四大虛擬機(jī)備份因素解決數(shù)據(jù)恢復(fù)難題
很長時(shí)間以來，虛擬化對于數(shù)據(jù)中心(內(nèi)部和云端)是***的方式。虛擬化的前景非常遠(yuǎn)大，現(xiàn)在，這些前景所帶來的許多承諾已經(jīng)觸手可得。但是，只有當(dāng)為虛擬化的獨(dú)特要求而進(jìn)行優(yōu)化的備份方案出現(xiàn)在市場上時(shí)，更為廣泛的虛擬化部署才會(huì)出現(xiàn)。
服務(wù)器虛擬化已經(jīng)跨過了那個(gè)眾所周知的門檻。不久之前，在部署新的服務(wù)器時(shí)，我們還必須去論證為什么要使用虛擬方式而不是物理方式?，F(xiàn)在，相反的情況已成為一個(gè)事實(shí)。對于許多機(jī)構(gòu)的 IT 經(jīng)理，“虛擬優(yōu)先”的策略已成為一項(xiàng)法令，部署新的服務(wù)器時(shí)必須使用虛擬方式，除非特別要求使用物理服務(wù)器。
雖然虛擬化存在各種各樣的優(yōu)點(diǎn)，但也帶來了許多新的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)管理問題。其中一個(gè)主要的問題是備份。物理服務(wù)器領(lǐng)域的備份技術(shù)也可用于虛擬機(jī)環(huán)境，但效果并不是很好。
原因何在?虛擬機(jī)備份代表著四個(gè)新的技術(shù)因素：
1. 由于服務(wù)器的使用在增加，所用的相應(yīng)資源在減少。備份應(yīng)用是資源消耗大戶，它們會(huì)消耗大量服務(wù)器的輸入/輸出、CPU 和內(nèi)存資源。通常，我們希望這些備份應(yīng)用能夠在備份范圍內(nèi)相對較快地完成工作。在物理服務(wù)器階段，這些應(yīng)用可能占用了 10% 的服務(wù)器資源，這不會(huì)成為一個(gè)問題。備份可以利用那些閑置的資源，不會(huì)對正在進(jìn)行備份的應(yīng)用程序造成嚴(yán)重的影響。
對于虛擬化，服務(wù)器的使用方式更近于容量。事實(shí)上，這是虛擬化的基本目標(biāo)。虛擬化是很好的方式，但是這種服務(wù)器不再具有大量的閑置資源可供備份使用。現(xiàn)在，備份工作及其備份的應(yīng)用程序更加消耗服務(wù)器和存儲(chǔ)硬件資源。
這還不是最糟糕的。在現(xiàn)在的服務(wù)器運(yùn)行的應(yīng)用程序不止一個(gè)而是多個(gè)，甚至是很多個(gè)，所以備份一個(gè)虛擬服務(wù)器所帶來的負(fù)面影響不再限于某個(gè)虛擬機(jī)，而是對所有共享同一硬件的虛擬機(jī)都會(huì)造成影響。
2. 現(xiàn)有的備份客戶端運(yùn)行在 guest 虛擬機(jī)內(nèi)部，并且除非采取特定的預(yù)防措施，這些事先預(yù)定的備份將是重疊運(yùn)行的。由于服務(wù)器資源已經(jīng)很少的問題，服務(wù)器管理員必須格外謹(jǐn)慎。如果在服務(wù)器運(yùn)行一個(gè)備份已經(jīng)很糟糕，運(yùn)行多個(gè)備份對于應(yīng)用程序響應(yīng)會(huì)是一場災(zāi)難。所以，相對于物理機(jī)器，虛擬機(jī)備份計(jì)劃必須更為仔細(xì)地進(jìn)行制定。
額外的備份負(fù)載這一問題被所涉及的多個(gè) guest 虛擬機(jī)放大，另外，虛擬機(jī)負(fù)載的動(dòng)態(tài)本質(zhì)也使復(fù)雜性進(jìn)一步加劇，虛擬機(jī)的實(shí)時(shí)遷移(有時(shí)并非由服務(wù)器管理員啟動(dòng))也會(huì)把手工備份計(jì)劃搞得一團(tuán)糟。
3. 針對這些問題的解決方案是在超級管理員等級上運(yùn)行協(xié)作備份，***是主機(jī)外(off-host)的方式。資源爭奪發(fā)生在虛擬化層，運(yùn)行在這一層的協(xié)作備份可最小化應(yīng)用占用資源的問題。在超級管理員等級上的備份操作，如果進(jìn)行準(zhǔn)確地部署，可以成為最有效地利用資源。
最理想的情況是在獨(dú)立而又潛在專用的硬件上運(yùn)行備份，這樣備份服務(wù)器的操作就不會(huì)對活動(dòng)的應(yīng)用程序造成影響。
4. 現(xiàn)有的架構(gòu)，比如微軟的 VSS，是為運(yùn)行“熱備份”(hot backup)而設(shè)計(jì)。這樣的架構(gòu)不具備足夠的伸縮性，能夠從 guest 虛擬機(jī)內(nèi)部影射虛擬盤，正如在超級管理員曾所見的那樣。在采用服務(wù)器虛擬化技術(shù)多年以前，微軟的卷影射服務(wù)(Volume Shadow Service)已經(jīng)出現(xiàn)，并被廣泛使用。但是 VSS 是在卷上運(yùn)行而不是在虛擬機(jī)上。在過去，硬盤卷和應(yīng)用程序之間是靜態(tài)的 1:1 關(guān)系，這種情況下不會(huì)出現(xiàn)問題。但是，在虛擬服務(wù)器上，***的方式是在單一卷上為多個(gè)虛擬機(jī)設(shè)置虛擬硬盤(在 VMware 上，是 VMDK;在 Hyper-V，是 VHD)。
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激活的VSS 為整個(gè)卷創(chuàng)建一個(gè)影像副本，即使需要的只是備份單一虛擬機(jī)。在超級管理員等級運(yùn)行當(dāng)前的 VSS 架構(gòu)并非最理想的情況，但是最接近。這一“解決方案”在 guest 虛擬機(jī)等級上運(yùn)行備份，但這會(huì)導(dǎo)致上述的問題 1 和問題 2。
面對這些問題，正確的虛擬機(jī)備份方案應(yīng)是什么樣的?虛擬化備份行業(yè)需要提供：
· 能夠?yàn)楦綄儆?guest 虛擬機(jī)的虛擬硬盤創(chuàng)建快速、空間高效的高性能快照。它應(yīng)能夠?yàn)樘摂M機(jī)關(guān)聯(lián)的所有虛擬硬盤同步建立快照，這樣就可以創(chuàng)建崩潰狀態(tài)一致的(crash-consistent)的備份鏡像。根據(jù)客戶的備份計(jì)劃和方案，應(yīng)可以按照組(group)的管理虛擬硬盤。
· 利用可感知應(yīng)用程序的備份方案，對這些快照的創(chuàng)建和管理進(jìn)行整合。崩潰狀態(tài)一致很好，不過應(yīng)用程序一致更好。
· 能夠訪問服務(wù)器上的快照而不是運(yùn)行活動(dòng)虛擬機(jī)的快照。對于將備份負(fù)載及其附帶的資源消耗從活動(dòng)的產(chǎn)品應(yīng)用程序中分開，這是至關(guān)重要的。正如前文所述，在虛擬服務(wù)器環(huán)境中，主機(jī)外備份是一個(gè)尤為緊迫的需求。
· 長期在線可用的快照。理想的情況是能夠擁有長期在線的快照。大多數(shù)快照具有的空間高效功能，這意味著基鏡像(base image)及其子快照中的數(shù)據(jù)塊僅保持一次。這樣就可以廉價(jià)地長期保持許多快照，使得從之前快照中快速恢復(fù)數(shù)據(jù)變得簡便。
遺憾的是，很多快照產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是短期保持的。快照在線時(shí)間越長，I/O 性能降低的也越多，不僅是對于快照，也包括它們的基鏡像，這會(huì)使得創(chuàng)建保持在線快照變得不切實(shí)際。
· 有關(guān)增加備份的信息。虛擬機(jī)鏡像文件很大，通常數(shù)十個(gè) GB。如果備份軟件知道上次備份之后鏡像的某些部分沒有變化，那么它的效率就可以變得更高。虛擬硬盤摘要層應(yīng)為備份提供鏡像和對象等級的更改數(shù)據(jù)列表。
· 對活動(dòng)虛擬機(jī)性能沒有過度的性能處罰。這是一個(gè)很明顯的要求，現(xiàn)金的處理方式對性能造成了很嚴(yán)重的影響。
· 獨(dú)立于存儲(chǔ)硬件。對于 IT 機(jī)構(gòu)，所有權(quán)的限制從來都不是好事情。利用正確的軟件設(shè)計(jì)，虛擬機(jī)備份方案沒有理由將所有權(quán)限制于特定存儲(chǔ)子系統(tǒng)中。
很長時(shí)間以來，虛擬化對于數(shù)據(jù)中心(內(nèi)部和云端)是***的方式。虛擬化的前景非常遠(yuǎn)大?，F(xiàn)在，這些前景所帶來的許多承諾已經(jīng)觸手可得。但是，只有當(dāng)為虛擬化的獨(dú)特要求而進(jìn)行優(yōu)化的備份方案出現(xiàn)在市場上時(shí)，更為廣泛的虛擬化部署才會(huì)出現(xiàn)。
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