Введение

При развертывании крупных проектов с применением виртуальных машин вопросы резервного копирования и восстановления стоят особенно остро. В настоящее время востребованы решения для аварийного восстановления и восстановления данных, предназначенные для сред VMware и Hyper-V, с потенциальным снижением затрат, в частности для крупных компаний с более чем 100 виртуальными серверами. При этом нужно учитывать особые требования к масштабируемости и концепции сетевой безопасности, которые для этого необходимы.

Описание метода решения проблемы

При развертывании крупных проектов с применением виртуальных машин необходимо обеспечить достижение следующих целей:

1. Увеличить доступность всех виртуальных систем. Каждая виртуальная машина в случае восстановления перезапускается в течение ~5 минут, независимо от объема имеющихся данных.

2. Автоматическая проверка возможности восстановления каждой резервной копии должна гарантировать почти 100% восстановление.

3. Процессы восстановления для двух площадок для особо важных систем и внешних площадок.

4. Разделение производственных сетевых зон от резервной/ административной сети.

5. Автономное восстановление, привязанное к отделам (после авторизации администратором резервного копирования).

6. Включение в существующий процесс аппаратного резервного копирования.

7. Сокращение затрат.

8. Достижение высокой степени автоматизации.

Для этого применяются следующие технологии резервного копирования и репликации:

1. Резервное копирование каждой виртуальной машины без агентов, с консистентностью на уровне приложений и операционной системы, независимо от того, какая файловая/операционная система установлена на виртуальном сервере. Отсутствие потребления ресурсов со стороны агентов.

2. Отсутствие рабочей нагрузки во время обновлений.

3. Экономия бюджетных средств благодаря тому, что для резервного копирования приложений не требуются дополнительные лицензии.

4. Использование технологии Microsoft VSS, представленной на рынке в течение 10 лет, или предварительных и завершающих резервное копирование скриптов в Linux.

5. Соответствующая обработка файлов журнала баз данных.

6. Получение данных с помощью отслеживания измененных блоков (отслеживание измененных блоков возможно не только для VMware, но и для Microsoft Hyper-V). После создания первоначальной полной резервной копии резервному копированию подвергаются только блоки данных, измененные в системе хранения данных (vmdk-datastores/vRDM RAW LUN).

7.    Полная синтетическая и обратная инкрементная технология устраняют необходимость в дальнейшем получении полных резервных копий. Это существенно снижает нагрузку на VMware Host Disk и системные ресурсы.

Данные для резервных копий можно получить непосредственно из сети хранения данных (сравнимо с резервным копированием без использования LAN). Такая операция рекомендуется для дисковых систем сетей хранения данных и является наиболее быстрым способом резервного копирования виртуальных серверов. Для резервных копий, создаваемых с локальных дисков или посредством хранилищ данных на основе NFS, снимки ВМ сопоставляются непосредственно с сервером резервного копирования (подобно VMware HotAdd), и поэтому возможно их прямое резервное копирование. Дополнительный метод резервного копирования — посредством локальной сети (LAN) VMware. Эта функция также используется при переходе на аварийный режим в случае отказа двух других методов.

Другим направлением повышения эффективности резервного копирования и репликации является сокращение требований к хранилищу для резервных копий посредством интегрированной дедупликации и компрессии.

В течение 20 лет производители программного обеспечения для резервного копирования требовали от своих пользователей регулярно выполнять проверку возможности восстановления. Veeam автоматизирует этот процесс при помощи технологии SureBackup и проверяет каждую резервную копию в среде «песочницы» (виртуальной лаборатории). Задания проверки могут выполняться централизованно или распределяться между несколькими системами VMware ESX(i). Для проверки можно использовать выделенные системы VMware ESX(i) и системы VMware ESX(i) с производственными серверами. Это позволяет экономить средства на ежеквартальные или полугодовые проверки возможности восстановления, выполняемые вручную, включая необходимое оборудование и зарезервированное дисковое пространство.

Во время репликации сохраняются несколько точек восстановления, поэтому в случае ошибки не ограничены запуском с момента последней репликации. Это обеспечивает больший период восстановления, если произошла задержка с обнаружением ошибки в системе или ошибка уже была перенесена на другую площадку репликации.

В Veeam для репликации используются IP-подключения. Это обеспечивает большой потенциал экономии, поскольку не требуются выделенная сеть хранения данных (SAN) или «темные» волоконно-оптические кабели, маршрутизаторы SAN/IP или лицензии на репликацию и зеркальное отражение дискового пространства. Также возможно выполнение репликации между разными vCenter или кластерами VMware, у каждого из которых разный поставщик системы хранения данных.

Первоначальная репликация может быть выполнена посредством съемного носителя информации для минимизации первоначального объема передаваемых данных.

Как при резервном копировании, так и при репликации данные дедуплицируются, сжимаются и передаются по сети или через подключение WAN.

Различия между резервным копированием и репликацией

В Veeam используется одна и та же технология для получения данных из систем VMware как при резервном копировании, так и при репликации. Передача данных на целевую площадку также аналогична. Различие состоит в следующих функциях:

Репликация

Сервер реплицируется непосредственно на VMware хост, непосредственно в хранилище данных VMware на целевой площадке, таким образом, чтобы запуститься немедленно.

Независимо от исходного диска дисковое пространство на целевом сайте репликации можно настроить в качестве «толстого» диска (с выделением 100% пространства) или «тонкого» диска для экономии пространства (которое выделяется по мере необходимости). Дополнительное пространство остается доступным для дальнейших точек восстановления. Таким образом, только инкрементальные изменения подвергаются резервному копированию для сохранения дискового пространства.

Сервер в случае ошибки можно немедленно запустить из любой точки репликации, и ему будут предоставлены максимальные ресурсы.

Резервное копирование

Данные дедуплицируются и сжимаются перед архивацией в отдельные файлы резервных копий для экономии пространства. Целевой носитель: локальные жесткие диски, дисковые системы iSCSI или SAN, NAS/файловые серверы с общими ресурсами NFS или CIFS.

Весь сервер запускается из резервной копии в течение приблизительно 5 минут с помощью функции Instant Restore с уменьшенной производительностью на протяжении определенного промежутка времени.

Основные технологии восстановления (репликация)

В случае полного отказа исходной системы запускается реплика. Все точки восстановления реплики доступны для запуска из консоли Veeam (загрузка реплики). Также возможен запуск точек восстановления посредством Virtual Center. Автоматическая коррекция сетевых настроек и IP-адресов (Windows) для реплицированного сервера при запуске.

В случае полного отказа первой площадки возможно эффективное ее воссоздание с уменьшенным использованием пропускной способности каналов между площадками. С этой целью резервная копия виртуальных машин восстанавливается на первой площадке и привязывается к заданию репликации. Затем передается только дельта между текущим состоянием и состоянием, восстановленным из резервной копии по сети.

Восстановление файла из состояния репликации. Выбранная точка восстановления реплики привязывается к серверу резервного копирования, и можно восстанавливать отдельные файлы и целые папки или системные файлы виртуальных машин VMware.

Основные технологии восстановления (резервное копирование)

В процессе резервного копирования текущее состояние сохраняется только один раз. Все описанные здесь процессы восстановления можно выполнить из этого состояния резервной копии. Поэтому нет необходимости создавать дополнительные файлы резервных копий или задания для восстановления приложений, что экономит усилия при администрировании и затраты на дополнительное дисковое пространство.

Выводы

Таким образом, предложенные решения для резервного копирования и восстановления крупных IT-проектов на основе виртуальных машин, обеспечивающие гибкое управление, простую эксплуатацию, репликацию по IP-сетям, согласованные с приложениями, и виртуальная лаборатория по запросу способствуют получению существенного потенциала экономии, дополняя предложение услуг по виртуализации новыми функциями, выделяющимися на рынке. Интеграция в существующие системы аппаратного резервного копирования помогает сохранять инвестированные в них средства и одновременно получать дополнительные преимущества и потенциальную экономию.

1. User Guide for VMware vSphere. 8 изд. Columbus, Ohio USA: 2014.
2. Veeam Data Center Availability Report 2014: The challenge of the Always-On Business // Veeam Software URL: https://www.veeam.com/wp-availability-report-2014.html (дата обращения: 19.11.2014).
3. Top 10 Reasons Enterprises Choose Veeam // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/wp-top-10-reasons-enterprises-choose-veeam.html  (дата обращения: 19.11.2014).
4. Maximize backup performance with Veeam Backup & Replication and NetApp EF- and E-Series storage // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/wp-veeam-backup-replication-netapp-ef-e-series-storage.html  (дата обращения: 19.11.2014).
5. Hyper-V Replica in depth // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/wp-hyper-v-replica-depth.html (дата обращения: 19.11.2014).
6. Veeam Backup & Replication v8: Cloud Connect Reference Architecture // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/wp-cloud-connect-reference-architecture-veeam-backup-replication-v8.html (дата обращения: 19.11.2014).
7. Webinar: Ensure High Availability for Virtual Resources // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/videos/ensure-high-availability-virtual-resources-5430.html (дата обращения: 19.11.2014).
8. Webinar: Active Directory and virtualization // Veeam Software URL: http://www.veeam.com/videos/active-directory-and-virtualization-5022.html (дата обращения: 19.11.2014).
9. Горбунов В.Н., Куклин К.Е. Решение проблем аварийного восстановления для виртуальных платформ // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/12/41864 (дата обращения: 05.01.2015).

Все статьи автора «Куклин Кирилл Евгеньевич»