クラッシュ一貫性バックアップとアプリケーション一貫性バックアップの比較

バックアップの信頼性、ひいてはデータ保護戦略全般の成否は、必要な時にバックアップデータが有効であり、直ちに利用可能かどうかによって決まります。 2021年の復元失敗率は34％と報告されている 一部の組織による業務の移行。

迅速かつ確実な復元は、Microsoft SQL Server や Exchange Server のような稼働中のデータベースワークロードにおいて特に重要な課題です。これらは通常、業務に不可欠なシステムであり、仮想マシンや物理マシンのバックアップ中は停止させることができません。バックアップにはマシンのサイズによっては数時間かかることもあります。この課題に対処するため、最新のソリューションでは、クラッシュ一貫性バックアップやアプリケーション一貫性バックアップなど、いくつかの種類のバックアップが提供されています。

本記事では、これらのバックアップ方式の主な違いと、それぞれがアプリケーションデータのバックアップおよび復旧にどのような影響を与えるかについて解説します。

クラッシュ耐性のあるバックアップ

クラッシュ一貫性のあるバックアップとは、書き込み順序を維持したまま、ディスク上のすべてのデータをまったく同じ時点でスナップショットとして取得するものです。つまり、相互に依存するファイルが同じ時点の状態でバックアップされるため、一貫性が保たれます。"クラッシュ一貫性"という用語は、バックアップのためのデータ取得方法を指すもので、サーバーがクラッシュしたり電源が切れたりする直前の瞬間に復元ポイントが取得されるのと同様の仕組みです。

バックアップソフトウェアは、どのようにしてデータセット全体のスナップショットを同一の時点に取得するのでしょうか？これは、Microsoft Server 2003以降のWindows OSに組み込まれている"ボリューム シャドウ コピー サービス(VSS)"を活用することで実現されます。VSSサービスは、環境内のさまざまなコンポーネント(バックアップソフトウェア、バックアップ処理中に変更が書き込まれるためシャットダウンできない本番アプリケーション、およびストレージ)間の通信を円滑にします。 Microsoft VSS が動作する、これらすべてのコンポーネントがこの機能をサポートしている必要があります。

"VSSリクエスター"、つまりバックアップソフトウェアが、シャドウコピーの作成を要求します。VSSはボリューム上のI/O操作を即座に一時停止し、それらをキューに入れます。その後、その時点でボリュームによって使用されているブロックを記録します。バックアップソフトウェアは、スナップショット作成時に使用されていたブロックを把握しているため、ブロックが変更された後であっても、ディスク上のすべてのデータをコピーします。

なお、クラッシュ一貫性バックアップは、従来の inconsistent backup、これは基本的にディスク上のファイルのコピーに他なりません。つまり、バックアップ処理中にファイルが変更された場合、あるファイルが依存する別のファイルがバックアップ期間中に変更されている可能性があるため、相互に依存するファイル群は不整合な状態のまま残されてしまいます。

不整合バックアップに比べて利点はあるものの、クラッシュ一貫性バックアップにも限界があります。 最も重要な点として、メモリ内や保留中のI/Oトランザクションに含まれる情報は無視されます。これは、Microsoft SQL ServerやMicrosoft Exchange Serverなどのデータベースアプリケーションにおいて特に重大な問題となります。この種のアプリケーションでクラッシュ一貫性バックアップを行う場合、データの復旧後にバックアップデータを一貫性のある状態にするための手順が必要となり、その結果、復旧時間が長引くだけでなく、データ損失のリスクも生じます。

アプリケーション整合性バックアップ

アプリケーションと整合性のあるバックアップ(別名 アプリケーションを意識したバックアップは、メモリ内および保留中のI/O操作の両方からアプリケーション情報を取得できます。これは、Microsoftのサービスである VSS writers。これらのライターは、シャドウコピーの作成時にアプリケーションデータの一貫性を確保します。バックアップソフトウェアがシャドウコピーの作成を要求すると、Microsoft VSSライターまたはサードパーティ製ライターにより、VSSはディスク上のファイルだけでなく特定のアプリケーションデータも制御できるようになり、トランザクションの一貫性を保った状態でそれらのアプリケーションをバックアップできるようになります。

たとえば、Microsoft SQL Serverには、メモリ内に存在するデータや、保留中のI/O操作がある場合があります。 ディスク上のファイルに対する通常のクラッシュ一貫性バックアップは、ファイルレベルでは一貫性があるものの、これらの場所に存在するデータはバックアップ対象外となります。しかし、アプリケーション一貫性バックアップでは、Microsoft SQL Server 用の VSS ライターにより、メモリ内の情報が破棄され、保留中の I/O 操作が正しいトランザクション順序でディスクにフラッシュされるため、アプリケーションデータを含むディスクのバックアップには一貫性のあるトランザクションデータが含まれるようになります。

Linux マシン向けのアプリ整合性バックアップ

VSS サービスが利用できない Linux ベースのマシンでは、Linux のプレスクリプトおよびポストスクリプト コマンドを使用できます。

• VMのスナップショットを作成する直前に、プリフリーズスクリプトを実行することで、I/O操作を一時停止し、メモリ内の情報をディスクに書き出すことができます。
• その後、VMのスナップショット作成直後に"スナップショット解除スクリプト"が実行され、I/O操作が再開されるため、アプリケーションは通常の動作を再開できます。

アプリケーション一貫性のあるバックアップからの復旧

アプリケーション一貫性バックアップとクラッシュ一貫性バックアップのもう一つの重要な違いは、データを復元する際に必要な作業量であり、特に復旧が完了した後の作業がそれに該当します。

• クラッシュ一貫性のあるバックアップの場合、アプリケーションデータの一貫性が保たれていない可能性があるため、アプリケーションを一貫性のある状態にするには、特定の手順に従う必要があります。この手順は、Microsoft Exchange Server や Microsoft SQL Server などの製品によって異なります。
• アプリケーション一貫性のあるバックアップでは、アプリケーションデータは already consistentアプリケーションデータの災害復旧において、クラッシュ一貫性バックアップではなく、アプリケーションを意識したバックアップを採用することは、復旧プロセスがはるかに高速かつ信頼性が高くなるため、非常に有益です。

VSS ライター コマンド

vssadmin は VSS ライター向けの強力なトラブルシューティングツールであり、コマンドラインから多くのオプションを利用できます。Windows では、 vssadmin list writers コマンド。下の画像は、特別なVSSを示しています SqlServerWriter Exchangeについても Microsoft Exchange Writer.

その Microsoft Exchange Writer は以下の通りです。

以下は、 vssadmin utility.

クラッシュ一貫性バックアップとアプリケーション一貫性バックアップ

クラッシュ一貫性バックアップとアプリケーション一貫性バックアップの違いについて、簡単に説明します:

結論

クラッシュ一貫性バックアップとアプリケーション一貫性バックアップでは、Microsoft SQL Server や Microsoft Exchange Server などの稼働中のアプリケーション内のデータを扱う方法に明確な違いがあります。クラッシュ一貫性バックアップでは、メモリ内のデータや保留中の I/O 操作はコピーされません。 アプリケーション対応バックアップは、こうした一時的なデータを認識し、WindowsのVSSサービスの一部であるVSSライターを活用して、メモリと保留中のI/Oをディスクにフラッシュすることでアプリケーションを適切に静止状態にします。これにより、トランザクションの一貫性を保った状態で適切にバックアップを行うことが可能になります。

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