Sauvegarde des machines virtuelles sur le stockage cloud

Ces dernières années ont été marquées par une croissance explosive du marché de la virtualisation des serveurs. En effet, la virtualisation des serveurs présente de nombreux avantages, notamment :

-          Consolidation des serveurs ;

-          Isolation des applications ;

-          Provisionnement plus rapide des serveurs et portabilité des machines virtuelles invitées ;

-          Réduire la surface occupée par le centre de données et la consommation d'énergie ;

-          Réduisez les coûts liés aux serveurs de test

Cependant, la virtualisation engendre également de nouveaux défis. L'un d'eux concerne la sauvegarde des machines virtuelles. Sauvegarder une machine virtuelle peut consommer d'importantes ressources de stockage et de réseau. Lorsqu'une machine hôte héberge plusieurs machines virtuelles, la sauvegarde de l'ensemble de ces machines peut s'avérer encore plus complexe. Si toutes les machines virtuelles sont sauvegardées simultanément, les performances du serveur risquent d'être considérablement ralenties.

Le service de sauvegarde cloud de DriveHQ, inclus dans sa solution informatique cloud, a permis de sauvegarder avec succès les données de dizaines de milliers d'entreprises. Notre logiciel de sauvegarde performant et fiable a également permis de sauvegarder de nombreuses machines virtuelles pour de grandes entreprises. Cet article détaille les méthodes, stratégies, avantages et inconvénients de la sauvegarde de machines virtuelles et explique pourquoi la solution de sauvegarde cloud de DriveHQ est bien supérieure aux autres solutions de sauvegarde.

1.          Décidez ce qu'il faut sauvegarder

Comme pour toute solution de sauvegarde, il est nécessaire de déterminer quelles données doivent être sauvegardées. Traditionnellement, on distingue la sauvegarde d'images et la sauvegarde de données.

1.1.    Sauvegarde d'image

Il sauvegarde l'intégralité de l'image système (ou image disque). Le principal avantage de cette méthode est qu'en cas de panne du système d'exploitation empêchant son démarrage, le logiciel de sauvegarde peut restaurer l'ensemble du système, y compris les données utilisateur. Les inconvénients sont les suivants : la sauvegarde d'image est souvent beaucoup plus longue, nécessite un espace de stockage important pour conserver les copies de sauvegarde et la restauration de fichiers individuels est complexe. De plus, la restauration d'une image système est généralement limitée au même ordinateur, doté de la même configuration matérielle.

1.2.  Sauvegarde de données (ou sauvegarde de fichiers)

En général, ce type de sauvegarde ne contient pas le système d'exploitation ni les fichiers programmes. Il sauvegarde uniquement les données utilisateur. Ainsi, en cas de panne du système d'exploitation, l'utilisateur peut utiliser un disque de récupération système pour le restaurer, puis réinstaller les autres programmes, et enfin utiliser le logiciel de sauvegarde pour restaurer toutes ses données. Les avantages de la sauvegarde de données sont qu'elle est généralement beaucoup plus rapide, nécessite beaucoup moins d'espace de stockage et permet de restaurer beaucoup plus facilement les fichiers et dossiers individuellement. 
 

2.          Méthodes de sauvegarde des machines virtuelles

(1)   Sauvegardez le serveur hôte avec Image Backup

C'est probablement la méthode la plus simple. Si vous sauvegardez l'intégralité du serveur hôte, toutes les machines virtuelles invitées le seront également. Étant donné que les fichiers de disque virtuel sont constamment modifiés par le système d'exploitation invité, le logiciel de sauvegarde doit prendre un instantané de ces fichiers. Grâce à la technologie VSS (Volume Shadow Copy), cela ne pose aucun problème.

Les véritables inconvénients sont très similaires à ceux mentionnés dans la section 1.1.  Du fait qu'un seul serveur hôte puisse héberger de nombreuses machines virtuelles, certains inconvénients deviennent encore plus difficiles à gérer.

(2)   Sauvegardez les fichiers de configuration de la machine virtuelle et les disques durs virtuels (VHD).

Comparée à la méthode (1), cette méthode ne nécessite pas la sauvegarde du serveur hôte lui-même. Si le serveur hôte n'héberge qu'une seule machine virtuelle, la vitesse de sauvegarde peut être jusqu'à 100 % plus rapide. Si le serveur héberge plusieurs machines virtuelles, le gain de vitesse est moins significatif.

Si le serveur hôte sert uniquement à héberger les machines virtuelles invitées, sa sauvegarde n'est pas nécessaire. Au lieu d'utiliser la sauvegarde d'image système, il est possible de restaurer facilement le serveur hôte à l'aide du disque de récupération, sans aucune sauvegarde préalable.

Une autre option consiste à créer une image système pour sauvegarder uniquement le serveur hôte, sans les machines virtuelles invitées. Les fichiers présents sur le serveur hôte n'ayant pas d'incidence sur les données réelles, une seule sauvegarde suffit, ou à une fréquence beaucoup moins élevée (par exemple, une fois par an ou une fois par mois).

(3)   Sauvegardez une machine virtuelle à l'aide de la sauvegarde d'image ;

D'un certain point de vue, une machine virtuelle est identique à une machine physique. Elle peut donc être sauvegardée à l'aide d'une image disque classique. Les fichiers image disque de la machine virtuelle étant en réalité des fichiers VHD, la différence entre la méthode (3) et la méthode (2) est minime. Bien entendu, si le logiciel de virtualisation ne prend pas en charge VSS, il convient d'utiliser la méthode (3). Heureusement, la plupart des solutions de virtualisation courantes sont compatibles avec VSS.

La méthode (2) fonctionne mieux du point de vue de la gestion : au lieu de créer des tâches de sauvegarde dans chaque VM invitée, la sauvegarde peut être effectuée de manière centralisée à partir du serveur hôte.

La méthode (3) est plus avantageuse du point de vue de la portabilité. Une machine virtuelle peut être déplacée d'un serveur hôte à un autre. Aucune modification n'est nécessaire si la méthode (3) est utilisée et que la destination de sauvegarde est un lecteur réseau mappé.

(4)   Sauvegarder les fichiers de données dans une machine virtuelle ;

Deux des principaux avantages de la virtualisation sont le « provisionnement rapide » et la « portabilité ». Grâce à ces deux avantages, la sauvegarde d'images n'est généralement pas nécessaire:

Tout d'abord, le serveur hôte est réduit à une configuration minimale comprenant uniquement le système d'exploitation et le logiciel de virtualisation. Au lieu de restaurer le serveur hôte, il peut être facilement restauré à l'aide du disque de récupération, sans sauvegarde. Aucune donnée utilisateur ni donnée d'entreprise ne sera perdue.

Deuxièmement, le système d'exploitation invité peut également être facilement restauré sans sauvegarde. En effet, un système d'exploitation invité préconfiguré avec les logiciels spécifiques à l'entreprise peut être exécuté (ou sauvegardé) en tant que machine virtuelle de secours. En cas de défaillance de la machine virtuelle principale, au lieu de restaurer l'intégralité de cette dernière, il suffit de démarrer la machine virtuelle de secours et d'y restaurer les données utilisateur. Cela permet de réduire considérablement le temps d'indisponibilité du système.

D'après l'analyse ci-dessus, et moyennant un minimum de préparation, la sauvegarde d'images n'est généralement pas nécessaire pour sauvegarder vos serveurs hôtes et vos machines virtuelles ; vous pourriez toujours avoir besoin d'une sauvegarde d'images, mais il s'agit généralement d'une sauvegarde ponctuelle ou d'une sauvegarde récurrente à très faible fréquence.

Comme indiqué ci-dessus, la sauvegarde de données est bien plus efficace et flexible que la sauvegarde d'images.

3.          Les défis liés à la sauvegarde des machines virtuelles dans le cloud

La sauvegarde de machines virtuelles dans le cloud présente d'autres défis. L'utilisation de la sauvegarde d'images peut générer des fichiers de sauvegarde très volumineux : un seul fichier peut atteindre 200 Go, voire plus. Même en ne sauvegardant que des fichiers VHD, ces derniers peuvent également être très volumineux, jusqu'à 100 Go ou plus. Lorsqu'un fichier devient aussi volumineux, son chargement, son téléchargement et sa manipulation deviennent complexes. À terme, la sauvegarde en ligne de tels fichiers s'avère trop inefficace et peu fiable.

Pour atténuer ce problème, on peut recourir à la sauvegarde incrémentale. Toutefois, sa conception et ses tests doivent être extrêmement rigoureux afin de garantir son bon fonctionnement avec les solutions de sauvegarde dans le cloud. Malgré cela, les résultats peuvent varier considérablement selon le contexte réel.

La sauvegarde incrémentale permet de réduire la quantité de données à sauvegarder dans de nombreux cas ; cependant, elle présente les inconvénients suivants :

-          Cela ajoute des étapes au processus de sauvegarde et de restauration, le rendant plus sujet aux erreurs ;

-          Dans certains cas, cette méthode peut s'avérer extrêmement inefficace. Si les données sont modifiées (par exemple, défragmentées, réorganisées, réordonnées, réindexées ou compactées) très fréquemment, la sauvegarde incrémentale peut même augmenter le volume de données à transférer.

-          Dans certains cas où une opération peut entraîner des milliers de petites modifications dans un fichier VHD ou une image disque, le chargement et l'application de ces modifications peuvent prendre un temps considérable, notamment si elles nécessitent le déplacement d'une grande quantité de données ou modifient la taille totale du fichier. De plus, toute erreur lors de l'application d'une modification incrémentale corrompra l'intégralité du fichier.

-          Il utilise davantage de ressources CPU pour calculer les modifications incrémentales apportées à un fichier à l'aide d'un algorithme de somme de contrôle glissante.

-          Dans certains cas, les sauvegardes incrémentielles ne sont pas fusionnées avec la sauvegarde complète précédente. Cela augmente alors l'espace de stockage total utilisé et allonge la durée et le nombre d'étapes de restauration.

4.          La solution DriveHQ

DriveHQ a assuré avec succès la sauvegarde des machines virtuelles de nombreux clients grands comptes. Pour un processus de sauvegarde efficace et sans encombre, nous recommandons les bonnes pratiques suivantes. Bien qu'elles ne soient pas indispensables, elles permettent d'optimiser les performances et la fiabilité, et de réduire considérablement les coûts.

4.1 Préparez votre machine virtuelle

Nous recommandons de séparer le volume du système d'exploitation, celui des applications et celui des données, en créant trois disques durs virtuels (VHD) : un pour le système d'exploitation, un pour les applications et un pour les données. À défaut, nous recommandons de créer au minimum deux VHD : un pour le système d'exploitation et l'autre pour les applications et les données ; ou un pour le système d'exploitation et les applications, et l'autre pour les données.

Déplacer le fichier d'échange mémoire (ou fichier de pagination) vers le volume des applications ou des données peut contribuer à minimiser la quantité de données sur le volume du système d'exploitation.

Grâce à cette méthode, vous pouvez minimiser la taille du fichier VHD pour le volume du système d'exploitation. Sous Windows XP ou Windows Server 2003, le volume du système d'exploitation ne nécessite qu'environ 16 Go, voire moins ; sous Windows 7 / Server 2008 R2, il ne nécessite qu'environ 32 Go, voire moins.

4.2. Sauvegarder le système d'exploitation de la machine virtuelle

Avec une préparation adéquate, le fichier VHD contenant le système d'exploitation peut être relativement petit (moins de 32 Go). Ce fichier peut être facilement sauvegardé localement ou sur un service de stockage cloud. Une seule sauvegarde de ce VHD est nécessaire, car le système d'exploitation évolue rarement et ces modifications n'affecteront ni la sauvegarde ni la restauration.

La sauvegarde du disque dur virtuel (VHD) du système d'exploitation n'est peut-être pas nécessaire, car vous pouvez réinstaller le système d'exploitation ou utiliser un disque de récupération pour le restaurer.  En revanche, disposer du disque dur virtuel du système d'exploitation peut réduire le temps de restauration de ce dernier.

Si vous décidez de sauvegarder le système d'exploitation de votre machine virtuelle sur le stockage cloud DriveHQ, il vous suffit d'exécuter le logiciel client DriveHQ Online Backup depuis le serveur hôte et de créer une tâche de sauvegarde à l'aide de la base de données  / Utilisez l'Assistant de sauvegarde par e-mail, puis sélectionnez le dossier source de sauvegarde pour sauvegarder les fichiers de configuration de la machine virtuelle et le fichier VHD du système d'exploitation, en excluant les autres fichiers VHD. Vous pouvez exclure d'autres fichiers VHD dans la section Gérer les tâches à Fenêtre Modifier la tâche de sauvegarde.

4.3 Sauvegarder les applications logicielles de la machine virtuelle

Si les applications logicielles sont installées sur le même disque dur virtuel (VHD) du système d'exploitation, alors elles sont déjà sauvegardées avec ce dernier.

Si vous possédez le disque d'installation du logiciel, la sauvegarde du disque dur virtuel (VHD) des applications n'est pas nécessaire. Toutefois, disposer d'un VHD des applications peut accélérer leur restauration.

Si vous décidez de sauvegarder les applications logicielles de votre machine virtuelle sur le stockage cloud DriveHQ, il vous suffit d'exécuter le logiciel client DriveHQ Online Backup depuis le serveur hôte et de créer une tâche de sauvegarde à l'aide de la base de données  / Utilisez l'Assistant de sauvegarde de messagerie, puis sélectionnez le dossier source de sauvegarde pour sauvegarder le fichier VHD des applications.

4.4 Sauvegardez les fichiers de données de la machine virtuelle

Dans ce cas, une machine virtuelle est exactement la même qu'une machine physique. Il vous suffit de:

(1)   Installez DriveHQ Online Backup sur la machine virtuelle ;

(2)   Créez une ou plusieurs tâches de sauvegarde pour sauvegarder les données à préserver. Vous pouvez créer plusieurs tâches pour sauvegarder différents dossiers et définir des planifications de sauvegarde distinctes

5.          Avantages de la solution de sauvegarde DriveHQ

Comparée à d'autres solutions de sauvegarde dans le cloud, la solution de sauvegarde de machines virtuelles de DriveHQ présente les avantages suivants:

-          Réduisez au minimum la quantité de données à sauvegarder.

le   DriveHQ Online Backup permet de réduire considérablement le temps de sauvegarde, la consommation de bande passante et d'améliorer les performances et la fiabilité de la sauvegarde.

-          Restauration plus rapide.

le   Au lieu de restaurer d'énormes fichiers de sauvegarde ou des fichiers VHD, ce qui pourrait prendre plusieurs jours rien que pour les télécharger, Les clients professionnels peuvent simplement restaurer le système d'exploitation et les applications logicielles à l'aide du CD de récupération ou des CD logiciels, ou restaurer un système d'exploitation préconfiguré avec des applications logicielles déjà installées, ou restaurer un disque dur virtuel (VHD) du système d'exploitation beaucoup plus petit. Ce délai peut être réduit à moins de quelques heures.

-          coût inférieur

le   DriveHQ Online Backup nécessite beaucoup moins d'espace de stockage et son coût est également considérablement réduit.

-          Être capable de restaurer des fichiers et des dossiers individuels

le   En cas de suppression accidentelle d'un ou plusieurs fichiers ou dossiers, l'utilisateur n'a pas besoin de restaurer une sauvegarde volumineuse ou un fichier VHD. Il lui suffit de glisser-déposer les fichiers ou dossiers depuis le stockage cloud DriveHQ vers la machine virtuelle.

-          Minimiser les risques de corruption des données et l'impact de cette corruption

le   La sauvegarde d'un fichier de sauvegarde volumineux ou d'un fichier VHD est beaucoup plus sujette aux erreurs que la sauvegarde de fichiers plus petits. La sauvegarde incrémentale augmente ce risque d'un facteur 10 à 1000. La moindre erreur de transfert de données ou d'accès disque peut corrompre l'intégralité du fichier. Si cette corruption n'est pas détectée à temps, les clients risquent de perdre toutes leurs données au moment où ils en ont besoin.

le   Grâce à la solution DriveHQ, le risque de corruption des données est extrêmement faible ; et dans les cas extrêmement rares, les clients ne perdent qu'un seul fichier.

-          Plus flexible

le   Une sauvegarde d'image classique ne peut généralement être restaurée que sur la même machine physique.

le   La sauvegarde en ligne de DriveHQ peut être restaurée n'importe où.

le   Si vous déplacez la machine virtuelle vers un autre serveur hôte, vous n'avez pas besoin de reconfigurer votre tâche de sauvegarde.

Références:

[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