Een back-up maken van virtuele machines naar cloudopslag

De afgelopen jaren heeft de markt voor servervirtualisatie een explosieve groei doorgemaakt. Servervirtualisatie biedt inderdaad veel voordelen, met name de volgende:

-          Serverconsolidatie;

-          Isolatie van applicaties;

-          Snellere serverconfiguratie en overdraagbaarheid van virtuele machines;

-          Verminder de ruimte die datacenters innemen en het energieverbruik;

-          Bespaar kosten op het testen van servers

Virtualisatie brengt echter ook een aantal nieuwe uitdagingen met zich mee. Een daarvan betreft het maken van back-ups van virtuele machines. Het maken van een back-up van een virtuele machine kan veel opslag- en netwerkbronnen in beslag nemen. Wanneer een hostmachine meerdere virtuele machines host, kan het maken van back-ups van al deze virtuele machines complexer worden. Als alle virtuele machines tegelijkertijd worden geback-upt, kan dit de serverprestaties aanzienlijk vertragen.

De cloudback-upservice van DriveHQ, onderdeel van de cloud-IT-oplossing, heeft al succesvol back-ups gemaakt van de gegevens van tienduizenden bedrijven. Onze efficiënte en betrouwbare back-upsoftware heeft ook al veel virtuele machines (VM's) geback-upt voor grote bedrijven. In dit artikel gaan we dieper in op de verschillende back-upmethoden, -strategieën, -voordelen en -nadelen van virtuele machineback-ups en leggen we uit waarom de cloudback-upoplossing van DriveHQ aanzienlijk beter is dan andere back-upoplossingen.

1.          Bepaal wat u wilt back-uppen

Net als bij elke back-upimplementatie moet u bepalen welke gegevens moeten worden geback-upt. Traditioneel onderscheiden we imageback-ups en databack-ups.

1.1.    Afbeeldingsback-up

Het maakt een back-up van de volledige systeemimage (of schijfimage). Het belangrijkste voordeel van deze aanpak is dat, mocht het besturingssysteem uitvallen en niet meer opstarten, de back-upsoftware het volledige systeem inclusief gebruikersgegevens kan herstellen. De nadelen zijn dat een imageback-up vaak veel langer duurt, veel meer opslagruimte vereist voor de back-upkopieën en dat het lastig is om individuele bestanden te herstellen. Bovendien kan een imageback-up meestal alleen worden hersteld op dezelfde computer met dezelfde hardwareconfiguratie.

1.2.  Gegevensback-up (of bestandsback-up)

Een back-up van het besturingssysteem en programmaprogramma's wordt meestal niet gemaakt. In plaats daarvan worden gebruikersgegevensbestanden geback-upt. Met deze aanpak kan de gebruiker, als het besturingssysteem uitvalt, een systeemherstelschijf gebruiken om het besturingssysteem te herstellen, vervolgens andere programma's opnieuw installeren en daarna de back-upsoftware gebruiken om alle gebruikersgegevens te herstellen. De voordelen van een back-up zijn dat het meestal veel minder tijd kost, veel minder opslagruimte vereist en dat het veel gemakkelijker is om individuele bestanden en mappen te herstellen. 
 

2.          Methoden om virtuele machines te backuppen

(1)   Maak een back-up van de hostserver met Image Backup

Dit is waarschijnlijk de eenvoudigste methode. Als u een back-up maakt van de volledige hostserver, worden alle virtuele machines (VM's) ook geback-upt. Omdat de virtuele schijfbestanden constant worden gewijzigd door het gastbesturingssysteem, moet de back-upsoftware een momentopname maken van de virtuele schijfbestanden. Met Volume Shadow Copy-technologie is dit geen probleem.

De werkelijke nadelen zijn vrijwel gelijk aan die genoemd in paragraaf 1.1.  Doordat één hostserver meerdere virtuele machines kan hosten, worden sommige nadelen nog lastiger te overkomen.

(2)   Maak een back-up van de configuratiebestanden van de virtuele machine en de virtuele harde schijven (VHD's).

In vergelijking met methode (1) hoeft bij deze methode de hostserver zelf niet te worden geback-upt. Als er slechts één VM op de hostserver draait, kan de back-upsnelheid tot wel 100% sneller zijn. Als de server meerdere VM's host, is de snelheidswinst minder significant.

Als de hostserver uitsluitend wordt gebruikt voor het hosten van de virtuele machines, is het maken van een back-up van de hostserver zelf niet nodig. In plaats van een back-up van de hostserver te maken met behulp van imageback-up, kan de hostserver eenvoudig worden hersteld met behulp van de herstelschijf, zonder dat er een back-up nodig is.

Een andere optie is om een imageback-up te maken die alleen de hostserver back-upt, zonder de virtuele machines. Omdat de bestanden op de hostserver geen invloed hebben op de daadwerkelijke data, hoeft deze slechts eenmalig of met een veel lagere frequentie (bijvoorbeeld eenmaal per jaar of eenmaal per maand) te worden geback-upt.

(3)   Maak een back-up van een virtuele machine met behulp van Image Backup;

In één opzicht is een virtuele machine net als een fysieke machine. Daarom kan er ook een back-up van worden gemaakt met behulp van een reguliere imageback-up. Omdat de schijfimagebestanden van de virtuele machine in feite VHD-bestanden zijn, is er weinig verschil tussen methode (3) en methode (2). Uiteraard moet methode (3) worden gebruikt als de virtualisatiesoftware geen VSS ondersteunt. Gelukkig ondersteunen alle gangbare virtualisatieoplossingen VSS.

Methode (2) werkt beter vanuit het oogpunt van beheersbaarheid: in plaats van back-uptaken aan te maken in elke virtuele machine, kan de back-up centraal vanaf de hostserver worden uitgevoerd.

Methode (3) werkt beter vanuit het oogpunt van draagbaarheid. Een virtuele machine kan van de ene hostserver naar de andere hostserver worden verplaatst. Er hoeft niets te worden gewijzigd als methode (3) wordt gebruikt en de back-upbestemming een netwerkstation is.

(4)   Maak een back-up van gegevensbestanden in een virtuele machine;

Twee van de belangrijkste voordelen van virtualisatie zijn "snelle provisioning" en "draagbaarheid". Dankzij deze twee voordelen is een imageback-up over het algemeen niet nodig:

Allereerst wordt de hostserver teruggebracht naar een uitgeklede standaardconfiguratie met alleen het besturingssysteem en de virtualisatiesoftware. In plaats van de hostserver te herstellen, kan deze eenvoudig worden hersteld met behulp van de herstelschijf, zonder back-up. Er gaan geen gebruikersgegevens of bedrijfsgegevens verloren.

Ten tweede kan het gastbesturingssysteem ook eenvoudig worden hersteld zonder back-up. Een vooraf geconfigureerd gastbesturingssysteem met bedrijfsspecifieke software kan namelijk als standby-VM draaien (of een back-up ervan hebben). Mocht de hoofd-VM uitvallen, dan hoeft u in plaats van de hele VM te herstellen, alleen de standby-VM op te starten en de gebruikersgegevens daarop te herstellen. Dit kan de downtime van het systeem aanzienlijk verkorten.

Met de bovenstaande analyse is, mits een beetje voorbereiding, een imageback-up over het algemeen niet nodig voor uw hostservers en virtuele machines. Mogelijk heeft u nog wel een imageback-up nodig, maar meestal is dit slechts een eenmalige back-up of een terugkerende back-up met een zeer lage frequentie.

Zoals hierboven vermeld, is een data-back-up veel efficiënter en flexibeler dan een image-back-up.

3.          De uitdagingen bij het maken van back-ups van virtuele machines naar de cloud

Het maken van back-ups van virtuele machines naar de cloud brengt een aantal nieuwe uitdagingen met zich mee. Bij gebruik van imageback-up kunnen zeer grote back-upbestanden ontstaan – een enkel bestand kan wel 200 GB of zelfs groter zijn. Zelfs als u alleen VHD-bestanden back-upt, kunnen deze bestanden ook erg groot zijn – tot wel 100 GB of meer. Wanneer een enkel bestand zo groot wordt, wordt het lastig om het te uploaden, downloaden en bewerken. Uiteindelijk wordt het te inefficiënt of onbetrouwbaar om dergelijke bestanden online te back-uppen.

Om bovenstaand probleem te verhelpen, kan incrementele back-up worden gebruikt. Incrementele back-up moet echter zeer zorgvuldig worden ontworpen en getest om goed te werken met cloudgebaseerde back-ups. Zelfs dan kunnen de resultaten sterk variëren, afhankelijk van de daadwerkelijke situatie.

Incrementele back-ups kunnen in veel gevallen de hoeveelheid te back-uppen gegevens verminderen; ze hebben echter de volgende nadelen:

-          Het voegt meer stappen toe aan het back-up- en herstelproces, waardoor het gevoeliger wordt voor fouten;

-          In bepaalde gevallen kan het uiterst inefficiënt zijn. Als de gegevens zeer frequent worden gewijzigd (bijvoorbeeld aangepast, gedefragmenteerd, gereorganiseerd, opnieuw geordend, opnieuw geïndexeerd of gecomprimeerd), kan incrementele back-up de hoeveelheid over te dragen gegevens zelfs vergroten.

-          In bepaalde gevallen, wanneer een bewerking duizenden kleine wijzigingen in een VHD-bestand of een imageback-upbestand met zich meebrengt, kan het uploaden en toepassen van al deze wijzigingen, afhankelijk van het type wijzigingen, zeer lang duren. Dit geldt met name als het verplaatsen van een grote hoeveelheid data van de ene naar de andere locatie vereist is, of als de totale bestandsgrootte verandert. Bovendien zal elke fout bij het toepassen van een incrementele wijziging het hele bestand beschadigen.

-          Het gebruikt meer CPU-bronnen om de incrementele wijzigingen in een bestand te berekenen met behulp van een rollend checksum-algoritme.

-          In sommige gevallen worden de incrementele back-ups niet samengevoegd met de vorige volledige back-up. Dit leidt tot een toename van het totale opslaggebruik en meer tijd en stappen voor het herstellen.

4.          De DriveHQ-oplossing

DriveHQ heeft met succes back-ups gemaakt van virtuele machines voor veel grote bedrijven. Om het back-upproces efficiënt en soepel te laten verlopen, raden we de volgende best practices aan. Hoewel deze niet per se nodig zijn, kunnen ze de prestaties en betrouwbaarheid aanzienlijk verbeteren en de kosten drastisch verlagen.

4.1 Bereid je virtuele machine voor

We raden aan om het besturingssysteemvolume, het applicatievolume en het datavolume te scheiden en drie VHD's aan te maken voor het besturingssysteem, de applicaties en de data. We raden minimaal twee VHD's aan: één voor het besturingssysteem en één voor de applicaties en data; of één voor het besturingssysteem en de applicaties, en één voor de data.

Het verplaatsen van het swapbestand of paginabestand naar het applicatie- of datavolume kan de hoeveelheid data op het besturingssysteemvolume minimaliseren.

Met bovenstaande methode kunt u de grootte van het VHD-bestand voor het besturingssysteemvolume minimaliseren. Voor Windows XP of Windows Server 2003 heeft het besturingssysteemvolume slechts ongeveer 16 GB of zelfs minder nodig; voor Windows 7 / Server 2008 R2 is ongeveer 32 GB of zelfs minder voldoende.

4.2. Maak een back-up van het besturingssysteem van de virtuele machine

Met de juiste voorbereiding kan het VHD-bestand met het besturingssysteem relatief klein zijn (minder dan 32 GB). Het bestand kan eenvoudig lokaal of in de cloud worden opgeslagen. Deze VHD hoeft slechts eenmaal te worden geback-upt, omdat het besturingssysteem zelden verandert en dergelijke wijzigingen geen invloed hebben op uw back-up of herstel.

Het maken van een back-up van de VHD van het besturingssysteem is mogelijk niet nodig, aangezien u het besturingssysteem opnieuw kunt installeren of een hersteldisk kunt gebruiken om het besturingssysteem te herstellen.  Aan de andere kant kan het bij de hand hebben van de VHD van het besturingssysteem de hersteltijd van het besturingssysteem verkorten.

Als u besluit een back-up te maken van het besturingssysteem van uw VM naar de DriveHQ-cloudopslag, hoeft u alleen de DriveHQ Online Backup-clientsoftware vanaf de hostserver uit te voeren en een back-uptaak aan te maken met behulp van de database  / Selecteer in de wizard voor back-up via e-mail de bronmap voor de back-up van de configuratiebestanden van de virtuele machine en het VHD-bestand van het besturingssysteem, maar sluit andere VHD-bestanden uit. U kunt andere VHD-bestanden uitsluiten via 'Taken beheren' heeft Het venster 'Back-uptaak bewerken' bewerken.

4.3 Maak een back-up van de softwaretoepassingen van de virtuele machine

Als de softwaretoepassingen in dezelfde VHD van het besturingssysteem zijn geïnstalleerd, dan is er al een back-up van gemaakt samen met het besturingssysteem.

Als u de installatieschijf van de software hebt, is het niet nodig om een back-up te maken van de VHD-bestanden van de applicaties. Het is echter wel zo dat het bij de hand hebben van de VHD-bestanden de hersteltijd van de software kan verkorten.

Als u besluit de softwaretoepassingen van uw VM te backuppen naar DriveHQ-cloudopslag, hoeft u alleen de DriveHQ Online Backup-clientsoftware vanaf de hostserver uit te voeren en een back-uptaak aan te maken met behulp van de database  / Selecteer vervolgens in de wizard voor back-up de back-upbronmap om het VHD-bestand van de apps te back-uppen.

4.4 Maak een back-up van de gegevensbestanden van de virtuele machine

In dit geval is een virtuele machine precies hetzelfde als een fysieke machine. Je hoeft alleen maar..:

(1)   Installeer DriveHQ Online Backup op de virtuele machine;

(2)   Maak een of meer back-uptaken aan om de gegevens te back-uppen die geback-upt moeten worden. U kunt meerdere back-uptaken aanmaken om verschillende mappen te back-uppen en verschillende back-upschema's instellen

5.          Voordelen van de back-upoplossing van DriveHQ

Vergeleken met andere cloudback-upoplossingen heeft de Virtual Machine Backup-oplossing van DriveHQ de volgende voordelen:

-          Minimaliseer de hoeveelheid gegevens die moeten worden geback-upt.

de   DriveHQ Online Backup kan de back-uptijd aanzienlijk verkorten, het bandbreedtegebruik verminderen en de back-upprestaties en -betrouwbaarheid verbeteren.

-          Sneller te herstellen.

de   In plaats van enorme back-upbestanden of VHD-bestanden te herstellen, Het downloaden ervan kan dagen duren, Zakelijke klanten kunnen het besturingssysteem en de softwareapplicaties eenvoudig herstellen met behulp van de herstel-cd of software-cd's, of door een vooraf geconfigureerd besturingssysteem met reeds geïnstalleerde softwareapplicaties te herstellen, of door een veel kleinere VHD van het besturingssysteem te herstellen. De benodigde tijd kan worden teruggebracht tot minder dan een paar uur.

-          Lagere kosten

de   DriveHQ Online Backup vereist veel minder opslagruimte en de kosten zijn ook aanzienlijk lager.

-          Individuele bestanden en mappen kunnen herstellen

de   In geval van onbedoelde verwijdering van een of meer bestanden of mappen hoeft een gebruiker geen enorm back-upbestand of VHD-bestand te herstellen. Hij kan de bestanden of mappen eenvoudigweg vanuit de DriveHQ-cloudopslag naar de virtuele machine slepen.

-          Minimaliseer de kans op gegevenscorruptie en de gevolgen daarvan

de   Het maken van een back-up van een enorm back-upbestand of VHD-bestand is veel foutgevoeliger dan het maken van back-ups van kleinere bestanden. Incrementele back-ups verhogen dat risico met een factor 10 tot 1000. Bij elke fout/uitzondering in de gegevensoverdracht of schijffout/uitzondering raakt het hele bestand beschadigd. Als dergelijke beschadiging niet tijdig wordt gedetecteerd, kunnen klanten al hun gegevens verliezen op het moment dat ze die nodig hebben.

de   Met de oplossing van DriveHQ is het risico op gegevenscorruptie extreem laag; in de zeer zeldzame gevallen dat klanten slechts één bestand verliezen, is dat mogelijk.

-          Flexibeler

de   Een reguliere imageback-up kan doorgaans alleen worden hersteld naar dezelfde fysieke machine.

de   De online back-up van DriveHQ kan overal worden hersteld.

de   Als u de virtuele machine naar een andere hostserver verplaatst, hoeft u uw back-uptaak niet opnieuw te configureren.

Referenties:

[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