Backup di macchine virtuali su cloud storage

Negli ultimi anni si è assistito a una crescita esplosiva del mercato della virtualizzazione dei server. La virtualizzazione dei server offre infatti numerosi vantaggi, tra cui principalmente:

-          Consolidamento dei server;

-          Isolamento delle applicazioni;

-          Provisioning dei server più rapido e portabilità delle macchine virtuali guest;

-          Ridurre lo spazio occupato dai data center e il consumo energetico;

-          Risparmia sui costi dei server di test

Tuttavia, la virtualizzazione crea anche alcune nuove sfide. Una di queste riguarda il backup delle macchine virtuali. Il backup di una macchina virtuale può richiedere molte risorse di archiviazione e di rete. Quando una macchina host ospita più macchine virtuali, il backup di tutte può diventare più complesso. Se si esegue il backup di tutte le macchine virtuali contemporaneamente, le prestazioni del server potrebbero rallentare drasticamente.

Il servizio di backup cloud di DriveHQ, offerto come parte della soluzione Cloud IT, ha eseguito con successo il backup dei dati per decine di migliaia di aziende. Il nostro software di backup, efficiente e affidabile, ha inoltre eseguito il backup di numerose macchine virtuali per grandi clienti aziendali. Questo articolo approfondirà i dettagli relativi ai metodi, alle strategie, ai vantaggi e agli svantaggi del backup delle macchine virtuali, e spiegherà perché la soluzione di backup cloud di DriveHQ è di gran lunga superiore ad altre soluzioni di backup.

1.          Decidi cosa includere nel backup

Come per qualsiasi implementazione di backup, è necessario decidere quali dati devono essere salvati. Tradizionalmente, si distinguono il backup delle immagini e il backup dei dati.

1.1.    Backup dell'immagine

Esegue il backup dell'intera immagine di sistema (o immagine del disco). Il vantaggio principale di questo approccio è che, in caso di guasto del sistema operativo e di mancato avvio, il software di backup può ripristinare l'intero sistema, inclusi i dati utente. Gli svantaggi sono che il backup dell'immagine richiede spesso molto più tempo, necessita di molto più spazio di archiviazione per conservare le copie di backup ed è difficile ripristinare i singoli file. Inoltre, il backup dell'immagine di solito può essere ripristinato solo sullo stesso computer con la stessa configurazione hardware.

1.2.  Backup dei dati (o backup dei file)

In genere, il backup non include il sistema operativo e i file dei programmi, bensì i file di dati dell'utente. Con questo metodo, in caso di guasto del sistema operativo, l'utente può utilizzare un disco di ripristino per ripristinare il sistema operativo, reinstallare gli altri programmi e infine utilizzare il software di backup per ripristinare tutti i dati. I vantaggi del backup dei dati sono che solitamente richiede molto meno tempo, meno spazio di archiviazione ed è molto più semplice ripristinare singoli file e cartelle. 
 

2.          Metodi per eseguire il backup delle macchine virtuali

(1)   Esegui il backup del server host con Image Backup

Questo è probabilmente il metodo più semplice. Se si esegue il backup dell'intero server host, anche tutte le macchine virtuali guest vengono incluse nel backup. Poiché i file del disco virtuale vengono costantemente modificati dal sistema operativo guest, il software di backup deve creare un'istantanea di tali file. Con la tecnologia Volume Shadow Copy, questo non rappresenta un problema.

Gli svantaggi reali sono molto simili a quelli menzionati nella Sezione 1.1.  Poiché un singolo server host può ospitare molte macchine virtuali, alcuni degli svantaggi diventano ancora più difficili da gestire.

(2)   Eseguire il backup dei file di configurazione della macchina virtuale e dei dischi rigidi virtuali (VHD).

Rispetto al metodo (1), questo metodo non richiede il backup del server host stesso. Se sul server host è presente una sola VM, la velocità di backup può essere fino al 100% superiore. Se il server ospita molte VM, il guadagno in termini di velocità è meno significativo.

Se il server host viene utilizzato esclusivamente per ospitare le macchine virtuali guest, il backup del server host stesso non è necessario. Invece di eseguire il backup del server host tramite Image Backup, è possibile ripristinarlo facilmente utilizzando il disco di ripristino, senza bisogno di alcun backup.

Un'altra opzione è creare un backup dell'immagine per eseguire il backup solo del server host, escludendo le macchine virtuali guest. Poiché i file sul server host non influiscono sui dati reali, è sufficiente eseguirne il backup una sola volta o con una frequenza molto inferiore (ad esempio, una volta all'anno o una volta al mese).

(3)   Eseguire il backup di una macchina virtuale utilizzando Image Backup;

Per certi aspetti, una macchina virtuale è proprio come una macchina fisica. Quindi può essere sottoposta a backup anche utilizzando un normale backup dell'immagine. Poiché i file immagine del disco della macchina virtuale sono in realtà file VHD, c'è poca differenza tra il Metodo (3) e il Metodo (2). Naturalmente, se il software di virtualizzazione non supporta VSS, allora è necessario utilizzare il Metodo (3). Per fortuna, tutte le principali soluzioni di virtualizzazione supportano VSS.

Il metodo (2) funziona meglio dal punto di vista della gestibilità: invece di creare attività di backup in ogni VM guest, il backup può essere eseguito centralmente dal server host.

Il metodo (3) funziona meglio dal punto di vista della portabilità. Una macchina virtuale può essere spostata da un server host a un altro server host. Non è necessario modificare nulla se si utilizza il metodo (3) e la destinazione del backup è un'unità mappata di rete.

(4)   Eseguire il backup dei file di dati in una macchina virtuale;

Due dei principali vantaggi della virtualizzazione sono il "provisioning rapido" e la "portabilità". Grazie a questi due vantaggi, il backup delle immagini generalmente non è necessario:

Innanzitutto, il server host viene riportato a una configurazione standard minimale, con solo il sistema operativo e il software di virtualizzazione. Invece di ripristinare il server host, è possibile ripristinarlo facilmente utilizzando il disco di ripristino senza backup. Nessun dato utente o aziendale andrà perso.

In secondo luogo, il sistema operativo guest può essere facilmente ripristinato anche senza backup. Infatti, un sistema operativo guest preconfigurato con software aziendale specifico può essere eseguito (o sottoposto a backup) come macchina virtuale di standby. In caso di guasto della macchina virtuale guest principale, anziché ripristinare l'intera macchina virtuale, è sufficiente avviare la macchina virtuale di standby e ripristinare i dati utente su quest'ultima. Ciò può ridurre drasticamente i tempi di inattività del sistema.

In base all'analisi precedente e con un po' di preparazione, il backup delle immagini non è generalmente necessario per i server host e le macchine virtuali. Potrebbe comunque essere necessario, ma di solito si tratta di un backup una tantum o di un backup ricorrente a frequenza molto bassa.

Come accennato in precedenza, il backup dei dati è molto più efficiente e flessibile del backup delle immagini.

3.          Le sfide del backup delle macchine virtuali nel cloud

Il backup delle macchine virtuali sul cloud presenta un'ulteriore serie di sfide. Utilizzando il backup delle immagini, si possono creare file di backup enormi: un singolo file può raggiungere i 200 GB o anche di più. Anche se si esegue il backup solo dei file VHD, questi possono comunque essere molto grandi, arrivando a 100 GB o anche di più. Quando un singolo file raggiunge dimensioni così elevate, diventa difficile caricarlo, scaricarlo e gestirlo. Alla fine, il backup online di tali file risulterà troppo inefficiente o inaffidabile.

Per mitigare il problema sopra descritto, è possibile utilizzare il backup incrementale. Tuttavia, il backup incrementale deve essere progettato e testato con estrema cura per funzionare correttamente con il backup basato su cloud. Ciononostante, i risultati possono variare notevolmente a seconda dello scenario reale.

Il backup incrementale può ridurre la quantità di dati da salvare in molti casi; tuttavia, presenta i seguenti svantaggi:

-          Aggiunge ulteriori passaggi al processo di backup e ripristino, rendendolo più soggetto a errori;

-          In alcuni casi può risultare estremamente inefficiente. Se i dati vengono modificati (ad esempio, deframmentati, riorganizzati, riordinati, reindicizzati o compattati) molto frequentemente, il backup incrementale potrebbe addirittura aumentare la quantità di dati da trasferire.

-          In alcuni casi in cui un'operazione può comportare migliaia di piccole modifiche in un file VHD o in un file di backup immagine, il caricamento e l'applicazione di migliaia di modifiche potrebbero richiedere molto tempo, a seconda del tipo di modifiche, soprattutto se queste richiedono lo spostamento di una grande quantità di dati da una posizione all'altra o comportano una modifica della dimensione totale del file. Inoltre, qualsiasi errore nell'applicazione di una modifica incrementale renderà l'intero file corrotto.

-          Utilizza maggiori risorse della CPU per calcolare le modifiche incrementali a un file tramite un algoritmo di checksum progressivo.

-          In alcuni casi, i backup incrementali non vengono uniti al backup completo precedente. In tal caso, aumenterà lo spazio di archiviazione totale utilizzato e, di conseguenza, anche il tempo e il numero di passaggi necessari per il ripristino.

4.          La soluzione DriveHQ

DriveHQ ha eseguito con successo il backup di macchine virtuali per numerose grandi aziende. Per rendere il processo di backup efficiente e senza intoppi, consigliamo di seguire le seguenti best practice. Sebbene non siano obbligatorie, possono certamente ottimizzare le prestazioni, l'affidabilità e ridurre drasticamente i costi.

4.1 Prepara la tua macchina virtuale

Si consiglia di separare il volume del sistema operativo, il volume delle applicazioni e il volume dei dati, creando tre dischi virtuali (VHD) uno per il sistema operativo, uno per le applicazioni e uno per i dati. Come minimo, si consiglia di creare due dischi virtuali: uno per il sistema operativo e uno per le applicazioni e i dati; oppure uno per il sistema operativo e le applicazioni e uno per i dati.

Spostare il file di swap o il file di paging nella partizione delle applicazioni o dei dati può contribuire a ridurre al minimo la quantità di dati presenti sul volume del sistema operativo.

Con il metodo descritto sopra, è possibile ridurre al minimo le dimensioni del file VHD per il volume del sistema operativo. Per Windows XP o Windows Server 2003, il volume del sistema operativo necessita di soli 16 GB circa o anche meno; per Windows 7 / Server 2008 R2, il volume del sistema operativo necessita di soli 32 GB circa o anche meno.

4.2. Eseguire il backup del sistema operativo della macchina virtuale

Con un'adeguata preparazione, il file VHD contenente il sistema operativo può essere relativamente piccolo (meno di 32 GB). Il file può essere facilmente sottoposto a backup in locale o su un servizio di archiviazione cloud. Questo file VHD deve essere sottoposto a backup una sola volta, poiché il sistema operativo raramente subisce modifiche o, in caso contrario, tali modifiche non influiranno sul backup o sul ripristino.

Potrebbe non essere necessario eseguire il backup del file VHD del sistema operativo, in quanto è possibile reinstallare il sistema operativo oppure utilizzare un disco di ripristino per ripristinarlo.  D'altro canto, avere a portata di mano il file VHD del sistema operativo può ridurre i tempi di ripristino.

Se decidi di eseguire il backup del sistema operativo della tua VM nello storage cloud di DriveHQ, devi solo eseguire il software client DriveHQ Online Backup dal server host, creare un'attività di backup utilizzando il database  / Invia un'e-mail alla procedura guidata di backup, quindi seleziona la cartella di origine del backup per eseguire il backup dei file di configurazione della macchina virtuale e del file VHD del sistema operativo, ma escludi altri file VHD. Puoi escludere altri file VHD da Gestisci attività ha Finestra Modifica attività di backup.

4.3 Eseguire il backup delle applicazioni software della macchina virtuale

Se le applicazioni software sono installate nello stesso disco virtuale del sistema operativo (OS VHD), allora il backup è già incluso nel sistema operativo.

Supponendo che tu abbia il disco di installazione del software, non è necessario eseguire il backup del file VHD delle applicazioni. Tuttavia, avere a disposizione il file VHD delle applicazioni può ridurre i tempi di ripristino.

Se decidi di eseguire il backup delle applicazioni software della tua VM nello storage cloud di DriveHQ, devi solo eseguire il software client DriveHQ Online Backup dal server host, creare un'attività di backup utilizzando il database  / Tramite la procedura guidata di backup via e-mail, selezionare la cartella di origine del backup per eseguire il backup del file VHD delle applicazioni.

4.4 Eseguire il backup dei file di dati della macchina virtuale

In questo caso, una macchina virtuale è esattamente uguale a una macchina fisica. Devi solo:

(1)   Installa DriveHQ Online Backup sulla macchina virtuale;

(2)   Crea una o più attività di backup per eseguire il backup dei dati che devono essere salvati. Puoi creare più attività di backup per eseguire il backup di cartelle diverse e impostare pianificazioni di backup diverse

5.          Vantaggi della soluzione di backup di DriveHQ

Rispetto ad altre soluzioni di backup cloud, la soluzione di backup delle macchine virtuali di DriveHQ offre i seguenti vantaggi:

-          Riduci al minimo la quantità di dati da sottoporre a backup.

IL   DriveHQ Online Backup può ridurre drasticamente i tempi di backup, diminuire il consumo di banda e migliorare le prestazioni e l'affidabilità del backup.

-          Ripristino più rapido.

IL   Invece di ripristinare file di backup enormi o file VHD, il cui download potrebbe richiedere molti giorni, I clienti aziendali possono semplicemente ripristinare il sistema operativo e le applicazioni software utilizzando il CD di ripristino o i CD del software, oppure ripristinare un sistema operativo preconfigurato con applicazioni software già installate, o ancora ripristinare un file VHD del sistema operativo di dimensioni molto inferiori. Il tempo può essere ridotto a meno di poche ore.

-          Costo inferiore

IL   DriveHQ Online Backup richiede molto meno spazio di archiviazione e ha un costo notevolmente inferiore.

-          Essere in grado di ripristinare singoli file e cartelle

IL   In caso di cancellazione accidentale di uno o più file o cartelle, l'utente non ha bisogno di ripristinare un enorme file di backup o un file VHD. Può semplicemente trascinare e rilasciare i file o le cartelle dallo spazio di archiviazione cloud di DriveHQ alla macchina virtuale.

-          Ridurre al minimo la possibilità di corruzione dei dati e l'impatto della corruzione dei dati

IL   Eseguire il backup di un file di grandi dimensioni o di un file VHD è molto più soggetto a errori rispetto al backup di file di dimensioni inferiori. Il backup incrementale aumenta tale rischio di un fattore pari a 10 1000. Anche un singolo errore o eccezione durante il trasferimento dei dati o sul disco può danneggiare l'intero file. Se tale danneggiamento non viene rilevato tempestivamente, i clienti potrebbero perdere tutti i loro dati proprio quando ne hanno bisogno.

IL   Grazie alla soluzione di DriveHQ, il rischio di danneggiamento dei dati è estremamente basso; e nei casi più rari, i clienti potrebbero perdere un solo file.

-          Più flessibile

IL   Un backup dell'immagine di sistema standard può essere ripristinato in genere solo sulla stessa macchina fisica.

IL   Il backup online di DriveHQ può essere ripristinato ovunque.

IL   Se sposti la macchina virtuale su un server host diverso, non è necessario riconfigurare l'attività di backup.

Riferimenti:

[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