Hacer backup mediante instantáneas de almacenamiento de HPE

Las instantáneas se suelen utilizar para crear copias de seguridad de máquinas virtuales basadas en imágenes. Las instantáneas de almacenamiento son una alternativa a las habituales instantáneas de máquinas virtuales y presentan ciertas ventajas en cuanto al rendimiento de las copias de seguridad y al impacto en los entornos de producción.

En esta entrada del blog, explicamos cómo hacer backup de máquinas virtuales de VMware a partir de instantáneas de HPE para lograr una alta eficiencia en entornos con almacenamiento muy cargado, incluyendo el principio de funcionamiento y los conceptos básicos de configuración.

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¿Qué son las instantáneas de almacenamiento de HPE?

Las instantáneas de almacenamiento de HPE son vistas de los datos a nivel de imagen en un momento determinado que capturan el estado de un volumen de almacenamiento o de un conjunto de volúmenes en un momento concreto. En el caso de las máquinas virtuales cuyos discos están alojados en sistemas de almacenamiento de HPE, estos sistemas crean y gestionan las instantáneas de almacenamiento de dichas máquinas virtuales.

Una característica clave de las instantáneas de almacenamiento en general, y de las de HPE en particular, es su mínimo impacto en el rendimiento del sistema. Mediante técnicas como «copy-on-write» o «redirect-on-write», las instantáneas se crean y mantienen de forma eficiente, copiando los datos solo cuando se producen cambios. Este enfoque reduce la cantidad de almacenamiento necesaria y el tiempo requerido para crear instantáneas.

Otra ventaja significativa de las instantáneas de almacenamiento de HPE es la eficiencia del espacio de almacenamiento. Una instantánea de almacenamiento se puede crear rápidamente (en cuestión de segundos) y ocupa muy poco espacio. Los sistemas de almacenamiento de HPE también ofrecen herramientas para automatizar la creación, la gestión y la eliminación de instantáneas. Los usuarios pueden programar instantáneas periódicas para garantizar una protección de datos constante sin intervención manual, integrando las instantáneas con soluciones de copia de seguridad y recuperación ante desastres para mejorar la resiliencia de los datos.

La integración con aplicaciones y bases de datos es otro aspecto de las instantáneas de almacenamiento de HPE. Esto garantiza que las instantáneas tengan en cuenta el estado de la aplicación, lo que permite la coherencia de los datos. Esta función es especialmente importante para sistemas transaccionales como las bases de datos, donde la coherencia de los datos es fundamental. Las instantáneas coherentes con las aplicaciones se coordinan con las aplicaciones para poner los datos en estado de reposo, lo que garantiza que la instantánea refleje un estado estable y coherente.

Recuerde que las instantáneas no son backups, pero pueden aprovecharse para crear copias de seguridad.

Cómo ayudan las instantáneas de almacenamiento a hacer backup de máquinas virtuales

Veamos cómo funciona el backup de máquinas virtuales con instantáneas tradicionales de máquinas virtuales y la diferencia entre utilizar instantáneas de máquinas virtuales e instantáneas del almacenamiento en el proceso de backup de máquinas virtuales.

Backup de máquina virtual mediante instantáneas de máquinas virtuales

El proceso de backup de máquinas virtuales consta de tres pasos principales:

1. El software de backup de máquinas virtuales activa la creación de una instantánea de la máquina virtual de origen:
   • Los discos de la máquina virtual pasan a modo de solo lectura.
   • Cada disco de la máquina virtual debe tener un archivo delta. A partir de este momento, los cambios realizados en los discos de la máquina virtual se escriben en este archivo delta en lugar de en los discos de la máquina virtual.
2. El software de backup de máquinas virtuales copia los datos de los discos de la máquina virtual para crear un backup de la misma.
3. Después de crear el backup de la máquina virtual de origen, los archivos delta se fusionan con los discos de la máquina virtual.
   • Los discos de las máquinas virtuales pasarán al modo de funcionamiento normal, lo que permite que se graben los cambios.
   • Los archivos delta se eliminan.

Este enfoque puede suponer un consumo excesivo de recursos en entornos en los que las máquinas virtuales procesan grandes cantidades de datos mientras se hacen backups, ya que los archivos delta pueden alcanzar un tamaño muy grande. Los archivos delta de gran tamaño pueden sobrecargar el almacenamiento de producción y tardar mucho tiempo en fusionarse con los discos de las máquinas virtuales. Por lo tanto, este proceso afecta al entorno de producción.

Para ilustrar este proceso en detalle, veamos un ejemplo y analicemos cuántos datos deben leerse y escribirse al crear y eliminar una instantánea de máquina virtual utilizando el método habitual de instantáneas de máquina virtual.

1. Supongamos que una máquina virtual realiza nuevas escrituras a un ritmo de 50 MB por segundo.

   Si una instantánea de máquina virtual tiene una duración de 10 minutos, el tamaño del archivo de disco delta será de 30 000 MB o 29,3 GB.

2. Para eliminar esta instantánea, el sistema debe realizar 29,3 GB de lecturas + 29,3 GB de escrituras.
3. Si un servidor ESXi es capaz de realizar estas dos operaciones a 90 MB por segundo (lectura + escritura), entonces:
   • El tiempo necesario para eliminar una instantánea es de 667 segundos, es decir, unos 11 minutos.
   • Sin embargo, la máquina virtual sigue escribiendo datos a 50 MB por segundo durante la eliminación de la instantánea, y estas escrituras se guardan en otro archivo delta.

Este es un ejemplo práctico de una configuración en la que resulta difícil proporcionar un backup fiable y eficiente basado en instantáneas de máquinas virtuales si la instantánea de la máquina virtual solo se puede eliminar después de 11 minutos. En este ejemplo, se tarda al menos 11 minutos en leer los bloques modificados de los discos virtuales y escribir estos cambios en un backup (en este caso, un backup incremental).

Backup desde instantáneas del almacenamiento

En el proceso de backup desde instantáneas del almacenamiento, primero se crea una instantánea de la máquina virtual, luego se crea una instantánea del almacenamiento y, por último, se elimina la instantánea de la máquina virtual. De este modo, la instantánea de la máquina virtual solo existe durante un breve periodo de tiempo, ya que la creación de una instantánea del almacenamiento requiere muy poco tiempo y contiene todos los datos necesarios para realizar un backup de máquina virtual (datos delta y Seguimiento de bloques modificados).

Por ejemplo, si los usuarios desean hacer backup de 50 máquinas virtuales en el mismo volumen a la vez, la instantánea de la primera máquina virtual solo puede confirmarse junto con las de todas las demás máquinas virtuales. Esto hace que la vida útil de la instantánea de esta máquina virtual sea más larga que si se hiciera el backup de una sola máquina virtual, y el tamaño de los archivos delta podría aumentar muy rápidamente. El backup desde instantáneas del almacenamiento puede reducir la vida útil de las instantáneas de las máquinas virtuales, ya que solo procesa un número limitado de máquinas virtuales al mismo tiempo. Por lo tanto, la vida útil de la instantánea de la primera máquina virtual puede reducirse significativamente.

Ventajas de utilizar instantáneas de HPE para crear backups

El uso de instantáneas del almacenamiento de HPE para el backup de máquinas virtuales (VM) de VMware vSphere ofrece varias ventajas que mejoran la protección de datos, la eficiencia y la gestión. Las ventajas principales de utilizar instantáneas de almacenamiento de HPE para los backups de máquinas virtuales de VMware son:

• La copia de seguridad de referencia se crea mucho más rápido. No es necesario realizar operaciones de lectura y escritura que requieren mucho tiempo de todos los datos necesarios para el backup de máquinas virtuales con un uso intensivo de escritura en hosts ESXi de VMware.
• La vida útil de las instantáneas de máquinas virtuales es extremadamente corta: se conservan durante unos segundos hasta que se crea una instantánea de almacenamiento y, a continuación, se eliminan. Los archivos delta de los discos virtuales acumulan solo una pequeña cantidad de datos durante este breve periodo de existencia de la instantánea de la máquina virtual.
• Las instantáneas se crean utilizando técnicas como «copia al escribir» (copy-on-write) o «redirección al escribir» (redirect-on-write), que solo copian datos cuando se producen cambios. Esto minimiza el impacto en el rendimiento de las máquinas virtuales en ejecución y garantiza que las cargas de trabajo de producción sigan funcionando sin problemas.
• La consolidación de instantáneas de máquinas virtuales es mucho más rápida, ya que las instantáneas (archivos delta de discos virtuales) contienen pequeñas cantidades de datos que pueden escribirse en ellas durante unos pocos segundos de su vida útil. Como resultado, el impacto en el rendimiento del host ESXi y del sistema de almacenamiento es mínimo.
• Puede aprovechar todas las ventajas de las instantáneas de almacenamiento sin penalizaciones de rendimiento para las máquinas virtuales que se han hecho backup ni para otras máquinas virtuales que se ejecutan en un host ESXi y en el mismo sistema de almacenamiento. Esto resulta fundamental para entornos de producción de gran tamaño con un uso intensivo de escritura.
• Las instantáneas de almacenamiento de HPE se integran a la perfección con VMware vSphere, aprovechando las API de VMware para la protección de datos (VADP). Esta integración garantiza que las instantáneas se tomen de acuerdo con las prácticas recomendadas de VMware, lo que mejora la fiabilidad de los backups. Las instantáneas de almacenamiento de HPE pueden integrarse con VMware vSphere para garantizar instantáneas coherentes con las aplicaciones. Esto significa que las máquinas virtuales y las aplicaciones se encuentran en un estado estable cuando se toma la instantánea, lo que reduce el riesgo de corrupción de datos.

Instantáneas de almacenamiento y vVols

Al utilizar Volúmenes virtuales de VMware vSphere (vVols) en lugar de los discos virtuales VMDK tradicionales, el enfoque para hacer backup de máquinas virtuales de VMware vSphere con instantáneas de almacenamiento de HPE cambia significativamente, lo que ofrece ventajas adicionales.

Con los backups tradicionales basados en VMDK, las instantáneas se crean y gestionan a nivel del hipervisor, lo que implica que el hipervisor de VMware se encarga de las operaciones de instantánea. Este proceso puede suponer una sobrecarga de rendimiento y una posible degradación del rendimiento de las máquinas virtuales durante la creación, consolidación y eliminación de las instantáneas, tal y como se ha mencionado anteriormente. El software de copia de seguridad interactúa con las API de VMware vSphere para gestionar estas instantáneas, lo que significa que todo el archivo VMDK participa en las operaciones de instantánea, lo que dificulta garantizar la consistencia de las aplicaciones y minimizar el impacto en el rendimiento.

Con vVols, cada máquina virtual se compone de un conjunto de objetos de almacenamiento gestionados directamente por la matriz de almacenamiento de HPE a través de la API de VMware vSphere para Storage Awareness (VASA). Esto permite una integración más granular y eficiente entre VMware y las matrices de almacenamiento de HPE. Las instantáneas se descargan a la matriz de almacenamiento, lo que reduce la sobrecarga de rendimiento y acelera las operaciones de instantánea. La matriz de almacenamiento puede gestionar las instantáneas a un nivel más granular, lo que se traduce en operaciones de backup y recuperación más rápidas y eficientes. La matriz de almacenamiento gestiona las instantáneas de forma nativa, utilizando servicios de datos avanzados como la deduplicación, la compresión y la replicación de manera más eficaz.

Dispositivos HPE compatibles

Existen varios dispositivos de almacenamiento de HPE que admiten la integración con VMware vSphere y pueden crear instantáneas del almacenamiento para backups de máquinas virtuales: HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera y HPE Alletra.

HPE 3PAR

HPE 3PAR es una solución de almacenamiento escalable de gama alta diseñada para entornos empresariales que requieren un alto rendimiento y funciones avanzadas. Ofrece un rendimiento robusto, alta disponibilidad y amplios servicios de datos. La configuración de HPE 3PAR puede resultar compleja, ya que esta solución ofrece capacidades avanzadas y un amplio conjunto de funciones. Este dispositivo utiliza HPE SSMC (StoreServ Management Console) para su gestión y configuración.

HPE Nimble

HPE Nimble Storage es una solución de almacenamiento de gama media centrada en la simplicidad, la facilidad de uso y el análisis predictivo. Está diseñada tanto para almacenamiento primario como para usos prácticos de backup y recuperación ante desastres. Este dispositivo de almacenamiento es más fácil de configurar en comparación con HPE 3PAR, ya que se centra en la simplicidad y la facilidad de uso. HPE Nimble utiliza NimbleOS y HPE InfoSight para la gestión y la supervisión.

HPE Primera

HPE Primera es una solución de almacenamiento de gama alta y para aplicaciones críticas, diseñada para ofrecer el máximo rendimiento y disponibilidad. Ofrece funciones avanzadas centradas en la simplicidad y la fiabilidad. Esta solución está diseñada para ofrecer un alto rendimiento y una baja latencia, lo que permite a los administradores garantizar un impacto mínimo en las operaciones de las máquinas virtuales durante las actividades de instantáneas. Proporciona una configuración simplificada en comparación con HPE 3PAR, con un enfoque en la facilidad de instalación y gestión. El dispositivo utiliza la consola de gestión HPE Primera y se integra con HPE InfoSight para el análisis predictivo y la gestión.

HPE Alletra

HPE Alletra es la última plataforma de almacenamiento de HPE, diseñada para ofrecer una infraestructura de datos nativa de la nube centrada en la simplicidad, la ampliabilidad y el rendimiento. Representa la evolución del almacenamiento hacia un modelo operativo más similar al de la nube. Proceso de configuración muy simplificado, diseñado para ser intuitivo y fácil de usar, lo que reduce la complejidad que suele asociarse al almacenamiento empresarial. HPE Alletra se gestiona a través de la Consola de HPE Data Services Cloud, que proporciona una interfaz de gestión unificada basada en la nube.

Todas las plataformas admiten la integración con VMware vSphere, pero HPE Alletra ofrece el enfoque más moderno, en consonancia con los entornos híbridos y nativos de la nube. HPE 3PAR utiliza SSMC, HPE Nimble utiliza NimbleOS e InfoSight, HPE Primera utiliza la consola de gestión de Primera e InfoSight, y HPE Alletra utiliza la HPE Data Services Cloud Console para una gestión unificada basada en la nube.

HPE 3PAR es el más complejo de configurar debido a su amplio conjunto de funciones y capacidades empresariales. HPE Primera ofrece un equilibrio entre funciones avanzadas y una configuración simplificada. HPE Nimble se centra en la facilidad de uso y la simplicidad, lo que facilita su configuración y gestión. HPE Alletra ofrece la experiencia de configuración más intuitiva y fácil de usar, y está diseñada para un modelo operativo nativo de la nube.

Backup de máquinas virtuales mediante instantáneas del almacenamiento con NAKIVO

NAKIVO Backup & Replication es una solución profesional de protección de datos que admite el backup de máquinas virtuales de VMware vSphere desde instantáneas del almacenamiento de HPE para optimizar el rendimiento y la fiabilidad en entornos virtuales con cargas de trabajo de alta entrada/salida (E/S). La solución es compatible con HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera y HPE Alletra para hacer backup de los datos de las máquinas virtuales directamente desde las instantáneas de almacenamiento. Se admiten backups incrementales sin agente y basados en imágenes.

Pasos para hacer backup desde instantáneas de almacenamiento de HPE con NAKIVO

Veamos cómo hacer backup de máquinas virtuales de VMware desde instantáneas de almacenamiento de HPE con NAKIVO Backup & Replication. Primero, se debe añadido al inventario de NAKIVO el host ESXi de VMware o el servidor vCenter que contiene las máquinas virtuales de las que desea hacer backup. También debe añadir su dispositivo de almacenamiento HPE al inventario de NAKIVO.

Añadir dispositivos HPE al inventario

Siga estos pasos para añadir el dispositivo de almacenamiento HPE necesario al inventario de NAKIVO Backup & Replication:

1. En la interfaz web de NAKIVO Backup & Replication, vaya a Settings > Inventory y haga clic en el botón + (más) para añadir un elemento nuevo.

   

   Se abrirá el asistente Añadir elemento del inventario .

2. En el primer paso del asistente, seleccione Storage Devices. Haga clic en Next para continuar.

   

3. Seleccione Hewlett Packard Enterprise (HPE) como tipo.

   Tenga en cuenta que NAKIVO también admite backups desde instantáneas de almacenamiento de NetApp para VMware.

   

4. Configure los parámetros necesarios en el paso Options:
   • Display name: Introduzca un nombre que se mostrará en el inventario de NAKIVO
   • Type: Seleccione el tipo de su sistema de almacenamiento HPE; por ejemplo, seleccionamos HPE Nimble.
   • Hostname or IP: Introduzca la dirección IP de su dispositivo de almacenamiento HPE.
   • Username: Introduzca el nombre de usuario de la cuenta con permisos administrativos en el dispositivo de almacenamiento HPE seleccionado.
   • Password: Introduzca la contraseña del usuario especificado.
   • REST API port: Seleccione el puerto correcto; por ejemplo, 5392 (predeterminado para HPE Nimble).

   Haga clic en Finish para aplicar los ajustes y añadir su dispositivo de almacenamiento HPE al inventario de NAKIVO, lo que permitirá hacer backups de máquinas virtuales desde instantáneas de HPE.

   

Los tipos de dispositivos de almacenamiento HPE admitidos que aparecen en la lista desplegable son HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Alletra 5000/6000, HPE Alletra 9000 y HPE Primera.

Una vez añadido un dispositivo de almacenamiento HPE, vaya a Settings > Inventory para asegurarse de que todos los elementos necesarios se hayan añadido al inventario. En este ejemplo, se añadió correctamente el almacenamiento HPE Nimble y la solución NAKIVO muestra automáticamente la cantidad de volúmenes e instantáneas del dispositivo de almacenamiento.

Las máquinas virtuales de VMware de las que queremos hacer backup se encuentran en el dispositivo de almacenamiento Nimble: en la captura de pantalla de abajo hay 259 máquinas virtuales en el host llamado VMware Nimble. De lo contrario, la opción de instantáneas de almacenamiento de HPE no estará disponible.

Backup de máquinas virtuales desde dispositivos HPE

Ahora, una vez que se hayan añadido todos los elementos necesarios al inventario, puede crear un nuevo job Backup de VMware aprovechando las ventajas de las instantáneas de HPE.

1. Vaya a Data Protection, haga clic en + y pulse Backup for VMware para crear un nuevo job de backup de máquinas virtuales de VMware. Siga las asistente para jobs de backup hasta llegar al paso 4, donde encontrará las opciones del job (seleccionar máquinas virtuales, configurar la programación, la retención, etc.).

   

2. En el paso Opciones del job, busque la opción Backup from storage snapshot al final de la página. Haga clic en la lista desplegable y seleccione las opciones necesarias, como Enabled (proceed on error). Haga clic en Finish o Finish & Run para guardar los ajustes del job y ejecutarlo.

   

3. Espere hasta que se complete el job de backup.

Conclusión

Las instantáneas de almacenamiento de HPE se pueden usar para crear backups eficientes de máquinas virtuales de VMware con un impacto mínimo en su entorno. NAKIVO Backup & Replication se puede integrar con soluciones de almacenamiento de HPE como 3PAR, Primera, Nimble y Alletra para agilizar el proceso de backup y garantizar una protección de datos fiable con un rendimiento óptimo.

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