HPE ストレージスナップショットを使用したバックアップ
スナップショットは通常、イメージベースのVMバックアップの作成に使用されます。ストレージスナップショットは、一般的に使用されるVMスナップショットの代替手段であり、バックアップのパフォーマンスや本番環境への影響という点で、一定の利点があります。
このブログ記事では、負荷の高いストレージ環境において高い効率を実現するための、HPEスナップショットを活用したVMware仮想マシンのバックアップについて、その動作原理や設定の基本を含めて解説します。
HPEストレージスナップショットとは何ですか？
HPEストレージスナップショットは、特定の時点におけるストレージボリュームまたは複数のボリュームの状態を記録する、データのポイントインタイム・イメージレベルビューです。ディスクがHPEストレージシステム上にホストされているVMについては、これらのシステムがVMのストレージスナップショットを作成および管理します。
ストレージスナップショット全般、特にHPEストレージスナップショットの重要な機能の1つは、システムパフォーマンスへの影響が最小限であることです。コピーオンライトやリダイレクトオンライトなどの手法を利用して、変更が発生した場合にのみデータをコピーするため、スナップショットを効率的に作成および維持できます。この方法により、必要なストレージ容量とスナップショットの作成に必要な時間を削減できます。
HPEストレージスナップショットのもう1つの大きな利点は、ストレージ容量を効率的に利用できることです。ストレージスナップショットは迅速に(数秒以内に)作成でき、使用する容量もわずかです。また、HPEストレージシステムには、スナップショットの作成、管理、削除を自動化するツールも用意されています。ユーザーは定期的なスナップショットのスケジュールを設定し、手動で操作することなく一貫したデータ保護を確保できます。また、バックアップおよびディザスタリカバリソリューションとスナップショットを統合して、データのレジリエンスを強化できます。
アプリケーションやデータベースとの統合も、HPEストレージスナップショットの重要な側面です。これにより、スナップショットがアプリケーションの状態を認識し、データの整合性を確保できます。この機能は、データの整合性が重要なデータベースなどのトランザクションシステムで特に重要です。アプリケーション整合性のあるスナップショットでは、アプリケーションと連携してデータを静止状態にし、安定した整合性のある状態がスナップショットに反映されるようにします。
なお、スナップショットはバックアップではありませんですが、バックアップの作成に活用できます。
ストレージスナップショットによるVMのバックアップ
従来のVMスナップショットを使用したVMのバックアップの仕組みと、VMのバックアッププロセスでVMスナップショットとストレージスナップショットを使用する場合の違いについて説明します。
VMスナップショットを使用したバックアップ
VMのバックアッププロセスは、次の3つの主な手順で構成されています。
- VMバックアップソフトウェアが、ソースVMのスナップショット作成を開始します。
- VMディスクは読み取り専用モードに切り替えられます。
- 各VMディスクにはデルタファイルが必要です。それ以降、VMディスクへの変更はVMディスクではなく、このデルタファイルに書き込まれます。
- VMバックアップソフトウェアがVMディスクからデータをコピーし、VMのバックアップを作成します。
- ソースVMのバックアップが作成された後、デルタファイルはVMディスクに統合されます。
- VMディスクは通常動作モードに切り替わり、変更を書き込めるようになります。
- デルタファイルが削除されます。
バックアップの作成中にVMが大量のデータを処理する環境では、デルタファイルが非常に大きくなる可能性があるため、この方法はリソースを過剰に消費することがあります。大きなデルタファイルがあると、本番ストレージへの負荷が増大し、VMディスクへの統合に時間がかかる可能性があります。そのため、このプロセスは本番環境に影響を及ぼします。
このプロセスを詳しく説明するために、通常のVMスナップショット方式を使用してVMスナップショットを作成および削除する際に、どれだけのデータを読み書きする必要があるかを例を挙げて分析します。
- VMが毎秒50 MBの速度で新しいデータを書き込むとします。
VMスナップショットの存続期間が10分の場合、デルタディスクファイルのサイズは30000 MB、つまり29.3 GBになります。
- このスナップショットを削除するには、システムは29.3 GBの読み取りと29.3 GBの書き込みを実行する必要があります。
- ESXiサーバーがこれら2つの操作を毎秒90 MB(読み取り＋書き込み)の速度で実行できる場合、次のようになります。
- スナップショットの削除には667秒、つまり約11分かかります。
- ただし、スナップショットの削除中もVMは毎秒50 MBの速度でデータを書き込み続けており、これらの書き込みは別のデルタファイルに保存されます。
これは、VMスナップショットを削除するのに11分しかかからない場合、VMスナップショットベースのバックアップを確実かつ効率的に提供することが難しい構成の実例です。この例では、仮想ディスクの変更されたブロックを読み取り、その変更をバックアップ(この場合は増分バックアップ)に書き込むのに、少なくとも11分かかります。
ストレージスナップショットを使用したバックアップ
ストレージスナップショットからバックアップするプロセスでは、最初にVMスナップショットを作成し、次にストレージスナップショットを作成してから、VMスナップショットを削除します。この方法では、ストレージスナップショットの作成にかかる時間はごくわずかで、VMのバックアップに必要なすべてのデータ(デルタデータと変更ブロック追跡データ)が含まれるため、VMスナップショットが存在する時間は短くなります。
たとえば、ユーザーが同じボリューム上の50台のVMを一度にバックアップする場合、最初のVMのVMスナップショットは、他のすべてのVMと同時にしか確定できません。そのため、このVMのVMスナップショットの存続期間は、単一のVMをバックアップする場合より長くなり、デルタファイルのサイズが非常に急速に大きくなる可能性があります。 ストレージスナップショットプロセスによるバックアップでは、同時に処理するVMの数を制限することで、VMスナップショットの存続期間を短縮できます。そのため、最初のVMのスナップショットの存続期間を大幅に短縮できます。
HPEスナップショットを使用してバックアップを作成するメリット
VMware vSphere仮想マシン(VM)のバックアップにHPEストレージスナップショットを使用すると、データ保護、効率性、管理が強化されるなど、いくつかのメリットがあります。VMware VMのバックアップにHPEストレージスナップショットを使用する主なメリットは次のとおりです。
- ベースラインバックアップを大幅に短時間で作成できます。ESXiホスト上の書き込み負荷の高い仮想マシンをバックアップするために、必要なすべてのデータを読み書きする時間のかかる処理を行う必要はありません。
- VMスナップショットの存続期間は極めて短く、ストレージスナップショットが作成されるまでの数秒間だけ保持された後、削除されます。この短いVMスナップショットの存在期間中に、仮想ディスクのデルタファイルに蓄積されるデータはわずかです。
- スナップショットは、コピーオンライトやリダイレクトオンライトなどの手法を使用して作成されます。これらの手法では、変更が発生した場合にのみデータがコピーされます。これにより、実行中のVMへのパフォーマンスの影響を最小限に抑え、本番ワークロードを円滑に実行できます。
- VMスナップショット(仮想ディスクのデルタファイル)には、数秒間の存続期間中に書き込まれるデータがわずかしか含まれないため、VMスナップショットの統合は大幅に高速化されます。その結果、ESXiホストとストレージシステムのパフォーマンスへの影響は小さくなります。
- バックアップ対象のVMや、同じESXiホストおよびストレージシステム上で実行されている他のVMのパフォーマンスを低下させることなく、ストレージスナップショットのすべてのメリットを活用できます。これは、書き込み負荷の高い大規模な本番環境で非常に重要です。
- HPEストレージスナップショットはVMware vSphereとシームレスに統合し、VMware Data Protection API(VADP)を活用します。この統合により、VMwareのベストプラクティスに沿ってスナップショットが取得され、バックアップの信頼性が向上します。HPEストレージスナップショットはVMware vSphereと統合して、アプリケーション整合性のあるスナップショットを確実に取得できます。 これは、スナップショットの取得時にVMとアプリケーションが安定した状態にあることを意味し、データ破損のリスクを軽減します。
ストレージスナップショットとvVols
従来のVMDK仮想ディスクの代わりにVMware vSphere Virtual Volumes(vVols)を使用すると、HPEストレージスナップショットを使用してVMware vSphere VMをバックアップする方法が大きく変わり、さらなる利点が得られます。
従来のVMDKベースのバックアップでは、スナップショットはハイパーバイザーレベルで作成および管理され、VMwareハイパーバイザーがスナップショット操作を処理します。このプロセスでは、前述のとおり、スナップショットの作成、統合、削除中にパフォーマンスのオーバーヘッドが発生し、VMのパフォーマンスが低下する可能性があります。バックアップソフトウェアはVMware vSphere APIと連携してこれらのスナップショットを管理します。そのため、スナップショット操作ではVMDKファイル全体が対象になり、アプリケーションの整合性を確保してパフォーマンスへの影響を最小限に抑えることがより困難になります。
vVolsでは、各VMはストレージオブジェクトの集合で構成されており、これらのオブジェクトはVMware vSphere API for Storage Awareness(VASA)を介してHPEストレージアレイによって直接管理されています。これにより、VMwareとHPEストレージアレイを、よりきめ細かく効率的に統合できます。スナップショット処理はストレージアレイにオフロードされるため、パフォーマンスのオーバーヘッドが軽減され、スナップショット操作が高速化します。ストレージアレイでは、よりきめ細かいレベルでスナップショットを管理できます。その結果、バックアップと復旧の操作がより高速かつ効率的になります。ストレージアレイは、重複排除、圧縮、レプリケーションなどの高度なデータサービスを活用して、スナップショットをネイティブに処理します。
対応するHPEデバイス
VMware vSphereとの統合に対応し、VMのバックアップ用にストレージスナップショットを作成できるHPEストレージデバイスは複数あります。HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Primera、HPE Alletraが該当します。
HPE 3PAR
HPE 3PARは、高いパフォーマンスと高度な機能を必要とするエンタープライズ環境向けに設計された、ハイエンドで拡張性の高いストレージソリューションです。優れたパフォーマンス、高可用性、幅広いデータサービスを提供します。このソリューションは高度な機能と幅広い機能セットを備えているため、HPE 3PARの構成は複雑になる場合があります。このデバイスの管理と構成には、HPE SSMC(StoreServ Management Console)を使用します。
HPE Nimble
HPE Nimble Storageは、シンプルさ、使いやすさ、予測分析を重視したミッドレンジのストレージソリューションです。プライマリストレージとバックアップ／DRの両方のユースケース向けに設計されています。ე! このストレージデバイスは、シンプルさと使いやすさを重視しており、HPE 3PARと比べて設定が容易です。HPE Nimbleでは、管理と監視にNimbleOSおよびHPE InfoSightを使用します。
HPE Primera
HPE Primeraは、最大限のパフォーマンスと可用性を実現するために設計された、ミッションクリティカルなハイエンドストレージソリューションです。シンプルさと信頼性を重視し、高度な機能を提供します。このソリューションは高いパフォーマンスと低レイテンシを実現するように設計されているため、管理者はスナップショットの作成中もVMの操作への影響を最小限に抑えることができます。導入と管理の容易さを重視し、HPE 3PARと比べて設定が簡素化されています。このデバイスはHPE Primera Management Consoleを使用し、予測分析と管理のためにHPE InfoSightと連携します。
HPE Alletra
HPE Alletraは、シンプルさ、拡張性、パフォーマンスを重視し、クラウドネイティブなデータインフラストラクチャを提供するように設計された、HPEの最新ストレージプラットフォームです。ストレージを、よりクラウドに近い運用モデルへと進化させた製品です。設定プロセスが大幅に簡素化され、直感的で使いやすくなるよう設計されているため、エンタープライズストレージに一般的に伴う複雑さが軽減されています。HPE AlletraはHPE Data Services Cloud Consoleを通じて管理され、クラウドベースの統合管理インターフェイスを提供します。
すべてのプラットフォームがVMware vSphereとの統合に対応していますが、HPE Alletraは最もモダンなアプローチを採用し、ハイブリッド環境およびクラウドネイティブ環境に適合します。HPE 3PARではSSMC、HPE NimbleではNimbleOSとInfoSight、HPE PrimeraではPrimera Management ConsoleとInfoSightを使用し、HPE Alletraでは統合されたクラウドベースの管理にHPE Data Services Cloud Consoleを使用します。
HPE 3PARは、幅広い機能とエンタープライズ向けの機能を備えているため、設定が最も複雑です。HPE Primeraは、高度な機能と簡素化された設定を両立しています。HPE Nimbleは使いやすさとシンプルさを重視しており、設定と管理がより容易です。HPE Alletraは、最もユーザーフレンドリーで直感的な設定環境を提供し、クラウドネイティブな運用モデル向けに設計されています。
NAKIVOを使用したストレージスナップショットによるVMバックアップ
NBRは、VMware vSphereのVMをHPEストレージのスナップショットからバックアップする機能に対応した、プロフェッショナル向けデータ保護ソリューションです。これにより、入出力(I/O)負荷の高い仮想環境におけるパフォーマンスと信頼性を最適化します。 このソリューションは、HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Primera、HPE Alletraをサポートしており、ストレージスナップショットから直接VMデータのバックアップできます。増分イメージベースのエージェントレスバックアップに対応しています。
NAKIVOを使用してHPEストレージスナップショットからバックアップする手順
NBRを使用してHPEストレージスナップショットからVMware仮想マシンをバックアップする方法を見ていきましょう。バックアップするVMがあるVMware ESXiホストまたはvCenter Serverを、まずNAKIVOのインベントリに追加されましたする必要があります。また、HPEストレージデバイスをNAKIVOのインベントリに追加する必要があります。
HPEデバイスをインベントリに追加する
次の手順に従って、必要なHPEストレージデバイスをNBRのインベントリに追加します。
- NBRのWebインターフェイスで、
Settings>Inventoryに移動し、+(プラス)ボタンをクリックして新しい項目を追加します。
インベントリ項目の追加 ウィザードが開きます。
- ウィザードの最初の手順で、
Storage Devicesを選択します。続行するにはNextをクリックします。
- 種類として
Hewlett Packard Enterprise (HPE)を選択します。NAKIVOはVMware向けにNetAppストレージスナップショットからのバックアップにも対応しています。
-
Optionsの手順で必要なパラメータを設定します。Display name:NAKIVOのインベントリに表示する名前を入力します。Type:HPEストレージシステムの種類を選択します。ここではHPE Nimbleを選択します。Hostname or IP:HPEストレージデバイスのIPアドレスを入力します。Username:選択したHPEストレージデバイスの管理者権限を持つアカウントのユーザー名を入力します。Password:指定したユーザーのパスワードを入力します。REST API port:正しいポートを選択します。たとえば、5392を選択します(HPE Nimbleのデフォルト)。
Finishをクリックして設定を適用し、HPEストレージデバイスをNAKIVOのインベントリに追加すると、HPEスナップショットからのVMバックアップが有効になります。
ドロップダウンリストには、サポートされているHPEストレージデバイスの種類として、HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Alletra 5000/6000、HPE Alletra 9000、HPE Primeraが表示されています。
HPEストレージデバイスを追加したら、Settings > Inventoryに移動して、必要なすべての項目がインベントリに追加されていることを確認します。この例では、HPE Nimbleストレージが正常に追加されており、NAKIVOソリューションにストレージデバイス上のボリューム数とスナップショット数が自動的に表示されています。
バックアップするVMware VMはNimbleストレージデバイス上にあります。下のスクリーンショットでは、VMware Nimbleという名前のホスト上に259台のVMがあります。そうでない場合、HPEストレージスナップショットのオプションは利用できません。 
HPEデバイスからのVMバックアップ
必要なすべての項目をインベントリに追加した後、新しいVMwareのバックアップジョブを作成し、HPEスナップショットの利点を活用できます。
-
Data Protectionに移動し、+をクリックしてからBackup for VMwareをクリックすると、新しいVMware VMバックアップジョブを作成できます。バックアップジョブウィザードに従って、ジョブオプションのステップ4(VMの選択、スケジュールや保持期間の設定など)まで進みます。
- ジョブのオプションのステップで、ページの最後にある
Backup from storage snapshotオプションを見つけます。ドロップダウンリストをクリックし、Enabled (proceed on error)などの必要なオプションを選択します。FinishまたはFinish & Runをクリックしてジョブ設定をセーブし、ジョブを実行します。
- バックアップジョブが完了するまで待機します。
結論
HPEストレージスナップショットを使用すると、環境への影響を最小限に抑えながら、効率的なVMware VMバックアップを作成できます。NBRは、3PAR、Primera、Nimble、AlletraなどのHPEストレージソリューションと連携し、バックアッププロセスを効率化するとともに、最適なパフォーマンスで信頼性の高いデータ保護を実現します。
