虚拟服务器备份:传统应用程序和新工具

Jacob Gsoedl 发表于:11年11月17日 13:44 [转载] TT中国

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[导读]在大多数IT企业中,虚拟服务器在初期与物理服务器采用相同的方式进行备份,但随着虚拟服务器数量的增加,传统的备份方式开始不灵了。

然而,主机上的虚拟机影像备份通常是唯一可接受的,如果虚拟机可以在一致性状态下备份;所有主要的系统管理程序厂商已经增加了在对虚拟机影像进行快 照时的静默功能。另一个虚拟机影像备份的挑战是恢复粒度。某些备份产品只能够恢复虚拟机,而另一些能够恢复次虚拟机范畴的目标,例如文件。每个虚拟机上的 一致性应用程序数据保护,利用虚拟机影像备份对比虚拟机上的备份代理方式更具挑战性。应用一致性数据保护常常受制于集成的VSS。对于没有集成VSS 的应用程序,非一致性备份是唯一的选择;如果应用程序的一致性是必不可少的,那就要选择虚拟机上的备份代理方式了。

如果没有这个问题,基于系统管理程序级别的虚拟机影像备份将成为趋势,并且可以剥离备份任务到代理备份服务器,并且随着虚拟服务器数量的增长,它会变得更加重要。机制的不同使得Citrix的XenServer, 微软的Hyper-V 以及VMware的vSphere的虚拟机影像备份的效率和功能有明显的不同。

VMware vStorage的数据保护API

对于VMware来说,数据保护已经成为其一个痛点,直到vSphere 4才得以解决。在此之前,VMware提供了VMware Consolidated Backup (VCB),用来把备份从系统管理程序剥离到代理服务上,但由于某些重大的缺陷而没有广泛地被采用。利用VCB,虚拟机磁盘(VMDK)的快照影像被生成 并且以全拷贝的方式复制到运行备份的代理服务器。把备份剥离到代理服务器会最小化备份对于虚拟机的影响,但需要额外的存储存放快照。“VCB是笨拙的,并 且其最大的问题就是如何确定所有快照需要被复制的代理服务器的规模,” ESG高级分析师Lauren Whitehouse说。

vSphere 4 vStorage APIs for Data Protection(VADP),VCB的继任者,克服了VCB的缺点。VADP不再需要把数据复制到代理服务器;相反,快照现在可以直接挂载到代理服 务器,在那儿备份到磁盘或磁带。VCB只支持VMDK的全快照,而不管它如何变化,VADP支持高效的变化块追踪(CBT)功能的快照。CBT在VMDK 中以块级别保留变化的踪迹,并且仅针对变化做高效的快照。

vSphere 4与VSS全面集成,能够对运行在虚拟机上的激活了VSS的应用程序提供应用一致性快照。然而,为了能够利用VSS,需要在虚拟机上安装VMware Tools。vSphere 与 VSS 通过VMware Tools进行通讯。

通过VADP备份一个虚拟机,一条“quiesce”命令发送给vSphere,通知虚拟机将内存中的数据写到磁盘中,并且不再接受写IO。如果虚拟机上安装了VMware Tools,VMware Tools可以将这种“静默”传递给虚拟机上激活了VSS的应用程序,并“冰冻”虚拟机上的应用。然后快照被执行;快照完成时,对于虚拟机和激活VSS的应用程序的“冰冻”解除。最后,快照被挂载到备份代理服务器,然后备份到磁盘或者磁带。

VADP广泛地被第三方备份应用程序所支持。除了主要的备份应用程序厂商(Arkeia Software、CA、CommVault 、EMC、IBM、 Quest Software、BakBone、以及赛门铁克),较小的厂商像PHD Virtual Technologies和Veeam Software也提供支持VADP的虚拟服务器备份应用程序。另外,vSphere提供了其自己的备份工具,叫做VMware Data Recovery(VDR)。VDR是作为一个执行快照和备份磁盘目标去重的虚拟工具交付的。VMware已经将VDR定位为低端备份产品。

微软的Hyper-V与VSS

感谢VSS,微软从一开始就获得了Hyper-V的数据保护。在许多方面,VMware的VADP的备份过程与Hyper-V类似。备份应用程序发 送一个“quiesce”命令到Hyper-V虚拟机,通过VSS把内存中数据写盘;然后VSS生成快照并解除虚拟机的冰冻。和VADP一样,快照被复制 或映射到专门的备份代理服务器。“静默”可以被扩展到虚拟机中激活了VSS的应用程序,但需要安装在虚拟机上所谓的备份集成服务,就像VADP需要 VMware Tools一样。

VSS依赖几个主要的组件:激活VSS的应用程序需要执行一个叫做VSS-writer的过程,以协调各种组件对一个或多个卷建立一致性影像拷贝。 应用程序,例如备份应用程序,需要执行一个VSS-requestor过程以请求一个卷的影像拷贝。而核心的组件是VSS-provider,它可以建立 并保持影像拷贝(快照)。VSS-providers已经包含在最新的Windows操作系统中,软件和存储硬件厂商可以提供其自己的VSS- provider。很显然,基于磁盘阵列硬件的VSS-provider具有更高的性能,并且大大提升了Hyper-V环境下数据保护的扩展性。 VMware利用变化块追踪以获得更高效率的快照,在VSS中,这是VSS-provider的一个功能。例如,VSS-provider作为微软操作系 统的一部分,可以通过copy-on-write的方式进行增量快照;就是当源卷变化时,在写盘之前,将要被修改的数据块被读出并存储到其它地方。

对于Hyper-V虚拟机影像级别备份的支持还没有像VADP那样扩展到第三方备份应用程序。例如,IBM公司的Tivoli Storage Manager(TSM)和PHD Virtual Backup目前还不支持。和VMware一样,微软提供了它自己的Hyper-V环境备份解决方案——System Center Data Protection Manager(DPM)。DPM为驻留在运行Hyper-V主机上的虚拟机提供了近似连续数据保护。通过支持像磁盘到磁盘和磁盘到磁带的高级特性,该功能可以恢复象文件这样次虚拟机的目标,在迁移过程中保护虚拟机,集成到Microsoft System Center,以及支持集群和单独的Hyper-V系统,DPM提供了先进的产品,而不像VMware提供的VDR是入门级产品。

[责任编辑:王振]
昆腾公司已经算是存储行业的“老手”了,在磁带市场一直保持着优势。随着存储技术的发展,昆腾又适时做出调整,开展磁盘方面的业务。
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