Hyper-Vのレプリケーションとフェイルオーバーの種類：詳細な概要
Hyper-V レプリケーションは、Microsoft Hyper-V に追加費用なしで付属する機能です。この機能により、ユーザーはリモートホストへのレプリケーションを基盤とした事業継続(BC)および災害復旧(DR)計画を実施できます。Microsoft Server 2012 で導入された Hyper-V レプリケーションは、中小企業から大企業まで幅広く利用されています。
Hyper-V Replicaの利用にあたっては、この機能をどのように活用すべきか、またその目的について誤解が生じることがあります。また、チェックポイントやクラスタリングといった他のDR機能を検討する際にも、レプリケーションは混乱の原因となり得ます。
Hyper-V Replica とは何ですか？
A Hyper-V レプリカ これは、Hyper-V 仮想マシン (VM) の同一のスタンバイ コピーであり、別の Hyper-V ホスト上に電源オフ状態で保存されます。レプリカを保持するホストは、セカンダリ ホスト(ターゲット ホストまたはレプリカ ホストと呼ばれることもあります)と呼ばれます。このスタンバイ VM を保持するセカンダリ ホストは、本番サイトに災害が発生した場合やプライマリ ホストがダウンした場合に、その役割を引き継ぎます。
Hyper-V レプリケーションは、Microsoft Hyper-V に搭載されているディザスタリカバリ機能です。Hyper-V レプリケーションの主な役割は、プライマリ仮想マシンのレプリカを作成し、それをリモートホストに保存することで、必要に応じて仮想マシンを復旧できるようにすることです。
プライマリホストとレプリカ仮想マシンをホストするホストは、同じサイト内に配置することも、異なるサイトに配置することも可能です。組織は、独自のレプリカサイトを構築・運用することができます。予算が限られている小規模な組織は、サブスクリプションを契約する選択肢もあります。 災害復旧サービス(DRaaS) マネージドサービスプロバイダー(MSP)から。この場合、災害復旧には Hyper-V レプリケーション 要件が低く、設定も簡単であるため、これも手頃な選択肢の一つとなり得ます。
Hyper-Vのレプリケーションはどのように機能するのでしょうか？
Hyper-Vのレプリケーションは、管理者が設定した間隔に基づいて行われる非同期のデータレプリケーションであるため、データの損失がゼロであることを保証することはできません。これらの間隔は、仮想マシンのリカバリポイント目標(RPO)およびこのレプリケーション機能で利用可能なオプションに基づいて設定されます。
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復元ポイント
デフォルトでは、Hyper-V レプリケーションは VM レプリカに対して 1 つのリカバリ ポイントのみを作成し、設定された時間間隔でこのリカバリ ポイントのデータを更新します。 必要に応じて、Hyper-V レプリカに対して複数のリカバリ ポイントを設定できます。この場合、最小レプリケーション間隔は短縮されませんが、必要なリカバリ ポイントのデータを復元することができます。たとえば、1 時間間隔で VM レプリカに対して最大 24 個のリカバリ ポイントを設定できます。利用可能な Hyper-V レプリケーションの間隔は、30 秒ごと、5 分ごと、10 分ごと、15 分ごと、または 1 時間ごとです。
ネットワーク
レプリケーションデータは、ソースVMを実行しているホストから、VMレプリカが保存されているホストへと、ネットワーク経由で転送されます。 このため、高いネットワーク帯域幅が必要となりますが、地理的に分散した2つのサイト間でインターネット接続を使用する場合、これが課題となる可能性があります。競合やスプリットブレイン状態を回避するため、ソースのHyper-V VMとVMレプリカを同時に実行しないでください。
のVMレプリカは通常、他のネットワークに接続されており、元のVMで使用されているものとは異なるIPアドレスが割り当てられています。
Hyper-Vのレプリケーション処理
- Hyper-Vのレプリケーションは、 Hyper-V マネージャー または System Center Virtual Machine Manager (SCVMM).
- 仮想マシン(VM)でHyper-Vレプリケーションを有効にすると、セカンダリホスト上にVMのレプリカが作成され、変更を追跡するためのHyper-Vレプリカログ(.HRL)ファイルが作成されます。
- VMを初めてレプリケートする場合、すべてのVMデータがソースホストからターゲットホストにコピーされます。
- 次回VMがレプリケートされる際、レプリケーションにかかる時間と転送データ量を削減するため、変更されたVHDX(またはVHD)仮想ディスクのデータ(増分)のみがコピーされます。
- レプリケーションが開始されると、Hyper-V チェックポイント (.AVDX) が作成されます(初期レプリケーション後のレプリカについては)。
- 新しいリカバリポイントを作成する際、VMレプリカの最も古いリカバリポイントの有効期限が切れている場合、その最も古いリカバリポイントはメインの仮想ディスクと統合されます。
Hyper-Vのネイティブ機能を使用する場合、VMレプリカからの復元は手動で行われます。
Hyper-V レプリケーションはどのような場合に使用されますか？
VMのレプリケーションは、VMを極めて短時間で復旧させる必要がある状況に備えるために使用されます。この復旧にかかる時間は、バックアップからVMを復旧させる場合よりも短くなります。バックアップがある場合、次の操作を実行できます VMの復旧 および復旧操作(運用上の復旧)には対応していますが、災害復旧のためのVMフェイルオーバーには対応していません。
Hyper-Vクラスタリングでは、1つの稼働中のVMが共有ストレージ上に配置され、2台のHyper-Vホストからアクセスされますが、これとは異なり、Hyper-Vレプリケーションでは、ホストの専用ストレージ(ローカルストレージ、SAN、またはNAS)上に配置された2つのVMインスタンス(稼働中のプライマリVMと、通常動作時には電源オフ状態にあるVMレプリカ)を使用します。
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Hyper-V レプリケーションを使用すべきでない場合
VM上で以下のサービスを実行している場合、VMのフェイルオーバーにHyper-Vレプリカを使用する必要はない可能性があります:
- Active Directory ドメイン コントローラー. Hyper-V レプリケーションを使用するのではなく、ネイティブの Active Directory レプリケーションオプションを選択してください。
- MS SQL Server. SQL Serverの保護にはHyper-Vレプリカを利用できます。ただし、SQLデータベースをレプリケートするためのネイティブな代替ソリューションも存在します。以下のブログ記事をご覧ください。 MS SQL Server レプリケーション ネイティブレプリケーション機能の詳細については、こちらをご覧ください。適切なSQLレプリケーション手法の選択は、タスクや要件によって異なります。
- Microsoft ExchangeExchange を実行している仮想マシンで Hyper-V レプリケーションを使用すると、問題が発生する可能性があります。Exchange のネイティブのレプリケーション技術を選択してください。
Hyper-V レプリケーションの柔軟性
Hyper-Vのレプリケーションは、サポートする多様な展開形態という点で柔軟性があります。以下の環境間で展開可能です:
- 2つの独立したホスト
- スタンドアロンホストとHyper-Vフェイルオーバークラスター
- 2つのHyper-Vフェイルオーバークラスター
Hyper-V レプリケーションは、ハードウェア要件の面でも柔軟性があります。プライマリホストとセカンダリホストで、同じハードウェアコンポーネントを使用する必要はありません。さらに、拡張レプリケーションもサポートされています。つまり、セカンダリホストを別のホストへのレプリケーションのソースとして使用し、デイジーチェーンを形成することが可能です。
Hyper-V レプリケーションは、柔軟できめ細かな保護機能を提供します。レプリケートする特定の仮想マシンを選択できるほか、特定の仮想マシンの VHDX 仮想ディスク。
Hyper-V レプリカのフェイルオーバーとは何ですか？
Hyper-V レプリカのフェイルオーバーとは、ソース Hyper-V ホスト上の元の仮想マシンから、リモート ホスト(レプリケーション先またはターゲット Hyper-V ホスト)上の仮想マシン レプリカへ切り替える操作であり、これにより仮想マシンのワークロードとデータを復元します。このフェイルオーバー操作により、ダウンタイムを最小限に抑えながらシステムの稼働可用性を確保できます。仮想マシンのフェイルオーバーは、Hyper-V マネージャーまたは SCVMM で手動で開始できます。
Hyper-V レプリカのフェイルオーバーの種類
この操作を実行するシナリオに応じて、3種類のHyper-Vフェイルオーバータイプを利用できます:
- フェイルオーバーのテスト
- 計画的なフェイルオーバー
- 予期せぬフェイルオーバー
各フェイルオーバーの種類は、特定のニーズに対応することを目的としています。
タイプ1:テスト時のフェイルオーバー
テストフェイルオーバーは、レプリカVMの検証や 災害復旧計画. これは定期的に実施する必要があります。テストフェイルオーバーでは、稼働中のプライマリVMの動作にも、レプリカVMのレプリケーションプロセスにも影響はありません。テストフェイルオーバーは、本番ワークロードや進行中のレプリケーションを中断することはありません。テストVMは、隔離されたネットワークを含む隔離された環境で検証するために作成されます。IT管理者がレプリカVMのテストフェイルオーバーを停止すると、作成されたテストVMはクリーンアップされます。
テストフェイルオーバーでは、Hyper-Vの内部機能であるVMのエクスポート/インポートを使用して新しいVMのコピーを作成し、そのVMの名前を変更します。Hyper-Vのテストフェイルオーバーには、以下の操作が含まれます:
- VHDX、XML、およびその他のファイルを含むVMレプリカが一時的な場所にエクスポートされます。
- エクスポートされたVMのXMLファイルは、一意のGUIDを使用するように変更されます。
- ホストは、VMSS.exe プロセスを使用して、新しく作成された VM を Hyper-V に登録します。
- 仮想マシンの名前が変更されました。
- 仮想マシンは、同じHyper-Vホストにインポートされます。
テストフェイルオーバー後もテストVMは電源オフの状態のままとなるため、テストVMを手動で起動する必要があります。
タイプ2:計画的なフェイルオーバー
計画的なフェイルオーバーは、ハリケーンや計画停電などの災害発生時のサービス可用性を確保するため、あるいはメンテナンスやデータセンターの移行中にプライマリVMからレプリカへ円滑にフェイルオーバーするために使用されます。計画的なフェイルオーバーを利用するもう一つの理由として、コンプライアンス要件への対応が挙げられます。
計画的なフェイルオーバー中は、プライマリVMがシャットダウンされ、レプリカVMがセカンダリホスト上で強制的に起動されます。トラフィックはセカンダリホストに向けられ、VMのワークロードはそのホストに移行されます。計画的なフェイルオーバーを使用する場合、データ損失は発生しません。計画的なフェイルオーバーのRPOおよびRTOはゼロであり、必要な時間はデータのレプリケーションと、その後のVMの起動にかかる時間のみです。
計画的なHyper-Vフェイルオーバーは、以下のアクションで構成されます:
- システム管理者またはユーザーがフェイルオーバーを開始します。
- この操作について、VMSS.exe Hyper-V プロセスに通知されます。
- VMSS.exe は、Hyper-V VSS ライターにプライマリ VM のスナップショットを作成するよう要求します。
- VSS Writerは、標準的なHyper-VレプリカVMを作成します。
- このイベントについて、Hyper-V Replica サーバーに通知されます。
- 標準のレプリカVMは、ネットワーク経由でHyper-Vレプリカサーバーにコピーされます。
- レプリカサーバーは、受信したVMレプリカを登録し、このVMレプリカを起動します。
タイプ3:予期せぬフェイルオーバー
予期せぬ災害(停電、ハードウェア障害、ランサムウェア攻撃など)によりプライマリサーバーまたはサイトのVMが停止した場合、セカンダリサーバーまたはサイトで計画外のフェイルオーバーが開始されます。このHyper-Vレプリカのフェイルオーバータイプは、単一の障害発生VMをセカンダリホストにフェイルオーバーする場合にも使用されます。計画的なフェイルオーバーと同様、RTOはVMの起動にかかる時間となります。 ただし、RPOに関しては、前回のレプリケーション以降に生成されたデータは失われます。最大RPOは、30秒から15分の範囲で設定可能なレプリケーション間隔となります。
フェイルオーバーを使用してHyper-Vレプリカに切り替えた後、プライマリサーバーが復旧した際にフェイルバック操作を実行するオプションがあります。フェイルバックでは、レプリカサーバーから元のサーバーへ最新のデータをコピーし、ワークロードを元のサーバーに戻すための逆レプリケーションが開始されます。
Hyper-Vの代替レプリケーションソリューション
Microsoft Hyper-Vのネイティブレプリケーションおよびディザスタリカバリ機能に代わる選択肢として、サードパーティ製のデータ保護ソリューションがあります。これらは、Hyper-Vやその他のインフラストラクチャ向けに包括的なバックアップおよびディザスタリカバリ機能を提供します。
NAKIVO Backup & Replication は、Hyper-V、VMware vSphere、Nutanix AHVの仮想環境に加え、Amazon EC2やLinux/Windowsの物理マシンにも対応した、汎用的なデータ保護ソリューションです。NAKIVOソリューションを使用すれば、Hyper-V仮想マシンのレプリケーション、自動フェイルオーバー、および災害復旧のオーケストレーションを サイト復旧. 高度な機能を活用することで、レプリケーション速度の向上、レプリケーション時間の短縮、およびデータ保護作業の自動化が可能になります。
