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三種VMware數據備份和恢復方法

vm備份方法


服務器虛擬化,尤其是VMware形式的服務器虛擬化使IT人員獲益良多,這麽說一點也不為過。據我們所見,服務器虛擬化能解決服務器擴張、資源消耗、服務器擴張、能源消耗、高可用性等相關問題。服務器虛擬化也使我們有更多的時間解決其它的迫切問題,如企業資源預案升級、存儲項目再三遷移。

  盡管VMware提供封裝技術和抽象技術,使我們受益匪淺,但數據保護領域發生的基本變革也帶來了各項挑戰。即使出現了VMware虛擬化,備份人員依然是牢騷最多的IT人員。最大的挑戰在於保證數據的一致性,解決VMware物理資源過度消耗的問題。

  VMware能將物理服務器封裝成大型的硬盤圖像文件——虛擬機磁盤格式(VMDK)文件,因此我們不禁認為:備份整臺服務器應該和備份這些VMDK文件(當然也包括相關的配置文件)一樣簡單。

  但是在大多數情況下,事實並非如此。除非已經關閉虛擬機(VM),否則,在運行狀態下備份VM不能覆蓋所有文件。換句話說,這種備份方式不能保證數據的一致性,因而也不能保證已恢復的VM包含足夠的精確信息,不能說明服務器已成功恢復。

  至於資源過度消耗的問題,這是虛擬化的副作用。利用VMware使系統虛擬化的一個關鍵原因是,將資源消耗集中在較少的物理服務器中,從而減少大多數IT服務器架構都存在的空閑周期。但是,這麽也做帶來了不良影響——無法找到足夠資源,使數據備份不受阻礙地運行。

  備份觸到了VMware內部的脆弱之處:VMware處理過量磁盤和網絡I/O的能力很弱。實際上,決定是否將物理服務器虛擬化取決於物理服務器中的磁盤密度、網絡I/O。毋庸置疑,備份負載是VMware服務器承擔的最大負載。

  但是,的確有方法能解決這些問題,並且在某些情況下,比標準的物理服務器備份和恢復方法更加出眾。但是,人們對這些方法存在一些誤解,對第三方備份/恢復產品提供的實施措施也存在誤解。實際上,許多管理員依然缺乏有效實現備份和恢復的方法,道路充滿挫折。

  方法1:在每個VM中安裝本地備份程序

  工作原理:這是一種傳統的備份方法,在每個VM中安裝備份程序,就像以前在每臺物理服務器中安裝備份程序。如下圖所示,數據通過LAN流入備份/恢復設施,以往在本地物理服務器中安裝備份程序時,數據流向也如此。

  這種方法的優點如下:

  備份程序的安裝和配置與在物理服務器中的安裝和配置十分相似,所以無需專門技巧和程式變化。

  恢復過程沒有發生變化,與將文件恢復到物理服務器的過程十分相似。

  這樣,就有可能恢復文件;這一點在我們采用其它方法時顯得更加重要。

  也有可能實現完全備份和增量備份,同樣,在我們討論其它方法時,這一點顯得尤為重要。

  如果你采用專門的應用感知備份程序,如SQL或Exchange,這將有助於實現應用程序數據的一致性,由此實現的備份在應用程序上具有一致性。

  這種方法的缺點如下:

  由於所有的備份都在同一臺服務器中運行,因而你需要十分小心,不要過度消耗VMware主機資源。

  盡管服務器能封裝成少量的大型VMDK文件,但備份程序對此一無所知,也就不能利用這一點提供快速的備份或恢復能力;而進行災難恢復時,需要快速、全面地恢復服務器,從這點上講,這種方法價值不大。

  部署技巧

  在物理服務器中,同時運行數據備份可能問題不大,因為物理服務器具有充足的閑置資源,但是對VMware虛擬架構而言,閑置資源已得到充分利用,多個備份操作就有可能阻塞物理服務器。從而,在進行虛擬化以後,應該修改備份手冊,通過備份窗口避免資源過度重疊。

  一個VM只允許一條數據流。VM的VMDK文件通常寄存在一個VMFS卷中,多條數據流操作很容易覆蓋VMFS卷。因此,除非VMDK文件隔離在獨立卷(RDM、 iSCSILUN、或獨立的VMFS卷)中,否則備份就應該單流運行,而不是多流運行。

  方法2:ESX Service Console中安裝備份程序

  工作原理:這種方法是在ESX Service Console在安裝備份程序,按下圖備份VM中潛在的VMDK文件組。Service Console采用紅帽子Linux操作系統,因此能夠使用Linux備份程序。

  這種方法的優點包括:

  只需一個備份程序就能備份所有的VM,而不是一臺VM配備一個備份程序。

  通過這種方法,VM資源能完全備份,只需簡單備份少量的大型VMDK文件。

  圖像能快速恢復,因為只需恢復大型圖像,而不必查找大量的小型圖像。

  這種方法的缺點包括:

  需要腳本才能自動關閉、快照和啟動VM。為了保證備份過程應用程序數據的一致性,必須這麽做。

  不可能恢復文件,這種方法只能備份和恢復圖像。另外,這也意味著不能實現增量備份。

  VNware指出,其開發流程包括從ESX Server移除Service Console。VMware的ESX Server 3i在這一點上邁出了第一步。

  部署技巧

  為了保證應用程序的一致性,在備份VMDK之前應該關閉VM。

  VMDK文件在備份窗口中靜止不動。

  很不幸,備份過程中VM失去效用。

  VMDK文件利用Service Console中的備份程序進行備份。

  如果不能關機,可以利用VMware快照功能拍攝運行中的VM,獲取即時備份。

  備份數據停留在相同的狀態,因而不能保證數據的一致性。

  同樣,實現自動化也需要腳本。

  不是所有的備份程序都支持這種方法,所以你需要事先進行調查。

  對於應用程序數據一致性的備份,利用VSS使應用程序在備份之前停止運行。但是,這需要非常復雜的腳本。

  你可以利用ESX Service Console 中的VCB設施,獲取運行狀態下虛擬機的快照:

  vcbMounter設施:

  創建VM的靜態快照。

  將快照投射到一組文件中,文件可能處於控制臺的本地目錄中,也可能處於LAN的遠程目錄中。

  利用ESX控制臺支持的備份軟件對本地文件進行備份和恢復。

  vcbRestore設施:

  將VM恢復到初始站點或者其它站點,

  如果你決定冒險采用腳本技術,就會發現錯誤校驗和更正是腳本技術最難的一個方面,需要編寫大量代碼。

  方法3:VMware集中備份(VCB-Proxy)

  工作原理:這種方法涉及一組VMware設施,通常稱為VMware集中備份。這種方法使集中的Windows 2003代理服務器中的非LAN備份與相同的SAN卷相連,稱為ESX Server。隨後,數據通過第三方備份軟件傳送到代理服務器中,作為後序備份。這種方法比上述兩種方法更為復雜,包括以下組件:

  備份代理服務器:

  服務器能與VMware主機訪問相同的卷。

  代理服務器中加載/輸出VMDK文件的圖像。

  這種加載/輸出圖像通過寄存在代理服務器中的備份程序實現備份。

  VCB框架:

  ESX服務器中的“同步推動器”能刷新文件系統,創建快照。

  VCB代理服務器中的“vLUN推動器”允許服務器中存在VMDK文件。

  采用VCB自動工作流,命令行設施(vcbMounter/vcbRestore)發揮作用。

  備份軟件集成模塊:

  模塊集成到VCB框架的組件中。

  VMware和備份程序都能開發並支持這種模塊。

  備份程序之間的集成和使用變量相對簡單。

  在此點擊,查看采用備份代理服務器的VMware集中備份示意圖。

  采用備份代理服務器的VMware集中備份能夠執行非LAN文件備份和非LAN圖像備份。但是,這兩種方法的實現途徑截然不同。

  VCB文件備份/恢復是在VCB代理服務器中加載VMDK文件,具體步驟如下:

  1備份工作要求VCB框架獲取VM快照,在VCB代理服務器中加載VB快照,加載路徑包括SAN、C:\mnt等。

  2利用備份程序備份(完全、增量、差異備份)目錄/文件。

  3備份程序要求VCB框架卸載VM快照,使VM不再具有快照功能。

  4通過安裝在VM中的備份程序,文件經由LAN恢復到初始VM中。

  在此點擊,查看文件備份和恢復的VCB-Proxy工作流。

  VCB圖像備份/恢復是將VMDK文件輸出到VCB代理服務器中,具體步驟如下:

  1.備份工作要求VCB框架獲取VM快照,並輸出快照,輸出路徑包括SAN、C:\mnt等。

  2.系統文件等輸出的圖像文件通過備份程序進行備份。

  3.備份軟件要求VCB框架卸載VM快照,使VM不再具有快照功能。

  4.利用備份程序,將輸出的VM圖像恢復到一個VMware能夠訪問的臨時區域,該區域可能位於Proxy Server 或ESX Service Console,由此完成恢復工作。

  5.VM圖像加載到ESX主機中的指定位置。

  在此點擊,查看圖像備份和恢復的VCB-Proxy工作流。

  這種方法的優點包括:

  你可以利用VCB Proxy中一個備份程序,備份所有的VM,而不必每個VM配備一個程序。

  通過這種方法,VM資源能完全備份,只需簡單備份少量的大型VMDK文件。

  圖像能快速恢復,因為只需恢復大型圖像,而不必查找大量的小型圖像。

  將備份過程轉移到VCB代理服務器中,降低了ESX服務器的開銷。

  這種備份方法無需LAN,在SAN中也能實現,從理論上講,備份速度比基於LAN的備份方法要快。

  這種方法的缺點包括:

  能否實現自動化、能否方便地加以使用取決於第三方備份軟件的能力。

  如果沒有某種形式的備份軟件集成到備份過程中,要部署這種方法就變得非常復雜。

  如果你想將文件直接恢復到VM中,就需要在VM中安裝備份軟件。

  對於沒有集成VSS的Windows系統,由VCB提供的圖像備份會使數據處於相同的狀態。

  VCB不提供Windows系統狀態的恢復機制,盡管有可能成功實現服務器完全恢復,但是如果在操作VM時,系統狀態紊亂,就不能保證完全恢復。

  部署技巧

  請記住,VCB不是備份/恢復程序,而是一組能集成到第三方備份應用程序中的設施。

  Proxy Server不是虛擬機。

  VCB不能安裝在虛擬中心的服務器中,也不能註冊。

  Proxy Server需要安裝Windows 2003 Server、SP1或R2。

  Proxy Server必須和ESX Servers安裝在相同的LUN區域中。

  VCB Proxy Server不支持多路徑。

  如果需要恢復文件,但你又不想為每個VM都安裝備份程序,你就可以創建一個僅用於恢復的VM,這個VM包含備份和恢復程序,將文件恢復到這個VM中,然後通過網絡共享將文件遷移到正確的目標VM中。


三種VMware數據備份和恢復方法