什麼是 Hyper-V 韌性變更追蹤：運用 RCT 進行虛擬機器備份
談到備份效率以及在完整備份之間僅複製唯一的資料區塊(也就是建立增量備份)時,變更追蹤技術至關重要。VMware 的 Changed Block Tracking (CBT) 這項特點已問世許久,在虛擬環境中建立備份時,許多人都對此相當熟悉。Microsoft Hyper-V 環境中也提供類似的特點。Microsoft 將其自有技術稱為 Resilient Change Tracking (RCT). 讓我們來看看這項技術在 Windows Server 2016 並了解其實現方式。
什麼是 Hyper-V RCT？
"彈性變更追蹤 (RCT)"是 Microsoft Hyper-V 的特點,用於追蹤自虛擬機器 (VM) 上一次備份以來發生變更的磁碟區塊。因此,在執行下一次 增量備份 虛擬機的資料中,僅會將變更過的區塊複製到備份儲存空間。
雖然這項技術在 VMware 環境中自 ESX/ESXi 4.0 及虛擬機版本 7 以上(約自 2011 年起)便已存在,但在 Hyper-V 環境中,這仍是一項相對較新的技術。直到 RCT 在 Windows Server 2016 我們已經找到了一種有效率的方法,用來追蹤 Hyper-V 虛擬機器中的這些變更區塊。
在 2016 版之前,Hyper-V 的變更追蹤是透過供應商所實作的專有篩選驅動程式來實現的,這些驅動程式會將來源 Hyper-V 虛擬機器中僅有變更的區塊複製到儲存庫中。
註: Hyper-V 虛擬機器配置版本必須為 6.2 或更高版本,才能使用 RCT.
現在讓我們來了解原因 Hyper-V Resilient Change Tracking 對於備份解決方案而言至關重要。
為何要使用 Hyper-V RCT
在虛擬化環境中,當您建立完整的虛擬機器備份時,會獲得該虛擬機器逐區塊的完整副本。建議後續的備份應採用增量備份,僅複製來源機器中已變更的區塊。若備份儲存庫中已存在該資料,卻仍反覆複製重複資料,將極為低效。若每個備份週期都建立完整備份,不僅會導致備份時段過長(因需將不必要的資料傳輸至儲存庫),更會造成極高的備份儲存容量需求。
這正是變更追蹤技術發揮作用之處。透過運用 Microsoft 的 RCT此外,第三方資料保護解決方案能夠建立更快、更高效的增量備份與複本,在完整備份完成後,僅複製已變更的資料區塊。
Hyper-V 是如何運作的 RCT 備份期間仍可運作
Resilient Change Tracking Hyper-V 會建立虛擬機器所使用所有資料區塊的對應關係。在下一個備份週期中,變更追蹤資訊會知道自上次備份以來哪些區塊發生了變更。在後續的備份週期中,僅會複製這些已變更的區塊。
這種具有韌性的變更追蹤功能,正是利用 Hyper-V 即使在虛擬機器發生嚴重當機或意外斷電的情況下,仍能持續追蹤變更的能力。 Windows Server 2016 Hyper-V 透過實作三個變更追蹤檔案來達成此目標:1 個位於記憶體中,2 個位於磁碟上。如此一來,若發生前述的"非正常關機"或"強制關機"情況,導致記憶體中的變更追蹤資料遺失,我們仍保有磁碟上的變更追蹤資料。當對某個 Windows Server 2016 Hyper-V 已完成。
在 檢查點建立流程 在備份過程中,您還會看到一個 .vhdx 為該磁碟建立的檔案,以及 .mrt 以及 .rct 檔案。若您在 虛擬機器備份操作,那麼您尚未啟動 RCT 備份操作。很可能是您選擇的備份操作啟用了專有備份解決方案的篩選驅動程式。
在檢查點被移除且備份工作完成後,我們剩下的就是 .vhdx, .mrt 以及 .rct 檔案。
讓我們來說明這些檔案的用途。
- 該
RCT或Resilient Change Tracking該檔案是磁碟上已變更區塊最詳盡的呈現(儘管不如記憶體中的映射詳盡)。此檔案以寫回模式或快取模式寫入,這意味著它會在虛擬機器(VM)的常規操作中使用,例如遷移、啟動、關機等。 - 該
MRT或Modified Region Table該檔案以直寫模式寫入,其細粒度程度低於RCT檔案,儘管它會記錄磁碟上的所有變更。如果發生意外情況——例如系統當機、斷電等——該MRT該檔案用於重建已變更的區塊。此方法能節省大量時間,且比對虛擬機器進行完整備份更為高效。
為什麼我們需要在磁碟上建立變更追蹤檔案
所保留的已變更區塊記憶體映射,僅在虛擬機器位於同一主機上時對其有效。若該主機發生當機,或虛擬機器遷移至新主機,記憶體中的已變更區塊映射將會遺失。如上所述, Windows Server 2016 Resilient Change Tracking 隨著新款 RCT 以及 MRT files 解決了此問題,因為變更區塊的追蹤資訊會儲存至磁碟,因此無需依賴擁有該虛擬機器的電腦及記憶體資源,即可進行參照。
使用 Hyper-V RCT 用於 VM 備份,搭配 NAKIVO Backup & Replication
在 NAKIVO 解決方案中建立 Microsoft Hyper-V 備份工作時,您可以設定 Hyper-V RCT 已新增至備份工作的一台或多台虛擬機器之設定。若您使用 Hyper-V 2016 或在用於備份虛擬機器的伺服器上安裝此版本或更新版本,您可以使用原生 Hyper-V RCT. Hyper-V 虛擬機器備份選項包含三種變更追蹤選項:
- 使用
Hyper-V RCT - 使用專有方法
- 不追蹤變更(始終為完整版本)
Hyper-V RCT 這是對 Hyper-V 主機(其上存有待備份的來源虛擬機器)而言,負擔最輕且最有效的選項。該 Hyper-V RCT 此選項不適用於在 Hyper-V 2012.
您可以編輯設定,並在解決方案使用過程中遇到錯誤時設定相應的處理方式 RCT:
- 切換至專有方法
- 虛擬機器處理失敗
此外,在變更追蹤的設定中,您可以選擇再次檢查 RCT 提供的變更區塊。正如工具提示所指出的(當您點擊 ⓘ),這會導致工作執行時間延長,以便對備份週期之間的變更追蹤進行額外驗證。
結論
Resilient Change Tracking 這是一項用於虛擬機器增量備份的實用 Hyper-V 特點。此變更追蹤特點可在 Hyper-V 2016, 2019, 以及更新版本。現在,變更過的區塊會在虛擬機器管理程式層級進行有效追蹤。像 NAKIVO 這樣的資料保護供應商會使用 RCT 透過特殊的 API,而非自行編寫變更追蹤篩選器,以實現更高效的備份與複製。
