Tworzenie kopii zapasowej Hyper-V na poziomie hosta a na poziomie gościa
W przypadku korzystania z platformy wirtualizacyjnej Microsoft Hyper-V tworzenie kopii zapasowej maszyn wirtualnych ma kluczowe znaczenie. Aby zapewnić bezpieczeństwo danych maszyn wirtualnych, należy zapoznać się z różnymi metodami tworzenia kopii zapasowych maszyn wirtualnych Hyper-V oraz ustalić, które z nich najlepiej odpowiadają Twoim potrzebom. Istnieją dwa różne podejścia do tworzenia kopii zapasowej maszyn wirtualnych Hyper-V: na poziomie gościa i na poziomie hosta.
Metoda na poziomie gościa przypomina fizyczną kopię zapasową, działając na poziomie maszyny wirtualnej przy pomocy agentów zainstalowanych na każdej z nich. Tworzenie kopii zapasowej na poziomie hosta oferuje więcej korzyści, działając na poziomie hiperwizora i wykonując kopię zapasową całych maszyn wirtualnych, w tym ich konfiguracji, co ułatwia odzyskiwanie danych. Oba podejścia zostały szczegółowo omówione w tym wpisie na blogu, wraz z funkcjami NAKIVO Backup & Replication do wykonania kopii zapasowej na poziomie hosta.
Tworzenie kopii zapasowej Hyper-V na poziomie systemu gościa
Tworzenie kopii zapasowej maszyn wirtualnych Hyper-V na poziomie systemu gościa przebiega podobnie jak w przypadku fizycznej kopii zapasowej hosta. W celu wykonania procesu tworzenia kopii zapasowej w systemie operacyjnym gościa (OS) instalowane jest specjalne oprogramowanie oparte na agencie. Niemal wszystkie produkty do tworzenia kopii zapasowych dla systemu Windows wykorzystują usługę Volume Shadow Copy Service (VSS – znaną również jako Volume Snapshot Service) firmy Microsoft. VSS to technologia opracowana w celu tworzenia kopia zapasowa spójna z aplikacją kopii danych za pomocą migawek. Do tego procesu wykorzystywane są specjalne komponenty VSS zwane modułami zapisu VSS. W systemie Linux do podobnych celów można wykorzystać migawki LVM (Logical Volume Manager).
Rola agentów
Agent to element oprogramowania do tworzenia kopii zapasowych, który jest instalowany na komputerze fizycznym lub maszynie wirtualnej w celu interakcji z systemem plików i aplikacjami. Agenci mogą służyć do tworzenia kopii całego systemu lub poszczególnych plików lub programów. Agenci zazwyczaj działają jako proces systemowy wewnątrz systemu operacyjnego gościa; nawiązują połączenie sieciowe z serwerem, na którym można zarządzać kopiami zapasowymi. Rozwiązania do tworzenia kopii zapasowych wykorzystujące agentów są często nazywane starsze rozwiązania do tworzenia kopii zapasowych.
Przypadki użycia tworzenia kopii zapasowych na poziomie gościa w środowisku wirtualnym
Tworzenie kopii zapasowych na poziomie gościa może być wykorzystywane z następujących powodów:
- Jeśli system operacyjny gościa nie jest oficjalnie obsługiwany przez hiperwizora, co oznacza, że wykonanie spójnych kopii zapasowych przy użyciu metody na poziomie hosta nie jest możliwe.
- Jeśli maszyna wirtualna jest podłączona do pamięci masowej współdzielonej na poziomie systemu operacyjnego gościa lub posiada bezpośrednio podłączony dysk fizyczny (w tym dysk typu pass-through), który nie jest obsługiwany przez oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych na poziomie hosta. Załóżmy na przykład, że maszyna wirtualna jest podłączona do LUN (Logical Unit Number) sieci SAN (Storage Area Network) za pośrednictwem protokołu iSCSI (przy użyciu inicjatora iSCSI w systemie gościa), a oprogramowanie, takie jak serwer bazy danych lub serwer plików, korzysta z tego woluminu. W takim przypadku moduł zapisu VSS platformy Hyper-V nie będzie w stanie wykonać w pełni spójnej kopii zapasowej wszystkich dysków używanych przez maszynę wirtualną (woluminów wewnątrz dysków wirtualnych VHD oraz woluminów bezpośrednio podłączonych dysków fizycznych). Wynika to z faktu, że w celu wykonania prawidłowej kopii zapasowej aplikacje oraz oba typy dysków muszą być w stanie zawieszenia podczas tworzenia migawki. Dyski typu pass-through można przekonwertować na dyski wirtualne VHD w celu wykonywania kopii zapasowych na poziomie hosta. Należy pamiętać, że maszyna wirtualna może znajdować się w pamięci masowej współdzielonej, takiej jak urządzenie NAS (Network Attached Storage) lub SAN. Rozwiązania te służą do wykonania kopii zapasowej na poziomie hosta w środowiskach klastrowych.
- Niektóre organizacje posiadające niewielkie środowiska wirtualne stosują wykonanie kopii zapasowej maszyn wirtualnych na poziomie gościa, ponieważ chcą obniżyć koszty. Jednak takie podejście nie jest zalecane. Chociaż w przeszłości mogło to mieć sens, ponieważ starsze rozwiązania oparte na agentach były bardziej ekonomiczne w środowiskach z niewielką liczbą maszyn wirtualnych, obecnie dostępne są równie (lub nawet bardziej) przystępne cenowo rozwiązania do wykonania kopii zapasowej maszyn wirtualnych na poziomie hosta dla małych środowisk Hyper-V.
Wady wykonywania kopii zapasowej na poziomie gościa
- Agenci muszą być zainstalowani na każdej maszynie wirtualnej, co jest niewygodne i czasochłonne.
- Proces odzyskiwania jest trudniejszy. Najpierw należy utworzyć pustą maszynę wirtualną, a następnie skonfigurować jej ustawienia (wirtualny Procesor, pamięć, dyski, sieć itp.). Dopiero wtedy można przywrócić maszynę wirtualną, a do ponownego uruchomienia potrzebne są nośniki przywracania.
- Zużycie zasobów obliczeniowych jest znacznie wyższe, zwłaszcza gdy jednocześnie wykonuje się kopie zapasowe kilku maszyn wirtualnych znajdujących się na jednym hoście Hyper-V.
- Oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych oparte na agentach wymaga użycia uprawnień administratora lub konta root do konfiguracji agentów, co może być niebezpieczne.
- Brak migawek na poziomie maszyn wirtualnych.
Kopia zapasowa Hyper-V na poziomie hosta
Metody tworzenia kopii zapasowych na poziomie hosta są preferowane w przypadku kopii zapasowych maszyn wirtualnych Hyper-V. Metody wykonywania kopii zapasowej na poziomie hosta działają na poziomie hiperwizora, a nie na poziomie gościnnej maszyny wirtualnej, i umożliwiają wykonywanie kopii zapasowej maszyn wirtualnych niezależnie od systemu operacyjnego, który na nich działa. Maszyny wirtualne można wykonać kopię zapasową w całości, łącznie z plikami dysków wirtualnych (oznaczonymi formatem VHD w Hyper-V) oraz plikami konfiguracyjnymi, w których przechowywane są ustawienia maszyny wirtualnej, takie jak Procesor, pamięć, sieć itp. Istnieją dwa rodzaje metod tworzenia kopii zapasowej na poziomie hosta – metoda stanu zapisanego (Saved State Method) oraz metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej (Child VM Snapshot Method).
Metoda stanu zapisanego
Metoda stanu zapisanego jest metodą offline, która nie jest spójna z aplikacją. Podczas korzystania z tej metody usługa Volume Shadow Copy Service platformy Hyper-V przydziela moduł zapisujący VSS do wykonania procesu tworzenia kopii zapasowej. Jeśli maszyna wirtualna jest w tym momencie uruchomiona, zostaje ona przełączona do „stanu zapisanego”. Oznacza to, że maszyna wirtualna przechodzi w tryb offline na krótki czas podczas tworzenia migawki. Moduł zapisu VSS usługi Hyper-V przełącza maszynę wirtualną w stan hibernacji. Zapewnia to zapisanie otwartych plików oraz zarejestrowanie stanu uruchomionych aplikacji na wirtualnym dysku twardym.
Jak działa metoda „Saved State”?
W ujęciu szczegółowym proces ten składa się z następujących etapów:
- PrepareForSnapshot . W tym momencie oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych rozpoczyna przygotowywanie maszyny wirtualnej do kopii zapasowej, a stan maszyny wirtualnej jest zapisywany przy użyciu trybu hibernacji.
- Tworzenie migawki. Na tym etapie wykorzystywany jest moduł zapisu VSS platformy Hyper-V, działający jako proces VMMS.exe (Virtual Machine Management Service). Tworzona jest migawka (zwana również punktem kontrolnym maszyny wirtualnej w środowisku Hyper-V); oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych tworzy kopię zapasową na podstawie tej migawki. Utworzenie migawki pozwala na wykonanie kopii zapasowej danych maszyny wirtualnej, unikając jednocześnie jakichkolwiek modyfikacji danych podczas procesu kopiowania. Po zakończeniu tego procesu wyzwalane jest zdarzenie PostSnapshot.
- PostSnapshot zdarzenie. Maszyna wirtualna wraca do poprzedniego stanu (tj. budzi się z hibernacji).
Metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej
Metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej jest metodą spójną z aplikacją i jest preferowana do wykonywania kopii zapasowych uruchomionych maszyn wirtualnych. Metodę tę można stosować w środowiskach produkcyjnych o wysokiej dostępności. Maszyna wirtualna pozostaje w trybie online podczas operacji wykonywania kopii zapasowej, ale utworzona kopia zapasowa jest nadal spójna transakcyjnie. Podczas gdy metoda stanu zapisanego wykorzystuje usługę Hyper-V VSS poza maszynami wirtualnymi potomnymi, metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej wykorzystuje mechanizm VSS wewnątrz maszyny wirtualnej potomnej (termin „maszyna wirtualna potomna” jest synonimem „maszyny wirtualnej gościa”) do wykonania kopii zapasowej.
Jak działa metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej?
Sekwencja zdarzeń jest częściowo podobna do metody stanu zapisanego.
- Zdarzenie PrepareForSnapshot . Usługa Hyper-V VSS Requestor Service w maszynie wirtualnej potomnej wyzwala zdarzenie PrepareForSnapshot, aby zainicjować tworzenie kopii zapasowej.
- Zdarzenie tworzenia migawki. Po otrzymaniu żądania od usługi VSS Requestor Service tworzona jest migawka. Następnie kontrola jest przekazywana z usługi Hyper-V VSS Requestor Service do modułu Hyper-V VSS Writer.
- Zdarzenie PostSnapshot . Moduł VSS Writer wyzwala zdarzenie PostSnapshot, aby poinformować oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowej, że tworzenie migawki maszyny wirtualnej zostało zakończone. Oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowej może następnie skopiować migawkę w ramach procesu tworzenia kopii zapasowej maszyny wirtualnej.
Rola usług integracji Hyper-V
Usługi integracji Hyper-V służą do tworzenia kopii zapasowych przy użyciu metody migawki maszyny wirtualnej potomnej; zapewniają one specjalną interakcję między hiperwizorem a maszyną wirtualną potomną. Usługi te obejmują zbiór sterowników i usług, które można indywidualnie włączać lub wyłączać w zależności od potrzeb. Omówiona powyżej usługa VSS Requestor Service stanowi część pakietu Integration Services, który należy zainstalować na maszynie wirtualnej w celu wykonania kopii zapasowej na poziomie hosta.
Począwszy od systemów Windows Server 2008 R2 i Windows 7, pakiet Integration Services jest dołączony do systemu operacyjnego. Jeśli chcesz ręcznie zainstalować lub zaktualizować usługi integracyjne na maszynie wirtualnej Hyper-V, możesz to zrobić za pomocą Menedżera Hyper-V i zamontowania obrazu dysku wirtualnego vmguest.iso na dysku wirtualnym maszyny. Aby ręcznie zaktualizować usługi integracyjne na hoście Hyper-V, możesz je pobrać ze strony Microsoftu i zainstalować za pomocą PowerShell. Systemy Windows 10 i Windows Server 2016 mogą aktualizować usługi Integration Services zarówno na hostach, jak i na maszynach-gościach za pośrednictwem usługi Windows Update.
Wymagania dotyczące korzystania z metody migawki maszyny-gościa
Aby wykonać kopię zapasową przy użyciu metody migawki maszyny-gościa, muszą być spełnione następujące warunki:
- Usługi Integration Services platformy Hyper-V, w tym moduł Hyper-V VSS Requestor, muszą być zainstalowane na maszynie-gościu.
- Wszystkie woluminy wewnątrz maszyny wirtualnej muszą być skonfigurowane jako dyski podstawowe, a nie dynamiczne. Systemy plików dysków wewnątrz podrzędnej maszyny wirtualnej muszą obsługiwać migawki (na przykład system plików NTFS spełnia to kryterium).
- Pliki migawek maszyny wirtualnej muszą znajdować się na tym samym woluminie co pliki VHD.
- Podrzędna maszyna wirtualna musi być uruchomiona.
Jeśli którykolwiek z wyżej wymienionych warunków nie jest spełniony, nie można użyć metody migawki podrzędnej maszyny wirtualnej. W takim przypadku jako metoda domyślna zostanie użyta metoda stanu zapisanego.
Zalety metod tworzenia kopii zapasowych na poziomie hosta
Jak pokazano powyżej, metody tworzenia kopii zapasowych na poziomie hosta są preferowane w przypadku maszyn wirtualnych Hyper-V i oferują wiele zalet w porównaniu z metodą na poziomie gościa. Zalety te można podsumować w następujący sposób:
- Kopia zapasowa na poziomie hiperwizora jest łatwiejsza w zarządzaniu. Nie są potrzebne żadne agenty. Produkt do wykonywania kopii zapasowej może zarządzać całym hostem Hyper-V i wszystkimi maszynami wirtualnymi znajdującymi się na tym hoście. Można wybrać konkretne maszyny wirtualne, których kopie zapasowe należy wykonać.
- Podczas procesu wykonywania kopii zapasowej przechwytywana jest cała zawartość maszyny wirtualnej, w tym dyski wirtualne, migawki i ustawienia maszyny wirtualnej. Wystarczy tylko wybrać hiperwizor wraz z lokalizacją pamięci masowej do procesu odzyskiwania maszyn wirtualnych; Nie ma potrzeby tworzenia i ręcznego konfigurowania nowej maszyny wirtualnej.
- Możliwość wykonywania spójnych z aplikacją kopii zapasowych maszyn wirtualnych Hyper-V w trybie online przy użyciu metody migawek maszyn wirtualnych potomnych, co ma kluczowe znaczenie w środowiskach produkcyjnych. Nie dochodzi do przerwania działania maszyn wirtualnych, a kopia zapasowa jest spójna transakcyjnie.
- Oszczędność zasobów (procesor, pamięć i miejsce na dysku).
Wykorzystanie NAKIVO Backup & Replication do usprawnienia tworzenia kopii zapasowej Hyper-V
NAKIVO Backup & Replication wykorzystuje metody na poziomie hosta do wykonania kopii zapasowej maszyn wirtualnych Hyper-V i upraszcza proces konfiguracji zadań tworzenia kopii zapasowej. NAKIVO Backup & Replication oferuje natywne tworzenie kopii zapasowej dla Hyper-V Server 2012 R2, a także Hyper-V Server 2016 i może wykonywać kopie zapasowe oparte na obrazach na poziomie bloków uruchomionych maszyn wirtualnych bez przestojów.
Produkt wykorzystuje również kilka różnych technologii oszczędzających miejsce na dysku. Kopie zapasowe Hyper-V są przyrostowe dzięki Elastyczne śledzenie zmian (RCT), która śledzi bloki danych, które uległy zmianie od ostatniej kopii zapasowej. Dane kopii zapasowej Hyper-V są przechowywane w repozytorium przy użyciu tryb w pełni syntetyczny. Pliki wymiany są wykluczane podczas procesu tworzenia kopii zapasowej Hyper-V, a dane są poddawane globalnej deduplikacji w celu dalszego zmniejszenia rozmiaru.
Funkcje NAKIVO Backup & Replication poprawiające tworzenie kopii zapasowej Hyper-V
- Tryb spójności z aplikacją pozwala na tworzenie spójnych kopii zapasowych maszyn wirtualnych, na których działają Microsoft Exchange, SQL Server, Active Directory oraz inne aplikacje lub bazy danych.
- Zdalne przechowywanie kopii zapasowej Hyper-V w chmurze Azure lub AWS zapewnia dodatkowy poziom ochrony przed awariami.
- Wbudowana weryfikacja kopii zapasowej sprawdza, czy kopia zapasowa jest spójna, i pomaga upewnić się, że dane kopii zapasowej przechowywane w repozytorium są identyczne z danymi maszyny wirtualnej źródłowej. Dzięki funkcji weryfikacji zrzutów ekranu zrzuty ekranu z załadowanych systemów operacyjnych testowo odzyskanej maszyny wirtualnej potomnej są wysyłane automatycznie za pośrednictwem e-maila natychmiast po wykonaniu kopii zapasowej.
- Funkcje przyjazne dla klastrów pomagają tworzyć kopie zapasowe maszyn wirtualnych w trybie failover Hyper-V. Maszyny wirtualne mogą zmieniać swoją lokalizację między różnymi hostami w klastrze. Produkt automatycznie śledzi lokalizację maszyn wirtualnych, dzięki czemu zawsze można wykonać ich kopię zapasową.
Wnioski
Omówiliśmy metody tworzenia kopii zapasowej maszyn wirtualnych Hyper-V zarówno na poziomie systemu gościa, jak i na poziomie hosta. Tworzenie kopii zapasowej na poziomie systemu gościa wymaga użycia agentów, podczas gdy tworzenie kopii zapasowej na poziomie hosta oferuje szereg korzyści, w tym prostsze odzyskiwanie danych i oszczędność zasobów. Dlatego właśnie NAKIVO Backup & Replication wykonuje kopię zapasową Hyper-V na poziomie hosta w sposób spójny z aplikacją.
Metoda migawki maszyny wirtualnej potomnej jest zazwyczaj preferowana w środowiskach produkcyjnych ze względu na możliwość tworzenia transakcyjnie spójnych kopii zapasowych online bez przerywania działania maszyny wirtualnej. Gdy maszyna wirtualna jest w trybie offline, można zastosować metodę zapisanego stanu. Jeśli nie można zastosować żadnej z metod tworzenia kopii zapasowych na poziomie hosta, czy to ze względu na kompatybilność, czy inne ograniczenia, można wykonać kopię zapasową na poziomie gościa.
