Comprendere la modalità journal nella replica in tempo reale
Negli ambienti VMware, la replica può essere implementata utilizzando una delle due modalità di gestione delle modifiche I/O: snapshot o journaling. Ciascun approccio presenta vantaggi e svantaggi. Le differenze principali risiedono nel modo in cui gestiscono la coerenza dei dati, il tracciamento delle modifiche e il ripristino.
Con l’approccio basato sugli snapshot, la replica delle macchine virtuali avviene a intervalli programmati, pertanto qualsiasi modifica apportata dopo l’ultimo snapshot (acquisito ai fini della replica della macchina virtuale) e prima di un guasto della macchina virtuale può andare persa. Al contrario, la modalità journal acquisisce ogni operazione di scrittura in tempo reale e la memorizza in un journal, consentendo il ripristino a qualsiasi punto nel tempo. Questa modalità viene utilizzata per la replica in tempo reale al fine di ridurre al minimo la perdita di dati per i carichi di lavoro critici. Questo post del blog spiega come funziona la modalità journal per la replica in tempo reale delle VM VMware.
Che cos’è la modalità journal nella replica in tempo reale?
La modalità journal per la replica in tempo reale è un metodo che tiene traccia e registra ogni modifica apportata alla VM primaria in un flusso continuo o quasi in tempo reale. Le modifiche registrate nel journal vengono applicate alla replica della VM in modo incrementale, il che offre la possibilità di eseguire il ripristino della VM utilizzando la replica a punti specifici nel tempo. La replica in tempo reale con la modalità journal viene utilizzata per garantire una perdita di dati pari a zero o quasi pari a zero. La replica in tempo reale è anche denominata replica continua.
Come funziona la modalità journal
Il principio di funzionamento della modalità journal per la replica in tempo reale comprende le seguenti fasi principali:
- Tracciamento delle modifiche . Viene creato un journal per registrare tutte le modifiche allo stato della VM primaria, comprese le scritture su disco e le modifiche alla configurazione. Monitoraggio dei blocchi modificati (CBT) è la tecnologia utilizzata per tracciare le modifiche ai dischi virtuali delle VM in VMware vSphere.
- Streaming dei dati . Le modifiche tracciate vengono acquisite nel journal e trasmesse in streaming o in batch alla VM replica tramite la rete. Il journal viene memorizzato temporaneamente in memoria o su disco, a seconda della configurazione e del carico di lavoro.
- Applicazione delle modifiche . La VM replica elabora questi aggiornamenti incrementali per mantenere il proprio stato sincronizzato con quello della VM primaria.
- Ripristino granulare . Il journal conserva la cronologia delle modifiche, consentendo di ripristinare la macchina virtuale replica a uno stato precedente o di riportarla a qualsiasi punto all’interno del periodo di conservazione definito dal journal (ad esempio, minuti, ore o giorni).
Si noti che la modalità journal non è una funzione nativa di VMware, bensì una funzione implementata da soluzioni di terze parti – a differenza dello “snapshot”, che è invece una funzione nativa di VMware. La modalità journal per la replica in tempo reale delle VM VMware è supportata, ad esempio, nella soluzione di protezione dei dati NAKIVO Backup & Replication.
In NAKIVO Backup & Replication, le operazioni di input/output (I/O) delle VM replicate vengono registrate a livello di singolo disco. Per ogni esecuzione della replica in tempo reale viene creato un nuovo extent nel journal I/O. Esistono parti logiche interne dell’estensione del journal che contengono 256 MB di dati, denominate frame. Un’estensione del journal può contenere uno o più frame. I frame possono contenere fino a 65536 blocchi di dati e ogni blocco contiene 4096 byte di dati.
Funzioni principali della modalità Journal
La modalità Journal per la replica in tempo reale delle VM presenta le seguenti funzioni principali:
- Sincronizzazione continua . Le modifiche alla VM primaria vengono registrate in modo continuo, garantendo una replica quasi in tempo reale sulla VM replica.
- Ripristino granulare a un punto nel tempo . Il journal offre opzioni di ripristino granulari, consentendo il ripristino a qualsiasi stato all’interno della finestra di conservazione del journal. Ciò è utile per il ripristino in seguito a guasti, inclusi il danneggiamento dei dati o le cancellazioni accidentali.
- Periodo di conservazione flessibile . La durata di conservazione dei log del journal dipende dalla capacità di storage e dalla configurazione del sistema. Periodi di conservazione più brevi riducono le esigenze di storage ma limitano i punti di ripristino.
Vantaggi della modalità Journal
La replica in tempo reale con la modalità Journal offre i seguenti vantaggi:
- Perdita minima di dati . La replica in tempo reale con la modalità Journal consente di ottenere un come obiettivo di punto di ripristino (RPO) pari a zero o quasi zero grazie al monitoraggio e alla replica continui.
- Ripristino granulare . La possibilità di ripristinare a punti specifici nel tempo offre flessibilità per il ripristino di emergenza.
- Efficienza . La replica in tempo reale con la modalità Journal replica solo le modifiche anziché gli stati completi delle VM o gli snapshot, riducendo i tempi di replica e l’utilizzo delle risorse.
È importante sottolineare che la replica in tempo reale tramite la modalità Journal presenta requisiti di sistema più elevati rispetto alla replica tradizionale tramite la modalità snapshot. Per la replica in tempo reale delle VM tramite la modalità Journal è obbligatoria una connessione di rete ad alta velocità e a bassa latenza. Anche la configurazione del software è più complessa rispetto alla replica asincrona tradizionale.
Confronto: modalità Journal vs. replica tradizionale
La modalità Journal e la modalità tradizionale per la replica delle VM differiscono in termini di perdita di dati in caso di guasto, requisiti di sistema, complessità di configurazione e casi d’uso.
La replica tradizionale che utilizza la modalità snapshot opera creando periodicamente snapshot per copiare lo stato della VM dalla VM sorgente alla VM replica. L’intervallo minimo tra snapshot la creazione nelle applicazioni di protezione dei dati può essere di pochi minuti. Ciò significa che i dati scritti sulla VM originale dopo la creazione di uno snapshot della VM possono andare persi se la VM originale subisce un guasto. La replica basata su snapshot è ottimale per le VM quando gli obiettivi di punto di ripristino (RPO) non sono rigidi. I vantaggi della replica tradizionale delle VM basata su snapshot sono la facilità di configurazione e i requisiti di sistema ridotti, che rendono questo metodo accessibile alla maggior parte delle organizzazioni.
La modalità journal utilizzata per la replica in tempo reale o la replica continua opera con un journal aggiornato costantemente e tali aggiornamenti vengono replicati in modo continuo dalla VM di origine alla replica della VM. Di conseguenza, le modifiche più recenti vengono sempre replicate e, in caso di guasto della VM, è possibile ripristinare lo stato più recente della VM utilizzando la replica della VM. La replica in tempo reale con la modalità journal viene utilizzata per le VM critiche con valori RPO molto ristretti. Questo tipo di replica presenta requisiti di sistema e costi più elevati nell’implementazione della soluzione. Ecco perché questo tipo di replica dovrebbe essere utilizzato principalmente per le VM critiche.
È possibile verificare gli aspetti principali della replica utilizzando la modalità snapshot e la modalità journal nella tabella comparativa riportata di seguito.
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Aspetto |
Modalità snapshot |
Modalità journal |
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Frequenza di replica |
Periodica, in base agli intervalli degli snapshot |
Continua o quasi in tempo reale |
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Rischio di perdita dei dati ( RPO ) |
Elevato, dipende dalla frequenza degli snapshot |
Minimo, RPO quasi pari a zero |
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Opzioni di ripristino |
Limitato a specifici punti di snapshot |
Ripristino granulare in qualsiasi momento |
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Impatto sulle prestazioni |
Può influire sulle prestazioni delle VM durante gli snapshot |
Maggiore utilizzo delle risorse di rete/storage |
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Esempi di casi d’uso |
Carichi di lavoro non critici, DR, backup |
Sistemi mission-critical, ripristino di emergenza in tempo reale |
Come configurare la modalità Journal per la replica in tempo reale in NAKIVO
Primo, è necessario installare il servizio Journal, dopodiché è possibile configurarne le opzioni per eseguire un processo di replica in tempo reale per le macchine virtuali VMware.
Installazione del servizio Journal
Gli host VMware ESXi di destinazione su cui devono trovarsi le repliche delle macchine virtuali (create con la funzione di replica in tempo reale) devono contenere un VMware virtual appliance con il NAKIVO Transporter per installare o configurare il servizio Journal.
Per installare automaticamente il servizio di journaling per la replica in tempo reale (a partire da NAKIVO Backup & Replication v11.1), seguire i passaggi riportati di seguito:
- Completare la procedura guidata per i processi di replica in tempo reale per creare un nuovo processo di replica in tempo reale di una VM VMware.
- Al termine della procedura guidata per i processi di replica in tempo reale:
- La soluzione NAKIVO installa il servizio di journaling sulle appliance virtuali (VA) di trasporto obbligatorie che non dispongono del servizio di journaling.
Il servizio di journal viene installato su /opt/nakivo/journalservice con permessi 755 e viene eseguito dall’utente “ bhsvc ” (gruppo “ bhsvc ”). - I servizi di journal su più appliance virtuali (VA) di trasporto vengono installati simultaneamente (fino a 10 VA alla volta).
- Nel caso in cui un host di destinazione disponga di più VA del trasportatore, il prodotto utilizzerà la prima VA nell’elenco per installare il servizio di journal.
- La soluzione NAKIVO installa il servizio di journaling sulle appliance virtuali (VA) di trasporto obbligatorie che non dispongono del servizio di journaling.
Per installare manualmente il servizio di journal (disponibile dalla v10.10), eseguire i seguenti passaggi:
- Per scaricare il programma di installazione del servizio di journal, aprire l’interfaccia web di NAKIVO Backup & Replication, andare su Impostazioni > Nodi , fare clic sull’icona Scarica e selezionare Servizio di journal per in tempo reale Replica .
L’appliance virtuale NAKIVO per VMware vSphere è basata su Ubuntu Server e il programma di installazione del servizio Journal ha l’estensione . sh . Il numero di versione nel nome del file dipende dalla versione e dalla build di NAKIVO Backup & Replication in uso.
- Copiare il programma di installazione scaricato sull’appliance virtuale in esecuzione su VMware vSphere. A tal fine è possibile utilizzare un client SCP.
- Accedere alla directory in cui si trova il file di installazione del servizio Journal sull’appliance virtuale NAKIVO.
- Aggiungere i permessi di esecuzione con il seguente comando:
sudo chmod +x ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh - Eseguire il programma di installazione del servizio Journal:
sudo ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh --eula-accept - Per assicurarsi che l’installazione sia andata a buon fine e che il servizio di journaling sia in esecuzione, utilizzare il comando:
systemctl status nkv-journalsvcIl log di installazione si trova in /tmp/nkv-journalsvc-install.log
Impostazioni del journal per un processo di replica
Quando tutti i requisiti sono soddisfatti (come Cluster ESXi, filtro I/O, ecc.) e tutti i componenti sono configurati nel proprio ambiente, è possibile creare un processo di replica in tempo reale per le macchine virtuali VMware.
Le impostazioni del journal I/O per un processo di replica VMware in tempo reale possono essere configurate nella fase Conservazione .
È possibile configurare le seguenti Journal I/O impostazioni:
- Modalità journal :
- Journal di rollback . Le nuove modifiche ai dati vengono salvate direttamente nella replica della macchina virtuale. I dati precedenti presenti nella replica della macchina virtuale vengono salvati nel journal. I dati precedenti vengono rimossi dal journal in base alle impostazioni del journal, come il limite della cronologia.
- Journal roll forward . Le nuove modifiche ai dati vengono salvate nel journal I/O. I dati precedenti vengono uniti alla replica della VM in base alle impostazioni.
- Limite della cronologia del journal . Facoltativamente, è possibile impostare un limite per la cronologia del journal. L’intervallo va da 1 ora a 30 giorni.
- Limite di dimensione del journal . È possibile impostare questo limite tra 1 GB e 20 TB. Se il limite di dimensione del journal non viene impostato, sarà pari alla dimensione dell’archivio dati. Se l’archivio dati è più grande di 20 TB, la dimensione del journal sarà limitata a 20 TB.
Scopri di più su replica in tempo reale e sulla sua configurazione completa per proteggere le macchine virtuali in VMware vSphere.
Conclusione
La modalità “journal” consente di sfruttare la replica in tempo reale per le macchine virtuali, raggiungendo così gli obiettivi di punto di ripristino (RPO) più brevi per le macchine virtuali critiche. Allo stesso tempo, l’utilizzo della replica tradizionale con snapshot per le macchine virtuali in cui i requisiti RPO non sono così elevati può risultare più conveniente in termini di costi. Utilizza NAKIVO Backup & Replication per proteggere i tuoi dati con la replica tradizionale delle macchine virtuali e la replica in tempo reale.
