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主機層級與來賓層級的 Hyper-V 備份

Updated: 22 6 月, 2026

撰文:: NAKIVO 團隊

在使用 Microsoft 的 Hyper-V 虛擬化平台時,備份虛擬機器至關重要。為了確保虛擬機器資料的安全,您應了解 Hyper-V 虛擬機器備份的各種方法,並判斷哪些方法最能滿足您的需求。 Hyper-V 虛擬機備份主要有兩種方法:客體層級與主機層級。

客體層級的方法類似於實體機備份,透過在每台虛擬機上安裝代理程式,在虛擬機層級進行運作。主機層級備份則具備更多優勢,它在超管理程式層級運作,並備份整個虛擬機(包含其設定),這使得還原過程更加簡便。本文將詳細探討這兩種方法,並介紹其特點 NAKIVO Backup & Replication 用於主機層級的備份。

NAKIVO Hyper-V 備份解決方案

適用於 Hyper-V 的無代理程式、應用程式感知的備份解決方案。具備防勒索軟體防護功能、可從備份立即啟動虛擬機器,並支援其他虛擬／實體平台等更多功能。

探索解決方案

客體層級的 Hyper-V 備份

客體層級的虛擬機器備份與實體主機備份類似。系統會在客體作業系統(OS)上安裝基於專用代理程式的軟體,以執行備份程序。幾乎所有針對 Windows 的備份產品都會使用微軟的"卷影複製服務"(VSS,亦稱為"卷影快照服務")。VSS 是一項專為製作應用程式感知備份透過快照建立資料副本。此過程會使用 VSS 中的特殊元件,稱為 VSS 寫入器。在 Linux 系統中,LVM(邏輯卷管理器)快照可用於達成類似目的。

代理人的角色

代理程式是一種安裝在實體電腦或虛擬機器上的備份軟體,用於與檔案系統及應用程式進行互動。代理程式可用於建立整個系統、個別檔案或程式的副本。代理程式通常作為系統程序在客體作業系統內運行;它們會與伺服器建立網路連線,您可透過該伺服器管理備份作業。採用代理程式的備份解決方案通常稱為傳統備份解決方案.

Guest-level Hyper-V backup

虛擬環境中客體層級備份的使用情境

可基於以下原因使用虛擬機器層級的備份:

如果虛擬化程式不正式支援某個客體作業系統,這意味著無法使用主機層級的方法來建立應用程式一致性備份。
若虛擬機器是在客體作業系統層級連接至共用儲存裝置,或具備主機層級備份軟體不支援的直接連接實體磁碟(包括直通磁碟)。例如,假設某台虛擬機器透過 iSCSI 協定(使用客體內的 iSCSI 發起者)連接至 SAN(儲存區域網路)的 LUN(邏輯單元號),且資料庫伺服器或檔案伺服器等軟體正在使用該卷。在此情況下,Hyper-V 的 VSS 寫入器將無法對虛擬機器所使用的所有磁碟(包括 VHD 虛擬磁碟內的卷宗以及直接連接的實體磁碟卷宗)執行完全一致性備份。這是因為為了進行正確的備份,在擷取快照時,應用程式以及這兩種類型的磁碟都必須處於靜止狀態。為在主機層級執行備份,可將直通磁碟轉換為 VHD 虛擬磁碟。請注意,虛擬機器的位置可位於共用儲存裝置上,例如 NAS設備或 SAN。這些解決方案用於透過叢集技術執行主機層級的備份。

Using volumes on VHD and SAN LUNs attached to the shared storage

部分擁有小型虛擬化環境的組織會採用客體層級的虛擬機器備份,目的是為了節省成本。然而,這種做法並不建議採用。雖然過去這或許有其道理——因為對於虛擬機器數量較少的環境而言,基於代理程式的傳統解決方案確實更為經濟實惠——但如今針對小型 Hyper-V 環境,已有同樣(或更為)經濟實惠的主機層級虛擬機器備份解決方案。

客體層級備份的缺點

必須在每台虛擬機器上安裝代理程式,這既不方便又費時。
還原過程較為複雜。首先必須建立一個空的虛擬機器,接著需設定該虛擬機器的參數(虛擬 CPU、記憶體、磁碟、網路等)。只有完成這些步驟後,才能還原虛擬機器,且必須使用還原媒體才能重新開機。
運算資源的消耗量會大幅增加,特別是在同時備份同一台 Hyper-V 主機上的多台虛擬機器時。
基於代理程式的備份軟體需要使用 root 或管理員憑證來設定代理程式,這可能存在安全風險。
不支援虛擬機器層級的快照。

主機層級 Hyper-V 備份

對於 Hyper-V 虛擬機器的備份,建議採用主機層級的備份方法。主機層級的備份方法是在虛擬化平台層級運作,而非在客體虛擬機器的層級,因此無論虛擬機器內運行何種作業系統,皆可進行備份。虛擬機器可進行完整備份,包含虛擬磁碟檔案(在 Hyper-V 中以 VHD 格式表示)以及儲存虛擬機器設定(如 CPU、記憶體、網路等)的配置檔案。主機層級備份方法主要分為兩種類型——"儲存狀態法"與"子虛擬機器快照法"。

vel Hyper-V backup

儲存狀態方法

該 儲存狀態方法 這是一種不具應用程式感知能力的離線方法。使用此方法時,Hyper-V 的"卷影複本服務"會指派 VSS 寫入器來執行備份程序。若虛擬機器當時正在運行,系統會將其置於"已儲存狀態"。這表示在擷取快照期間,虛擬機器會短暫離線。 Hyper-V 的 VSS 寫入器會將虛擬機器置於休眠狀態。此舉可確保已開啟的檔案得以儲存,並將執行中應用程式的狀態記錄於虛擬硬碟中。

"儲存狀態法"是如何運作的？

若詳細分解,此流程包含以下階段:

準備快照 事件。此時,備份軟體會開始為虛擬機器進行備份準備,並透過休眠模式儲存虛擬機器的狀態。
建立快照。此步驟會使用 Hyper-V 的 VSS 寫入器,該寫入器以 VMMS.exe(虛擬機器管理服務)程序的形式運行。快照(亦稱為 虛擬機器檢查點 在 Hyper-V 環境中)建立快照;備份軟體會根據該快照建立備份。透過建立快照,可在備份虛擬機器資料的同時,避免在複製過程中發生任何資料變更。當此程序完成後,便會觸發 PostSnapshot 事件。
PostSnapshot 事件。虛擬機器將恢復至先前狀態(即從休眠狀態中甦醒)。

子虛擬機器快照方法

子虛擬機快照方法 這是一種具備應用程式感知能力的備份方法,特別適合用於備份正在運行的虛擬機器。此方法適用於高可用性生產環境。在備份操作期間,虛擬機器會保持線上狀態,但所建立的備份仍具備事務一致性。雖然"儲存狀態法"使用子虛擬機器外部的 Hyper-V VSS,但"子虛擬機器快照法"則利用子虛擬機器("子虛擬機器"一詞與"客體虛擬機器"同義)內的 VSS 機制來建立備份。

子虛擬機快照方法是如何運作的？

此事件序列與"儲存狀態法"部分相似。

準備快照 事件。子虛擬機器中的 Hyper-V VSS 請求服務會觸發 PrepareForSnapshot 事件,以啟動備份建立程序。
執行快照事件。在收到來自 VSS 請求服務的請求後,系統會建立快照。接著,控制權會從 Hyper-V VSS 請求服務交還給 Hyper-V VSS 寫入器。
PostSnapshot 事件。VSS 寫入程式會觸發 PostSnapshot 事件,以通知備份軟體虛擬機器快照的建立已完成。隨後,備份軟體即可在虛擬機器備份流程中複製該快照。

Hyper-V 整合服務的角色

Hyper-V 整合服務 用於透過"子虛擬機器快照方法"進行備份;它們在超管理程式與子虛擬機器之間提供特殊的互動機制。這些服務包含一系列驅動程式與服務,可根據需求個別啟用或停用。前述的 VSS 請求者服務是整合服務套件的一部分,必須安裝在虛擬機器上才能執行主機層級的備份。

自 Windows Server 2008 R2 和 Windows 7 起,整合服務已內建於作業系統中。若您希望手動在虛擬機器上安裝或更新整合服務,可透過 Hyper-V 管理員,並將 vmguest.iso 虛擬磁碟映像掛載至虛擬機器的虛擬磁碟機來執行此操作。若要在 Hyper-V 主機上手動更新整合服務,您可以從 Microsoft 網站下載相關檔案,並透過 PowerShell 進行安裝。Windows 10 和 Windows Server 2016 則可透過 Windows Update 服務,同時更新主機與虛擬機上的整合服務。

使用子虛擬機器快照方法的需求

若要使用"子虛擬機器快照"方法執行備份,必須滿足以下條件:

必須在子虛擬機器中安裝 Hyper-V 整合服務,包括 Hyper-V VSS 請求程式。
虛擬機器內的所有磁碟區都必須設定為基本磁碟,而非動態磁碟。子虛擬機器內磁碟的檔案系統必須支援快照功能(例如,NTFS 檔案系統即符合此條件)。
虛擬機器快照檔案的位置必須與 VHD 檔案位於同一個磁區中。
子虛擬機器必須處於運行狀態。

若上述任一條件未滿足,則無法使用"子虛擬機器快照"方法。在此情況下,將預設採用"儲存狀態"方法。

主機層級備份方法的優勢

如上所述,備份 Hyper-V 虛擬機器時,建議採用主機層級的備份方法,此方法相較於客體層級的方法具有許多優勢。這些優勢可歸納如下:

在虛擬化管理程式層級進行備份更為容易管理。無需安裝代理程式。該備份產品可管理整個 Hyper-V 主機及其上所有虛擬機器。您可以選擇需要備份的特定虛擬機器。
在備份過程中,虛擬機器(VM)的所有內容(包括虛擬磁碟、快照及虛擬機器設定)都會被完整備份。您只需選擇虛擬化平台以及虛擬機器的還原儲存位置,無需另行建立並手動設定新的虛擬機器。
能夠使用"子虛擬機器快照法"對 Hyper-V 虛擬機器執行線上應用程式感知備份,這對於生產環境至關重要。此過程不會中斷虛擬機器的運作,且備份具有事務一致性。
資源消耗(處理器、記憶體及磁碟空間)。

使用 NAKIVO Backup & Replication 改善 Hyper-V 備份

NAKIVO Backup & Replication 採用主機層級的方法來備份 Hyper-V 虛擬機器,並簡化了備份工作設定的流程。 NAKIVO Backup & Replication 提供針對 Hyper-V Server 2012 R2 以及 Hyper-V Server 2016 的原生備份功能,並能對正在運行的虛擬機器執行區塊層級的映像備份,且無需中斷服務。

此外,該產品還採用了多種不同的儲存空間節省技術。由於具韌性的變更追蹤 (RCT),用於追蹤自上次備份以來已變更的資料區塊。Hyper-V 備份資料是透過儲存庫儲存的。全合成模式. 在 Hyper-V 備份過程中,會排除暫存檔,並對資料進行全局去重,以進一步縮小檔案大小。

特點 NAKIVO Backup & Replication 這有助於改善 Hyper-V 備份

"應用程式感知備份模式"可讓您對執行 Microsoft Exchange、SQL Server、Active Directory 及其他應用程式或資料庫的虛擬機器進行一致性備份。
將 Hyper-V 備份遠端儲存於 Azure 或 AWS 雲端,可提供額外的災難防護層。
內建的備份驗證功能會檢查備份是否一致,並協助您確保儲存於儲存庫中的備份資料與來源虛擬機器(VM)的資料完全相同。透過"螢幕截圖驗證"特點,系統會在備份完成後立即自動透過email發送測試復原子虛擬機器中已載入作業系統的螢幕截圖。
支援叢集的特點可協助您備份 Hyper-V 故障移轉叢集中的虛擬機器。這些虛擬機器可在叢集內的不同主機之間切換位置。本產品會自動追蹤虛擬機器的位置,確保其隨時都能被備份。