リアルタイムレプリケーションにおけるジャーナルモードの理解
VMware環境では、I/Oの変更を処理するために、スナップショットまたはジャーナリングという2つのモードのいずれかを使用してレプリケーションを実装できます。どちらのアプローチにも長所と短所があります。主な違いは、データの一貫性、変更の追跡、およびリカバリの管理方法にあります。
スナップショット方式では、VMのレプリケーションは予定された間隔で行われるため、前回のスナップショット(VMレプリケーション用に取得されたもの)以降、VMの障害が発生するまでの間に加えられた変更は失われる可能性があります。 対照的に、ジャーナルモードでは、すべての書き込み操作をリアルタイムでキャプチャしてジャーナルに保存するため、任意の時点への復旧が可能になります。このモードは、重要なワークロードにおけるデータ損失を最小限に抑えるためのリアルタイムレプリケーションに使用されます。このブログ記事では、VMware仮想マシンのリアルタイムレプリケーションにおけるジャーナルモードの仕組みについて解説します。
リアルタイムレプリケーションにおける"ジャーナルモード"とは何ですか？
リアルタイムレプリケーションのジャーナルモードとは、プライマリVMに加えられたすべての変更を、連続的なストリームとして、あるいはほぼリアルタイムで追跡・記録する方式です。ジャーナルに記録された変更は、VMレプリカに段階的に適用されるため、レプリカを使用して特定の時点までVMを復旧させることが可能になります。ジャーナルモードによるリアルタイムレプリケーションは、データ損失をゼロまたはほぼゼロに抑えるために使用されます。リアルタイムレプリケーションは、連続レプリケーションとも呼ばれます。
ジャーナルモードの仕組み
リアルタイムレプリケーションにおけるジャーナルモードの動作原理には、主に以下の段階が含まれます。
- 変更履歴. プライマリVMの状態に対するすべての変更(ディスクへの書き込みや設定の変更など)を記録するために、ジャーナルが作成されます。 変更ブロック追跡 (CBT) は、VMware vSphere において、仮想マシンの仮想ディスクに対する変更を追跡するために使用される技術です。
- データストリーミング. 変更履歴はジャーナルに記録され、ネットワーク経由でレプリカVMへストリーミングまたはバッチ処理によって転送されます。ジャーナルは、構成やワークロードに応じて、メモリ内に一時的に保存されるか、ディスク上に保存されます。
- 変更の適用. レプリカVMは、これらの増分更新を処理して、その状態をプライマリVMと同期させます。
- 粒子単位の復元. このジャーナルには変更履歴が記録されるため、レプリカVMを、ジャーナルで定義された保持期間(例:分、時間、日)内の任意の時点までロールバックまたは復元することができます。
なお、ジャーナルモードはVMwareのネイティブ機能ではなく、サードパーティ製ソリューションによって実装された機能であることにご留意ください。これは、VMwareのネイティブ機能である"スナップショット"とは異なります。例えば、VMware仮想マシンのリアルタイムレプリケーションのためのジャーナルモードは、ユニバーサルデータ保護ソリューションなどでサポートされています。 NAKIVO Backup & Replication.
レプリケートされたVMについては、入出力(I/O)操作の記録がディスクごとに記録されます。 NAKIVO Backup & Replication. リアルタイムレプリケーションの実行ごとに、I/Oジャーナル内に新しいジャーナルエクステントが作成されます。ジャーナルエクステントには、256 MBのデータを格納する内部の論理的な構成要素があり、これらは"フレーム"と呼ばれます。1つのジャーナルエクステントには、1つ以上のフレームを含めることができます。フレームには最大65536個のデータブロックを含めることができ、各ブロックには4096バイトのデータが含まれます。
ジャーナルモードの主な機能
リアルタイムVMレプリケーションのジャーナルモードには、次のような主な機能があります:
- 継続的な同期. プライマリVMの変更内容は継続的に記録され、レプリカVMへのほぼリアルタイムのレプリケーションが確保されます。
- きめ細かな特定時点への復旧. このジャーナルはきめ細かな復旧オプションを提供しており、ジャーナルの保持期間内の任意の状態への復元が可能です。これは、データの破損や誤削除などの障害発生後の復旧に役立ちます。
- 柔軟な保存期間. ジャーナルログの保存期間は、システムのストレージ容量と構成によって異なります。保存期間を短くすると、ストレージの要件は軽減されますが、リカバリポイントの数は制限されます。
ジャーナルモードのメリット
ジャーナルモードによるリアルタイムレプリケーションには、次のような利点があります。
- データ損失を最小限に抑える. ジャーナルモードによるリアルタイムレプリケーションにより、ゼロまたはゼロに近い 復旧ポイント目標s(RPO)は、継続的な追跡とレプリケーションによるものです。
- きめ細かな復旧。特定の時点に復元できる機能により、災害復旧において柔軟性が確保されます。
- 効率. ジャーナルモードによるリアルタイムレプリケーションでは、VMの状態全体やスナップショットではなく、変更部分のみをレプリケートするため、レプリケーションにかかる時間とリソースの使用量を削減できます。
なお、ジャーナルモードを用いたリアルタイムレプリケーションは、スナップショットモードを用いた従来のレプリケーションよりも高いシステム要件を必要とする点に留意する必要があります。ジャーナルモードを用いたVMのリアルタイムレプリケーションには、高速かつ低遅延のネットワーク接続が必要です。また、ソフトウェアの設定も、従来の非同期レプリケーションに比べてより複雑になります。
比較:ジャーナルモードと従来のレプリケーション
VMレプリケーションにおけるジャーナルモードと従来モードは、障害発生時のデータ損失、システム要件、設定の複雑さ、およびユースケースの点で異なります。
従来のレプリケーション スナップショットモードでは、定期的にスナップショットを作成し、ソースVMの状態をレプリカVMにコピーします。最小間隔は スナップショット データ保護アプリケーションにおけるスナップショットの作成には、数分かかる場合があります。つまり、VMスナップショットの作成後に元のVMに書き込まれたデータは、元のVMに障害が発生した場合に失われる可能性があります。スナップショットベースのレプリケーションは、リカバリポイント目標(RPO)が厳格でないVMに最適です。従来のスナップショットベースのVMレプリケーションの利点は、設定が容易で、システム要件も軽微であるため、ほとんどの組織にとって手頃なコストで導入できることです。
ジャーナルモード リアルタイムレプリケーションまたは継続的レプリケーションに使用されるこの機能は、継続的に更新されるジャーナルに基づいて動作し、これらの更新内容はソースVMからVMレプリカへと継続的にレプリケートされます。その結果、最新の変更が常にレプリケートされ、VMに障害が発生した場合でも、VMレプリカを使用してVMの最新の状態を復元することができます。 ジャーナルモードによるリアルタイムレプリケーションは、RPO値が厳しい重要なVMに使用されます。このレプリケーション方式は、ソリューションを導入する際に、より高いシステム要件とコストを必要とします。そのため、このレプリケーション方式は主に重要なVMに対して使用すべきです。
以下の比較表では、スナップショットモードとジャーナルモードを使用したレプリケーションの主な特徴を確認できます。
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アスペクト |
スナップショットモード |
ジャーナルモード |
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複製頻度 |
スナップショットの間隔に基づいて定期的に |
連続的、またはほぼリアルタイム |
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データ損失のリスク(RPO) |
より高い。スナップショットの頻度による。 |
最小限、ほぼゼロのRPO |
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復旧オプション |
特定のスナップショット時点に限定される |
任意の時点での詳細な復元 |
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パフォーマンスへの影響 |
スナップショット作成中にVMのパフォーマンスに影響を与える可能性があります |
ネットワーク／ストレージリソースの使用率の上昇 |
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ユースケースの例 |
重要度の低いワークロード、災害復旧(DR)、バックアップ |
ミッションクリティカルなシステム、リアルタイムの災害復旧 |
NAKIVOでリアルタイムレプリケーションのジャーナルモードを設定する方法
まず、ジャーナルサービスをインストールする必要があります。その後、そのオプションを設定することで、VMware VM 向けのリアルタイムレプリケーションジョブを実行できるようになります。
ジャーナルサービスの導入
(リアルタイムレプリケーション機能を使用して作成された)VMレプリカを配置する対象のESXiホストには、VMwareがインストールされている必要があります。 仮想アプライアンス NAKIVO を使用して トランスポーター ジャーナル・サービスのインストールまたは設定を行うには。
リアルタイムレプリケーションジャーナルサービスを自動的にインストールするには( NAKIVO Backup & Replication v11.1) の場合は、以下の手順に従ってください:
- "リアルタイムレプリケーションジョブウィザード"の手順を完了して、新しいVMware VMのリアルタイムレプリケーションジョブを作成します。
- "リアルタイムレプリケーションジョブウィザード"の完了後:
- NAKIVOソリューションは、ジャーナルサービスがインストールされていない必要なトランスポーター仮想アプライアンス(VA)に、ジャーナルサービスをインストールします。ジャーナルサービスは、 /opt/nakivo/journalservice 755の権限が設定されており、"bhsvc” ユーザー (“bhsvc("グループ")。
- 複数のトランスポーターVA上のジャーナルサービスが同時にインストールされます(一度に最大10個のVAまで)。
- ターゲットホストに複数のトランスポーターVAが存在する場合、本製品はリストの最初のVAを使用してジャーナルサービスをインストールします。
ジャーナル・サービスを手動でインストールするには(v10.10以降で利用可能)、以下の手順を実行してください:
- Journal Serviceのインストーラーをダウンロードするには、のWebインターフェースを開いてください。 NAKIVO Backup & Replication、次のページへ 設定 > ノード、をクリックして ダウンロード アイコンをクリックして ジャーナルサービス(対象:) リアルタイムレプリケーション.
VMware vSphere 向けの NAKIVO 仮想アプライアンスは Ubuntu Server をベースとしており、ジャーナルサービスのインストーラーには . が付いています。sh ファイル拡張子。ファイル名に含まれるバージョン番号は、お使いのバージョンおよびビルドによって異なります。 NAKIVO Backup & Replication.
- ダウンロードしたインストーラーを、VMware vSphere上で実行中の仮想アプライアンスにコピーします。この作業には、SCPクライアントを使用できます。
- NAKIVO 仮想アプライアンス上で、Journal サービスのインストーラファイルが保存されているディレクトリに移動します。
- 次のコマンドを実行して、実行権限を追加してください:
sudo chmod +x ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh - ジャーナル・サービスのインストーラを実行します:
sudo ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh --eula-accept - インストールが正常に完了し、ジャーナルサービスが実行されていることを確認するには、次のコマンドを実行してください:
systemctl status nkv-journalsvcインストールログは次の場所にあります。 /tmp/nkv-journalsvc-install.log
レプリケーションジョブのジャーナル設定
すべての要件が満たされたとき(例えば、 ESXiクラスター、I/O フィルターなど)が設定され、すべてのコンポーネントが環境内で構成されていれば、VMware VM 用のリアルタイムレプリケーションジョブを作成できます。
リアルタイムの VMware レプリケーションジョブの I/O ジャーナル設定は、 定着率 ステップ。
以下の設定を行うことができます I/Oジャーナル 設定:
- ジャーナルモード:
- ロールバック・ジャーナル. 新しいデータの変更は、VMレプリカに直接保存されます。VMレプリカ内の古いデータはジャーナルに保存されます。古いデータは、履歴の制限などのジャーナル設定に従って、ジャーナルから削除されます。
- ロールフォワード・ジャーナル. 新しいデータの変更はI/Oジャーナルに保存されます。古いデータは、設定に基づいてVMレプリカにマージされます。
- ジャーナルの履歴の保存期間制限. 必要に応じて、ジャーナル履歴の保存期間を設定できます。設定範囲は1時間から30日間です。
- ジャーナルのサイズ制限. この制限は 1 GB から 20 TB の間で設定できます。ジャーナルのサイズ制限が設定されていない場合、そのサイズはデータストアのサイズと同じになります。このデータストアのサイズが 20 TB を超える場合、ジャーナルのサイズは 20 TB に制限されます。
詳細はこちら リアルタイムレプリケーション および、VMware vSphere上の仮想マシンを保護するための完全な設定。
結論
ジャーナルモードを使用すると、仮想マシンに対してリアルタイムレプリケーションを活用でき、これにより重要な仮想マシンに対して最短の復旧時点目標(RPO)を実現できます。一方、RPOの要件がそれほど高くない仮想マシンについては、スナップショットを用いた従来のレプリケーションを使用する方が、コスト効率に優れる場合があります。使用方法 NAKIVO Backup & Replication 従来のVMレプリケーションおよびリアルタイムレプリケーションにより、データを保護します。
