vmware環(huán)境的備份

1、vmware環(huán)境的備份今天，在大規(guī)模使用vmware的環(huán)境里，備份是一個大問題。很多情況下，使用傳統(tǒng)的備份方法會造成單臺 esx server上的虛擬機(jī)數(shù)量的限制，相當(dāng)于降低了服務(wù)器虛擬化的應(yīng)用價值。進(jìn)一步分析，一種可行的解決方案是額外購買物理服務(wù)器來做虛擬機(jī)（vms）的備份。 還有一些現(xiàn)有產(chǎn)品可以解決這個問題，比如把 vmware 環(huán)境遷移到一些特殊的存儲設(shè)備上。如果沒有相應(yīng)的硬件，也可以采取一些臨時的備份方法。在處理虛擬機(jī)備份這個問題上，有人多人在努力嘗試。 物理設(shè)備的問題 一想起vmware，我的腦海里就會浮現(xiàn)出電影“駭客帝國”（矩陣）的情景。運(yùn)行在 vmware 中數(shù)以百萬計的虛擬機(jī)與

2、駭客矩陣?yán)锾摂M的人類是何等的相似。就像電影一樣，一旦進(jìn)入了矩陣，人就可能做各種不可思議的事情，在空間飛行、學(xué)習(xí)功夫或轉(zhuǎn)瞬間從高樓跳下。我們可以把vmware想象成矩陣，vms（虛擬機(jī)）可以輕松地從一臺物理服務(wù)器“飛到”另一臺。在 vmware 中，多虧了 hypervisor虛擬機(jī)系統(tǒng)管理程序，虛擬機(jī)才可以在硬件上運(yùn)行。 電影中當(dāng)一個人在虛擬的駭客矩陣程序中死掉，在現(xiàn)實中也就死了，因為人的身體不能分辨痛苦是來自虛擬世界還是物理世界。與之類似，vmware 也不可能中斷虛擬環(huán)境和物理環(huán)境之間的聯(lián)系。雖然你可能將運(yùn)行在一個esx server上的20個 vms（虛擬機(jī)）看做是20臺物理服務(wù)器，但事

3、實上只有一臺硬件服務(wù)器以及唯一的i/o通道和存儲系統(tǒng)，即使備份系統(tǒng)把它們當(dāng)做 20 臺物理服務(wù)器一樣對待，我們也知道它們其實運(yùn)行在一臺物理服務(wù)器上。 常見的做法：把虛擬機(jī)當(dāng)物理設(shè)備 多數(shù) vmware用戶都假設(shè)他們的虛擬機(jī)是物理設(shè)備。在各類不同的技術(shù)研討會上，我對大約5,000 名用戶進(jìn)行了問卷調(diào)查，試圖了解他們怎樣處理 vmware的備份問題。結(jié)果非常相似，只有一小部分的vmware用戶在使用 vcb (vmware consolidated backup)備份。而大多數(shù)人使則使用備份物理服務(wù)器的方法備份虛擬機(jī)。 這樣做并不是不行，雖然很多備份管理員認(rèn)為這樣對vmware 做備份過于簡單化，

4、但實際上大多數(shù)人卻都是這么做的。 如果你正在用這種方法做虛擬機(jī)的備份，不需要擔(dān)心什么。傳統(tǒng)備份的好處是過程比較簡單。虛擬機(jī)的備份過程跟“真正的”（物理機(jī)）備份一樣，可以做到文件級恢復(fù)，有支持?jǐn)?shù)據(jù)庫和應(yīng)用的agent代理，以及增量備份。（參見“改進(jìn)舊的虛擬機(jī)備份策略”） 。 在esx server內(nèi)部做備份 另一種選擇是在 esx server內(nèi)部的物理層運(yùn)行備份軟件。但糟糕的是，你很快會發(fā)現(xiàn)每天都要做全備份。而且如果你這么做，將不會得到備份軟件廠商的任何支持，因為廠商不鼓勵使用這樣的方法。（他們希望用戶使用vcb或者典型的agent代理方式進(jìn)行備份，可以獲得更多的收入）。每天都要做全備份的原因

5、是虛擬機(jī)上任何的數(shù)據(jù)改變都會導(dǎo)致與之關(guān)聯(lián)的vmdk文件時間戳的更新，所以，即使是一個“增量”備份也跟全備份沒有什么區(qū)別。 vmware consolidated backup：是希望還是炒作？ 面對備份的難題，vmware 給出的答案是 vmware consolidated backup。要使用 vcb，需要在 esx server旁邊部署一臺物理的 windows 服務(wù)器，并使其能夠訪問esx server 下vmfs文件系統(tǒng)所在的存儲設(shè)備。對該存儲設(shè)備的訪問可以基于塊（光纖通道和 iscsi）或者基于 nfs協(xié)議。這臺物理服務(wù)器以一個proxy備份代理的角色執(zhí)行虛擬機(jī)的備份，這樣備份數(shù)據(jù)

6、流就不需要經(jīng)過esx server了。 備份軟件與 vmware consolidated backup之間有兩種互相響應(yīng)的方式。第一種僅限于windows平臺的vms. 備份軟件通過vcb接口程序通知vmware發(fā)起備份。vmware 調(diào)用windows虛擬機(jī)上的vss (shadow copy service) 做一份vmware層快照，然后經(jīng)過vcb將快照交給proxy備份代理服務(wù)器，并以虛擬卷標(biāo)的方式掛載（例如vm上“c：”卷的快照在proxy備份代理服務(wù)器上以“h：”卷命名）。而后，我們可以用備份軟件對這個虛擬卷做標(biāo)準(zhǔn)的全備份和增量備份。 這種方式的主要優(yōu)點(diǎn)是可以做增量備份，不足之處

7、是僅支持windows平臺，也沒有正式的對應(yīng)用程序的支持（包括支持vss 的應(yīng)用），而且不能恢復(fù) vm 自身，只能恢復(fù)虛擬機(jī)上的文件。 另一種使用vcb的方法是針對整卷做備份。跟上面提到的類似，vmware 即可以調(diào)用 vss 快照，也可以為非windows平臺的vms做同步鏡像。用這個方法，vmdks 裸卷在 vmfs 存儲和代理服務(wù)器的存儲之間被物理拷貝（也就相當(dāng)于staged）。盡管esx server本身不會產(chǎn)生i/o，但vmfs 所在的存儲設(shè)備還是有i/o負(fù)荷，相當(dāng)于做全備份。 在利用主流的備份軟件將裸卷的這份拷貝備份到磁帶或者磁盤之前，實際上已經(jīng)經(jīng)過了一次全備份過程，這意味著每個全

8、備份過程實際上要經(jīng)過兩次全備份i/o操作。除非備份軟件能做進(jìn)一步的處理，否則很難實現(xiàn)增量備份。這意味著絕大多數(shù)情況下這種vcb備份每天會產(chǎn)生兩次全備份的i/o負(fù)荷。 symantec 和 commvault 想出了做增量備份的辦法。symantec 可以針對整卷做全備份，然后在文件級實現(xiàn)增量備份，這都依賴于 veritas netbackup備份軟件的 flashbackup 技術(shù)。symantec通過實現(xiàn)增量備份，明顯地降低了存儲設(shè)備端的i/o負(fù)荷；然而，在恢復(fù)時仍然需要很多的步驟。首先恢復(fù)整卷的全備份，然后再依次恢復(fù)它的每一次增量備份。至少可以說這種恢復(fù)方法比較麻煩。commvault 的

9、解決方案是對裸卷做塊級增量備份，與symantec的方法相比，commvault屬于更精確的增量備份，能夠提供更簡單（也可能更快速）的恢復(fù)能力。然而，commvault 的方法仍然需要在生產(chǎn)端存儲設(shè)備和proxy備份代理服務(wù)器之間完整的拷貝整個卷，因此，在生產(chǎn)端存儲設(shè)備上每天還會產(chǎn)生一次全備份的i/o負(fù)荷。 恢復(fù)一個 vm虛擬機(jī)也需要兩步。首先用備份軟件將相應(yīng)的vm數(shù)據(jù)恢復(fù)到proxy備份代理服務(wù)器 ，然后利用 vmware vcenter converter工具恢復(fù)到 esx server。如果備份軟件支持vmware，通過安裝在虛擬機(jī)上的agent代理，可以直接做單個文件的恢復(fù)；但是，恢復(fù)

10、整個 vm 則必須通過上面兩個步驟完成。 所有的這些問題導(dǎo)致了只有相對有限的用戶采用了vcb備份方案，當(dāng)vmware宣稱有相當(dāng)廣泛的客戶群購買了vcb license的時候，經(jīng)驗告訴我，有很多持有l(wèi)icense的用戶其實還沒有實施vcb。所以，我們期待vmware 的 vsphere有更好的備份方案。（參見“關(guān)于vsphere”） 單點(diǎn)產(chǎn)品的幫助 一些具有針對性設(shè)計的單點(diǎn)產(chǎn)品可以解決vmware備份中的一些問題。vizioncore公司的產(chǎn)品vranger pro較早的進(jìn)入了vmware備份這個市場，使用時間超過了其他任何產(chǎn)品。另一個被用戶廣泛選擇的產(chǎn)品是 phd virtual techno

11、logies公司的 esxpress 。這兩個產(chǎn)品都能實現(xiàn)vmdk卷的全備份和增量備份并且支持文件級恢復(fù)?？梢酝ㄟ^調(diào)用vcb備份，也可以不用vcb。這兩種產(chǎn)品有完全不同的設(shè)計思路和實現(xiàn)方式，所以選擇時一定要確保與自身的環(huán)境相匹配。需要注意的是這兩種產(chǎn)品對卷的增量備份仍然需要掃描整個 vmdk 文件，即使最后只有發(fā)生變化的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)被拷貝到備份系統(tǒng)。 在源端去重 用戶也可以使用支持源端去重的備份軟件，例如 asigra 公司的asigra， emc 的avamar 或者 symantec 的 netbackup puredisk。第一種使用方法可以將支持源端去重的備份軟件安裝在 vm 中，以傳

12、統(tǒng)的方式進(jìn)行備份。源端去重備份跟傳統(tǒng)備份（甚至是增量備份）相比只需要更少的 cpu資源，i/o的密度也更低，這樣就明顯地降低了對 esx server的影響。我們也可以用備份軟件提供的agent對數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序做這樣的備份。但是，單純做這種備份有一個缺點(diǎn)，通常無法對vm做“裸機(jī)”恢復(fù)。 有些產(chǎn)品的做法更進(jìn)一步，在esx server內(nèi)部運(yùn)行備份程序，捕獲做虛擬機(jī)恢復(fù)時所需要的變化數(shù)據(jù)塊。但這種方法需要備份程序掃描所有vmdk文件的全部數(shù)據(jù)塊才能找出哪些發(fā)生了改變。而cpu 執(zhí)行這些哈希計算，會明顯地影響i/o性能。 cdp和near-cdp方案 使用持續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)cdp 和near-cdp備份

13、產(chǎn)品與使用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除軟件的方式幾乎相同?？梢园惭b在vm虛擬機(jī)上并且像備份物理服務(wù)器一樣對虛擬機(jī)做持續(xù)數(shù)據(jù)備份。這種備份對cpu和i/o的影響非常低。但是大部分的cdp軟件不支持對整機(jī)的恢復(fù)，所以如果需要對損壞或刪除的虛擬機(jī)做整體恢復(fù)，還需要有另外一個可選的備份方案。 帶有near-cdp功能的存儲 到目前為止，所有的方案都包含有許多的缺點(diǎn)和優(yōu)勢。但是有一個完全不同的解決方案，值得認(rèn)真考慮：使用支持vmware的內(nèi)建near-cdp備份功能的存儲系統(tǒng)。（請記住，near-cdp只是對快照和復(fù)制的另一種更吸引人的叫法。）dell equallogic, falconstor 和 netapp都擁

14、有這樣的產(chǎn)品. 其他存儲廠商也在開發(fā)類似的功能，可以關(guān)注一下你的存儲供應(yīng)商。 這個概念相對比較簡單。將vmdks卷存放在此類存儲設(shè)備上，而每個存儲設(shè)備都有一個為vmware特別設(shè)計的工具，我們可以運(yùn)行這個工具發(fā)起vmware備份。先由vmware創(chuàng)建一份快照，這點(diǎn)與vcb備份類似；之后存儲設(shè)備針對vmware的軟件快照數(shù)據(jù)再做一份硬件快照；最后將這個備份快照復(fù)制到另外一臺存儲設(shè)備，至此完成備份的全過程。 利用這種技術(shù)，esx server上的cpu活動是最少的。并且，存儲設(shè)備上的i/o活動也最少，而需要做的只是創(chuàng)建一份快照，然后對每天變化的數(shù)據(jù)進(jìn)行一次智能的塊級增量備份。（需要注意：是由存儲設(shè)

15、備來執(zhí)行塊級增量備份，因為存儲設(shè)備知道哪些塊需要復(fù)制拷貝，所以才能做到盡可能低的i/o影響）。與備份一樣，存儲廠商還能以各自不同的方式提供文件級數(shù)據(jù)恢復(fù)功能。 dell equallogic的存儲系統(tǒng)使用了iscsi技術(shù) ，因此可以直接通過ip協(xié)議與虛擬機(jī)通信，協(xié)同完成快照操作。falconstor的解決方案需要在虛擬機(jī)上運(yùn)行一個agent代理程序，負(fù)責(zé)協(xié)同完成快照以及支持各類型應(yīng)用。netapp通過調(diào)用vmware的工具創(chuàng)建快照。而netapp真正與眾不同的特性是支持vmware數(shù)據(jù)的去重，使用集成在netapp data ontap操作系統(tǒng)中的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除工具，可以去除所有的冗余數(shù)據(jù)塊，甚

16、至包括活動狀態(tài)的數(shù)據(jù)。 vm備份的底線 今天，我們可以使用很多技術(shù)更好的備份vmware。然而跟傳統(tǒng)的備份比較，許多技術(shù)仍然存在不足。 也許當(dāng)前最好的選擇是把vmware實例遷移到支持vmware的near-cdp存儲設(shè)備。也許vmware的vsphere版本將解決這些備份問題。 作者：w.柯蒂斯普雷斯頓 ，既是 techtarget storage media group的執(zhí)行編輯，也是一名獨(dú)立的備份專家。 附錄： 改進(jìn)舊的虛擬機(jī)備份策略 有幾個步驟可以改進(jìn)虛擬服務(wù)器的備份效果：1. 首先要確定全備份的工作量非常大。 2. 嘗試減少全備份的頻率，從每周一次改為每月一次。3. 最后，如果備份軟

17、件支持，可以考慮使用合成全備份功能。在備份軟件端創(chuàng)建合成全備份，在虛擬機(jī)端只做增量備份。流行的備份軟件都有合成全備功能。包括emc的networker，commvault的simpana和symantec的veritas netbackup。 關(guān)于vsphere vsphere是vmware的下一代虛擬機(jī)架構(gòu)，將添加一些新的功能，并解決一些備份的問題。特別是它會解決vmware consolidated backup （在vsphere里將不再叫vcb）的“二次拷貝”問題，實現(xiàn)真正的對vmdk文件的增量備份。vmware vsphere的最初版本目前已經(jīng)發(fā)布，但是要看到這些新的備份功能，我們還需要一段時間（也許6個月到一年）。netbackup備份虛擬機(jī)昨天參加公司的技術(shù)交流大會，有人提出了備份esx虛擬機(jī)的兩種不同的辦法：其一是常規(guī)辦法，在虛擬機(jī)上安裝nbu的客戶端進(jìn)行備份；