即時資料複製：您需要了解的一切

要在資料中心保護您最重要的服務,光靠定期備份是不夠的——這需要透過複製來確保在發生故障時,將資料損失和停機時間降至最低。虛擬機器相較於實體伺服器,能透過簡化此流程帶來顯著優勢。在這篇部落格文章中,我們將探討虛擬機器即時複製的優勢,內容涵蓋其運作原理、主要使用情境,以及如何有效進行設定,並以 VMware vSphere 為重點。

NAKIVO for VMware 複製

在本地或異地高效複製 VMware vSphere 虛擬機器。透過即時自動故障移轉,提升事件應變韌性。具備高可用性與低恢復時間目標 (RTO)。

探索解決方案

什麼是即時複製？

即時資料複製是指在多個系統(虛擬機器、資料庫等)之間進行即時資料複製與同步的過程,旨在實現高可用性與災難還原。原始資料變更與資料複製之間的時間差或資料延遲,可測量為數秒或更短的時間,具體取決於基礎架構所採用的設定與拓撲結構。

即時複製通常用於保護關鍵資料。就虛擬機器而言,即時複製用於保護那些需要最嚴格的還原點目標與還原時間目標指標的關鍵虛擬機器(RPO 與 RTO)。如果傳統的備份和複寫無法滿足您的 RPO 和 RTO 需求,請考慮設定即時複寫。

即時資料複製的主要優點

即時複寫提供以下優勢:

• 將停機時間降至最低. 由於資料變更會從來源系統即時複製到目標系統,因此 虛擬機器故障移轉 可快速套用至包含最新變更的虛擬機器複本。這使組織能夠迅速恢復虛擬機器的運作與服務,從而減少停機時間並提升 業務連續性.
• 業務連續性. 包含最新資料集的虛擬機器複本可用於快速恢復虛擬機器,並恢復業務運作。
• 資料一致性. 透過即時複製建立的虛擬機器複本,其資料集與原始虛擬機器完全相同。在執行故障移轉並使用虛擬機器複本還原工作負載後,無需像傳統虛擬機器複製那樣,辨識哪些資料應在最後一次複製工作執行後重新建立。
• 可擴展性與效能. 透過即時更新的虛擬機器副本,可讓位於不同位置的多個辦公室／資料中心／據點,持續且一致地存取資源。

即時資料複製的運作原理

即時複製是使用高階儲存系統時可用的特點,其運作原理會因具體實現方式而異。一般而言,會使用以下元件來為虛擬機器執行即時資料複製:

• 主要虛擬機器:負責處理工作負載的活躍虛擬機器。
• 複本虛擬機器:主虛擬機器的持續更新副本,通常位於不同的主機或資料中心。
• 複製管理員:資料保護解決方案中負責協調複製流程的工具或服務。 
• 變更追蹤:追蹤並記錄主虛擬機器中的變更,確保僅複製已修改的資料。

同步與非同步複製:主要差異

根據運作原理,資料複製主要分為兩種類型:同步與非同步。每種資料複製類型各有其特點、優勢及使用情境,可依據實際需求進行選擇。

同步複製 此機制會在資料寫入時,將其從來源虛擬機器複製到虛擬機器副本。對於關鍵工作負載而言,這是最有效的複製類型。資料會從主虛擬機器即時或近乎即時地複製到次要虛擬機器,因此兩份副本始終保持一致。透過此類資料複製機制,您可實現零 RPO。

• 當主虛擬機器發生寫入操作時,該變更會傳送至複本。
• 主虛擬機器會在完成寫入操作前,先等待來自複本的確認。

設定同步複製的需求相當高:必須具備高速且低延遲的網路連線,才能避免延遲。

缺點:

• 主虛擬機的效能可能會受到影響,因為複本需要時間來確認變更。
• 由於延遲方面的需求,同步複製通常僅限於地理位置相近的位置。

非同步複製 (點對點複製)會在事後複製這些變更。來源虛擬機器上的資料變更會依照排程規則中設定的固定間隔,傳送至虛擬機器複本。因此,複本更新之間會存在延遲。異步複製的間隔可設定為一分鐘或數分鐘,幾乎可達到即時效果。

• 對主虛擬機的寫入操作會立即完成,無需等待複本的確認。 
• 複本的更新會根據排隊或批次處理的變更,定期進行。

對大多數使用者和組織而言,設定非同步複製的需求都相當容易達成。這需要虛擬化主機與資料保護解決方案的各組件之間建立網路連線。

複本可能會落後於主虛擬機器(虛擬機器複本可能不包含最新資料集),這在發生故障時可能導致資料遺失,並僅能提供最終一致性。這是異步資料複製的缺點。例如,若每小時執行一次複製,而災難發生在上午 10:30,那麼過去 30 分鐘內寫入的資料將不會出現在虛擬機器複本中。

為所有虛擬機器啟用即時複製可能並非必要,因為這將需要高額預算。對組織而言,並非所有資料的重要性都相同,因此應將即時複製保留給最重要的資料。您可以根據具體因素和情境,為每台虛擬機器選擇最適合的複製方式。在選擇用於保護虛擬機器的複製方式時,請設定明確的目標,並考慮以下要點:

• 風險評估. 分析潛在的中斷情況,並評估若虛擬機器發生故障時,對貴組織可能造成的負面影響。
• 資料關鍵性. 建立一份列出所有在虛擬機器上運行的系統清單,並根據資料遺失與停機容忍度,評估每台虛擬機器的重要性。
• 資源需求. 計算出即時複本在該系統中消耗多少資源。

選擇適合的即時資料複製解決方案

選擇一套既有效又可靠的資料保護解決方案至關重要,該方案須支援虛擬機器的即時資料複製,並能滿足您的需求。

選擇資料複製工具時應關注的關鍵特點

建議具備資料複製工具的資料保護軟體應包含以下特點:

• 支援多種複製類型. 請考慮採用一種支援虛擬機器即時複製與非同步複製的資料保護解決方案。在此情況下,您可以針對關鍵虛擬機器採用需要低延遲高階硬體的持續性或即時資料複製。同時,您也可以透過非同步複製來節省成本,並將 RPO 需求較低的一般虛擬機器進行複製。
• 使用者友善的介面. 易於使用的解決方案在設定上更為便利,且可能節省更多時間。靈活的設定能為管理員在各種使用情境下帶來更多優勢。
• 多個複製位置建議資料保護解決方案應支援同站點複製及跨站點複製。若涉及 VMware 虛擬機器複製,建議優先採用同站點複製 vCenter 並支援移轉至另一個 vCenter。檢查虛擬機器 故障移轉與故障恢復 選項。 
• 應用程式感知. 確認首選的解決方案是否支援 應用程式感知 以確保應用程式寫入的資料在虛擬機器副本中保持一致。
• 需求. 一套具備使用者友善需求的解決方案,可以縮短所需的設定時間。
• 費用. 查看價格與授權方案。選擇最符合您預算的解決方案。

透過 NAKIVO 實現可靠的即時資料複製

NAKIVO Backup & Replication 這是一套通用的資料保護解決方案,支援 VMware 虛擬機器的複製功能,包括傳統複製與即時複製。此解決方案提供以下即時虛擬機器複製的優勢:

• RPO 與 RTO. 您可將 RPO 設定為低至 1 秒,以確保最新變更能與虛擬機器副本同步,並在虛擬機器發生故障時避免資料遺失。虛擬機器的還原(故障移轉)可在數秒至數分鐘內完成。如此一來,您將能實現近乎零停機時間與近乎零資料遺失。
• 故障移轉至複本. 由於虛擬機器能快速切換至複本以恢復工作負載,停機時間幾乎為零。自動化故障移轉功能可讓您快速啟動虛擬機器複本。
• 網路對應與 Re-IP. 將虛擬機器複本還原至其他位置時,您可能需要為該虛擬機器的網路連線使用另一組虛擬機器網路及 IP 設定。透過網路對應功能,您無需在 VMware 使用者介面中編輯虛擬機器設定,即可輕鬆選取新的網路。您可以建立網路對應規則。Re-IP 功能讓您無需在來賓作業系統中編輯網路設定,即可為虛擬機器複本設定新的 IP 設定。
• 使用者介面. NAKIVO 解決方案提供了一個易於使用的網頁介面,讓 VMware 即時複製的設定既快速又方便。
• 價格實惠. NAKIVO Backup & Replication 提供永久授權與訂閱授權,並採用彈性的授權政策。您可以查看完整的 定價與版本 在特點頁面。

NAKIVO 解決方案在叢集中使用 VMware I/O 過濾器,以確保 VMware 虛擬機的即時複製。VMware I/O 過濾器可強化虛擬環境中的 VMware 儲存功能。虛擬機與儲存裝置之間的輸入/輸出操作會由這些過濾器攔截並進行處理。此外,即時複製的效能也因此獲得優化。 

I/O 篩選器負責執行資料加密以提升安全性,並對即時虛擬機器複製進行資料完整性檢查。因此,來源 ESXi 主機必須安裝 I/O 篩選器,而目標主機則必須安裝 Journal Service。Journal Service 負責追蹤變更,並安裝在目標主機上 傳送器 正在執行。系統會為每個虛擬機器磁碟建立日誌,用以追蹤變更並記錄 I/O 操作,以保留參考還原點。

使用 NAKIVO 設定即時資料複製

讓我們說明如何在 VMware vSphere 中為虛擬機器設定即時複寫,方法是 NAKIVO Backup & Replication.

需求

在開始設定即時複寫之前,請確認您的環境符合主要需求,包括:

• 來源必須是由 vCenter 管理的叢集,而目標可以是獨立的 ESXi 伺服器,或者將該 ESXi 主機新增至同一個 vCenter。
• 目標資料存放區的容量應至少為 5 GB。
• 來源 ESXi 主機應至少配備 16 GB 記憶體。
• 必須在 ESXi 主機和 Transporters 上同步時間。

請參閱 完整需求清單.

我們的 vSphere 環境中有一台 vCenter Server,包含兩個資料中心(來源與目標)。 

• DC_1 是一個包含兩個主機叢集的來源資料中心,以及一個 來源:Transporter.
• DC_2 是目標資料中心,其中包含一台 ESXi 伺服器以及一個 目標傳送器.
• 目標資料中心可由一個或兩個 vCenter 進行管理,甚至可作為獨立的 ESXi 伺服器運作,具體取決於您的基礎架構的實際需求。

設定 vSphere 環境

這是本操作指南中使用的 vSphere 環境。該環境包含一台 vCenter Server,並設有兩個資料中心(來源與目標)。 

• 該 主要資料中心 且來源VA裝置傳輸工具已安裝。
• 已安裝配備目標VA傳輸器的次要資料中心。
• 目標資料中心可透過一或兩台 vCenter 伺服器進行管理,甚至可作為獨立的 ESXi 伺服器運作,具體取決於您的基礎架構的實際需求。
• NAKIVO Director 安裝於目標資料中心(即備援資料中心)。透過此配置,當災難發生且主要資料中心無法運作時,您仍可存取 Director。

  

將來源 ESXi 伺服器的接受等級變更為 Community supported 層級。我們必須將來源端每台 ESXi 伺服器上的主機映像檔設定檔接受層級變更為 Community supported 層級。

1. 開啟 VMware vSphere Client,點擊 Configure 分頁,然後前往 Security Profile. 接著,請前往 Host Image Profile Acceptance Level 然後點擊 Edit. 

   

2. 將接受程度調整為 <strong>Community Supported. 點擊 OK 以儲存設定。

   

3. 在來源資料中心的第二台 ESXi 主機上執行相同操作,並將接受等級設定為 Community Supported. 

   

設定庫存

1. 編輯主機映像設定檔的接受程度後,請開啟 NAKIVO Backup & Replication 網頁介面並前往 Settings > Inventory 若要將來源 vCenter 加入清單,請按一下 Plus 圖示,用於將新項目加入物品欄。 

   

2. 選擇 Virtual 作為平台並點擊 Next.

   

3. 選擇 VMware vCenter 或 ESXi host 作為類型。接著,進行下一步。

   

4. 在 Options 在該步驟中,輸入顯示名稱,例如, vCenter. 接著,輸入此 vCenter Server 的 IP 位址,以及使用者名稱和密碼,以存取該伺服器。點擊 Finish 以儲存設定,並將選定的 vCenter 加入 NAKIVO 清單中。

   

5. 請等待 vCenter 被新增至清單中。一旦新增完成,只要點選 vCenter 項目,我們便能在 NAKIVO 清單中看到同一 vCenter 下的主要與次要資料中心。

   

安裝 I/O 濾波器

接下來,我們需要在來源端的每台 ESXi 主機上安裝 I/O 篩選器。若要進行即時資料複寫,必須在叢集中安裝 I/O 篩選器。目標端則無需安裝 I/O 篩選器。

1. 點擊 Nodes,點擊 Got It (如果您是第一次造訪此區塊),請點擊 Plus 並點擊 Real-Time Replication Service.

   

2. 請僅在主要資料中心(即來源資料中心)安裝 I/O 濾波器。選定資料中心內的叢集後,請繼續進行下一步。

   

3. 套用儲存政策,並將其指派給您要用於即時複製的虛擬機器。在此範例中,我們僅將儲存政策套用至一台虛擬機器。按一下 Next.

   

4. 現在將安裝即時複寫服務。 

   

   在安裝程序執行期間,我們可以查看其活動狀態。

   

   我們可以在 VMware vCenter 中查看進度。安裝 I/O 篩選器的任務已經開始。我們必須等待,直到 I/O 篩選器在兩台 ESXi 伺服器上都安裝完成。

   

5. 現在,我們必須檢查來源叢集中的每台 ESXi 伺服器是否已安裝 I/O 濾波器。選取 ESXi 主機,然後按一下 Configure > I/O Filters. 我們可以看到 nakfilter 已安裝。同樣地,請確認 I/O 濾波器已安裝在叢集中的第二台 ESXi 主機上。

   

6. 切換至 NAKIVO Backup & Replication 網頁介面,您可以在此查看相關活動。在此情況下,即時複寫服務的設定已成功完成。

   

新增傳送器

1. 返回 Settings 為了將目標傳輸器新增至 Nodes. 在繼續之前,我們可以檢查節點所顯示的 I/O 篩選器狀態。在此情況下,狀態良好。 

   

2. 在……之下 Settings, 選擇 Nodes,點擊 Plus 並點擊 VMware vSphere appliance 在……之下 Add Existing Node. 當 I/O 服務安裝時,我們已(自動)安裝了 VA (virtual appliance)。

   

3. 選取目標 ESXi 主機,並選取目標 Transporter VA (virtual appliance)。輸入 Transporter VA 的使用者名稱及該使用者密碼。您可以在相應的欄位中輸入 Transporter 名稱。點擊 Add.

   

4. 正在新增目標傳輸器。您可以在此處查看進度,或在節點清單中監控狀態。現在,我們可以看到目標VA傳輸器已成功新增,且其狀態正常。

   

5. 現在是時候將來源VA傳輸器新增至節點了。請點擊 Plus 並點擊 VMware vSphere Appliance 在……之下 Add Existing Node.

   

6. 選擇一個叢集作為來源。選擇來源VA裝置傳輸器。輸入所選裝置的使用者名稱和密碼。若展開更多選項,即可輸入傳輸器名稱。點擊 Add.

   

7. 過了一會兒,來源 VA Transporter 已成功新增至節點中。

建立即時複寫工作

前往 Data Protection 要為該虛擬機器建立即時複寫工作,請按一下 Plus 並點擊 Real-time replication for VMware.

1. 在 Source 步驟,使用 Hosts & Clusters 在主要資料中心中,選取已套用虛擬機器儲存政策的虛擬機器。請注意,我們無法選取其他虛擬機器,因為這些虛擬機器尚未套用該虛擬機器儲存政策。點擊 Next 繼續。

   

2. 在 Destination 在這個步驟中,我們可以選擇一個獨立的 ESXi 主機作為目標容器。選擇一個已連接至此 ESXi 主機的資料存放區。繼續進行下一步。

   

3. 您可以透過選取來源網路和目標網路來啟用網路對應。點擊 Next.

   

4. 您可以啟用 Re-IP 功能,以變更目標虛擬機器的 IP 位址設定。

   

5. 在 Retention 在下一步中,選擇"還原點目標"(RPO)。預設值為 1 分鐘。我們可以將 RPO 縮短至 1 秒,或延長至 60 分鐘(此為最大值)。您可以選擇 若 RPO 超過,則虛擬機器複製失敗 指定的時間選項。

   您可以選擇日誌模式: Roll forward journal 或 Rollback journal. 

   隨著 Rollback journal 若選取此選項,新資料的變更將直接儲存至虛擬機器複本,且複本中的所有資料都會儲存至日誌中。日誌中的舊資料將根據日誌設定予以移除。 

   隨著 Roll forward journal 選項,新的資料變更會儲存至日誌中,並根據日誌設定將舊資料合併至複本中。目前,我們維持原設定不變,並使用 Roll forward journal. 

   您可以選擇 Journal history limit 可設定日誌記錄的保留期限,範圍為 1 小時至 30 天。

   該 Journal size limit 此選項用於設定日誌大小的上限。數值範圍為 1 吉位元組至 20 兆位元組。目前,我們先不勾選此選項,直接進入下一步。

   

6. 在 Options 步驟:定義即時複製的工作名稱。在此範例中,我們保留原有的工作名稱,並將工作優先級設為 5. 我們可以啟用網路加密,以加密 I/O 過濾器守護程式與日誌服務之間透過 63092 埠傳輸的流量。加密功能會使用傳輸層上的憑證,藉此與日誌服務建立安全的連線。

   我們可以將來源主機上每台虛擬機的資料儲存空間限制為 10 吉位元組,並排除未使用的區塊。其餘選項可維持預設值。 

   對於來源主機,我們需要選擇來源傳輸器,即"來源虛擬裝置傳輸器"。接著,我們為 ESXi 主機 24 選擇相同的傳輸器。 

   對於目標主機,我們需要選擇目標傳輸器,也就是合適的目標VA傳輸器。 

   點擊 Finish & Run 儲存工作設定並執行即時處理 VMware 複製 工作。點擊 Run 然後點擊 Run 當您看到確認訊息時,請再次確認。

   

結論

虛擬機器的即時資料複製特點能透過減少停機時間,並提供盡可能快速執行虛擬機器還原的能力,從而顯著提升業務連續性。此特點應優先用於存放最重要資料的關鍵虛擬機器,而對於非關鍵資料,傳統的異步複製則可能更具成本效益。使用 NAKIVO Backup & Replication 用於 VMware vSphere 中虛擬機器的即時複製與非同步複製。

試試看 NAKIVO Backup & Replication

立即申請免費試用,全面體驗本解決方案的所有資料保護特點。15 天免費試用。無功能或容量限制。無需提供信用卡資訊。

免費試用