупликации данных (к примеру, Data Domain 670 компании EMC) значительно сокращает объемы данных, сохраняемых системой резервного копирования.

 

EMC интегрировала решение Networker в собственные системы дедупликации Avamar и Data Domain. Клиент для резервного копирования получает программу для дедупликации Avamar, а ПО Data Domain Boost осуществляет распределение процессов дедупликации между узлом хранения Networker Storage Node и клиентом Networker. Сразу несколько производителей интегрировали в свои агенты для резервного копирования, помимо традиционного сжатия данных, функцию их дедупликации. Компания Quantum предлагает для выпускаемого ею решения vmPRO дедупликацию с использованием как систем DXI собственной разработки, так и аппаратного обеспечения Data Domain от EMC. Большинство приложений для резервного копирования способны использовать устройства для резервного копирования на диск (Backup-to-Disc) с интегрированной дедупликацией от различных вендоров в качестве конечной точки сохранения данных.

При потоковой (In-Line) дедупликации, применяемой на многих аппаратных устройствах, для восстановления данных необходимо сначала реконструировать их по значениям хэша. Для немедленного восстановления данных из резервной копии производитель аппаратных систем дедупликации Exagrid делает ставку на технологию пост-

обработки: самая последняя резервная копия всегда хранится на устройстве в оригинальном виде, поэтому при необходимости ее можно сразу же восстановить из кэша. Разработанная Veeam функция vPower позволяет запускать виртуальную машину прямо из сжатой и дедуплицированной резервной копии, что способствует ускорению процесса восстановления.

Важную роль для эффективности решения для дедупликации играет степень разбивки данных. Чем меньше размер блока, тем выше возможный потенциал экономии. Главными минусами при этом являются большой размер хэш-таблицы и длительный процесс восстановления, поскольку дедуплицированные данные приходится сначала реконструировать.

МОМЕНТАЛЬНЫЕ СНИМКИ СИСТЕМ ХРАНЕНИЯ

Большинство производителей систем хранения предлагают для своих массивов хранения данных функции создания моментальных снимков и клонирования, позволяющие очень быстро создавать резервные копии для сегментов данных виртуальных и физических серверов и восстанавливать их непосредственно в системе хранения. Однако управление моментальными снимками и восстановление данных в этих решениях, как правило, менее удобны, чем в вышеописанных продуктах для резервного копирования.

Кроме того, в системах SAN моментальные снимки всегда создаются для целого логического тома (Logical Unit Number, LUN). Для обеспечения скорейшего восстановления отдельных виртуальных машин каждой из них потребовалось бы присвоить отдельный LUN. Это привело бы к значительному увеличению накладных расходов на администрирование систем хранения, поскольку пришлось бы управлять значительно большим количеством LUN, чем необходимо. В качестве альтернативы можно монтировать клонированную копию или LUN моментального снимка на сервере резервного копирования ESX, а затем восстанавливать отдельные виртуальные машины посредством Virtual Center, но без применения дополнительных вспомогательных инструментов решить задачу очень трудно.

По этой причине CommVault, к примеру, интегрирует функции создания моментальных снимков систем хранения в свой программный пакет для резервного копирования Simpana при помощи инструмента IntelliSnap. Он позволяет создавать как экономящие место дельта-снимки для защиты от логических ошибок, так и полноценные клонированные копии на случай возникновения сбоев в массиве хранения данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решение о том, насколько лучше справятся с возложенными на них задачами специализированные решения (такие как Veeam или vRanger) для резервного копирования и восстановления виртуальных серверов под управлением VMware по сравнению с традиционными инструментами для резервного копирования, зависит от ряда факторов. Так, если на предприятии эксплуатируется большое количество физических серверов и уже используется решение для резервного копирования, которое к тому же поддерживает интеграцию в платформу VMware через интерфейсы VADP, то внедрение специализированного инструмента для сред VMware вряд ли обеспечит значительные преимущества. Если же существующее решение не поддерживает технологию VADP или поддерживает в недостаточной мере и при этом необходимо обеспечить резервное копирование большого количества виртуальных серверов, то дополнительные инвестиции в средство резервного копирования, позволяющее производить быстрое сохранение и восстановление виртуальных машин, могут оказаться оправданными. При выборе инструмента для резервного копирования важно определиться и с наиболее предпочтительной для предприятия стратегией дедупликации данных. На рынке представлены решения на основе различных технологий, и очень важно, чтобы они успешно взаимодействовали с уже используемыми инструментами резервного копирования.

Кристоф Ланге — независимый журналист и консультант по ИТ.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Купить номер с этой статьей в PDF