Den Journalmodus in der Echtzeitreplikation verstehen
In VMware-Umgebungen kann die Replikation mithilfe eines von zwei Modi zur Verarbeitung von E/A-Änderungen implementiert werden: Schnappschüsse oder Journaling. Jeder Ansatz hat Vor- und Nachteile. Die wesentlichen Unterschiede liegen in der Art und Weise, wie Datenkonsistenz, Verfolgung der Änderungen und Wiederherstellung gehandhabt werden.
Beim Schnappschuss-Ansatz erfolgt die VM-Replikation im Plan, sodass alle Änderungen, die nach dem letzten Schnappschuss (der für die VM-Replikation erstellt wurde) und vor einem VM-Ausfall vorgenommen wurden, verloren gehen können. Im Gegensatz dazu erfasst der Journal-Modus jeden Schreibvorgang in Echtzeit und speichert ihn in einem Journal, wodurch eine Wiederherstellung zu jedem beliebigen Zeitpunkt möglich ist. Dieser Modus wird für die Echtzeit-Replikation verwendet, um Datenverluste bei kritischen Workloads zu minimieren. Dieser Blogbeitrag erläutert, wie der Journal-Modus bei der Echtzeit-Replikation von virtuellen VMware-Maschinen funktioniert.
Was ist der Journal-Modus bei der Echtzeit-Replikation?
Der Journal-Modus für die Echtzeitreplikation ist eine Methode, bei der jede an der primären VM vorgenommene Änderung in einem kontinuierlichen Datenstrom oder nahezu in Echtzeit verfolgt und protokolliert wird. Die im Journal aufgezeichneten Änderungen werden inkrementell auf die VM-Replik angewendet, wodurch die Wiederherstellung der VM anhand der Replik zu bestimmten Zeitpunkten möglich ist. Die Echtzeitreplikation im Journal-Modus wird eingesetzt, um einen Datenverlust von null oder nahezu null zu gewährleisten. Die Echtzeitreplikation wird auch als kontinuierliche Replikation bezeichnet.
So funktioniert der Journal-Modus
Das Funktionsprinzip des Journal-Modus für die Echtzeitreplikation umfasst die folgenden Hauptphasen:
- Verfolgung der Änderungen . Es wird ein Journal erstellt, um alle Änderungen am Zustand der primären VM zu protokollieren, einschließlich Festplattenschreibvorgängen und Konfigurationsänderungen. Verfolgung geänderter Blöcke (CBT) ist die Technologie, die in VMware vSphere zur Verfolgung von Änderungen an virtuellen Festplatten von Virtuellen Maschinen verwendet wird.
- Daten-Streaming . Die erfassten Änderungen werden im Journal festgehalten und über das Netzwerk an die Replikat-VM gestreamt oder im Batch-Verfahren übertragen. Das Journal wird je nach Konfiguration und Workload entweder vorübergehend im Arbeitsspeicher oder auf der Festplatte gespeichert.
- Anwenden von Änderungen . Die Replikat-VM verarbeitet diese inkrementellen Aktualisierungen, um ihren Zustand mit dem der primären VM synchron zu halten.
- Granulare Wiederherstellung . Das Journal speichert den Änderungsverlauf, sodass die Replik-VM auf einen beliebigen Zeitpunkt innerhalb des durch das Journal definierten Aufbewahrungszeitraums (z. B. Minuten, Stunden oder Tage) zurückgesetzt oder wiederhergestellt werden kann.
Beachten Sie, dass der Journal-Modus keine native Funktion von VMware ist, sondern eine von Drittanbieterlösungen implementierte Funktion – im Gegensatz zum „Schnappschuss“, der eine native VMware-Funktion ist. Der Journalmodus für die Echtzeitreplikation von VMware-VMs wird beispielsweise in der universellen Lösung für Datensicherheit NAKIVO Backup & Replication unterstützt.
In NAKIVO Backup & Replication werden die Ein- und Ausgabevorgänge (I/O-Operationen) für replizierte VMs auf Festplattenebene protokolliert. Bei jedem Durchlauf der Echtzeitreplikation wird im I/O-Journal ein neuer Journalbereich angelegt. Es gibt interne logische Teile des Journal-Extents, die 256 MB Daten enthalten und als „Frames“ bezeichnet werden. Ein Journal-Extent kann einen oder mehrere Frames enthalten. Frames können bis zu 65536 Datenblöcke enthalten, wobei jeder Block 4096 Byte Daten umfasst.
Wichtigste Funktionen des Journal-Modus
Der Journal-Modus für die Echtzeit-Replikation von VMs weist die folgenden wichtigsten Funktionen auf:
- Kontinuierliche Synchronisation . Änderungen an der primären VM werden kontinuierlich protokolliert, wodurch eine Replikation nahezu in Echtzeit auf die Replikat-VM gewährleistet wird.
- Granulare Wiederherstellung zu einem bestimmten Zeitpunkt . Das Journal bietet fein abgestufte Wiederherstellungsoptionen und ermöglicht die Wiederherstellung in jeden beliebigen Zustand innerhalb des Aufbewahrungszeitraums des Journals. Dies ist nützlich für die Wiederherstellung nach Ausfällen, einschließlich Datenbeschädigungen oder versehentlicher Löschungen.
- Flexibler Aufbewahrungszeitraum . Die Aufbewahrungsdauer der Journalprotokolle hängt von der Kapazität und der Konfiguration des Systems ab. Kürzere Aufbewahrungsfristen reduzieren den Speicherbedarf, schränken jedoch die Anzahl der Wiederherstellungspunkte ein.
Vorteile des Journal-Modus
Die Echtzeitreplikation im Journal-Modus bietet folgende Vorteile:
- Minimaler Datenverlust . Die Echtzeitreplikation im Journal-Modus ermöglicht es Ihnen, dank kontinuierlicher Nachverfolgung und Replikation einen Wiederherstellungszeitpunkt (RPO) von Null oder nahezu Null zu erreichen. Wiederherstellungspunktziel (RPO)
- Fein abgestufte Wiederherstellung . Die Möglichkeit, zu bestimmten Zeitpunkten wiederherzustellen, bietet Flexibilität bei Disaster Recovery.
- Effizienz . Bei der Echtzeitreplikation im Journal-Modus werden nur Änderungen repliziert und nicht der gesamte Zustand der virtuellen Maschine oder Schnappschüsse, wodurch die Replikationszeit und der Ressourcenverbrauch reduziert werden.
Es ist wichtig zu erwähnen, dass die Echtzeitreplikation im Journal-Modus höhere Systemanforderungen stellt als die herkömmliche Replikation im Snapshot-Modus. Für die Echtzeitreplikation virtueller Maschinen im Journal-Modus ist eine schnelle Netzwerkverbindung mit geringer Latenz erforderlich. Auch die Softwarekonfiguration ist im Vergleich zur herkömmlichen asynchronen Replikation komplexer.
Vergleich: Journal-Modus vs. herkömmliche Replikation
Der Journal-Modus und der herkömmliche Modus für die VM-Replikation unterscheiden sich hinsichtlich Datenverlust im Fehlerfall, Anforderungen an das System, Konfigurationskomplexität und Verwendungsfällen.
Die herkömmliche Replikation im Snapshot-Modus funktioniert durch das periodische Erstellen von Schnappschüssen, um den Zustand der VM von der Quelle auf die Replik-VM zu kopieren. Das Mindestintervall zwischen der Schnappschuss Erstellung in Anwendungen für Datensicherheit kann einige Minuten betragen. Das bedeutet, dass die Daten, die nach der Erstellung eines VM-Schnappschusses auf die ursprüngliche VM geschrieben werden, verloren gehen können, wenn die ursprüngliche VM ausfällt. Die Snapshot-basierte Replikation eignet sich optimal für VMs, wenn die Ziele der Wiederherstellungspunkte nicht streng sind. Die Vorteile der traditionellen, Snapshot-basierten VM-Replikation sind die einfache Konfiguration und die geringen Anforderungen an das System, wodurch diese Methode für die meisten Unternehmen erschwinglich ist.
Der Journal-Modus wird für die Echtzeit-Replikation oder kontinuierliche Replikation verwendet und arbeitet mit einem ständig aktualisierten Journal; diese Aktualisierungen werden kontinuierlich von der Quelle auf die VM-Replik repliziert. Dadurch werden immer die neuesten Änderungen repliziert, und im Falle eines VM-Ausfalls kann der aktuelle Zustand der VM mithilfe der VM-Replik wiederhergestellt werden. Die Echtzeitreplikation im Journal-Modus wird für kritische VMs mit engen RPO-Werten eingesetzt. Diese Replikationsart stellt höhere Systemanforderungen und verursacht höhere Kosten bei der Implementierung dieser Lösung. Daher sollte diese Replikationsart in erster Linie für kritische VMs verwendet werden.
In der folgenden Vergleichstabelle können Sie die wichtigsten Aspekte der Replikation im Snapshot-Modus und im Journal-Modus einsehen.
|
Aspekt |
Snapshot-Modus |
Journal-Modus |
|
Replikationshäufigkeit |
Periodisch, basierend auf Snapshot-Intervallen |
Kontinuierlich oder nahezu in Echtzeit |
|
Risiko eines Datenverlusts ( RPO ) |
Höher, abhängig von der Snapshot-Häufigkeit |
Minimal, RPO nahe Null |
|
Wiederherstellungsoptionen |
Beschränkt auf bestimmte Snapshot-Zeitpunkte |
Granulare Wiederherstellung zu jedem beliebigen Zeitpunkt |
|
Auswirkungen auf die Leistung |
Kann die Leistung der VMs während der Snapshots beeinträchtigen |
Höhere Auslastung der Netzwerk-/Speicherressourcen |
|
Anwendungsbeispiele |
Nicht kritische Workloads, DR, Backups |
Geschäftskritische Systeme, Echtzeit-Disaster Recovery |
So richten Sie den Echtzeit-Replikations-Journal-Modus in NAKIVO ein
Erster müssen Sie den Journal-Dienst installieren und können anschließend dessen Optionen konfigurieren, um einen Echtzeit-Replikationsjob für VMware-VMs durchzuführen.
Installation des Journal-Dienstes
Ziel-ESXi-Hosts, auf denen sich VM-Replikate (die mit der Echtzeit-Replikationsfunktion erstellt wurden) befinden sollen, müssen ein VMware- Virtuelle Appliance mit dem NAKIVO- Transporter enthalten, um den Journal-Dienst zu installieren oder zu konfigurieren.
Um den Journal-Dienst für Echtzeit-Replikation automatisch zu installieren (startet mit NAKIVO Backup & Replication v11.1), führen Sie die folgenden Schritte aus:
- Führen Sie den Assistenten für Echtzeit-Replikationsaufträge durch, um einen neuen Echtzeit-Replikationsauftrag für VMware-VMs zu erstellen.
- Nach Abschluss des Assistenten für Echtzeit-Replikationsaufträge:
- Die NAKIVO-Lösung installiert den Journal-Dienst auf den erforderlichen virtuellen Transporter-Appliances (VAs), auf denen der Journal-Dienst noch nicht vorhanden ist.
Der Journal-Dienst wird unter /opt/nakivo/journalservice mit der Berechtigung 755 installiert und läuft unter dem Benutzer „ bhsvc “ (Gruppe „ bhsvc “). - Journal-Dienste auf mehreren Transporter-VAs werden gleichzeitig installiert (bis zu 10 VAs gleichzeitig).
- Falls ein Zielhost über mehrere Transporter-VAs verfügt, verwendet das Produkt die erste VA in der Liste, um den Journal-Dienst zu installieren.
- Die NAKIVO-Lösung installiert den Journal-Dienst auf den erforderlichen virtuellen Transporter-Appliances (VAs), auf denen der Journal-Dienst noch nicht vorhanden ist.
Um den Journal-Dienst manuell zu installieren (verfügbar ab Version 10.10), führen Sie die folgenden Schritte aus:
- Um das Installationsprogramm für den Journal-Dienst herunterzuladen, öffnen Sie die Weboberfläche von NAKIVO Backup & Replication, navigieren Sie zu Einstellungen > Knoten , klicken Sie auf das Symbol Herunterladen und wählen Sie Journal-Dienst für Echtzeit Replikation .
Die virtuelle NAKIVO-Appliance für VMware vSphere basiert auf Ubuntu Server, und das Installationsprogramm für den Journal-Dienst hat die Dateiendung . sh . Die Versionsnummer im Dateinamen hängt von Ihrer Version und Ihrem Build von NAKIVO Backup & Replication ab.
- Kopieren Sie das heruntergeladene Installationsprogramm auf die virtuelle Appliance, die in VMware vSphere ausgeführt wird. Sie können hierfür einen SCP-Client verwenden.
- Wechseln Sie in das Verzeichnis auf der Virtuellen Appliance von NAKIVO, in dem sich die Installationsdatei für den Journal-Dienst befindet.
- Erteilen Sie mit dem folgenden Befehl die Ausführungsrechte:
sudo chmod +x ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh - Führen Sie das Installationsprogramm für den Journal-Dienst aus:
sudo ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh --eula-accept - Um sicherzustellen, dass die Installation erfolgreich war und der Journal-Dienst läuft, verwenden Sie den Befehl:
systemctl status nkv-journalsvcDas Installationsprotokoll befindet sich unter /tmp/nkv-journalsvc-install.log
Journal-Einstellungen für einen Replikationsauftrag
Wenn alle Anforderungen erfüllt sind (z. B. ESXi-Cluster, I/O-Filter usw.) und alle Komponenten in Ihrer Umgebung konfiguriert sind, können Sie einen Echtzeit-Replikationsauftrag für VMware-VMs erstellen.
Die I/O-Journal-Einstellungen für einen VMware-Echtzeit-Replikationsauftrag können im Schritt Aufbewahrungseinstellungen konfiguriert werden.
Sie können die folgenden I/O-Journal Einstellungen konfigurieren:
- Journalmodus :
- Rollback-Journal . Neue Datenänderungen werden direkt in der VM-Replik gespeichert. Alte Daten in der VM-Replik werden im Journal gespeichert. Alte Daten werden entsprechend den Journal-Einstellungen, wie z. B. dem Verlaufslimit, aus dem Journal entfernt.
- Roll-Forward-Journal . Neue Datenänderungen werden im I/O-Journal gespeichert. Alte Daten werden basierend auf den Einstellungen in die VM-Replik zusammengeführt.
- Journal-Verlaufslimit . Optional können Sie ein Limit für den Journalverlauf festlegen. Der Bereich liegt zwischen 1 Stunde und 30 Tagen.
- Limit für die Journalgröße . Sie können dieses Limit zwischen 1 GB und 20 TB festlegen. Wenn kein Limit für die Journalgröße festgelegt ist, entspricht diese der Größe des Datenspeichers. Ist dieser Datenspeicher größer als 20 TB, wird die Journalgröße auf 20 TB begrenzt.
Erfahren Sie mehr über „ Echtzeit-Replikation “ und dessen vollständige Konfiguration zum Schutz virtueller Maschinen in VMware vSphere.
Fazit
Der Journal-Modus ermöglicht es Ihnen, die Echtzeit-Replikation für virtuelle Maschinen zu nutzen und so die kürzesten Ziele der Wiederherstellungspunkte für kritische VMs zu erreichen. Gleichzeitig kann der Einsatz herkömmlicher Replikation mit Snapshots für VMs, bei denen die Ziele der Wiederherstellungspunkte nicht so hoch sind, kosteneffizienter sein. Nutzen Sie NAKIVO Backup & Replication, um Ihre Daten mit herkömmlicher VM-Replikation und Echtzeit-Replikation zu schützen.
