Strategia replikacji synchronicznej a asynchronicznej
Współczesny świat biznesu rozwija się z każdą sekundą, co oznacza, że ilość wrażliwych danych wymagających ochrony stale rośnie. Na wypadek awarii każda firma musi dysponować zestawem strategii odzyskiwania danych, aby jak najszybciej zabezpieczyć i przywrócić procesy o znaczeniu krytycznym. Stąd wynika zapotrzebowanie na zdalną replikację, która polega na przesyłaniu danych o znaczeniu krytycznym zdalnie w celu zapewnienia ich niezawodnego magazynowania i szybkiego odzyskania.
Czym jest replikacja zdalna?
Replikacja zdalna stanowi istotny element ochrony danych i odzyskiwania. Wcześniej replikacja była wykorzystywana głównie do kopiowania i przechowywania danych aplikacji w lokalizacjach poza siedzibą firmy. Z biegiem czasu zakres zastosowań tej technologii znacznie się jednak poszerzył. Obecnie replikacja umożliwia utworzenie zsynchronizowanej kopii maszyny wirtualnej na zdalnym hoście docelowym. Kopia ta nazywana jest repliką maszyny wirtualnej ( ) i działa tak samo jak zwykła maszyna wirtualna dostępna na hoście źródłowym. Repliki maszyn wirtualnych można przenosić i uruchamiać na dowolnym sprzęcie, który to obsługuje. Można je uruchomić w ciągu kilku sekund w przypadku awarii oryginalnej maszyny wirtualnej. Technologia ta może znacznie skrócić przestoje, a także ograniczyć potencjalne ryzyko biznesowe i straty związane z awarią.
Przed uruchomieniem zadania replikacji należy wziąć pod uwagę następujące czynniki:
- Odległość — im większa odległość między lokalizacjami, tym większe opóźnienia.
- Przepustowość — prędkość Internetu i łączność sieciowa powinny być wystarczające, aby zapewnić zaawansowane połączenie umożliwiające szybki i bezpieczny transfer danych.
- Szybkość transmisji danych — szybkość transmisji danych powinna być niższa niż dostępna przepustowość, aby nie przeciążać sieci.
- Technologia replikacji — zadania replikacji powinny być uruchamiane równolegle (jednocześnie) w celu efektywnego wykorzystania sieci.
Czynniki te pomagają określić, który typ replikacji jest preferowany w przypadku konkretnego rodzaju awarii.
Strategie replikacji synchronicznej i asynchronicznej
Można wyróżnić dwa główne typy replikacji danych: synchroniczną i asynchroniczną.
Replikacja synchroniczna
W tym przypadku dane są replikowane do dodatkowej lokalizacji zdalnej w tym samym czasie, w którym nowe dane są tworzone lub aktualizowane w głównym centrum danych. Zapewnia to niemal natychmiastową replikację, co pozwala utrzymywać repliki danych opóźnione o zaledwie kilka minut w stosunku do materiału źródłowego. Zasadniczo zarówno źródło, jak i miejsce docelowe pozostają całkowicie zsynchronizowane, co ma kluczowe znaczenie dla skutecznego odzyskiwania awaryjnego (DR).
Ze względu na fakt, że dane są atomowo aktualizowane w wielu zdalnych lokalizacjach, ma to wpływ na wydajność i dostępność sieci. Operacje atomowe definiuje się jako sekwencję operacji, które muszą zostać zakończone bez zakłóceń, zanim będzie można wykonać kolejne zadanie. W kontekście replikacji synchronicznej oznacza to, że operacja zapisu jest uznawana za zakończoną dopiero wtedy, gdy zarówno lokalny, jak i zdalny magazyn potwierdzą jej zakończenie. Dzięki temu gwarantowana jest zerowa utrata danych, ale ogólna wydajność ulega spowolnieniu.
Replikacja asynchroniczna
W tym przypadku replikacja nie odbywa się w tym samym czasie, co wprowadzanie zmian w magazynie głównym. Dane są replikowane wyłącznie w ustalonych odstępach czasu (może to być co godzinę, codziennie lub co tydzień). Replika może być przechowywana w zdalnej lokalizacji DR, ponieważ nie musi być synchronizowana z lokalizacją główną w czasie rzeczywistym.
W przypadku replikacji asynchronicznej dane nie są atomowo aktualizowane w wielu lokalizacjach, co oznacza, że aplikacja kontynuuje zapis danych, które nie zostały jeszcze w pełni zreplikowane. W ten sposób zapis jest uznawany za zakończony, gdy tylko lokalny magazyn potwierdzi jego wykonanie. W przypadku replikacji asynchronicznej wydajność sieci i dostępność ulegają poprawie bez wpływu na przepustowość. Wynika to z faktu, że repliki nie są aktualizowane w czasie rzeczywistym. Wadą jest to, że w przypadku awarii lokalizacja DR może nie zawierać najnowszych zmian, co może skutkować utratą niektórych krytycznych danych.
Replikacja synchroniczna a asynchroniczna: główne różnice
| Synchroniczna | Asynchroniczna | |
| Odległość | Działa lepiej, gdy lokalizacje znajdują się blisko siebie (wydajność spada proporcjonalnie do odległości). | Działa na większych odległościach (o ile dostępne jest połączenie sieciowe między centrami danych). |
| Koszt | Droższe | Bardziej opłacalne |
| Docelowy punkt odzyskiwania (RPO) | Zero | Od 15 minut do kilku godzin |
| Docelowy czas odzyskiwania (RTO) | Krótki | Krótki |
| Sieć | Wymaga większej przepustowości i podlega wpływowi opóźnień; może podlegać wpływowi przerw w sieci WAN (ponieważ transfer replikowanych danych nie może zostać odłożony na później). | Wymaga mniejszej przepustowości i nie podlega wpływowi opóźnień; Nie ma na to wpływu przerwa w działaniu sieci WAN (ponieważ kopia danych może być przechowywana w lokalnej lokalizacji do czasu przywrócenia usługi WAN). |
| Utrata danych | Zero | Możliwa utrata najnowszych aktualizacji danych. |
| Odporność | Pojedyncza awaria może spowodować utratę dostępu do usługi; wirusy lub inne złośliwe elementy prowadzące do uszkodzenia danych mogą zostać skopiowane do drugiej kopii danych. | Utrata dostępu do usługi może nastąpić po 2 awariach. |
| Wydajność | Niska (oczekiwanie na potwierdzenie sieciowe z lokalizacji zapasowej). | Wysoka (brak oczekiwania na potwierdzenie sieciowe z lokalizacji zapasowej). |
| Zarządzanie | Może wymagać specjalistycznego sprzętu; Obsługiwane przez wysokiej klasy macierze pamięci masowej oparte na blokach oraz produkty do replikacji sieciowej. | Większa kompatybilność z innymi produktami; Obsługiwane przez produkty do replikacji oparte na macierzach, sieci i hostach. |
| Przypadki użycia | Najlepsze rozwiązanie do natychmiastowego odzyskiwania awaryjnego oraz projektów, które wymagają absolutnej ochrony przed utratą danych. | Najlepsze rozwiązanie do przechowywania mniej wrażliwych danych oraz natychmiastowego odzyskiwania awaryjnego w projektach, które mogą tolerować częściową utratę danych. |
Co jest lepsze: replikacja synchroniczna czy asynchroniczna?
Nie ma jednoznacznej odpowiedzi na to pytanie; wybór zależy wyłącznie od priorytetów biznesowych. Replikacja asynchroniczna sprawdza się najlepiej w przypadku projektów obejmujących duże odległości i dysponujących minimalnym budżetem. Jest również odpowiednia dla firm, które mogą sobie pozwolić na częściową utratę danych. Z drugiej strony, replikacja synchroniczna jest stosowana, gdy konieczne jest niezawodne i długoterminowe przechowywanie danych, a firma nie może sobie pozwolić na utratę żadnych krytycznych danych. Jest to przydatne, gdy RTO i RPO są krótkie.
Istnieje jednak kompromis: można stosować zarówno strategie replikacji synchronicznej, jak i asynchronicznej na różnych poziomach infrastruktury. Na przykład replikacja synchroniczna może służyć do przesyłania i zabezpieczania danych w sieci lokalnej (LAN), podczas gdy replikacja asynchroniczna wysyła krytyczne dane do zdalnej lokalizacji DR.
Replikacja w NAKIVO Backup & Replication
Tryb replikacji
vSphere Replication w NAKIVO Backup & Replication jest zawsze przyrostowy. Pierwsza replikacja powoduje skopiowanie całej maszyny wirtualnej, ale kolejne zadania replikacji zapisują jedynie zmiany w danych repliki (przyrostowo). Ponadto po każdym zadaniu replikacji tworzony jest punkt odzyskiwania, który odwołuje się do wszystkich bloków danych niezbędnych do przywrócenia maszyny wirtualnej. Ten tryb replikacji zapewnia zmniejszenie obciążenia sieci i pozwala zaoszczędzić czas, który w przeciwnym razie zostałby poświęcony na pełne zadania replikacji.
Kompatybilne platformy
NAKIVO Backup & Replication oferuje szybkie wdrażanie na różnych platformach sprzętowych i programowych:
- VMware VA. Wstępnie skonfigurowane urządzenie wirtualne VMware można łatwo pobrać, a następnie zaimportować do VMware vSphere.
- NAS . Instalując NAKIVO Backup & Replication bezpośrednio na urządzeniu NAS, można stworzyć własne urządzenie kopii zapasowej maszyn wirtualnych.
- AWS AMI. NAKIVO Backup & Replication można wdrożyć w chmurze Amazon jako wstępnie skonfigurowany obraz Amazon Machine Image (AMI).
- NAKIVO Backup & Replication można zainstalować na maszynie fizycznej lub wirtualnej z systemem Linux za pomocą jednego polecenia.
- NAKIVO Backup & Replication można zainstalować na fizycznej lub wirtualnej maszynie z systemem Windows za pomocą jednego kliknięcia.
Funkcje replikacji
Migawka rejestruje stan systemu w określonym momencie. W NAKIVO Backup & Replication repliki maszyn wirtualnych są tworzone za pomocą migawek maszyn wirtualnych, które służą do pobierania aktualnych danych maszyn wirtualnych. Za każdym razem, gdy wykonywane jest zadanie replikacji, tworzona jest tymczasowa migawka maszyny wirtualnej, identyfikowane są zmienione dane, a wszystkie aktualizacje są dodawane do repliki. Po zakończeniu zadania migawka jest usuwana.
Śledzenie zmienionych bloków
NAKIVO Backup & Replication wykorzystuje technologie VMware CBT (Changed Block Tracking) i Hyper-V RCT (Resilient Change Tracking) do identyfikacji i kopiowania zmian, które zostały wprowadzone w maszynie wirtualnej od ostatniej replikacji. Technologia ta znacznie poprawia szybkość zadań replikacji. Jeśli technologie CBT i RCT są niedostępne, NAKIVO Backup & Replication wykorzystuje wbudowaną, zastrzeżoną metodę śledzenia zmian.
Obsługa aplikacji na żywo
NAKIVO Backup & Replication to rozwiązanie spójne z aplikacją. Maszyny wirtualne są wykorzystywane do uruchamiania wszelkiego rodzaju aplikacji o znaczeniu krytycznym dla działalności, w tym Microsoft Exchange, Active Directory, SQL, SharePoint itp. W przypadku tych programów, charakteryzujących się częstymi operacjami wejścia i wyjścia, niezbędne jest zapewnienie stałej spójności danych aplikacji, zwłaszcza podczas wykonywania zadania replikacji. Dlatego podczas tworzenia migawki aplikacje wewnątrz maszyny wirtualnej przechowują wszystkie transakcje w pamięci, aby nie zakłócać żadnych bieżących operacji. Ochrona kontenerów
NAKIVO Backup & Replication ułatwia ochronę kluczowych maszyn wirtualnych, umożliwiając ich grupowanie w kontenery, takie jak pule zasobów, foldery lub klastry. Cały kontener można dodać do konkretnego zadania replikacji. Elementy można łatwo dodawać do kontenera lub z niego usuwać, a zmiany te są następnie automatycznie odzwierciedlane w odpowiednich zadaniach replikacji. Funkcja ta jest elastyczna; można również wykluczyć określone maszyny wirtualne z kontenera z zadania replikacji. W tym przypadku chroniony jest cały kontener z wyjątkiem wykluczonych maszyn wirtualnych.
Weryfikacja zrzutu ekranu
Ta funkcja pozwala automatycznie zweryfikować, czy replikacja maszyn wirtualnych zakończyła się pomyślnie. Gdy tylko zadanie replikacji zostanie zakończone, sieć w replice zostaje wyłączona, a replika jest chwilowo włączana w celu wykonania zrzutu ekranu. Następnie replika zostaje ponownie wyłączona i przywrócona do najnowszego punktu odzyskiwania. Użytkownik otrzymuje raport e-mailowy ze zrzutem ekranu z testowo uruchomionego systemu operacyjnego.
Grupowanie zadań
NAKIVO Backup & Replication pozwala organizować zadania replikacji w grupy (foldery), aby uporządkować aplikacje, usługi i lokalizacje w logicznych strukturach. Ponadto można łatwo wykonywać operacje zbiorcze dla wszystkich lub wybranych zadań w grupie.
Automatyczne raporty
Jeśli chcesz być na bieżąco z statusem swoich zadań replikacji, NAKIVO Backup & Replication może Cię o tym powiadamiać, wysyłając automatyczne raporty e-mailowe, zgodnie z harmonogramem lub na żądanie.
Planowanie zadań
NAKIVO Backup & Replication pozwala skonfigurować zadania replikacji tak, aby były uruchamiane na żądanie lub zgodnie z harmonogramem (codziennie, co tydzień, co miesiąc i co rok). Można nawet skonfigurować zadania tak, aby były uruchamiane zgodnie z niestandardowym harmonogramem, który odpowiada konkretnym potrzebom biznesowym, np. co 20 minut, co 5 dni lub w pierwszy wtorek każdego miesiąca. Można również określić przedziały czasowe, w których zadanie powinno się rozpocząć i zakończyć.
Replikacja maszyn wirtualnych w fazie przygotowawczej (Seeding)
Początkowa (pełna) replikacja większych maszyn wirtualnych może trwać długo ze względu na ich rozmiar. Aby przyspieszyć ten proces, NAKIVO Backup & Replication może wykonać replikację maszyn wirtualnych etapami. Ta funkcja pozwala najpierw przenieść („seed”) początkowe repliki maszyn wirtualnych na nośniki wymienne. Następnie repliki te można przetransportować do nowej lokalizacji, gdzie uruchamiane jest nowe zadanie replikacji z wykorzystaniem przeniesionych maszyn wirtualnych. Wtedy wykonywana jest tylko replikacja przyrostowa.
Punkty odzyskiwania
Punkt odzyskiwania odzwierciedla stan maszyny wirtualnej w określonym momencie i służy do jej odzyskania. Dzięki funkcji NAKIVO Backup & Replication można przechowywać do 30 punktów odzyskiwania na każdą replikę maszyny wirtualnej. Produkt umożliwia przechowywanie punktów odzyskiwania zgodnie z zasadami retencji typu „dziadek-ojciec-syn” (GFS), opisanymi poniżej. Metoda ta gwarantuje, że punkty odzyskiwania replik maszyn wirtualnych są zapisywane w lokalizacji DR z określoną częstotliwością (np. codziennie, co tydzień, co miesiąc i co rok).
- Zachowaj jeden punkt odzyskiwania tygodniowo przez X tygodni: ostatni punkt odzyskiwania z każdego tygodnia jest przechowywany przez określoną liczbę tygodni.
- Zachowaj jeden punkt odzyskiwania miesięcznie przez X miesięcy: ostatni punkt odzyskiwania z każdego miesiąca jest przechowywany przez określoną liczbę miesięcy.
- Zachowaj jeden punkt odzyskiwania na rok przez X lat: ostatni punkt odzyskiwania każdego roku jest przechowywany przez określoną liczbę lat.
- RTO i RPO: cel punktu odzyskiwania (RPO) to limit najwcześniejszego momentu, do którego maszyna wirtualna powinna zostać przywrócona podczas odzyskiwania po awarii. W ten sposób określa on ilość danych, które mogą zostać utracone bez powodowania nadmiernych szkód dla firmy. Replikacja może pomóc w osiągnięciu krótszych RPO, ponieważ zadania replikacji można uruchamiać zgodnie z własnymi preferencjami, korzystając z niestandardowych harmonogramów.
Replikacja maszyn wirtualnych może również pomóc w osiągnięciu krótkich celów związanych z czasem odzyskiwania (RTO). RTO to określony okres, w którym działalność firmy musi zostać odzyskana po awarii. Dzięki replikacji maszynę wirtualną można natychmiast odzyskiwać, po prostu włączając replikę.
Przypadki użycia
Replikacja maszyn wirtualnych może chronić usługi o znaczeniu krytycznym dla firmy przed wieloma problemami, w tym spowodowanymi utratą lub awarią maszyn wirtualnych, awarią hosta lub magazynu danych, a także klęskami żywiołowymi. Replikacja maszyn wirtualnych jest zazwyczaj stosowana w projektach, w których przetwarzane są dane wrażliwe i/lub nie można tolerować żadnej utraty danych. Replikacja jest odpowiednia w tych przypadkach, ponieważ odzyskiwanie maszyn wirtualnych można przeprowadzić łatwo i niemal natychmiastowo w razie wystąpienia awarii.
Funkcja replikacji jest wykorzystywana w następujących przypadkach użycia:
- Odzyskiwanie awaryjne z wykorzystaniem repliki
Dzięki NAKIVO Backup & Replication można w znacznym stopniu złagodzić negatywne skutki awarii systemu, takie jak przestoje i utrata przychodów. Dzięki replikacji maszyn wirtualnych można niemal natychmiastowo przywrócić całą maszynę wirtualną przy użyciu jej repliki, zapewniając w ten sposób wysoką dostępność usług biznesowych.
- Tryb failover oraz Powrót po awarii
Gdy awaria unieruchomi główną bazę danych, może to mieć poważny wpływ na działalność firmy – chyba że wdrożono skuteczny plan odtworzenia po awarii. Właśnie w takich sytuacjach przydatne jest tryb failover. Tryb failover to proces przełączania się z maszyny wirtualnej źródłowej na jej replikę w celu przeniesienia obciążeń krytycznych dla działalności z uszkodzonej lokalizacji do lokalizacji odtworzenia po awarii.
Po przywróceniu działania lokalizacji głównej można ponownie przełączyć operacje biznesowe na pierwotną maszynę wirtualną. Proces ten nazywa się powrotem po awarii (failback) i umożliwia synchronizację danych między lokalizacją główną a lokalizacją odzyskiwania po awarii.
- Odzyskiwanie lokacji
Dzięki NAKIVO Backup & Replication można opracować procedury odzyskiwania lokacji serwisu (zadania), które są łatwo konfigurowanymi algorytmami służącymi do automatyzacji i orkestracji procesu odzyskiwania po awarii. Ręczne wdrażanie planu odzyskiwania awaryjnego może być zadaniem czasochłonnym i wymagającym znacznych zasobów. Na szczęście NAKIVO Backup & Replication pozwala zorganizować działania w zadaniach odzyskiwania lokacji, które można uruchomić za pomocą zaledwie kilku kliknięć. Można tworzyć specjalne zadania odzyskiwania lokacji, aby poradzić sobie z każdym rodzajem zdarzenia DR.
W przepływach odzyskiwania lokacji można uwzględnić następujące działania i warunki:
- Tryb failover maszyn wirtualnych. Tryb failover na już utworzoną replikę maszyny wirtualnej.
- Powrót po awarii maszyn wirtualnych. Przenoszenie obciążeń z powrotem z repliki maszyny wirtualnej w lokalizacji DR do maszyny źródłowej w lokalizacji produkcyjnej.
- Uruchamianie maszyn wirtualnych. Uruchamianie jednej lub wielu maszyn wirtualnych.
- Zatrzymywanie maszyn wirtualnych. Zatrzymywanie jednej lub wielu maszyn wirtualnych.
- Uruchamianie zadań. Uruchom zadania ochrony danych (kopie zapasowe, replikacja itp.), które zostały już utworzone dla maszyn wirtualnych.
- Zatrzymaj zadania. Zatrzymaj uruchomione zadania ochrony danych maszyn wirtualnych.
- Uruchom skrypt. Uruchom własny skrypt przed lub po zadaniu na komputerze z systemem Windows lub Linux.
- Podłącz repozytorium. Podłącz repozytorium kopii zapasowych.
- Odłącz repozytorium. Odłącz podłączone repozytorium kopii zapasowych.
- Wyślij wiadomości e-mail. Otrzymuj powiadomienia e-mailowe zawierające szczegółowe wyniki po zakończeniu określonej akcji.
- Oczekuj. Oczekuj przez określony czas przed rozpoczęciem kolejnej akcji.
- Sprawdź warunek. Sprawdź, czy zasób istnieje, czy zasób działa lub czy adres IP/nazwa hosta jest dostępna przed przejściem do kolejnej akcji.
Wniosek
Każda firma może paść ofiarą nieoczekiwanej katastrofy lub awarii systemu awaria, która może zagrozić integralności danych o kluczowym znaczeniu dla działalności. Dlatego posiadanie skutecznego planu odtworzenia po awarii (DR) jest absolutnie niezbędne we współczesnym świecie biznesu, gdzie wysoka dostępność i ciągłość działania mają nadrzędne znaczenie.
Replikacja może stać się nieocenionym narzędziem w zakresie odzyskiwania po awarii. Strategie replikacji synchronicznej i asynchronicznej powinny być wdrażane w sposób przemyślany, w zależności od priorytetów i potrzeb biznesowych. Replikacja asynchroniczna jest opłacalną strategią, która wymaga mniejszej przepustowości i nie wymaga dodatkowego sprzętu. Może być wykorzystywana do przechowywania mniej wrażliwych danych oraz do przesyłania danych na duże odległości. Chociaż replikacja synchroniczna jest w dużym stopniu uzależniona od połączenia sieciowego i opóźnień, gwarantuje zerową utratę danych i pozwala na natychmiastowe przywrócenie operacji o znaczeniu krytycznym.
NAKIVO Backup & Replication to szybkie i elastyczne rozwiązanie, które umożliwia replikację maszyn wirtualnych do jednej lub kilku lokalizacji zdalnych w celu zapewnienia niezawodnego magazynu danych. Dzięki temu rozwiązaniu w razie awarii wystarczy po prostu włączyć repliki, unikając w ten sposób utraty przychodów i długotrwałego przestoju.
