VMware 备份指的是复制 VMware 环境中虚拟机上的数据以防数据丢失的过程。对于备份和存储管理员来说,VMware 备份,乃至虚拟服务器备份都是一个常见的挑战。虚拟服务器备份指的是复制虚拟服务器上存储的数据以防数据丢失。
传统的备份软件以简单直接的方式完成 VMware 备份,但它可能导致资源争用;执行备份所需的其他资源可能会损害正在备份的服务器上的虚拟机性能。
VMware 特定的备份产品可捕获整个虚拟机状态的时间点快照,可应对出现的资源争用问题,从而实现虚拟机的快速完整还原。不过,弊端就是,即使只有一个文件损坏或丢失,通常也要还原整个快照。新出的 VMware 特定工具可以解决文件级别还原问题。
如要备份虚拟机(包括操作系统、应用程序文件、用户数据和设置),您需要虚拟机所在的原始文件夹的副本。按以下步骤操作:
如果您确认本地移动了硬盘上的虚拟机,则所有设置将予以保留。另一方面,”复制“选项会保证生成新的 MAC 和 UUID 地址,确保网络中不会出现冲突。
VMware 备份为数据保护带来了重大改进,例如,封装和化简的优势。不过,挑战依然存在,包括如何确保数据一致性,如何解决该技术对物理资源的过度耗用问题。
既然 VMware 将物理服务器封装到了仅仅几个大型硬盘映像文件中,所以,我们有理由相信备份服务器将会像备份基础虚拟机磁盘格式 (VMDK) 文件一样轻松。
此外,如果对正在运行的虚拟机进行备份,则不能保证所有进行中的活动都可以得到备份。这就意味着,您可能面临数据不一致的风险,最终导致备份的信息不准确,还原失败。
因此,过度消耗资源也是虚拟化的一个弊端。事实上,使用 VMware 虚拟化系统的关键理由之一是,确保资源集中消耗在少数物理服务器中,从而可减少大部分 IT 服务器基础架构所出现的空闲周期。不幸的是,您还必须应对资源不够,数据备份无法顺利运行的困境。
还要提醒您的是,VMware 在处理超量网络或磁盘 I/O 方面能力有限,所以,您的备份极其不稳定。虚拟化到物理服务器的决定通常会影响网络或磁盘 I/O 的强度。
尽管存在这些问题,当下仍有一些合适的方法可以解决问题,有时甚至还要优于标准的物理备份和还原。不过,目前尚无公认的备份或恢复 VMware 的最佳方法。在许多管理员看来,只能用结果来证明方法的合理性,没有一刀切的方法。
在这种传统方法中,虚拟机中也安装备份软件代理,就像在物理服务器上一样。这样数据可通过 LAN 流至备份/恢复基础架构,类似于物理服务器上安装代理一样的流程。
这种方法的优势是:
缺点包括:
在这种方法中,您要在指定的 ESX 服务控制台中安装备份软件代理,备份每个虚拟机的基础 VMDK 文件集。
优势是:
缺点是:
VMware Consolidated Backup (VCB) 指的是一种备份框架,它可卸载 ESX 服务器的虚拟机备份负载。这种配置可杜绝来自网络的备份流量,释放 ESX 服务器资源以优化虚拟机性能。VCB 的其他功能还有:
不过,VCB 并非典型的备份代理,因为它基本上是一个由多个 Windows 可执行程序组成的命令行工具。添加脚本时,这些程序还可为待用的第三方产品提供框架。
VCB 存在一些限制,例如,它需要专用的 Windows 代理服务器和第三方备份程序。在 vSphere 4 发行后,备份供应商转而使用 vStorage 应用程序编程接口 (API) 取代 VCB。
缺点是:
这是服务器虚拟化平台,于 2009 年首次推出,是 VMware 旗舰基础架构解决方案的后继产品。这是一个全面平台,可大规模实施和管理虚拟机基础架构。
它通常也称为虚拟化数据中心平台或云操作系统。它支持 IT 部门将应用程序工作负载高效放置在性价比高的计算资源上。
虚拟环境的操作和架构与传统备份环境的不同之处在于,它需要特定的技术。在此平台上备份虚拟机时,如果要实现备份容量和恢复效率的最大化,就要利用虚拟化的优势。同样,选择虚拟环境时,您也不能使用传统物理环境中所用的相同准则。
下文是可采取的八种备份做法:
使用传统服务器时,您通常会在客户机操作系统上安装备份代理,便于备份服务器在备份数据时与其通信。不过,这种方法在虚拟环境中效率不高,因为它会造成不必要的虚拟机资源消耗,从而影响性能以及该主机上运行的其他虚拟机。
相反,您应在虚拟化层备份数据。您可在此对大型.vmdk 文件使用映像级别备份,避免使用客户机操作系统。为此,您必须使用虚拟化环境中专用的备份应用程序,而且该程序能够直接备份机器的虚拟磁盘,无需使用主机或客户机操作系统。这样您就不必过度消耗资源,同时确保您的虚拟机可获得工作负载所需的资源。
vStorage API 和 vSphere 共同引入,取代随 VMware 基础架构 3 一起发布的 VMware Consolidated Backup 框架,卸载主机的备份处理负载。它们不仅可简化虚拟机磁盘文件的访问,而且其中的独特功能(例如,更改块跟踪功能)可大幅提高备份速度。
更改块跟踪 (CBT) 指的是跟踪自上次备份以来所有更改块的功能,因此备份应用程序只需查询 VMkernel 即可获取信息。此外,这种操作意味着备份应用程序无需再跟踪变更数据,从而可加快增量备份速度。您应采用内置 vStorage API 的应用程序以提高效率。
如果您想尽量缩短备份时间,确保您拥有适当的备份服务器软硬件,以防出现操作瓶颈。您应有足够的网络带宽以及内存和 CPU 资源。
您的备份服务器不只是将数据从来源移动到目标存储设备。它还可以执行数据去重和压缩操作,以减小备份集的大小。所有流程都要占用大量内存和 CPU 才能跟上数据流的速度。
始终遵照供应商的建议保养服务器的硬件。不要节省服务器的资源,因为服务器一旦缺少足够的资源,备份速度会大大下降。尽量多测试几款备份领域的第三方工具,然后再选择一款合适的工具。
在共享虚拟化架构下,虚拟环境备份可能会出现资源紧张局面。因此,您要慎重安排备份计划,避免过度挤压单一资源。例如,永远不要在一台主机或 LUN 上同时备份很多虚拟机。相反,在安排计划时尽量实现平衡以防过度使用任何资源。
计划安排可防止速度过慢和性能下降,而测试又能让您掌握了解备份的恢复准备情况。测试也有利于您进行故障排除、分析工具以及决定是否要切换产品。
如果您的虚拟机备份包括数据库和电子邮件服务器等事务型应用程序,则应使其进入静默状态以确保可随时执行操作。这种类型备份称为应用程序一致性备份。
备份开始前,应用程序应暂停以确保任何未完成的事务和写入均写入到磁盘。这一步可确保服务器正常,并且在恢复虚拟机时不会丢失任何数据。静默仅适用于支持按需暂停和写入待处理数据的应用程序。
VMware Tools 的驱动程序可与 Microsoft 卷影复制服务 (VSS) 协同运行以在备份应用程序之前先静默。在这种需求呼吁下,其他厂商也推出类似的驱动程序来服务不同的操作系统。因此,务必要使用受支持的驱动程序,而且启用和配置 VSS 服务来执行应用程序一致性备份。
虚拟机快照虽然实用,但绝不能用作主要的备份手段。快照适用于虚拟机的短期备份,但每次使用快照都会出现一定程度的损失。
例如,快照创建后,所有虚拟机的磁盘写入均转移到另一个增量磁盘文件,因此原始磁盘变成只读模式。数据写入增量磁盘文件后,它会以 16MB 的速度增长,每次增长都会导致它所驻留的 LUN 被锁定,从而导致性能下降。因此,您运行的快照越多,对性能的影响也就越大。
更重要的是,快照会占用额外的磁盘空间,因为每个快照都会增长到原始磁盘的大小。如果您的数据存储空间不足,则会出现所有虚拟机关闭的风险。此外,删除原始磁盘数据,合并快照数据进入原始磁盘是一项繁重的 I/O 操作。
快照会创建新的虚拟磁盘并链接回原始磁盘;因此,某些功能可能缺失。这可能会造成快照和原始磁盘之间出现全新的映射问题。您应谨慎使用快照,并在不再需要快照时将其删除。
大多数采用映像级备份的虚拟化备份产品都在运行备份时使用虚拟机快照来暂停数据写入磁盘。容错 (FT) 功能使用两个虚拟机(一个主、一个辅),这些虚拟机虽然位于单独的主机上,但共享同一虚拟磁盘文件。
当前,容错功能不支持快照。这就导致备份启用容错功能的虚拟机的流程变得困难重重,因此您要寻找替代的备份方法。
有一种方法会在备份过程中临时禁用容错功能,以允许拍摄快照。禁用此功能可以保留第二个虚拟机。您可以使用 PowerShell 以及备份前和备份后脚本来自动执行此过程。
另一种方法涉及使用 vCenter Converter 或 vCenter Server 克隆虚拟机来创建另一个副本。备份新副本后,您可以删除克隆。
您可以轻松地重建丢失的主机或 vCenter,但会丢失配置信息。因此,建议定期备份信息。使用备份主机,您只要备份虚拟机,不用备份管理控制台中的单个文件。因此,备份配置信息有助于稍后轻松重建主机。
如要备份配置信息:
VMware 已尝试解决虚拟化服务器相关的备份挑战。例如,VMware vSphere 5.1 使用 VMware vStorage API 进行数据保护 (VADP),该 API 可结合 VMware 的 vSphere Data Protection(VDP)或其他第三方备份工具使用。
VADP 用高效的无代理备份系统取代了 VMware Consolidated Backup,该系统基于虚拟代理并且不占用存储资源。实际上,它配备了更改块跟踪功能,仅备份自上次备份以来发生更改的数据块。这样可大大减少 VDP 等备份工具的工作负载。