Che cos’è il tracciamento delle modifiche (CBT) di VMware e come funziona?
& & VMware fornisce API per semplificare la protezione dei dati negli ambienti virtuali aziendali con funzioni che consentono backup senza agenti e migliorano l’efficienza dei backup incrementali delle macchine virtuali. I backup incrementali consentono di risparmiare una notevole quantità di spazio di storage rispetto ai backup completi
Quando si tratta di moderne soluzioni di backup VMware, la maggior parte si affida alle API di VMware e utilizza la tecnologia di tracciamento delle modifiche (CBT) per facilitare e velocizzare la creazione di backup incrementali delle VM. In questo post del blog spieghiamo il Changed Block Tracking, compreso il principio di funzionamento e le applicazioni pratiche.
Che cos’è il Changed Block Tracking?
Il Changed Block Tracking (CBT) è una funzione nativa di VMware che registra i blocchi modificati in un file di tracciamento. Il CBT fa parte delle API di archiviazione VMware vSphere – Data Protection framework rilasciato per la prima volta nella versione 4.0, che consente alle applicazioni di protezione dei dati di terze parti di sfruttare il CBT per eseguire backup e repliche più efficienti.
CBT funziona a livello di ESXi Storage Stack e consente alle soluzioni di backup di terze parti di eseguire il backup solo dei blocchi di dati modificati dall’ultimo backup, ovvero di creare backup incrementali, o dei blocchi in uso invece che dell’intera VM. Ciò consente di ridurre drasticamente la quantità di dati di backup, soprattutto in ambienti di grandi dimensioni con centinaia di VM, e di velocizzare il processo di backup.
VMware CBT riduce significativamente il tempo impiegato dal software di backup per eseguire backup incrementali, poiché tiene traccia delle modifiche in un file di log speciale. Le soluzioni di backup di terze parti causano un maggiore carico della CPU su un server ESXi se tengono traccia delle modifiche senza CBT utilizzando altri metodi. Pertanto, CBT ottimizza anche le prestazioni di un server ESXi durante il backup dei dati.
CBT è utilizzato anche dal processo Storage vMotion di VMware Storage vMotion che consente di spostare i file del disco della VM da un archivio dati all’altro mentre è in esecuzione.
Come VMware ha modificato il funzionamento del tracciamento dei blocchi
La funzione CBT funziona confrontando gli ID dell’ultimo set di modifiche e di quello corrente e individuando i settori del disco che sono stati modificati tra questi ID. VMware CBT identifica anche tutti i blocchi del file system della VM (VMFS) su un disco virtuale che sono in uso. Il tracciamento viene eseguito dall’hypervisor stesso e avviene all’esterno della VM.
Requisiti CBT
I requisiti per il tracciamento delle modifiche includono:
- VMware vSphere (ESXi 4.0 o versioni successive)
- Hardware virtuale versione 7 o successive
- Locale Archivio dati VMFS, archivio dati NFS o iSCSI
- Provisioning thick o thin
- Nessuna mappatura disco RAW. La mappatura dei dispositivi raw (RDM) in modalità di compatibilità fisica non è supportata.
- Una VM non deve avere snapshot per iniziare a utilizzare CBT VMware
Come abilitare il tracciamento dei blocchi modificati
Per impostazione predefinita, il CBT è disabilitato poiché consuma una piccola quantità di tempo della CPU dell’host. Tuttavia, per una soluzione di backup di terze parti come NAKIVO Backup & Replication, il CBT deve essere abilitato per consentire al prodotto di eseguire backup incrementali veloci e affidabili.
Il CBT è abilitato nelle impostazioni di configurazione avanzate di una VM:
- Aprire le impostazioni della VM. È possibile farlo in VMware vSphere Client facendo clic con il tasto destro del mouse su una VM e selezionando Modifica impostazioni.
- Nella finestra Modifica impostazioni , fare clic sulla scheda Opzioni VM .
- Fare clic sulla scheda Avanzate per espandere le impostazioni e fare clic su Modifica configurazione nella riga Parametri di configurazione . Si apre la finestra Parametri di configurazione della VM, che contiene più righe, ciascuna delle quali contiene un nome e un valore di parametro.
- L’attivazione del CBT è determinata dalla seguente riga nel file .vmx configurazione:
ctkEnabled = "TRUE"
Inoltre, per ogni disco su cui è abilitato il CBT, verrà inclusa una voce:
scsix:x.ctkEnabled = "TRUE"
Questi parametri devono essere impostati per abilitare il tracciamento delle modifiche.
Nota: Per disabilitare il CBT, modificare TRUE in FALSE nelle righe ctkEnabled e scsi0:0.ctkEnabled (utilizzare il numero appropriato del dispositivo SCSI).
Quando CBT è abilitato su una VM, VMkernel crea un file aggiuntivo con -ctk.vmdk nella directory della VM che viene utilizzato per memorizzare la mappatura dei blocchi del disco virtuale. Questo file è correlato al rispettivo .vmdk disco e contiene un elenco dei blocchi modificati in questo disco virtuale tra il momento identificato nell’ultimo ID del set di modifiche e lo stato attuale. La dimensione del file CTK creato rimane invariata e non supera la dimensione originale a meno che non venga aumentata la dimensione del disco virtuale. La dimensione del file CTK è di circa 5 MB di ogni file 10 GB di dimensione del disco VM.
La maggior parte delle soluzioni di backup utilizza il metodo VMware SDK per abilitare programmaticamente il CBT per una VM e utilizza un ciclo stun/unstun, che include l’accensione o lo spegnimento, la sospensione/ripresa o la creazione/eliminazione di uno snapshot. Durante un ciclo stun/unstun, uno speciale filtro di tracciamento delle modifiche viene inserito nello stack di storage VMware per la VM specifica, consentendo al CBT di essere istanziato sulla VM.
Come verificare se il CBT è abilitato
Nei casi in cui non si è abilitato manualmente il CBT, è possibile verificare se il software di backup ha abilitato il CBT per eseguire il backup della VM. I passaggi per verificare le impostazioni CBT sono simili a quelli per abilitare questa funzione. Tuttavia, qui tratteremo un metodo leggermente diverso utilizzando un file di configurazione .vmx .
Per verificare se CBT è abilitato per la VM, procedere come segue:
- Aprire VMware vSphere Client.
- Individuare la VM necessaria e assicurarsi che sia spenta.
- Passare alla cartella della VM su un archivio dati.
- Trova un file di configurazione VM (.vmx).
ctkEnabled . Il valore della voce deve essere “TRUE”. Se non lo è, modificare il valore in “TRUE” per abilitare CBT per la VM.
Con il CBT abilitato, ogni disco virtuale è accompagnato da un file xxx-ctk.vmdk , dove “xxx” è il nome del disco virtuale. La presenza di questi file CTK indica che la funzione CBT è attiva.
In alcuni casi, ad esempio in caso di arresto improprio dell’host o interruzione di corrente, CBT può perdere traccia delle modifiche mentre la VM è accesa. Ciò può causare il ripristino di CBT, il che significa che tutti i dati CBT raccolti in precedenza verranno cancellati e i nuovi dati inizieranno a essere raccolti dal momento del ripristino. Se si esegue un backup della VM dopo il ripristino di CBT, viene eseguito un backup completo. Dopo aver eseguito un backup completo e aver tracciato le nuove modifiche, è possibile eseguire nuovamente i backup incrementali.
Utilizza CBT VMware in NAKIVO Backup & Replication
NAKIVO Backup & Replication è una soluzione universale per la protezione dei dati in grado di eseguire il backup, il ripristino e la replica delle VM in VMware vSphere. Per velocizzare il backup incrementale eseguito con la soluzione NAKIVO, il CBT è abilitato di default in qualsiasi nuovo lavoro di backup.
Esistono diversi casi d’uso in cui NAKIVO Backup & Replication, come qualsiasi altra soluzione di backup vSphere, non può utilizzare VMware CBT:
- VMware CBT non è supportato da una VM: Possibile causa: l’host ESXi è inferiore alla versione v4.1 oppure la versione dell’hardware virtuale è inferiore alla versione v7.
- I dati CBT VMware non sono stati forniti: Possibile causa: interruzione di corrente dell’host ESXi e perdita di tracciabilità delle modifiche incrementali della VM da parte di CBT.
Nelle impostazioni aggiuntive di tracciamento delle modifiche , è possibile trovare le azioni che la soluzione deve intraprendere quando incontra un errore durante l’utilizzo di CBT.
Diamo un’occhiata più da vicino a queste In caso di errore azioni:
- Passare al metodo proprietario: NAKIVO Backup & Verrà utilizzato il metodo proprietario di tracciamento delle modifiche Replication, che è più lento rispetto al CBT VMware e consuma più risorse dell’host VMware ESXi.
- Reimposta CBT: il CBT verrà ripristinato in caso di errore.
- Elaborazione VM non riuscita: l’elaborazione della VM verrà interrotta.
Inoltre, è possibile specificare quando applicare l’opzione selezionata In caso di errore azione:
- Immediatamente: In caso di errore, l’azione viene applicata immediatamente (ad eccezione dell’azione Ripristina CBT).
- Al prossimo tentativo: In caso di errore, l’azione viene applicata al prossimo tentativo.
- All’ultimo tentativo: In caso di errore, l’azione viene applicata all’ultimo tentativo.
È anche possibile selezionare la casella di controllo Ricontrolla i blocchi modificati forniti da CBT . In questo caso, i dati forniti da VMware CBT saranno ulteriormente verificati rispetto al tracciamento delle modifiche proprietario di NAKIVO Backup & Replication & Replication. Questo approccio è più affidabile, ma potrebbe essere più lento rispetto al normale VMware CBT.
Conclusione
VMware Changed Block Tracking è una potente funzione che rende il processo di backup più veloce e affidabile sotto ogni aspetto. La tecnologia è stata ampiamente testata e viene utilizzata in modo intensivo nella tecnologia VMware nativa, come Storage vMotion.
VMware CBT è parte integrante delle moderne soluzioni di backup come NAKIVO Backup & Replication, che forniscono backup efficienti degli ambienti VMware senza carico aggiuntivo sugli host.
