نسخ الأجهزة الافتراضية احتياطيًا إلى التخزين السحابي

شهدت السنوات القليلة الماضية نموًا هائلاً في سوق المحاكاة الافتراضية للخوادم. في الواقع، تتمتع المحاكاة الافتراضية للخوادم بالعديد من المزايا، أهمها ما يلي:

-          دمج الخوادم؛

-          عزل التطبيقات؛

-          توفير أسرع للخوادم وقابلية نقل الأجهزة الافتراضية الضيفة؛

-          تقليل مساحة مركز البيانات واستهلاك الطاقة؛

-          وفر تكاليف اختبار الخوادم

مع ذلك، تُثير تقنية المحاكاة الافتراضية بعض التحديات الجديدة. أحد هذه التحديات يتعلق بكيفية نسخ الأجهزة الافتراضية احتياطيًا. قد تستهلك عملية النسخ الاحتياطي لجهاز افتراضي واحد الكثير من موارد التخزين والشبكة. وعندما يستضيف جهاز مضيف عدة أجهزة افتراضية، يصبح نسخ جميع الأجهزة الافتراضية احتياطيًا أكثر صعوبة. وإذا تم نسخ جميع الأجهزة الافتراضية احتياطيًا في الوقت نفسه، فقد يؤدي ذلك إلى تباطؤ كبير في أداء الخادم.

نجحت خدمة النسخ الاحتياطي السحابي من DriveHQ، المُقدمة كجزء من حلول تكنولوجيا المعلومات السحابية، في نسخ بيانات عشرات الآلاف من الشركات احتياطيًا. كما نجح برنامج النسخ الاحتياطي الفعال والموثوق لدينا في نسخ العديد من الأجهزة الافتراضية لعملاء من الشركات الكبرى. ستتناول هذه المقالة بالتفصيل طرق واستراتيجيات ومزايا وعيوب النسخ الاحتياطي للأجهزة الافتراضية، ولماذا يُعد حل النسخ الاحتياطي السحابي من DriveHQ أفضل بكثير من حلول النسخ الاحتياطي الأخرى.

1.          حدد ما تريد نسخه احتياطيًا

كما هو الحال مع أي عملية نسخ احتياطي، عليك تحديد البيانات التي يجب نسخها احتياطياً. تقليدياً، هناك نوعان من النسخ الاحتياطي: نسخ الصور ونسخ البيانات.

1.1.    النسخ الاحتياطي للصورة

يقوم هذا الأسلوب بنسخ صورة النظام بالكامل (أو صورة القرص). وتتمثل ميزته الرئيسية في أنه في حال تعطل نظام التشغيل وعدم إمكانية تشغيله، يستطيع برنامج النسخ الاحتياطي استعادة النظام بأكمله، بما في ذلك بيانات المستخدم. أما عيوبه فتتمثل في أن النسخ الاحتياطي للصورة يستغرق وقتًا أطول، ويتطلب مساحة تخزين أكبر بكثير للاحتفاظ بنسخ احتياطية، ويصعب استعادة الملفات الفردية. علاوة على ذلك، لا يمكن استعادة النسخ الاحتياطي للصورة عادةً إلا على نفس الحاسوب وبنفس مواصفات الأجهزة.

1.2.  النسخ الاحتياطي للبيانات (أو النسخ الاحتياطي للملفات)

لا يقوم هذا النظام عادةً بنسخ نظام التشغيل وملفات البرامج احتياطيًا، بل يكتفي بنسخ ملفات بيانات المستخدم. بهذه الطريقة، في حال تعطل نظام التشغيل، يمكن للمستخدم استخدام قرص استعادة النظام لاستعادة النظام، ثم إعادة تثبيت البرامج الأخرى، ثم استخدام برنامج النسخ الاحتياطي لاستعادة جميع بيانات المستخدم. من مزايا النسخ الاحتياطي للبيانات أنه يستغرق وقتًا أقل بكثير، ويتطلب مساحة تخزين أقل، كما أنه أسهل بكثير في استعادة الملفات والمجلدات الفردية. 
 

2.          طرق لعمل نسخ احتياطية للأجهزة الافتراضية

(1)   قم بعمل نسخة احتياطية من الخادم المضيف باستخدام النسخ الاحتياطي للصورة

ربما تكون هذه أبسط طريقة. إذا قمت بنسخ خادم الاستضافة بالكامل احتياطيًا، فسيتم نسخ جميع الأجهزة الافتراضية الضيفة احتياطيًا أيضًا. نظرًا لأن ملفات القرص الافتراضي يتم تعديلها باستمرار بواسطة نظام التشغيل الضيف، يحتاج برنامج النسخ الاحتياطي إلى أخذ لقطة من ملفات القرص الافتراضي. مع تقنية نسخ الظل لوحدة التخزين، لا تُشكل هذه مشكلة.

العيوب الحقيقية تشبه إلى حد كبير ما ذكر في القسم 1.1.  لأن خادم مضيف واحد يمكنه استضافة العديد من الأجهزة الافتراضية، فإن بعض العيوب تصبح أكثر صعوبة في التعامل معها.

(2)   قم بعمل نسخة احتياطية من ملفات تكوين الجهاز الظاهري والأقراص الصلبة الظاهرية (VHDs).

بالمقارنة مع الطريقة (1)، لا تتطلب هذه الطريقة نسخ الخادم المضيف نفسه احتياطيًا. إذا كان الخادم المضيف يستضيف جهازًا افتراضيًا واحدًا فقط، فقد تصل سرعة النسخ الاحتياطي إلى 100% أسرع. أما إذا كان الخادم يستضيف العديد من الأجهزة الافتراضية، فإن التحسن في السرعة يكون أقل وضوحًا.

إذا كان الخادم المضيف يُستخدم حصراً لاستضافة الأجهزة الافتراضية الضيفة، فلا داعي لعمل نسخة احتياطية منه. بدلاً من استخدام النسخ الاحتياطي للصور، يمكن استعادة الخادم المضيف بسهولة باستخدام قرص الاسترداد دون الحاجة إلى أي نسخة احتياطية.

خيار آخر هو إنشاء نسخة احتياطية للصورة لنسخ خادم الاستضافة فقط دون الأجهزة الافتراضية الضيفة. ولأن الملفات الموجودة على خادم الاستضافة لا تؤثر فعلياً على البيانات الأساسية، فلا داعي لنسخها احتياطياً إلا مرة واحدة أو بتردد أقل بكثير (مثلاً مرة في السنة أو مرة في الشهر).

(3)   قم بعمل نسخة احتياطية من جهاز افتراضي باستخدام أداة النسخ الاحتياطي للصورة؛

من ناحيةٍ ما، تُشبه الآلة الافتراضية الآلةَ الفعلية تمامًا. لذا، يُمكن أيضًا نسخها احتياطيًا باستخدام النسخ الاحتياطي للصور التقليدي. وبما أن ملفات صورة القرص الخاصة بالآلة الافتراضية هي في الواقع ملفات VHD، فلا يوجد فرق يُذكر بين الطريقة (3) والطريقة (2). بالطبع، إذا كان برنامج المحاكاة الافتراضية لا يدعم خدمة VSS، فيجب استخدام الطريقة (3). ولحسن الحظ، تدعم جميع حلول المحاكاة الافتراضية الشائعة خدمة VSS.

الطريقة (2) تعمل بشكل أفضل من وجهة نظر الإدارة: فبدلاً من إنشاء مهام النسخ الاحتياطي في كل جهاز افتراضي ضيف، يمكن إجراء النسخ الاحتياطي مركزيًا من الخادم المضيف.

تُعدّ الطريقة (3) أفضل من حيث سهولة النقل. إذ يُمكن نقل الجهاز الظاهري من خادم مضيف إلى آخر. ولا يلزم إجراء أي تغييرات عند استخدام الطريقة (3) إذا كانت وجهة النسخ الاحتياطي عبارة عن محرك أقراص مُرتبط بالشبكة.

(4)   نسخ ملفات البيانات احتياطياً في جهاز افتراضي؛

من أهم مزايا المحاكاة الافتراضية "سرعة التزويد" و"قابلية النقل". وبفضل هاتين الميزتين، لا حاجة عادةً إلى النسخ الاحتياطي للصور:

أولاً، يتم تهيئة الخادم المضيف إلى تكوين قياسي أساسي يقتصر على نظام التشغيل وبرنامج المحاكاة الافتراضية. وبدلاً من استعادة الخادم المضيف، يمكن استعادته بسهولة باستخدام قرص الاسترداد دون الحاجة إلى نسخة احتياطية. ولن تُفقد أي بيانات للمستخدمين أو بيانات العمل.

ثانيًا، يمكن استعادة نظام التشغيل الضيف بسهولة دون الحاجة إلى نسخة احتياطية. في الواقع، يمكن تشغيل نظام تشغيل ضيف مُجهز مسبقًا ومُحمّل ببرامج خاصة بالشركة (أو نسخه احتياطيًا) كجهاز افتراضي احتياطي. في حال تعطل الجهاز الافتراضي الضيف الرئيسي، بدلًا من استعادة الجهاز الافتراضي الضيف بالكامل، يكفي تشغيل الجهاز الافتراضي الاحتياطي واستعادة بيانات المستخدم إليه. هذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من وقت تعطل النظام.

مع التحليل المذكور أعلاه، ومع القليل من التحضير، فإن النسخ الاحتياطي للصور ليس مطلوبًا بشكل عام لعمل نسخ احتياطية لخوادم المضيف والأجهزة الافتراضية - قد لا تزال بحاجة إلى نسخ احتياطي للصور، ولكن عادة ما يكون نسخًا احتياطيًا لمرة واحدة فقط، أو نسخًا احتياطيًا متكررًا بتردد منخفض جدًا.

كما ذكرنا أعلاه، فإن النسخ الاحتياطي للبيانات أكثر كفاءة ومرونة من النسخ الاحتياطي للصور.

3.          تحديات نسخ الأجهزة الافتراضية احتياطيًا إلى السحابة

تُشكّل عملية نسخ الأجهزة الافتراضية احتياطيًا إلى السحابة تحديات أخرى. فباستخدام النسخ الاحتياطي للصور، قد يتم إنشاء ملفات نسخ احتياطية ضخمة جدًا، حيث قد يصل حجم الملف الواحد إلى 200 جيجابايت أو أكثر. حتى عند نسخ ملفات VHD فقط، قد تكون هذه الملفات ضخمة أيضًا، إذ قد يصل حجمها إلى 100 جيجابايت أو أكثر. عندما يصبح حجم الملف الواحد كبيرًا جدًا، يصعب تحميله وتنزيله والتعامل معه. وفي النهاية، يصبح نسخ هذه الملفات احتياطيًا عبر الإنترنت غير فعال أو غير موثوق.

للتخفيف من حدة المشكلة المذكورة أعلاه، يمكن استخدام النسخ الاحتياطي التزايدي. مع ذلك، يجب تصميم النسخ الاحتياطي التزايدي واختباره بدقة متناهية لضمان توافقه مع النسخ الاحتياطي السحابي. ومع ذلك، قد تختلف النتائج اختلافًا كبيرًا باختلاف الظروف الفعلية.

يمكن للنسخ الاحتياطي التزايدي أن يقلل من كمية البيانات المراد نسخها احتياطيًا في كثير من الحالات؛ ومع ذلك، فإنه ينطوي على العيوب التالية:

-          يضيف ذلك المزيد من الخطوات إلى عملية النسخ الاحتياطي والاستعادة مما يجعلها أكثر عرضة للأخطاء؛

-          في بعض الحالات، قد يكون ذلك غير فعال للغاية. إذا تم تغيير البيانات (مثل تعديلها، أو إلغاء تجزئتها، أو إعادة تنظيمها، أو إعادة ترتيبها، أو إعادة فهرستها، أو ضغطها) بشكل متكرر، فقد يؤدي النسخ الاحتياطي التزايدي إلى زيادة كمية البيانات المراد نقلها.

-          في بعض الحالات، حيث قد تُؤدي عملية ما إلى آلاف التغييرات الصغيرة في ملف VHD أو ملف النسخ الاحتياطي للصورة، قد يستغرق تحميل وتطبيق آلاف التغييرات وقتًا طويلاً جدًا، وذلك بحسب نوع التغييرات، خاصةً إذا تطلّب الأمر نقل جزء كبير من البيانات من موقع إلى آخر، أو إذا أدّى ذلك إلى تغيير حجم الملف بالكامل. علاوة على ذلك، فإن أي فشل في تطبيق تغيير تدريجي سيؤدي إلى تلف الملف بأكمله.

-          يستخدم المزيد من موارد وحدة المعالجة المركزية لحساب التغييرات التراكمية في الملف باستخدام خوارزمية مجموع التحقق المتداولة.

-          في بعض الحالات، لا يتم دمج النسخ الاحتياطية التزايدية مع النسخة الاحتياطية الكاملة السابقة. في هذه الحالة، سيزداد إجمالي استخدام مساحة التخزين، وسيزداد كل من وقت وخطوات الاستعادة.

4.          حلول DriveHQ

نجحت DriveHQ في نسخ الأجهزة الافتراضية احتياطيًا للعديد من عملاء المؤسسات الكبيرة. ولجعل عملية النسخ الاحتياطي فعّالة وسلسة، نوصي باتباع أفضل الممارسات التالية. مع أن هذه الممارسات ليست إلزامية، إلا أنها تُحسّن الأداء والموثوقية بشكل ملحوظ، وتُخفّض التكلفة بشكل كبير.

4.1 قم بإعداد جهازك الظاهري

نوصي بفصل وحدة تخزين نظام التشغيل، ووحدة تخزين التطبيقات، ووحدة تخزين البيانات، وإنشاء ثلاثة أقراص افتراضية (VHD) لنظام التشغيل، والتطبيقات، والبيانات. كحد أدنى، نوصي بإنشاء قرصين افتراضيين، أحدهما لنظام التشغيل، والآخر للتطبيقات والبيانات؛ أو أحدهما لنظام التشغيل والتطبيقات، والآخر للبيانات.

يمكن أن يساعد نقل ملف تبديل الذاكرة أو ملف الصفحة إلى وحدة تخزين التطبيقات أو البيانات في تقليل كمية البيانات الموجودة على وحدة تخزين نظام التشغيل.

باستخدام الطريقة المذكورة أعلاه، يمكنك تقليل حجم ملف VHD الخاص بنظام التشغيل. بالنسبة لنظامي التشغيل Windows XP وWindows Server 2003، يحتاج نظام التشغيل إلى حوالي 16 جيجابايت أو أقل؛ أما بالنسبة لنظامي التشغيل Windows 7 وWindows Server 2008 R2، فيحتاج إلى حوالي 32 جيجابايت أو أقل.

4.2. قم بعمل نسخة احتياطية من نظام تشغيل الجهاز الظاهري

مع التحضير المناسب، يمكن أن يكون حجم ملف VHD الذي يحتوي على نظام التشغيل صغيرًا نسبيًا (أقل من 32 جيجابايت). ويمكن بسهولة نسخ هذا الملف احتياطيًا محليًا أو إلى خدمة التخزين السحابي. ولا يحتاج هذا الملف إلى النسخ الاحتياطي إلا مرة واحدة، لأن نظام التشغيل نادرًا ما يتغير، أو أن هذه التغييرات لن تؤثر على عملية النسخ الاحتياطي أو الاستعادة.

قد لا تكون هناك حاجة لعمل نسخة احتياطية من قرص نظام التشغيل VHD حيث يمكنك إعادة تثبيت نظام التشغيل، أو استخدام قرص الاسترداد لاستعادة نظام التشغيل.  من ناحية أخرى، فإن وجود قرص VHD الخاص بنظام التشغيل في متناول اليد يمكن أن يقلل من وقت استعادة نظام التشغيل.

إذا قررت نسخ نظام تشغيل جهازك الظاهري احتياطيًا إلى خدمة التخزين السحابي DriveHQ، فكل ما عليك فعله هو تشغيل برنامج عميل النسخ الاحتياطي عبر الإنترنت DriveHQ من الخادم المضيف، وإنشاء مهمة نسخ احتياطي باستخدام قاعدة البيانات  / استخدم معالج النسخ الاحتياطي للبريد الإلكتروني، ثم حدد مجلد مصدر النسخ الاحتياطي لنسخ ملفات تكوين الجهاز الظاهري وملف VHD الخاص بنظام التشغيل، مع استبعاد ملفات VHD الأخرى. يمكنك استبعاد ملفات VHD الأخرى من قائمة إدارة المهام لديه تحرير نافذة مهمة النسخ الاحتياطي.

4.3 قم بعمل نسخة احتياطية من تطبيقات برامج الجهاز الظاهري

إذا تم تثبيت تطبيقات البرامج في نفس قرص نظام التشغيل الافتراضي (VHD)، فسيتم نسخها احتياطيًا بالفعل مع نظام التشغيل.

بافتراض امتلاكك لقرص تثبيت البرنامج، فلا داعي لعمل نسخة احتياطية من قرص VHD الخاص بالتطبيقات. مع ذلك، فإن وجود قرص VHD جاهزًا للتطبيقات يُقلل من وقت استعادة التطبيقات.

إذا قررت نسخ تطبيقات البرامج الخاصة بجهازك الظاهري احتياطيًا إلى خدمة التخزين السحابي DriveHQ، فكل ما عليك فعله هو تشغيل برنامج عميل النسخ الاحتياطي عبر الإنترنت DriveHQ من الخادم المضيف، وإنشاء مهمة نسخ احتياطي باستخدام قاعدة البيانات  / استخدم معالج النسخ الاحتياطي للبريد الإلكتروني، ثم حدد مجلد مصدر النسخ الاحتياطي لنسخ ملف VHD الخاص بالتطبيقات احتياطيًا.

4.4 قم بعمل نسخة احتياطية من ملفات بيانات الجهاز الظاهري

في هذه الحالة، تكون الآلة الافتراضية مطابقة تمامًا للآلة الفعلية. كل ما عليك فعله هو:

(1)   قم بتثبيت برنامج DriveHQ Online Backup على الجهاز الظاهري؛

(2)   أنشئ مهمة أو مهام نسخ احتياطي لنسخ البيانات التي تحتاج إلى نسخ احتياطي. يمكنك إنشاء مهام نسخ احتياطي متعددة لنسخ مجلدات مختلفة وتعيين جداول نسخ احتياطي مختلفة

5.          مزايا حلول النسخ الاحتياطي من DriveHQ

بالمقارنة مع حلول النسخ الاحتياطي السحابي الأخرى، يتميز حل النسخ الاحتياطي للأجهزة الافتراضية من DriveHQ بالمزايا التالية:

-          قلل من كمية البيانات التي يجب نسخها احتياطياً.

ال   يمكن لبرنامج DriveHQ Online Backup أن يقلل بشكل كبير من وقت النسخ الاحتياطي، ويقلل من استخدام النطاق الترددي، ويحسن أداء النسخ الاحتياطي وموثوقيته.

-          أسرع في الاستعادة.

ال   بدلاً من استعادة بعض ملفات النسخ الاحتياطي الضخمة أو ملفات VHD، والتي قد تستغرق أيامًا عديدة لمجرد تنزيلها, يمكن لعملاء المؤسسات ببساطة استعادة نظام التشغيل وتطبيقات البرامج باستخدام قرص الاسترداد أو أقراص البرامج، أو استعادة نظام تشغيل مُجهز مسبقًا مع تطبيقات البرامج المثبتة بالفعل، أو استعادة قرص VHD لنظام التشغيل أصغر بكثير. يمكن تقليص الوقت إلى أقل من بضع ساعات.

-          تكلفة أقل

ال   يتطلب برنامج DriveHQ Online Backup مساحة تخزين أقل بكثير، كما أن تكلفته أقل بكثير.

-          القدرة على استعادة الملفات والمجلدات الفردية

ال   في حال حذف ملف أو مجلد عن طريق الخطأ، لا يحتاج المستخدم إلى استعادة ملف نسخ احتياطي ضخم أو ملف VHD. بإمكانه ببساطة سحب وإفلات الملف أو المجلد من خدمة التخزين السحابي DriveHQ إلى الجهاز الظاهري.

-          قلل من احتمالية تلف البيانات وتأثير تلف البيانات

ال   إن نسخ ملف احتياطي ضخم أو ملف VHD أكثر عرضة للأخطاء بكثير من نسخ الملفات الأصغر حجماً. تزيد النسخ الاحتياطية التزايدية من هذا الخطر بمقدار عشرة أضعاف 1000. في حال حدوث أي خطأ أو استثناء في نقل البيانات أو القرص، سيتلف الملف بأكمله. وإذا لم يتم اكتشاف هذا التلف في الوقت المناسب، فقد يفقد العملاء جميع بياناتهم عند الحاجة إليها.

ال   باستخدام حل DriveHQ، يكون خطر تلف البيانات منخفضًا للغاية؛ وفي الحالات النادرة للغاية، قد يفقد العملاء ملفًا واحدًا فقط.

-          أكثر مرونة

ال   لا يمكن استعادة النسخ الاحتياطية العادية للصورة عادةً إلا على نفس الجهاز الفعلي.

ال   يمكن استعادة النسخ الاحتياطي عبر الإنترنت من DriveHQ في أي مكان.

ال   إذا قمت بنقل الجهاز الظاهري إلى خادم مضيف مختلف، فلن تحتاج إلى إعادة تكوين مهمة النسخ الاحتياطي الخاصة بك.

مراجع:

[1]. http://www.vmware.com/pdf/vi3_301_201_vm_backup.pdf

[2]. http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd405549(v=VS.85).aspx