Sauvegarde Hyper-V au niveau de l’hôte ou de la machine virtuelle

Lorsque vous utilisez la plateforme de virtualisation Hyper-V de Microsoft, il est crucial de sauvegarder vos machines virtuelles. Pour garantir la sécurité des données de vos machines virtuelles, vous devez connaître les différentes méthodes de sauvegarde des machines virtuelles Hyper-V et déterminer celles qui répondent le mieux à vos besoins. Il existe deux approches différentes pour la sauvegarde Hyper-V : au niveau de l’invité et au niveau de l’hôte.

La méthode au niveau de l’invité s’apparente à la sauvegarde pour machine physique : elle s’effectue au niveau de la machine virtuelle à l’aide d’agents installés sur chacune d’entre elles. La sauvegarde au niveau de l’hôte offre davantage d’avantages : elle s’effectue au niveau de l’hyperviseur et permet de sauvegarder des VMs entières, y compris leurs configurations, ce qui facilite la récupération. Ces deux méthodes sont présentées en détail dans cet article de blog, ainsi que les fonctionnalités de NAKIVO Backup & Replication pour la sauvegarde au niveau de l’hôte.

NAKIVO pour la sauvegarde Hyper-V

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Sauvegarde Hyper-V au niveau de l’invité

La sauvegarde d’une machine virtuelle au niveau de l’invité s’apparente à la sauvegarde d’un hôte physique. Un logiciel spécial basé sur un agent est installé sur le système d’exploitation (SE) invité afin d’effectuer le processus de sauvegarde. La quasi-totalité des produits de sauvegarde pour Windows utilisent le service VSS (Volume Shadow Copy Service) de Microsoft (également appelé « Volume Snapshot Service »). Le VSS est une technologie développée pour réaliser sauvegarde cohérente avec les applications des copies de vos données à l’aide d’instantanés. Des composants spécifiques de VSS, appelés « VSS writers », sont utilisés pour ce processus. Sous Linux, les instantanés LVM (Logical Volume Manager) peuvent être utilisés à des fins similaires.

Le rôle des agents

Un agent est un composant logiciel de sauvegarde installé sur un ordinateur physique ou une machine virtuelle afin d’interagir avec le système de fichiers et les applications. Les agents peuvent être utilisés pour créer des copies de l’ensemble du système ou de fichiers ou programmes individuels. Les agents s’exécutent généralement en tant que processus système au sein du système d’exploitation invité ; ils établissent une connexion réseau avec un serveur sur lequel vous pouvez gérer les sauvegardes. Les solutions de sauvegarde qui utilisent des agents sont souvent appelées solutions de sauvegarde héritées.

Cas d’utilisation de la sauvegarde au niveau de l’invité dans l’environnement virtuel

La sauvegarde au niveau de l’invité peut être utilisée pour les raisons suivantes :

• Si un système d’exploitation invité n’est pas officiellement pris en charge par l’hyperviseur, ce qui signifie qu’il n’est pas possible d’effectuer une sauvegarde cohérente au niveau des applications à l’aide d’une méthode au niveau de l’hôte.
• Si une machine virtuelle est connectée à un stockage partagé au niveau du système d’exploitation invité ou dispose d’un disque physique directement connecté (y compris un disque en pass-through) qui n’est pas pris en charge par le logiciel de sauvegarde au niveau de l’hôte. Par exemple, supposons qu’une machine virtuelle soit connectée à un LUN (numéro d’unité logique) d’un SAN (réseau de stockage) via le protocole iSCSI (par l’intermédiaire d’un initiateur iSCSI intégré au système d’exploitation invité), et qu’un logiciel tel qu’un serveur de base de données ou un serveur de fichiers utilise ce volume. Dans ce cas, le module d’écriture VSS d’Hyper-V serait incapable d’effectuer une sauvegarde entièrement cohérente de tous les disques utilisés par la machine virtuelle (les volumes contenus dans les disques virtuels VHD et les volumes des disques physiques directement connectés). En effet, pour réaliser une sauvegarde correcte, les applications et les deux types de disques doivent être mis en état de repos (quiesced) au moment de la prise de l’instantané. Les disques en pass-through peuvent être convertis en disques virtuels VHD afin de permettre la réalisation de sauvegardes au niveau de l’hôte. Notez que la machine virtuelle peut se trouver sur un stockage partagé, tel qu’une appliance NAS ou un SAN. Ces solutions sont utilisées pour effectuer des sauvegardes au niveau de l’hôte avec mise en cluster.

• Certaines entreprises disposant de petits environnements virtualisés ont recours à la sauvegarde de machines virtuelles au niveau invité afin de réduire leurs coûts. Cependant, cette approche n’est pas recommandée. Si cela pouvait se justifier par le passé, car les solutions traditionnelles basées sur des agents étaient plus économiques pour les environnements comportant peu de VMs, il existe désormais des solutions de sauvegarde de machines virtuelles au niveau de l’hôte tout aussi (voire plus) abordables pour les petits environnements Hyper-V.

Inconvénients de la sauvegarde au niveau invité

• Des agents doivent être installés sur chaque machine virtuelle, ce qui est fastidieux et chronophage.
• Le processus de récupération est plus complexe. Il faut d’abord créer une machine virtuelle vide, puis configurer ses paramètres (processeur virtuel, mémoire, disques, réseau, etc.). Ce n’est qu’ensuite que vous pouvez restaurer la machine virtuelle, et vous avez besoin d’un support de récupération pour la redémarrer.
• La consommation de ressources informatiques est bien plus élevée, en particulier lorsque plusieurs machines virtuelles résidant sur un même hôte Hyper-V sont sauvegardées simultanément.
• Les logiciels de sauvegarde basés sur des agents nécessitent l’utilisation d’identifiants de connexion root ou administratifs pour configurer les agents, ce qui peut présenter un risque de sécurité.
• Pas d’instantanés au niveau des machines virtuelles.

Sauvegarde Hyper-V au niveau de l’hôte

Les méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte sont préférables pour la sauvegarde des machines virtuelles Hyper-V. Les méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte fonctionnent au niveau de l’hyperviseur plutôt qu’au niveau de la machine virtuelle invitée, et permettent de sauvegarder les VMs quel que soit le système d’exploitation qui y est exécuté. Les VMs peuvent être sauvegardées dans leur intégralité, y compris les fichiers de disque virtuel (désignés par le format VHD dans Hyper-V) et les fichiers de configuration dans lesquels sont stockés les paramètres de la machine virtuelle tels que le processeur, la mémoire, le réseau, etc. Il existe deux types de méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte : la méthode de l’état enregistré et la méthode de l’instantané de la machine virtuelle enfant.

Méthode de l’état enregistré

La méthode de l’état enregistré est une méthode hors ligne qui n’est pas cohérente avec les applications. Lorsque cette méthode est utilisée, le service de clonage de volume (VSS) d’Hyper-V désigne le rédacteur VSS pour effectuer le processus de sauvegarde. Si la machine virtuelle est en cours d’exécution à ce moment-là, elle est mise en « état enregistré ». Cela signifie que la machine virtuelle est mise hors ligne pendant un court instant, le temps que l’instantané soit créé. Le module d’écriture VSS d’Hyper-V place la machine virtuelle en état d’hibernation. Cela garantit que les fichiers ouverts peuvent être enregistrés et que l’état des applications en cours d’exécution peut être consigné sur le disque dur virtuel.

Comment fonctionne la méthode de l’état sauvegardé ?

Décomposé en détail, ce processus comprend les étapes suivantes :

• Événement PrepareForSnapshot . À ce stade, le logiciel de sauvegarde initie la préparation de la machine virtuelle pour la sauvegarde et l’état de la VM est enregistré en utilisant le mode hibernation.
• Prise de l’instantané. L’écrivain VSS d’Hyper-V, qui s’exécute en tant que processus VMMS.exe (Service de gestion des machines virtuelles) est utilisé à cette étape. L’instantané (appelé aussi point de contrôle VM dans l’environnement Hyper-V) est pris ; le logiciel de sauvegarde crée une sauvegarde basée sur l’instantané. La création de l’instantané permet de sauvegarder les données de la VM tout en évitant toute modification des données pendant le processus de copie. Une fois cela terminé, l’événement PostSnapshot est déclenché.
• Événement PostSnapshot . La VM revient à son état précédent (c’est-à-dire qu’elle se réveille de l’hibernation).

Méthode d’instantané VM enfant

La méthode d’instantané VM enfant est une méthode cohérente avec les applications et est préférée pour sauvegarder les VM en fonctionnement. Cette méthode peut être utilisée pour les environnements de production à haute disponibilité. La VM reste en ligne pendant l’opération de sauvegarde, mais la sauvegarde créée reste transactionnellement cohérente. Alors que la méthode de l’état sauvegardé utilise Hyper-V VSS en dehors des VM enfants, la méthode d’instantané VM enfant utilise le mécanisme VSS au sein de la VM enfant (le terme « VM enfant » est synonyme de « machine virtuelle invitée ») pour créer des sauvegardes.

Comment fonctionne la méthode d’instantané VM enfant ?

La séquence d’événements est partiellement similaire à la méthode de l’état sauvegardé.

• Événement PrepareForSnapshot . Le service de demande VSS Hyper-V dans la VM enfant déclenche l’événement PrepareForSnapshot pour initier la création de la sauvegarde.
• Événement de prise d’instantané. Après réception de la demande du service de demande VSS, l’instantané est créé. Puis le contrôle est retourné du service de demande VSS Hyper-V à l’écrivain VSS Hyper-V.
• Événement PostSnapshot . L’écrivain VSS déclenche l’événement PostSnapshot pour informer le logiciel de sauvegarde que la création de l’instantané VM est terminée. Le logiciel de sauvegarde peut alors copier l’instantané dans le cadre du processus de sauvegarde de la VM.

Le rôle des services d’intégration Hyper-V

Les services d’intégration Hyper-V sont utilisés pour effectuer des sauvegardes avec la méthode d’instantané VM enfant ; ils assurent une interaction spéciale entre l’hyperviseur et la VM enfant. Ces services comprennent un ensemble de pilotes et de services qui peuvent être activés ou désactivés individuellement en fonction de vos besoins. Le service « VSS Requestor » évoqué plus haut fait partie de la suite des services d’intégration, qui doit être installée sur la machine virtuelle afin de pouvoir effectuer une sauvegarde au niveau de l’hôte.

Depuis Windows Server 2008 R2 et Windows 7, les services d’intégration sont inclus dans le système d’exploitation. Si vous souhaitez installer ou mettre à jour manuellement les services d’intégration sur la machine virtuelle, vous pouvez le faire par l’intermédiaire du Gestionnaire Hyper-V et en montant l’image de disque virtuel vmguest.iso sur le lecteur virtuel de la machine virtuelle. Pour mettre à jour manuellement les services d’intégration sur un hôte Hyper-V, vous pouvez les télécharger depuis le site de Microsoft et les installer via PowerShell. Windows 10 et Windows Server 2016 peuvent mettre à jour les Services d’intégration aussi bien sur les hôtes que sur les invités via le service Windows Update.

Conditions à remplir pour l’utilisation de la méthode de sauvegarde par instantané de la machine virtuelle enfant

Les conditions suivantes doivent être remplies pour sauvegarder à l’aide de la méthode de sauvegarde par instantané de la machine virtuelle enfant :

• Les Services d’intégration Hyper-V, y compris le demandeur VSS Hyper-V, doivent être installés dans la machine virtuelle enfant.
• Tous les volumes à l’intérieur de la machine virtuelle doivent être configurés en tant que disques de base plutôt qu’en tant que disques dynamiques. Les systèmes de fichiers des disques à l’intérieur de la machine virtuelle fille doivent prendre en charge les instantanés (par exemple, le système de fichiers NTFS répondrait à ce critère).
• Les fichiers d’instantané de la machine virtuelle doivent se trouver sur le même volume que les fichiers VHD.
• La machine virtuelle fille doit être en cours d’exécution.

Si l’une des conditions énumérées ci-dessus n’est pas remplie, la méthode d’instantané de la machine virtuelle fille ne peut pas être utilisée. Dans ce cas, la méthode « État enregistré » serait utilisée par défaut.

Avantages des méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte

Comme indiqué ci-dessus, les méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte sont préférables pour sauvegarder les VMs Hyper-V et offrent de nombreux avantages par rapport à la méthode au niveau de l’invité. Ces avantages peuvent être résumés comme suit :

• Une sauvegarde au niveau de l’hyperviseur est plus facile à gérer. Aucun agent n’est nécessaire. Le logiciel de sauvegarde peut gérer l’ensemble de l’hôte Hyper-V et toutes les VMs qui s’y trouvent. Vous pouvez sélectionner les VMs spécifiques à sauvegarder.
• L’intégralité du contenu de la machine virtuelle, y compris les disques virtuels, les instantanés et les paramètres de la machine virtuelle, est capturée pendant le processus de sauvegarde. Il vous suffit de sélectionner l’hyperviseur ainsi qu’un emplacement de stockage pour la récupération de la machine virtuelle ; Vous n’avez pas besoin de créer ni de configurer manuellement une nouvelle machine virtuelle.
• Possibilité d’effectuer une sauvegarde en ligne des VMs Hyper-V cohérente avec les applications, à l’aide de la méthode des instantanés de VMs enfants, ce qui est d’une importance cruciale pour les environnements de production. Le fonctionnement des VMs n’est pas interrompu et la sauvegarde est cohérente au niveau transactionnel.
• Économie des ressources (processeur, mémoire et espace disque).

Utilisation de NAKIVO Backup & Replication pour améliorer la sauvegarde Hyper-V

NAKIVO Backup & Replication utilise des méthodes au niveau de l’hôte pour sauvegarder les VMs Hyper-V et simplifie le processus de configuration des tâches de sauvegarde. NAKIVO Backup & Replication offre une sauvegarde native pour Hyper-V Server 2012 R2 ainsi que pour Hyper-V Server 2016 et peut effectuer des sauvegardes basées sur des images au niveau des blocs de VMs en cours d’exécution sans temps d’arrêt.

Le produit utilise également plusieurs technologies permettant d’économiser de l’espace de stockage. Les sauvegardes Hyper-V sont incrémentielles grâce à la technologie « Suivi résilient des modifications » (RCT), qui identifie les blocs de données modifiés depuis la dernière sauvegarde. Les données de sauvegarde Hyper-V sont stockées dans le référentiel à l’aide de mode entièrement synthétique. Les fichiers d’échange sont exclus lors du processus de sauvegarde Hyper-V, et les données font l’objet d’une déduplication globale afin de réduire encore davantage leur taille.

Fonctionnalités de NAKIVO Backup & Replication améliorant la sauvegarde Hyper-V

• Le mode App-Aware vous permet d’effectuer des sauvegardes cohérentes des VMs exécutant Microsoft Exchange, SQL Server, Active Directory et d’autres applications ou bases de données.
• Le stockage à distance des sauvegardes Hyper-V dans le cloud Azure ou AWS offre un niveau de protection supplémentaire contre les sinistres.
• La vérification intégrée des sauvegardes s’assure de la cohérence de la sauvegarde et vous aide à garantir que les données sauvegardées stockées dans le référentiel de sauvegarde sont identiques à celles de la machine virtuelle source. Grâce à la fonctionnalité de vérification de la capture d’écran, des captures d’écran des systèmes d’exploitation chargés sur les machines virtuelles enfants restaurées à titre de test sont envoyées par e-mail immédiatement après l’exécution de la sauvegarde, de manière automatique.
• Des fonctionnalités adaptées aux clusters vous aident à sauvegarder les machines virtuelles dans des clusters de basculement Hyper-V. Les machines virtuelles peuvent changer d’emplacement entre les différents hôtes au sein du cluster. Le produit suit automatiquement l’emplacement des machines virtuelles, ce qui garantit qu’elles peuvent toujours être sauvegardées.

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Conclusion

Nous avons abordé les méthodes de sauvegarde au niveau de l’invité et au niveau de l’hôte pour les machines virtuelles Hyper-V. La sauvegarde au niveau de l’invité nécessite l’utilisation d’agents, tandis que la sauvegarde au niveau de l’hôte offre un certain nombre d’avantages, notamment une récupération plus simple et une économie de ressources. C’est pourquoi NAKIVO Backup & Replication effectue des sauvegardes Hyper-V au niveau de l’hôte, cohérentes avec les applications.

La méthode des instantanés de machines virtuelles enfants est généralement privilégiée dans les environnements de production, car elle permet de créer des sauvegardes en ligne cohérentes au niveau des transactions sans interrompre le fonctionnement de la machine virtuelle. Lorsqu’une machine virtuelle est hors ligne, la méthode de l’état enregistré peut être utilisée. Si aucune des deux méthodes de sauvegarde au niveau de l’hôte ne peut être utilisée, que ce soit pour des raisons de compatibilité ou en raison d’autres restrictions, une sauvegarde au niveau de l’invité peut être effectuée.