So beschleunigen Sie VM-Backups und verbessern die Leistung
Im Jahr 2022 werden schätzungsweise mehr als die Hälfte aller Unternehmen weltweit Virtualisierungstechnologien einsetzen und sich zum Schutz ihrer virtuellen Umgebungen auf Backups verlassen. Da Backups ein ressourcenintensiver Prozess sind, insbesondere in großen Infrastrukturen mit Hunderten oder sogar Tausenden von Virtuellen Maschinen, ist die Verbesserung der Leistung eine wesentliche Anforderung für IT-Teams.
Unternehmen sind in der Regel bestrebt, die Geschwindigkeit und Leistung von VM-Backups zu steigern, um Backup-Fenster zu verkürzen und die Auswirkungen auf Produktionsumgebungen zu minimieren. Moderne Lösungen für Datensicherheit bieten verschiedene Funktionen, mit denen sich Backups beschleunigen lassen, um Backup-Fenster zu verkürzen und die Ressourcennutzung zu verbessern. In diesem Beitrag erfahren Sie mehr über einige dieser Funktionen.
Welche Faktoren beeinflussen die Geschwindigkeit der Backups und die Backup-Fenster in einer virtuellen Umgebung?
Bevor wir uns einige der Funktionen zur Verbesserung der Leistung der Backups ansehen, wollen wir uns zunächst mit den Faktoren befassen, die die Geschwindigkeit der Backups und die Backup-Fenster in einer virtuellen Umgebung beeinflussen können. Es gibt viele potenzielle Faktoren, die Ihre Prozesse zum Backup verlangsamen könnten:
- Die Größe der zu sichernden Daten
- Unzureichende Netzwerkbandbreite
- Engpässe zwischen dem Quellspeicher, der Backup-Software und/oder dem Zielspeicher
- Begrenzte Schreibgeschwindigkeit des Zielspeichers
- Verwendete Backup-Methode
- Fehlgeschlagene und unzuverlässige Backups, die erneut durchgeführt werden müssen
Einige dieser Faktoren hängen mit der Verfügbarkeit von Ressourcen im Verhältnis zu den Kosten zusammen und können nur durch zusätzliche Investitionen in die Produktions- und Backup-Infrastrukturen verbessert werden. Ein wichtiger Faktor, der die Backup-Geschwindigkeit beeinflusst, ist jedoch die Agilität Ihrer Backup-Software und die von ihr angebotene Funktionalität.
Im Folgenden finden Sie einige der Funktionen, die in den heutigen agilen Backup-Lösungen für virtuelle Umgebungen verfügbar sind.
Der inkrementelle Ansatz zur Speicherung von Backup-Daten
Ein inkrementelles Backup ist ein Backup-Ansatz, bei dem nur die Daten kopiert werden, die seit dem letzten vollständigen oder nachfolgenden inkrementellen Wiederherstellungspunkt erstellt oder geändert wurden. Lösungen, die den inkrementellen Ansatz verwenden, nutzen Technologien zur Änderungsverfolgung, mit denen die Software geänderte Datenblöcke schnell identifizieren und kopieren kann. Moderne Backup-Lösungen können auch native Technologien wie VMware Changed Block Tracking (CBT) oder Microsoft Hyper-V Resilient Change Tracking (RCT) nutzen.
Bei einem inkrementellen Ansatz werden Änderungen als Inkremente im Backup-Repository gespeichert und Wiederherstellungspunkte erstellt, um auf diese Änderungen zu verweisen. Der Sicherungsprozess ist schneller abgeschlossen, da weniger Daten kopiert werden und der Umfang des Backupauftrags reduziert ist.
So funktionieren inkrementelle Sicherungen
Das folgende Diagramm veranschaulicht, wie Änderungen (oder Inkremente), die über drei Tage in der Quell-VM vorgenommen wurden, im Backup-Repository gespeichert werden. Am Sonntag wird ein vollständiges Backup der Quell-VM erstellt. An den folgenden Tagen werden nur Backups der neuen Datenblöcke erstellt, d. h. Block C und D am Montag bzw. Dienstag.
Mit den drei Wiederherstellungspunktreferenzen und den im Backup-Repository aufgezeichneten geänderten Datenblöcken kann die Software die gesamte VM auf den Zustand von Sonntag, Montag oder Dienstag zurücksetzen.
Inkrementell mit vollständigen Backups
Inkrementelle Backups können Zeit und Speicher sparen, aber die Wiederherstellung von Daten von solchen Wiederherstellungspunkten kann länger dauern als bei einem vollständigen Backup. Aus diesem Grund bieten viele der heutigen Backup-Lösungen einen kombinierten inkrementellen und vollständigen Backup-Ansatz, bei dem Sie in regelmäßigen Abständen vollständige Backups erstellen können.
Ein vollständiges Backup kann jedoch immer noch zeitaufwändig sein und die Produktionsmaschinen unnötig belasten. Hier kommen synthetische Sicherungen ins Spiel. Synthetische Sicherungen verwenden die vorherige vollständige Sicherung und alle nachfolgenden inkrementellen Sicherungen, um eine vollständige Kopie Ihrer VM zu erstellen, ohne auf Produktionsmaschinen oder Speicher zurückzugreifen, was sie schneller als eine reguläre vollständige Sicherung macht.
Datenausschluss für Swap-Daten aus VM-Backups
Swap-Dateien und -Partitionen sind temporäre Dateien, die für den laufenden Betrieb von Anwendungen unerlässlich sind, wenn diese mehr RAM benötigen, als physisch verfügbar ist. Für Wiederherstellungszwecke sind sie jedoch nicht erforderlich. Die Verarbeitung, Übertragung und Speicherung von Swap-Daten überlastet den Backupauftrag und beeinträchtigt die Leistung des VM-Backups.
Die in modernen VM-Backup-Lösungen verfügbare Funktion zum Datenausschluss für Swap schließt Swap-Dateien und Partitionen automatisch aus Ihren Backups aus. Dadurch werden Backupaufträge kleiner und somit schneller.
LAN-freie Datenübertragung
Bei der Durchführung eines VM-Backups werden große Datenmengen über das Kommunikationsnetzwerk übertragen, was sich sowohl auf die Geschwindigkeit des Backup-Prozesses als auch auf geschäftskritische Vorgänge auswirken kann. Mit modernen Backup-Lösungen können Sie Ihren Backup-Datenverkehr für VMware vSphere-VMs mithilfe von LAN-freier Datenübertragung auf Basis von Direct SAN Access- oder HotAdd-Techniken optimieren.
Direkter SAN-Zugriff
Im Modus „Direkter SAN-Zugriff“ liest und überträgt eine Backup-Lösung Daten über Fibre Channel oder iSCSI direkt von einem SAN-Speichergerät, wobei das LAN umgangen wird. Dieser Transportmodus ist schneller und effizienter als die Verwendung des Netzwerks und bietet den zusätzlichen Vorteil, dass Produktionsnetzwerke entlastet werden.
HotAdd-Transport
Der HotAdd-Modus ist eine weitere Option für die LAN-freie Datenübertragung, die in einigen modernen Backup-Lösungen verfügbar ist. Im HotAdd-Transportmodus liest die Lösung VM-Daten direkt aus VM-Datenspeichern über den Speicher-E/A-Stack und umgeht dabei den TCP/IP-Stack eines Hosts. Ein Snapshot der Quelle-VM wird als virtuelle Festplatte „hot added” zu der VM hinzugefügt, auf der die Backup-Anwendung ausgeführt wird. Diese Funktion trägt auch zur Verbesserung der Backup-Geschwindigkeit bei, da die Verwendung des Kommunikationsnetzwerks vermieden wird und direkt auf den VM-Speicher zugegriffen wird.
Netzwerkbeschleunigung über WAN
Mit Netzwerkbeschleunigung können Sie die Geschwindigkeit des Prozesses zum Backup, zur Replikation aus Backup oder zur Wiederherstellung um ein Vielfaches erhöhen und gleichzeitig Bandbreite sparen und die Belastung der Produktions-WAN- und LAN-Netzwerke minimieren. Moderne Lösungen für Datensicherheit verwenden Netzwerkbeschleunigungstechniken, um Daten effizient in die Cloud oder in einen externen Speicher zu übertragen.
Beispielsweise komprimiert die Funktion „Netzwerkbeschleunigung“ in NAKIVO Backup & Replikation, Netzwerkbeschleunigung die über das WAN zum Backup-Repository übertragenen Daten und reduziert den Datenverkehr. Dies wird durch die Verwendung eines Paares von Transportern erreicht, der Lösungskomponente, die Daten verarbeitet und überträgt. Ein Transporter (Quelle) ist standardmäßig mit der Lösung installiert, während der andere (Ziel) außerhalb des Standorts installiert werden sollte. Wenn die Netzwerkbeschleunigung aktiviert ist, liest, komprimiert und optimiert der Quell-Transporter die Daten, bevor er sie über das Netzwerk an den Ziel-Transporter sendet. In diesem Fall wird die über das Netzwerk gesendete Datenmenge reduziert und der Backup-, Replikations- oder Wiederherstellungsauftrag benötigt weniger Zeit.
VM-Backup-Auftragsplanung
Die gleichzeitige Ausführung mehrerer Backup-Aufträge in großen Umgebungen kann die Leistung Ihrer Infrastruktur erheblich beeinträchtigen. Eine solche intensive Auslastung beansprucht Ihre Netzwerkressourcen. Um eine Überlastung Ihres Systems zu vermeiden, sollten Sie Ihre Backupaufträge sorgfältig organisieren und dabei zwei Aspekte berücksichtigen:
- Planen Sie Backupaufträge so, dass sie zu Zeiten ausgeführt werden, in denen die Auslastung der Ressourcen ansonsten minimal ist. Wenn Sie beispielsweise über eine große Umgebung verfügen, in der Transaktionsanwendungen rund um die Uhr ausgeführt werden, überwachen Sie den Datenverkehr und wählen Sie den Zeitpunkt mit der geringsten Aktivität.
- Wählen Sie Ihre Sicherungsaufträge sorgfältig aus und gruppieren Sie sie, um die Zeitfenster für die Aufträge so gering wie möglich zu halten.
Erstellen einer NAS-basierten VM-Backup-Appliance
Die Backup-Komponenten (Software, Backup-Server, Speicher usw.) und ihre Interaktion können die Geschwindigkeit und Leistung von Aktivitäten zur Datensicherheit beeinflussen. Eine Möglichkeit, die Geschwindigkeit von VM-Backups zu erhöhen, besteht darin, die Anzahl dieser Komponenten zu reduzieren. Durch die Verwendung von Backup-Software, mit der eine NAS-basierte VM-Backup-Appliance erstellt werden kann, werden die Komponenten auf einem einzigen Hochleistungsgerät kombiniert.
Diese Kombination aus leistungsstarker Backup-Software, Hardware und Speicher in einem einzigen Gerät kann Ihnen helfen, die Backup-Geschwindigkeit zu verdoppeln. Außerdem profitieren Sie von folgenden Vorteilen:
- Bis zu 5-fache Kosteneinsparungen im Vergleich zu speziell entwickelten Backup-Appliances.
- Reduzierte Backup-Größe durch den effizienten Einsatz von Techniken wie dem Ausschluss von Dateien, Datendeduplizierung und Datenkomprimierung.
- Trennung Ihrer VM-Backups vom Rest Ihrer Infrastruktur, sodass Sie Ihre VMs auch dann wiederherstellen können, wenn Ihre primäre Infrastruktur ausgefallen ist.
- Kopie der VM-Backups in die Cloud für zuverlässige Datensicherheit gemäß der 3-2-1-Regel.
Fazit
Moderne Lösungen für Datensicherheit bieten erweiterte Funktionen, mit denen Unternehmen die Geschwindigkeit ihrer VM-Backups erhöhen und gleichzeitig die Leistung maximieren können. Diese Tools gewährleisten die Resilienz für Unternehmen mit großen virtuellen Infrastrukturen.
NAKIVO Backup & Replication bietet mehrere Funktionen, die die Geschwindigkeit und Leistung von VM-Backups verbessern, darunter die Eliminierung von Swap-Daten, LAN-freie Datenübertragung und Netzwerkbeschleunigung.
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