Backup tramite snapshot di storage HPE

Gli snapshot vengono solitamente utilizzati per creare backup di macchine virtuali basati su immagini. Gli snapshot di storage rappresentano un’alternativa ai consueti snapshot delle macchine virtuali e presentano alcuni vantaggi in termini di prestazioni di backup e impatto sugli ambienti di produzione.

In questo articolo del blog illustriamo come eseguire il backup delle macchine virtuali VMware tramite gli snapshot HPE per ottenere un’elevata efficienza in ambienti con storage sottoposto a carichi elevati, spiegandone il principio di funzionamento e le nozioni di base sulla configurazione.

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Cosa sono gli snapshot di storage HPE?

Gli snapshot di storage HPE sono viste dei dati a livello di immagine relative a un determinato momento, che catturano lo stato di un volume di storage o di un insieme di volumi in un preciso istante. Per le macchine virtuali (VM) i cui dischi sono ospitati su sistemi di storage HPE, questi ultimi creano e gestiscono gli snapshot di storage relativi a tali VM.

Una funzione fondamentale degli snapshot di storage in generale, e di quelli HPE in particolare, è il loro impatto minimo sulle prestazioni del sistema. Utilizzando tecniche come il «copy-on-write» o il «redirect-on-write», gli snapshot vengono creati e gestiti in modo efficiente, copiando i dati solo quando si verificano delle modifiche. Questo approccio riduce la quantità di storage necessaria e il tempo richiesto per creare gli snapshot.

Un altro vantaggio significativo degli snapshot di storage HPE è l’efficienza dello spazio di storage. Uno snapshot di storage può essere creato rapidamente (in pochi secondi) e occupa una quantità minima di spazio. I sistemi di storage HPE offrono inoltre strumenti per automatizzare la creazione, la gestione e l’eliminazione degli snapshot. Gli utenti possono pianificare snapshot regolari per garantire una protezione coerente dei dati senza intervento manuale, integrando gli snapshot con soluzioni di backup e di ripristino di emergenza per migliorare la resilienza dei dati.

L’integrazione con applicazioni e database è un altro aspetto degli snapshot di storage HPE. Ciò garantisce che gli snapshot tengano conto dello stato dell’applicazione, assicurando così la coerenza dei dati. Questa funzione è particolarmente importante per i sistemi transazionali come i database, dove la coerenza dei dati è fondamentale. Gli snapshot coerenti con l’applicazione vengono coordinati con le applicazioni per mettere in stato di quiescenza i dati, assicurando che lo snapshot rifletta uno stato stabile e coerente.

Ricordate che Snapshots non sono backup, ma possono essere utilizzati per creare backup.

In che modo gli snapshot di storage aiutano a eseguire il backup delle VM

Esploriamo come funziona il backup delle VM con gli snapshot tradizionali delle VM e la differenza tra l’utilizzo degli snapshot delle VM e degli snapshot di storage nel processo di backup delle VM.

Backup tramite snapshot delle VM

Il processo di backup delle VM prevede tre passaggi principali:

1. Il software di backup delle VM avvia la creazione dello snapshot per la VM di origine:
   • I dischi della VM vengono impostati in modalità di sola lettura.
   • Ogni disco della VM deve disporre di un file delta. Le modifiche apportate ai dischi della VM da questo momento in poi vengono scritte in questo file delta anziché nei dischi della VM.
2. Il software di backup delle VM copia i dati dai dischi della VM per creare un backup della VM.
3. Dopo la creazione del backup della VM di origine, i file delta vengono uniti ai dischi della VM.
   • I dischi delle VM devono passare alla modalità operativa normale, che consente la scrittura delle modifiche.
   • I file delta vengono eliminati.

Questo approccio può richiedere un consumo eccessivo di risorse in ambienti in cui le VM elaborano grandi quantità di dati durante la creazione dei backup, poiché i file delta possono raggiungere dimensioni molto elevate. File delta di grandi dimensioni possono sovraccaricare lo storage di produzione e richiedere molto tempo per essere integrati nei dischi delle VM. Pertanto, questo processo ha un impatto sull’ambiente di produzione.

Per illustrare questo processo in dettagli, consideriamo un esempio e analizziamo la quantità di dati che deve essere letta e scritta durante la creazione e l’eliminazione di uno snapshot di una macchina virtuale utilizzando l’approccio standard per gli snapshot delle macchine virtuali.

1. Supponiamo che una macchina virtuale esegua nuove operazioni di scrittura a una velocità di 50 MB al secondo.

   Se uno snapshot di una macchina virtuale ha una durata di 10 minuti, la dimensione del file delta sul disco sarà di 30.000 MB, ovvero 29,3 GB.

2. Per eliminare questo snapshot, il sistema deve eseguire 29,3 GB di operazioni di lettura + 29,3 GB di operazioni di scrittura.
3. Se un server ESXi è in grado di eseguire queste due operazioni a una velocità di 90 MB al secondo (lettura + scrittura), allora:
   • Il tempo necessario per eliminare uno snapshot è di 667 secondi, ovvero circa 11 minuti.
   • Tuttavia, la VM continua a scrivere dati a una velocità di 50 MB al secondo durante l’eliminazione dello snapshot, e queste operazioni di scrittura vengono salvate in un altro file delta.

Questo è un esempio pratico di una configurazione in cui è difficile fornire un backup affidabile ed efficiente basato su snapshot della VM se lo snapshot della VM può essere eliminato solo dopo 11 minuti. In questo esempio, occorrono almeno 11 minuti per leggere i blocchi modificati dei dischi virtuali e scrivere tali modifiche in un backup (in questo caso, un backup incrementale).

Backup dallo snapshot di storage

Nel processo di backup dallo snapshot di storage, viene prima creato uno snapshot della VM, poi uno snapshot di storage e infine lo snapshot della VM viene rimosso. In questo modo lo snapshot della VM esiste solo per un breve periodo, poiché la creazione dello snapshot di storage richiede pochissimo tempo e contiene tutti i dati necessari per eseguire il backup della VM (dati delta e Monitoraggio dei blocchi modificati ).

Ad esempio, se gli utenti desiderano eseguire il backup di 50 VM sullo stesso volume contemporaneamente, lo snapshot della prima VM può essere finalizzato solo insieme a quello di tutte le altre VM. Ciò comporta che la durata dello snapshot di questa VM sia più lunga rispetto al backup di una singola VM e che la dimensione dei file delta possa aumentare molto rapidamente. Il backup dallo snapshot di storage può ridurre la durata dello snapshot della macchina virtuale (VM), poiché elabora solo un numero limitato di VM contemporaneamente. Di conseguenza, la durata dello snapshot della prima VM può essere ridotta in modo significativo.

Vantaggi dell’utilizzo degli snapshot HPE per la creazione di backup

L’utilizzo degli snapshot dello storage HPE per il backup delle macchine virtuali (VM) VMware vSphere offre numerosi vantaggi che migliorano la protezione dei dati, l’efficienza e la gestione. I vantaggi principali dell’utilizzo degli snapshot di storage HPE per i backup delle VM VMware sono:

• Il backup di riferimento viene creato molto più rapidamente. Non è necessario ricorrere a operazioni di lettura e scrittura, che richiedono molto tempo, su tutti i dati obbligatori per il backup delle VM ad alta intensità di scrittura sugli host VMware ESXi.
• La durata degli snapshot delle VM è estremamente breve: vengono conservati per pochi secondi fino alla creazione di uno snapshot di storage, dopodiché vengono eliminati. I file delta dei dischi virtuali accumulano solo una piccola quantità di dati durante questo breve periodo di esistenza dello snapshot della VM.
• Gli snapshot vengono creati utilizzando tecniche quali “copy-on-write” o “redirect-on-write”, che copiano i dati solo quando si verificano delle modifiche. Ciò riduce al minimo l’impatto sulle prestazioni delle VM in esecuzione e garantisce che i carichi di lavoro di produzione continuino a funzionare senza intoppi.
• Il consolidamento degli snapshot delle VM è molto più veloce poiché gli snapshot (file delta dei dischi virtuali) contengono piccole quantità di dati che possono essere scritti al loro interno per pochi secondi della loro durata. Di conseguenza, l’impatto sulle prestazioni dell’host ESXi e del sistema di storage è minimo.
• È possibile sfruttare tutti i vantaggi degli snapshot di storage senza penalizzazioni in termini di prestazioni per le VM di cui è stato eseguito il backup e per le altre VM in esecuzione su un host ESXi e sullo stesso sistema di storage. Ciò è fondamentale per i grandi ambienti di produzione ad alta intensità di scrittura.
• Gli snapshot di storage HPE si integrano perfettamente con VMware vSphere, sfruttando le API VMware per la protezione dei dati (VADP). Questa integrazione garantisce che gli snapshot vengano acquisiti in modo coerente con le procedure consigliate di VMware, migliorando l’affidabilità dei backup. Gli snapshot di storage HPE possono integrarsi con VMware vSphere per garantire snapshot coerenti con le applicazioni. Ciò significa che le macchine virtuali e le applicazioni si trovano in uno stato stabile al momento dell’acquisizione dello snapshot, riducendo il rischio di danneggiamento dei dati.

Snapshot di storage e vVols

Quando si utilizzano VMware vSphere Virtual Volumes (vVols) al posto dei tradizionali dischi virtuali VMDK, l’approccio al backup delle macchine virtuali VMware vSphere tramite gli snapshot di storage HPE cambia in modo significativo, offrendo ulteriori vantaggi.

Con i backup tradizionali basati su VMDK, gli snapshot vengono creati e gestiti a livello di hypervisor, il che comporta che sia l’hypervisor VMware a gestire le operazioni relative agli snapshot. Questo processo può comportare un sovraccarico in termini di prestazioni e un potenziale degrado delle prestazioni delle macchine virtuali durante la creazione, il consolidamento e l’eliminazione degli snapshot, come menzionato in precedenza. Il software di backup si interfaccia con le API di VMware vSphere per gestire questi snapshot, il che significa che l’intero file VMDK è coinvolto nelle operazioni di snapshot, rendendo più difficile garantire la coerenza delle applicazioni e ridurre al minimo l’impatto sulle prestazioni.

Con i vVol, ogni macchina virtuale è composta da un insieme di oggetti di storage gestiti direttamente dall’array di storage HPE tramite l’API VMware vSphere per la consapevolezza dello storage (VASA). Ciò consente un’integrazione più granulare ed efficiente tra VMware e gli array di storage HPE. Le istantanee vengono trasferite all’array di storage, riducendo il sovraccarico sulle prestazioni e velocizzando le operazioni di snapshot. L’array di storage può gestire le istantanee a un livello più granulare, consentendo operazioni di backup e ripristino più veloci ed efficienti. L’array di storage gestisce le istantanee in modo nativo, utilizzando in modo più efficace servizi dati avanzati come la deduplicazione, la compressione e la replica.

Dispositivi HPE supportati

Esistono diversi dispositivi di storage HPE che supportano l’integrazione con VMware vSphere e possono creare snapshot di storage per i backup delle macchine virtuali: HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera e HPE Alletra.

HPE 3PAR

HPE 3PAR è una soluzione di storage scalabile di fascia alta progettata per ambienti aziendali che richiedono prestazioni elevate e funzionalità avanzate. Offre prestazioni robuste, alta disponibilità e servizi dati estesi. La configurazione di HPE 3PAR può risultare complessa poiché questa soluzione offre funzionalità avanzate e un ampio set di funzioni. Questo dispositivo utilizza HPE SSMC (StoreServ Management Console) per la gestione e la configurazione.

HPE Nimble

HPE Nimble Storage è una soluzione di storage di fascia media incentrata sulla semplicità, sulla facilità d’uso e sull’analisi predittiva. È progettata sia per lo storage primario che per casi d’uso relativi a backup e DR. Questo dispositivo di storage è più facile da configurare rispetto a HPE 3PAR, con un’attenzione particolare alla semplicità e alla facilità d’uso. HPE Nimble utilizza NimbleOS e HPE InfoSight per la gestione e il monitoraggio.

HPE Primera

HPE Primera è una soluzione di storage di fascia alta e mission-critical progettata per garantire le massime prestazioni e disponibilità. Offre funzionalità avanzate con un’attenzione particolare alla semplicità e all’affidabilità. Questa soluzione è progettata per garantire prestazioni elevate e bassa latenza, consentendo agli amministratori di ridurre al minimo l’impatto sulle operazioni delle VM durante le attività di snapshot. Offre una configurazione semplificata rispetto a HPE 3PAR, con particolare attenzione alla facilità di implementazione e gestione. Il dispositivo utilizza la HPE Primera Management Console e si integra con HPE InfoSight per l’analisi predittiva e la gestione.

HPE Alletra

HPE Alletra è l’ultima piattaforma di storage di HPE, progettata per fornire un’infrastruttura dati cloud-native con particolare attenzione alla semplicità, alla scalabilità e alle prestazioni. Rappresenta l’evoluzione dello storage verso un modello operativo più simile al cloud. Il processo di configurazione è altamente semplificato, progettato per essere intuitivo e di facile utilizzo, riducendo la complessità tipicamente associata allo storage aziendale. HPE Alletra viene gestita tramite la HPE Data Services Cloud Console, che fornisce un’interfaccia di gestione unificata basata sul cloud.

Tutte le piattaforme supportano l’integrazione con VMware vSphere, ma HPE Alletra offre l’approccio più moderno, in linea con gli ambienti ibridi e cloud-native. HPE 3PAR utilizza SSMC, HPE Nimble utilizza NimbleOS e InfoSight, HPE Primera utilizza la Primera Management Console e InfoSight, mentre HPE Alletra utilizza la HPE Data Services Cloud Console per una gestione unificata basata sul cloud.

HPE 3PAR è il più complesso da configurare a causa del suo ampio set di funzioni e delle capacità Enterprise. HPE Primera offre un equilibrio tra funzioni avanzate e una configurazione semplificata. HPE Nimble punta sulla facilità d’uso e sulla semplicità, rendendo più agevole la configurazione e la gestione. HPE Alletra offre l’esperienza di configurazione più intuitiva e facile da usare ed è progettata per un modello operativo cloud-native.

Backup delle VM tramite snapshot di storage con NAKIVO

NAKIVO Backup & Replication è una soluzione professionale per la protezione dei dati che supporta il backup delle VM VMware vSphere dallo snapshot di storage HPE per ottimizzare le prestazioni e l’affidabilità negli ambienti virtuali con elevati carichi di lavoro di input/output (I/O). La soluzione supporta HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera e HPE Alletra per eseguire il eseguire il backup dei dati delle VM direttamente dagli snapshot di storage. Sono supportati i backup incrementali basati su immagine senza agente.

Procedura per eseguire il backup dallo snapshot di storage HPE utilizzando NAKIVO

Vediamo come eseguire il backup delle VM VMware dagli snapshot di storage HPE con NAKIVO Backup & Replication. L’host VMware ESXi o vCenter Server con le VM di cui si desidera eseguire il backup deve essere aggiunto all’inventario NAKIVO prima di tutto. È inoltre necessario aggiungere il dispositivo di storage HPE all’inventario di NAKIVO.

Aggiunta di dispositivi HPE all’inventario

Eseguire i seguenti passaggi per aggiungere il dispositivo di storage HPE necessario all’inventario di NAKIVO Backup & Replication:

1. Nell’interfaccia web di NAKIVO Backup & Replication, andare su Settings > Inventory e fare clic sul pulsante + (più) per aggiungere una nuova voce.

   

   Si apre la procedura guidata Aggiungi elemento all’inventario .

2. Nel primo passaggio della procedura guidata, seleziona Storage Devices. Fai clic su Next per continuare.

   

3. Seleziona Hewlett Packard Enterprise (HPE) come tipo.

   Tieni presente che NAKIVO supporta anche il backup da snapshot di storage NetApp per VMware.

   

4. Imposta i parametri richiesti nel passaggio Options :
   • Display name: Inserisci un nome da visualizzare nell’inventario NAKIVO
   • Type: Seleziona un tipo di sistema di storage HPE; ad esempio, selezioniamo HPE Nimble.
   • Hostname or IP: Inserisci l’indirizzo IP del tuo dispositivo di storage HPE.
   • Username: Inserisci il nome utente dell’account con permessi amministrativi sul dispositivo di storage HPE selezionato.
   • Password: Inserisci la password per l’utente definito.
   • REST API port: Seleziona la porta corretta, ad esempio, 5392 (impostazione predefinita per HPE Nimble)

   Fai clic su Finish per applicare le impostazioni e aggiungere il tuo dispositivo di storage HPE all’inventario NAKIVO, in modo da abilitare il backup delle VM dagli snapshot HPE.

   

I tipi di dispositivi di storage HPE supportati elencati nel menu a tendina sono HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Alletra 5000/6000, HPE Alletra 9000 e HPE Primera.

Una volta aggiunto un dispositivo di storage HPE, vai su Settings > Inventory per assicurarti che tutti gli elementi obbligatori siano stati aggiunti all’inventario. In questo esempio, lo storage HPE Nimble è stato aggiunto correttamente e la soluzione NAKIVO visualizza automaticamente il numero di volumi e snapshot presenti sul dispositivo di storage.

Le macchine virtuali VMware di cui vogliamo eseguire il backup si trovano sul dispositivo di storage Nimble – 259 macchine virtuali si trovano sull’host denominato VMware Nimble nella schermata qui sotto – altrimenti, l’opzione relativa agli snapshot dello storage HPE non sarà disponibile.

Backup delle macchine virtuali dai dispositivi HPE

Ora, una volta aggiunti tutti gli elementi richiesti all’inventario, è possibile creare un nuovo Backup di VMware utilizzando i vantaggi degli snapshot HPE.

1. Accedere a Data Protection, fare clic su + e selezionare Backup for VMware per creare un nuovo lavoro di backup delle macchine virtuali VMware. Seguire la procedura Procedura guidata per i lavori di backup fino ad arrivare al passaggio 4 con le opzioni del lavoro (seleziona le VM, pianifica la conservazione, ecc.).

   

2. Nel passaggio Opzioni del lavoro , individuare l’opzione Backup from storage snapshot alla fine della pagina. Fare clic sull’elenco a discesa e selezionare le opzioni necessarie, ad esempio Enabled (proceed on error). Fare clic su Finish o Finish & Run per salvare le impostazioni del lavoro ed eseguirlo.

   

3. Attendere il completamento del lavoro di backup.

Conclusione

Gli snapshot dello storage HPE possono essere utilizzati per creare backup efficienti delle macchine virtuali VMware con un impatto minimo sull’ambiente. NAKIVO Backup & Replication può integrarsi con soluzioni di storage HPE come 3PAR, Primera, Nimble e Alletra per ottimizzare il processo di backup e garantire una protezione affidabile dei dati con prestazioni ottimali.

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