Hiểu về chế độ nhật ký trong sao chép thời gian thực

Trong môi trường VMware, việc sao chép có thể được triển khai bằng một trong hai chế độ xử lý thay đổi I/O: ảnh chụp nhanh (snapshot) hoặc ghi nhật ký (journaling). Mỗi phương pháp đều có ưu và nhược điểm riêng. Sự khác biệt chính nằm ở cách thức chúng quản lý tính nhất quán của dữ liệu, theo dõi thay đổi và khôi phục.

Với phương pháp ảnh chụp nhanh, việc sao chép máy ảo (VM) diễn ra theo các khoảng thời gian đã lên lịch, do đó bất kỳ thay đổi nào được thực hiện sau ảnh chụp nhanh cuối cùng (được tạo ra cho mục đích sao chép VM) và trước khi máy ảo gặp sự cố đều có thể bị mất. Ngược lại, chế độ nhật ký ghi lại mọi thao tác ghi dữ liệu theo thời gian thực và lưu trữ chúng trong nhật ký, cho phép khôi phục về bất kỳ thời điểm nào. Chế độ này được sử dụng cho sao chép thời gian thực nhằm giảm thiểu mất mát dữ liệu đối với các tải công việc quan trọng. Bài viết trên blog này giải thích cách thức hoạt động của chế độ nhật ký trong sao chép thời gian thực của máy ảo VMware.

NAKIVO for VMware Replication

Efficient replication of VMware vSphere VMs onsite or offsite. Instant automated failover for stronger resilience to incidents. High availability and low RTOs.

DISCOVER SOLUTION

Chế độ nhật ký trong sao chép thời gian thực là gì?

Chế độ nhật ký cho sao chép thời gian thực là phương pháp theo dõi và ghi lại mọi thay đổi được thực hiện trên máy ảo chính dưới dạng luồng liên tục hoặc gần thời gian thực. Các thay đổi được ghi lại trong nhật ký sẽ được áp dụng cho bản sao máy ảo theo từng bước, từ đó cho phép khôi phục máy ảo về các thời điểm cụ thể bằng cách sử dụng bản sao. Sao chép thời gian thực với chế độ nhật ký được sử dụng để đảm bảo không mất dữ liệu hoặc mất dữ liệu gần như bằng không. Sao chép thời gian thực còn được gọi là sao chép liên tục.

Cách thức hoạt động của chế độ nhật ký

Nguyên lý hoạt động của chế độ nhật ký cho sao chép thời gian thực bao gồm các giai đoạn chính sau:

• Theo dõi thay đổi . Một nhật ký được tạo ra để ghi lại tất cả các thay đổi đối với trạng thái của máy ảo chính, bao gồm các thao tác ghi đĩa và thay đổi cấu hình. Theo dõi các khối đã thay đổi (CBT) là công nghệ được sử dụng để theo dõi thay đổi đối với đĩa ảo của máy ảo trong VMware vSphere.
• Truyền dữ liệu . Các thay đổi được theo dõi sẽ được ghi lại trong nhật ký và truyền liên tục hoặc theo lô đến máy ảo bản sao qua mạng. Nhật ký được lưu trữ tạm thời trong bộ nhớ hoặc trên đĩa, tùy thuộc vào cấu hình và khối lượng công việc.
• Áp dụng thay đổi . Máy ảo bản sao xử lý các bản cập nhật gia tăng này để giữ trạng thái của nó đồng bộ với máy ảo chính.
• Phục hồi chi tiết . Nhật ký lưu giữ lịch sử các thay đổi, cho phép máy ảo bản sao được khôi phục về trạng thái trước đó hoặc khôi phục lại tại bất kỳ thời điểm nào trong khoảng thời gian lưu giữ được xác định bởi nhật ký (ví dụ: phút, giờ hoặc ngày).

Lưu ý rằng chế độ nhật ký không phải là tính năng gốc của VMware mà là tính năng được triển khai bởi các giải pháp của bên thứ ba – khác với “chụp ảnh nhanh” (snapshotting), vốn là tính năng gốc của VMware. Chế độ nhật ký cho việc sao chép thời gian thực các máy ảo VMware được hỗ trợ, ví dụ như trong giải pháp bảo vệ dữ liệu toàn diện NAKIVO Backup & Replication.

Các bản ghi về các hoạt động nhập/xuất (I/O) được ghi lại theo từng đĩa cho các máy ảo được sao chép trong NAKIVO Backup & Replication. Một phạm vi nhật ký mới được tạo ra trong nhật ký I/O cho mỗi lần chạy sao chép thời gian thực. Các phần logic bên trong của phạm vi nhật ký chứa 256 MB dữ liệu, được gọi là khung (frame). Một phạm vi nhật ký có thể chứa một hoặc nhiều khung. Mỗi khung có thể chứa tối đa 65536 khối dữ liệu và mỗi khối chứa 4096 byte dữ liệu.

Các tính năng chính của Chế độ Nhật ký

Chế độ nhật ký cho việc sao chép máy ảo thời gian thực có các tính năng chính sau:

• Đồng bộ hóa liên tục . Các thay đổi chính của máy ảo được ghi nhật ký liên tục, đảm bảo sao chép gần như thời gian thực sang máy ảo bản sao.
• Khôi phục chi tiết theo thời điểm cụ thể . Nhật ký cung cấp các tùy chọn khôi phục chi tiết, cho phép khôi phục về bất kỳ trạng thái nào trong khoảng thời gian lưu trữ của nhật ký. Điều này hữu ích cho việc khôi phục sau các sự cố, bao gồm hỏng dữ liệu hoặc xóa nhầm.
• Thời gian lưu trữ linh hoạt . Thời gian lưu trữ của nhật ký phụ thuộc vào dung lượng lưu trữ và cấu hình của hệ thống. Thời gian lưu trữ ngắn hơn giúp giảm nhu cầu lưu trữ nhưng cũng hạn chế các điểm khôi phục.

Lợi ích của chế độ nhật ký

Sao chép thời gian thực với chế độ nhật ký mang lại các lợi ích sau:

• Mất mát dữ liệu tối thiểu . Sao chép thời gian thực với chế độ nhật ký cho phép bạn đạt được thời gian khôi phục (RPO) bằng không hoặc gần bằng không Mục tiêu điểm khôi phục nhờ theo dõi và sao chép liên tục.
• Khôi phục chi tiết . Khả năng khôi phục về các thời điểm cụ thể mang lại sự linh hoạt cho việc khôi phục sau thảm họa.
• Hiệu quả . Sao chép thời gian thực ở chế độ Journal chỉ sao chép các thay đổi thay vì toàn bộ trạng thái máy ảo (VM) hoặc ảnh chụp nhanh (snapshot), giúp giảm thời gian sao chép và mức tiêu thụ tài nguyên.

Cần lưu ý rằng sao chép thời gian thực bằng chế độ Journal có yêu cầu hệ thống cao hơn so với sao chép truyền thống bằng chế độ snapshot. Để sao chép máy ảo thời gian thực bằng chế độ Journal, cần có kết nối mạng tốc độ cao và độ trễ thấp. Cấu hình phần mềm cũng phức tạp hơn so với sao chép không đồng bộ truyền thống.

So sánh: Chế độ Journal so với Sao chép Truyền thống

Chế độ Journal và chế độ truyền thống trong sao chép máy ảo khác nhau về mức độ mất dữ liệu khi xảy ra sự cố, yêu cầu hệ thống, độ phức tạp của cấu hình và các trường hợp sử dụng.

Sao chép truyền thống sử dụng chế độ ảnh chụp nhanh hoạt động bằng cách định kỳ tạo ảnh chụp nhanh để sao chép trạng thái máy ảo từ máy ảo nguồn sang máy ảo bản sao. Khoảng thời gian tối thiểu giữa các lần tạo ảnh chụp nhanh trong các ứng dụng bảo vệ dữ liệu có thể chỉ vài phút. Điều này có nghĩa là dữ liệu được ghi vào máy ảo gốc sau khi tạo bản chụp nhanh có thể bị mất nếu máy ảo gốc gặp sự cố. Sao chép dựa trên bản chụp nhanh là phương án tối ưu cho máy ảo khi mục tiêu điểm khôi phục (RPO) không quá nghiêm ngặt. Ưu điểm của sao chép máy ảo truyền thống dựa trên bản chụp nhanh là dễ cấu hình và yêu cầu hệ thống thấp, giúp phương pháp này phù hợp với ngân sách của hầu hết các tổ chức.

Chế độ nhật ký (Journal mode) được sử dụng cho sao chép thời gian thực hoặc sao chép liên tục, hoạt động dựa trên một nhật ký được cập nhật liên tục và các bản cập nhật này được sao chép liên tục từ máy ảo nguồn sang bản sao máy ảo. Do đó, các thay đổi mới nhất luôn được sao chép và trong trường hợp máy ảo gặp sự cố, trạng thái mới nhất của máy ảo có thể được khôi phục bằng cách sử dụng bản sao máy ảo. Sao chép thời gian thực với chế độ nhật ký được sử dụng cho các máy ảo quan trọng có giá trị RPO chặt chẽ. Loại sao chép này có yêu cầu hệ thống cao hơn và chi phí triển khai giải pháp này cũng cao hơn. Đó là lý do tại sao loại sao chép này nên được sử dụng chủ yếu cho các máy ảo quan trọng.

Bạn có thể kiểm tra các khía cạnh chính của sao chép bằng chế độ ảnh chụp nhanh và chế độ nhật ký trong bảng so sánh dưới đây.

Cách thiết lập chế độ Nhật ký sao chép thời gian thực trong NAKIVO

Đầu tiên, bạn cần cài đặt Dịch vụ Nhật ký (Journal Service) và sau đó có thể cấu hình các tùy chọn của nó để thực hiện tác vụ sao chép thời gian thực cho các máy ảo VMware.

Cài đặt Dịch vụ Nhật ký

Các máy chủ ESXi đích nơi các bản sao máy ảo (được tạo bằng tính năng sao chép thời gian thực) sẽ được đặt phải chứa một bản cài đặt VMware thiết bị ảo với NAKIVO Phương tiện vận chuyển để cài đặt hoặc cấu hình Dịch vụ Nhật ký.

Để cài đặt tự động dịch vụ nhật ký sao chép thời gian thực (bắt đầu từ NAKIVO Backup & Replication v11.1), hãy thực hiện các bước sau:

1. Hoàn tất Trình hướng dẫn công việc sao chép thời gian thực để tạo một công việc sao chép máy ảo VMware thời gian thực mới.
2. Sau khi hoàn tất Trình hướng dẫn công việc sao chép thời gian thực:
   • Giải pháp NAKIVO sẽ cài đặt dịch vụ nhật ký trên các thiết bị ảo (VA) của trình vận chuyển cần thiết mà chưa có dịch vụ nhật ký.
     Dịch vụ nhật ký được cài đặt tại /opt/nakivo/journalservice với quyền truy cập 755 và chạy dưới tài khoản người dùng “ bhsvc ” (thuộc nhóm “ bhsvc ”).
   • Các dịch vụ nhật ký trên nhiều thiết bị ảo vận chuyển (VA) được cài đặt đồng thời (tối đa 10 VA cùng lúc).
   • Trong trường hợp máy chủ đích có nhiều VA vận chuyển, sản phẩm sẽ sử dụng VA đầu tiên trong danh sách để cài đặt dịch vụ nhật ký.

Để cài đặt dịch vụ Nhật ký theo cách thủ công (có sẵn từ phiên bản v10.10), hãy thực hiện các bước sau:

1. Để tải xuống trình cài đặt Dịch vụ Nhật ký, hãy mở giao diện web của NAKIVO Backup & Replication, truy cập Cài đặt > Nút , nhấp vào Tải xuống biểu tượng và nhấn Dịch vụ Nhật ký cho Thời gian thực Sao chép .

   

   Thiết bị ảo NAKIVO dành cho VMware vSphere được xây dựng trên nền tảng Ubuntu Server và trình cài đặt dịch vụ Journal có phần mở rộng tệp . sh . Số phiên bản trong tên tệp phụ thuộc vào phiên bản và bản dựng NAKIVO Backup & Replication của bạn.

   

2. Sao chép trình cài đặt đã tải xuống vào thiết bị ảo đang chạy trên VMware vSphere. Bạn có thể sử dụng trình khách SCP cho mục đích này.
3. Truy cập vào thư mục chứa tệp trình cài đặt dịch vụ Journal trên thiết bị ảo NAKIVO.
4. Cấp quyền thực thi bằng lệnh sau:

   sudo chmod +x ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh

5. Chạy trình cài đặt dịch vụ Journal:

   sudo ./NAKIVO_Journal_Service_Installer_[version].sh --eula-accept

6. Để đảm bảo quá trình cài đặt thành công và dịch vụ Journal đang chạy, hãy sử dụng lệnh:

   systemctl status nkv-journalsvc

   Nhật ký cài đặt nằm tại /tmp/nkv-journalsvc-install.log

Cài đặt Journal cho tác vụ sao chép

Khi tất cả các yêu cầu đã được đáp ứng (chẳng hạn như Cụm ESXi, bộ lọc I/O, v.v.) và tất cả các thành phần đã được cấu hình trong môi trường của bạn, bạn có thể tạo tác vụ sao chép thời gian thực cho các máy ảo VMware.

Các cài đặt nhật ký I/O cho tác vụ sao chép thời gian thực VMware có thể được cấu hình tại bước Thời gian lưu giữ .

Bạn có thể cấu hình các cài đặt Nhật ký I/O sau đây:

• Chế độ nhật ký :
  • Nhật ký hoàn tác . Các thay đổi dữ liệu mới được lưu trực tiếp vào bản sao máy ảo. Dữ liệu cũ trong bản sao máy ảo được lưu vào nhật ký. Dữ liệu cũ được xóa khỏi nhật ký theo các cài đặt nhật ký, chẳng hạn như giới hạn lịch sử.
  • Nhật ký cuộn về phía trước . Các thay đổi dữ liệu mới được lưu vào nhật ký I/O. Dữ liệu cũ được hợp nhất vào bản sao VM dựa trên các cài đặt.
• Giới hạn lịch sử nhật ký . Tùy chọn, bạn có thể đặt giới hạn cho lịch sử nhật ký. Khoảng thời gian nằm trong khoảng từ 1 giờ đến 30 ngày.
• Giới hạn kích thước nhật ký . Bạn có thể đặt giới hạn này trong khoảng từ 1 GB đến 20 TB. Nếu không đặt giới hạn kích thước nhật ký, nó sẽ bằng kích thước của kho dữ liệu. Nếu kho dữ liệu này lớn hơn 20 TB, kích thước nhật ký sẽ bị giới hạn ở mức 20 TB.

  

Tìm hiểu thêm về sao chép theo thời gian thực và cấu hình đầy đủ của nó để bảo vệ các máy ảo trong VMware vSphere.

Kết luận

Chế độ nhật ký (journal mode) cho phép bạn tận dụng tính năng sao chép thời gian thực cho các máy ảo, từ đó đạt được mục tiêu điểm khôi phục (RPO) ngắn nhất cho các máy ảo quan trọng. Đồng thời, việc sử dụng phương pháp sao chép truyền thống kết hợp với ảnh chụp nhanh (snapshot) cho các máy ảo có yêu cầu RPO không quá cao có thể mang lại hiệu quả chi phí cao hơn. Sử dụng NAKIVO Backup & Replication để bảo vệ dữ liệu của bạn bằng cả phương pháp sao chép máy ảo truyền thống và sao chép thời gian thực.

Try NAKIVO Backup & Replication

Get a free trial to explore all the solution’s data protection capabilities. 15 days for free. Zero feature or capacity limitations. No credit card required.

Try for Free