VMのバックアップを高速化し、パフォーマンスを向上させる方法
2022年には、推定で 世界中の企業の半数以上が仮想化技術を採用している そして、仮想環境を保護するためにバックアップに依存しています。バックアップはリソースを大量に消費するプロセスであり、特に数百台、あるいは数千台もの仮想マシンが存在する大規模なインフラストラクチャにおいては、パフォーマンスの向上はITチームにとって不可欠な要件となります。
組織は通常、バックアップウィンドウを短縮し、本番環境への影響を最小限に抑えるために、仮想マシンのバックアップ速度とパフォーマンスの向上を図ろうとします。最新のデータ保護ソリューションには、バックアップを高速化してバックアップウィンドウを短縮し、リソースの利用率を向上させるのに役立つさまざまな機能が備わっています。本記事では、そうした機能の一部についてご紹介します。
バックアップ速度に影響を与える要因とは
バックアップのパフォーマンスを向上させるための機能について説明する前に、仮想環境において速度やバックアップウィンドウに影響を与える要因について考えてみましょう。バックアップ処理の速度を低下させる可能性のある要因は数多くあります:
- バックアップ対象データのサイズ
- ネットワーク帯域幅が不足しています
- ソースデータストレージ、バックアップソフトウェア、および／または宛先データストレージ間のボトルネック
- 対象ストレージの書き込み速度に制限がある
- 使用したバックアップ方法
- 失敗したり信頼性が低かったりして、やり直さなければならないバックアップ
これらの要因の一部は、リソースの可用性とコストのバランスに関わるものであり、生産およびバックアップインフラへの追加投資によってのみ改善が可能です。しかし、バックアップ速度に影響を与える主要な要因の一つは、バックアップソフトウェアの俊敏性と、それが提供する機能性です。
以下に、仮想環境向けに設計された、今日の俊敏なバックアップソリューションで利用可能な機能の一部を紹介します。
バックアップデータの保存における段階的アプローチ
増分バックアップとは、前回のフルバックアップまたは前回の増分復元以降に作成または変更されたデータのみをコピーするバックアップ手法です。増分バックアップを採用したソリューションは、変更追跡技術を活用することで、ソフトウェアが変更されたデータブロックのみを迅速に特定し、コピーすることを可能にします。最新のバックアップソリューションでは、ネイティブの VMwareの変更ブロック追跡(CBT) または、Microsoft Hyper-V のレジリエント変更追跡 (RCT) テクノロジー。
増分方式では、変更内容は増分としてバックアップリポジトリに保存され、これらの変更を参照するためのリカバリポイントが作成されます。コピーされるデータ量が少なく、バックアップジョブのサイズも小さくなるため、バックアップ処理がより迅速に完了します。
増分バックアップの仕組み
以下の図は、ソースVMで3日間にわたって行われた変更(または増分)が、バックアップリポジトリにどのように保存されるかを示しています。 日曜日には、ソースVMのフルバックアップが作成されます。その後の日については、新しいデータブロックのみのバックアップが作成されます。つまり、月曜日と火曜日にはそれぞれブロックCとDのバックアップが作成されます。
バックアップリポジトリに3つのリカバリポイント参照と変更されたデータブロックが記録されることで、ソフトウェアはVM全体を日曜日、月曜日、または火曜日の状態に復元することができます。
増分バックアップとフルバックアップ
増分バックアップは時間とストレージ容量を節約できますが、そのような復旧ポイントからデータを復元するには、フルバックアップを使用する場合よりも時間がかかることがあります。そのため、今日の多くのバックアップソリューションでは、増分バックアップとフルバックアップを組み合わせたアプローチが採用されており、定期的にフルバックアップを作成できるようになっています。
しかし、フルバックアップは依然として時間がかかり、本番環境のマシンに不要な負荷をかける可能性があります。そこで、シンセティックバックアップの出番となります。 合成バックアップ 前回のフルバックアップとそれ以降のすべての増分バックアップを使用して、本番環境のマシンやストレージに依存することなくVMの完全なコピーを作成できるため、通常のフルバックアップよりも高速です。
VMのバックアップからスワップデータの除外
スワップファイルやスワップパーティションは、アプリケーションが物理的に利用可能なRAM容量を超えてメモリを必要とする場合に、その動作を維持するために不可欠な一時ファイルです。しかし、復旧作業においてはこれらは不要です。スワップデータの処理、転送、保存はバックアップジョブに過度な負荷をかけ、VMバックアップのパフォーマンスに悪影響を及ぼします。
最新のVMバックアップソリューションに搭載されているスワップデータ除外機能により、スワップファイルやスワップパーティションは自動的にバックアップ対象から除外されます。これにより、バックアップジョブのサイズが縮小され、結果としてバックアップ処理が高速化されます。
LANを使用しないデータ転送
VMのバックアップを実行すると、通信ネットワークを介して大量のデータが転送されるため、バックアップ処理の速度や業務に不可欠な操作の速度に影響を与える可能性があります。最新のバックアップソリューションでは、以下の機能を利用して、VMware vSphere VMのバックアップトラフィックを最適化することができます。 LANを使用しないデータ転送 Direct SAN Access または HotAdd 技術に基づく。
SANへの直接アクセス
ダイレクトSANアクセスモードでは、バックアップソリューションがLANを経由せずに、Fibre ChannelまたはiSCSIを介してSANストレージデバイスから直接データを読み取り、転送します。このデータ転送モードは、ネットワーク経由の場合よりも高速かつ効率的であり、本番ネットワークの負荷を軽減するという追加の利点も提供します。
HotAdd トランスポート
HotAddモードは、一部の最新バックアップソリューションで利用可能な、LANを使用しないデータ転送のもう1つのオプションです。 HotAdd転送モードでは、ソリューションはホストのTCP/IPスタックを経由せずに、ストレージI/Oスタックを通じてVMデータストアからVMデータを直接読み取ります。ソースVMのスナップショットは、バックアップアプリケーションを実行しているVMに仮想ディスクとして"ホットアド"されます。この機能は、通信ネットワークの使用を回避し、VMストレージに直接アクセスすることで、バックアップ速度の向上にも寄与します。
WAN経由のネットワーク高速化
ネットワークアクセラレーションを利用することで、帯域幅を節約し、本番環境のWANおよびLANネットワークへの負荷を最小限に抑えつつ、バックアップ、レプリケーション、または復旧プロセスの速度を数倍に高めることができます。最新のデータ保護ソリューションでは、ネットワークアクセラレーション技術を活用して、クラウドやオフサイトストレージへデータを効率的に送信しています。
例えば、 NAKIVO Backup & Replication、その ネットワーク高速化 この機能は、WAN経由でバックアップリポジトリへ転送されるデータを圧縮し、トラフィックを削減します。これは、データを処理・転送するソリューションコンポーネントである"トランスポーター"のペアを使用することで実現されます。 ソリューションにはデフォルトで1つのトランスポーター(ソース)がインストールされていますが、もう1つ(ターゲット)はオフサイトにインストールする必要があります。ネットワークアクセラレーションを有効にすると、ソース側のトランスポーターはデータを読み取り、圧縮および最適化してから、ネットワーク経由でターゲット側のトランスポーターに送信します。これにより、ネットワーク経由で送信されるデータ量が削減され、バックアップ、レプリケーション、またはリカバリジョブの完了にかかる時間が短縮されます。
VMバックアップジョブのスケジュール設定
大規模な環境で複数のバックアップジョブを同時に実行すると、インフラのパフォーマンスが著しく低下する可能性があります。このような負荷の高い処理は、ネットワークリソースに過度な負担をかけます。システムへの過負荷を防ぐため、以下の2つの点を念頭に置き、バックアップジョブを慎重に計画する必要があります:
- リソースへの負荷が最小限になる時間帯に、バックアップジョブを実行するようにスケジュール設定してください。たとえば、24時間365日稼働するトランザクション型アプリケーションを実行している大規模な環境の場合、トラフィックを監視し、アクティビティが最も少ない時間帯を選択してください。
- バックアップジョブを慎重に選択してグループ化し、各ジョブの処理時間をできるだけ短くするようにしてください。
NASベースのVMバックアップアプライアンスの構築
バックアップ構成要素(ソフトウェア、バックアップサーバー、ストレージなど)およびそれらの連携は、データ保護作業の速度やパフォーマンスに影響を与える可能性があります。VMバックアップの速度を向上させる方法の一つは、これらの構成要素の数を減らすことです。NASベースのVMバックアップアプライアンスを構築できるバックアップソフトウェアを使用すれば、これらの構成要素を1台の高性能デバイスに統合することができます。
高性能なバックアップソフトウェア、ハードウェア、ストレージを1台のデバイスに統合することで、バックアップ速度を2倍に高めることができます。さらに、次のようなメリットも得られます:
- 専用バックアップアプライアンスと比較して、最大5倍のコスト削減が可能です。
- スワップファイルの除外、データ重複排除、データ圧縮といった手法を効率的に活用することで、バックアップのサイズを削減しました。
- VMのバックアップをインフラストラクチャの他の部分から分離することで、プライマリインフラストラクチャがダウンした場合でもVMを復元できるようにします。
- VMバックアップのクラウドへのコピーにより、以下の要件に準拠した信頼性の高いデータ保護を実現します。 3-2-1バックアップルール.
結論
最新のデータ保護ソリューションは、組織がVMのバックアップ速度を向上させると同時にパフォーマンスを最大化できるよう支援する高度な機能を備えています。これらのツールは、大規模な仮想インフラストラクチャを持つ企業のデータ耐障害性を確保します。
NAKIVO Backup & Replication スワップデータの排除、LANフリーのデータ転送、ネットワークアクセラレーションなど、VMのバックアップ速度とパフォーマンスを向上させるさまざまな機能を備えています。
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