Realización de copias de seguridad mediante instantáneas de almacenamiento de HPE

Las instantáneas generalmente se utilizan para crear copias de seguridad de máquinas virtuales basadas en imágenes. Las instantáneas de almacenamiento son una alternativa a las instantáneas de máquinas virtuales habituales que se utilizan, y tienen ciertas ventajas en términos de rendimiento de las copias de seguridad y del impacto en entornos de producción.

En este artículo de blog, explicamos cómo hacer copias de seguridad de máquinas virtuales de VMware desde las instantáneas de HPE para alcanzar una alta eficiencia en entornos con almacenamiento altamente cargado, incluyendo el funcionamiento y los conceptos básicos de configuración.

¿Qué son las Instantáneas de Almacenamiento de HPE?

Las instantáneas de almacenamiento de HPE son vistas de nivel de imagen en tiempo de punto en el tiempo que capturan el estado de un volumen de almacenamiento o un conjunto de volúmenes en un momento determinado. Para las máquinas virtuales cuyos discos están alojados en sistemas de almacenamiento de HPE, estos sistemas crean y administran instantáneas de estas máquinas virtuales.

Una característica clave de las instantáneas de almacenamiento en general y las instantáneas de almacenamiento de HPE en particular es su mínimo impacto en el rendimiento del sistema. Utilizando técnicas como copiar-en-escritura o redirigir-en-escritura, se crean y mantienen las instantáneas de manera eficiente, copiando datos solo cuando ocurren cambios. Este enfoque reduce la cantidad de almacenamiento necesaria y el tiempo requerido para crear instantáneas.

Otra ventaja significativa de las instantáneas de almacenamiento de HPE es la eficiencia del espacio de almacenamiento. Una instantánea de almacenamiento se puede crear rápidamente (en cuestión de segundos) y consume una pequeña cantidad de espacio. Los sistemas de almacenamiento de HPE también ofrecen herramientas para automatizar la creación, administración y eliminación de instantáneas. Los usuarios pueden programar instantáneas regulares para asegurar una protección de los datos consistente sin intervención manual, integrando las instantáneas con soluciones de copia de seguridad y recuperación de desastres para mejorar la resistencia de los datos.

La integración con aplicaciones y bases de datos es otro aspecto de las instantáneas de almacenamiento de HPE. Esto garantiza que las instantáneas sean conscientes del estado de la aplicación, lo que permite la consistencia de los datos. Esta característica es particularmente importante para sistemas transaccionales como las bases de datos, donde la consistencia de los datos es crítica. Las instantáneas consistentes en aplicación se coordinan con las aplicaciones para quiescer los datos, garantizando que la instantánea refleja un estado estable y consistente.

Recuerde que las instantáneas no son copias de seguridad, sino que se pueden aprovechar para crear copias de seguridad.

Cómo las Instantáneas de Almacenamiento Ayudan a Realizar Copias de Seguridad de VMs

Vamos a explorar cómo funciona la copia de seguridad de VMs con instantáneas tradicionales de VM y la diferencia entre utilizar instantáneas de VM y de almacenamiento en el proceso de copia de seguridad de VMs.

Copia de seguridad mediante instantáneas de VM

El proceso de copia de seguridad de VM involucra tres pasos principales:

1. El software de copia de seguridad de VM dispara la creación de instantáneas para la VM de origen:
   • Los discos de VM se cambian a modo solo de lectura.
   • Cada disco de VM debe tener un archivo delta. Los cambios realizados en los discos de VM a partir de ahora se escriben en este archivo delta en lugar de los discos de VM.
2. El software de copia de seguridad de VM copia los datos de los discos de VM para crear una copia de seguridad para la VM.
3. Después de haber creado la copia de seguridad para la máquina virtual (VM) de origen, los archivos delta se fusionan con los discos de la VM.
   • Los discos de la VM deben cambiar al modo de operación normal, que permite que se realicen cambios.
   • Se eliminan los archivos delta.

Este enfoque puede ser demasiado intensivo en recursos en entornos donde las VM procesan grandes cantidades de datos mientras se crean copias de seguridad porque los archivos delta pueden alcanzar un tamaño muy grande. Los grandes archivos delta pueden hacer que la producción de almacenamiento sea más intensiva y tardar mucho tiempo en fusionarse con los discos de la VM. Por lo tanto, este proceso impacta el entorno de producción.

Para ilustrar este proceso en detalle, consideremos un ejemplo y analizemos cuánto datos se deben leer y escribir al crear y eliminar una instantánea de VM utilizando la técnica habitual de instantánea de VM.

1. Supongamos que una VM realiza nuevos escritos a un ritmo de 50 MB por segundo.

   Si una instantánea de VM tiene un tiempo de vida de 10 minutos, el tamaño del archivo de disco delta será de 30000 MB o 29,3 GB.

2. Para eliminar esta instantánea, el sistema debe realizar 29,3 GB de lecturas + 29,3 GB de escrituras.
3. Si un servidor ESXi es capaz de realizar ambas operaciones a un ritmo de 90 MB por segundo (lectura + escritura), entonces:
   • El tiempo para eliminar una instantánea es de 667 segundos o ~11 minutos.
   • Sin embargo, la VM continúa escribiendo datos a un ritmo de 50 MB por segundo durante la eliminación de la instantánea, y estos escritos se guardan en otro archivo delta.

Este es un ejemplo práctico de una configuración en la que resulta difícil proporcionar una copia de seguridad basada en instantáneas de VM confiables y eficientes si la instantánea de VM solo se puede eliminar después de 11 minutos. En este ejemplo, se tarda al menos 11 minutos en leer los bloques cambiados de los discos virtuales y escribir estos cambios en una copia de seguridad (en este caso, una copia incremental).

Copia de seguridad usando instantáneas de almacenamiento

En el proceso de copia de seguridad desde la instantánea de almacenamiento, primero se crea una instantánea de VM, se crea una instantánea de almacenamiento y se elimina la instantánea de VM. De esta forma, una instantánea de VM solo existe por un breve período de tiempo porque una instantánea de almacenamiento tarda solo un pequeño tiempo en crearse y contiene toda la información necesaria para realizar una copia de seguridad de la VM (datos de delta y Seguimiento de Bloques Cambiados).

Por ejemplo, si los usuarios desean realizar una copia de seguridad de 50 VMs en el mismo volumen al mismo tiempo, una instantánea de VM del primer VM solo se puede confirmar junto con todas las otras VMs. Esto hace que la duración de la instantánea de VM de este VM sea mayor que la de una copia de seguridad de un solo VM y el tamaño de los archivos de delta podría aumentar rápidamente. El proceso de copia de seguridad desde la instantánea de almacenamiento puede reducir la duración de la instantánea de VM procesando solo un número limitado de VMs al mismo tiempo. Por lo tanto, la duración de la instantánea de VM del primer VM se puede reducir significativamente.

Beneficios de utilizar instantáneas de HPE para crear copias de seguridad

El uso de instantáneas de almacenamiento de HPE para las copias de seguridad de las máquinas virtuales (VM) de VMware vSphere ofrece varios beneficios que mejoran la protección de datos, la eficiencia y la gestión. Los principales beneficios de utilizar instantáneas de almacenamiento de HPE para las copias de seguridad de VMware VM son:

• Se crea mucho más rápido la copia de respaldo de base. No es necesario utilizar operaciones de lectura y escritura consume mucho tiempo para respaldar todos los datos requeridos para las máquinas virtuales con un host ESXi.
• La duración de las instantáneas de VM es extremadamente corta – se mantiene por unos pocos segundos hasta que se crea una instantánea de almacenamiento, y luego se eliminan. Solo se acumulan pequeños archivos de diferencia de disco virtual durante este corto período de existencia de la instantánea de VM.
• Se crean instantáneas utilizando técnicas como copiar-en-escritura o redirigir-en-escritura, que solo copian datos cuando ocurren cambios. Esto minimiza el impacto de rendimiento en las VM en ejecución y garantiza que los workloads de producción continúen funcionando sin problemas.
• La consolidación de instantáneas de VM es mucho más rápida porque las instantáneas (archivos de diferencia de disco virtual) contienen pequeños volúmenes de datos que se pueden escribir en ellas durante unos pocos segundos de su duración. Como resultado, el impacto en el host ESXi y en el rendimiento del sistema de almacenamiento es bajo.
• Puede aprovechar todos los beneficios de las instantáneas de almacenamiento sin penalidades de rendimiento para las VM respaldadas y otras VM que se ejecutan en un host ESXi y el mismo sistema de almacenamiento. Es fundamental para entornos de producción con altas cargas de escritura.
• Las instantáneas de almacenamiento de HPE se integran sin problemas con VMware vSphere, utilizando las API de Protección de Datos de VMware (VADP). Esta integración garantiza que las instantáneas se toman de forma consistente con las mejores prácticas de VMware, mejorando la confiabilidad de las copias de seguridad. Las instantáneas de almacenamiento de HPE pueden integrarse con VMware vSphere para garantizar instantáneas consistentes con las aplicaciones. Esto significa que las VM y las aplicaciones están en un estado estable cuando se toma la instantánea, reduciendo el riesgo de corrupción de los datos.

Instantáneas de Almacenamiento y vVols

Cuando se utilizan volúmenes virtuales de VMware vSphere (vVols) en lugar de los discos virtuales VMDK tradicionales, el enfoque para realizar copias de seguridad de las VM de VMware vSphere con instantáneas de almacenamiento de HPE cambia significativamente, ofreciendo ventajas adicionales.

Con las copias de seguridad basadas en VMDK tradicionales, las instantáneas se crean y gestionan a nivel de hipervisor, lo que implica que el hypervisor de VMware se encargue de las operaciones de instantánea. Este proceso puede introduce un sobrecarga de rendimiento y potencialmente degradar el rendimiento de las VM durante la creación, consolidación y eliminación de las instantáneas, como se mencionó anteriormente. El software de copia de seguridad se conecta a las API de VMware vSphere para gestionar estas instantáneas, lo que significa que todo el archivo VMDK está involucrado en las operaciones de instantánea, haciendo más difícil garantizar la consistencia de las aplicaciones y minimizar el impacto en el rendimiento.

Con vVols, cada VM se compone de un conjunto de objetos de almacenamiento directamente administrados por el array de almacenamiento HPE a través de la API de VMware vSphere para la Concientización de Almacenamiento (VASA). Esto permite una integración más granular y eficiente entre VMware y los arrays de almacenamiento HPE. Las instantáneas se desacoplan del array de almacenamiento, reduciendo la sobrecarga de rendimiento y acelerando las operaciones de instantáneas. El array de almacenamiento puede administrar instantáneas a un nivel más granular, lo que resulta en copias de seguridad y operaciones de recuperación más rápidas y eficientes. El array de almacenamiento maneja instantáneas de forma nativa, utilizando servicios de datos avanzados como la deduplicación, compresión y replicación más efectivamente.

Dispositivos HPE Compatibles

Hay varios dispositivos de almacenamiento HPE que admiten la integración con VMware vSphere y pueden crear instantáneas de almacenamiento para las copias de seguridad de VMs: HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera y HPE Alletra.

HPE 3PAR

HPE 3PAR es una solución de almacenamiento escalable de alto nivel diseñada para entornos empresariales que requieren alto rendimiento y funciones avanzadas. Ofrece un rendimiento robusto, alta disponibilidad y un amplio conjunto de servicios de datos. La configuración de HPE 3PAR puede ser compleja porque esta solución proporciona funcionalidades avanzadas y un conjunto de características extensivo. Este dispositivo utiliza HPE SSMC (StoreServ Management Console) para la gestión y configuración.

HPE Nimble

HPE Nimble Storage es una solución de almacenamiento de gama media enfocada en la simplicidad, la facilidad de uso y las analíticas predictivas. está diseñada tanto para almacenamiento primario como para casos de uso de respaldo/DR. Esta unidad de almacenamiento es más fácil de configurar en comparación con HPE 3PAR, con un enfoque en la simplicidad y la facilidad de uso. HPE Nimble utiliza NimbleOS y HPE InfoSight para la gestión y el monitoreo.

HPE Primera

HPE Primera es una solución de almacenamiento de alta gama y crítica para la misión diseñada para el máximo rendimiento y disponibilidad. Ofrece funciones avanzadas con un enfoque en la simplicidad y la confiabilidad. Esta solución está diseñada para alto rendimiento y baja latencia, que permite a los administradores asegurar un impacto mínimo en las operaciones de VM durante las actividades de instantáneas. Proporciona una configuración simplificada en comparación con HPE 3PAR, con un enfoque en la facilidad de deploy y gestión. El dispositivo utiliza la Consola de gestión de HPE Primera y se integra con HPE InfoSight para análisis predictivo y gestión.

HPE Alletra

HPE Alletra es la plataforma de almacenamiento más reciente de HPE, diseñada para proporcionar una infraestructura de datos nativos de la nube con un enfoque en la simplicidad, la escalabilidad y el rendimiento. Representa la evolución del almacenamiento hacia un modelo de operación más parecido a la nube. Un proceso de configuración altamente simplificado, diseñado para ser intuitivo y amigable para el usuario, reduciendo la complejidad típicamente asociada con el almacenamiento empresarial. HPE Alletra se gestiona a través de la Consola de servicios de datos de HPE en la nube, proporcionando una interfaz de gestión basada en la nube unificada.

Todas las plataformas admiten la integración con VMware vSphere, pero HPE Alletra ofrece la aproximación más moderna, alineándose con entornos híbridos y nativos en la nube. HPE 3PAR utiliza SSMC, HPE Nimble utiliza NimbleOS y InfoSight, HPE Primera utiliza la Consola de administración Primera y InfoSight, y HPE Alletra utiliza la Consola de Servicios de Datos en la Nube de HPE para la gestión unificada basada en la nube.

HPE 3PAR es la más compleja de configurar debido a su amplio conjunto de características y capacidades empresariales. HPE Primera ofrece un equilibrio entre características avanzadas y una configuración simplificada. HPE Nimble se enfoca en la facilidad de uso y simplicidad, lo que facilita la configuración y la gestión. HPE Alletra proporciona la experiencia de configuración más amigable y intuitiva y está diseñada para un modelo operativo nativamente en la nube.

Copia de Seguridad de VM Utilizando Snapshots de Almacenamiento con NAKIVO

NAKIVO Backup & Replication es una solución profesional de protección de datos que admite la copia de seguridad de VM de VMware vSphere desde los snapshots de almacenamiento de HPE para optimizar el rendimiento y la confiabilidad para entornos virtuales con cargas de E/S de I/O altas. La solución admite HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera y HPE Alletra para copia de seguridad de datos de VM directamente desde los snapshot de almacenamiento. Se admiten copias incrementales basadas en imágenes sin agente.

Pasos para realizar una copia de seguridad desde los snapshot de almacenamiento de HPE utilizando NAKIVO

Vea cómo hacer una copia de seguridad de máquinas virtuales VMware desde instantáneas de almacenamiento HPE con NAKIVO Backup & Replication. Primero debe agregar el host VMware ESXi o el Servidor vCenter con las VMs que desea respaldar a la inventario de NAKIVO. También debe agregar su dispositivo de almacenamiento HPE al inventario de NAKIVO.

Agregar dispositivos HPE al inventario

Siga estos pasos para agregar el dispositivo de almacenamiento HPE necesario al inventario de NAKIVO Backup & Replication:

1. En la interfaz web de NAKIVO Backup & Replication, vaya a Ajustes > Inventario y haga clic en el botón + (más) para agregar un nuevo elemento.

   

   Se abre la asistente Agregar Elemento de Inventario.

2. En el primer paso de la asistente, seleccione Dispositivos de Almacenamiento. Pulse Siguiente para continuar.

   

3. Seleccione Hewlett Packard Enterprise (HPE) como el tipo.

   Tenga en cuenta que NAKIVO también admite copias de seguridad desde instantáneas de almacenamiento de NetApp para VMware.

   

4. Establezca los parámetros requeridos en el paso Opciones:
   • Nombre de presentación: Introduzca un nombre que se mostrará en el inventario de NAKIVO
   • Tipo: Seleccione el tipo de su sistema de almacenamiento HPE, por ejemplo, seleccionamos HPE Nimble.
   • Nombre de host o IP: Introduzca la dirección IP de su dispositivo de almacenamiento HPE.
   • Nombre de usuario: Introduzca el nombre de usuario de la cuenta con permisos de administración en el dispositivo de almacenamiento HPE seleccionado.
   • Contraseña: Introduzca la contraseña para el usuario definido.
   • Puerto de API REST: Seleccione el puerto correcto, por ejemplo, 5392 (predeterminado para HPE Nimble)

   Haga clic en Finalizar para aplicar los ajustes y agregar su dispositivo de almacenamiento HPE al inventario de NAKIVO para habilitar las copias de seguridad de VM desde las instantáneas de HPE.

   

Los tipos de dispositivos de almacenamiento HPE admitidos en la lista desplegable son HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Alletra 5000/6000, HPE Alletra 9000 y HPE Primera.

Una vez que se haya agregado un dispositivo de almacenamiento HPE, vaya a Ajustes> Inventario para asegurarse de que se hayan agregado todos los elementos requeridos al inventario. En este ejemplo, el almacenamiento HPE Nimble se agregó correctamente y la solución NAKIVO muestra automáticamente el número de volúmenes y instantáneos en el dispositivo de almacenamiento.

Las VM que desea respaldar se encuentran en el dispositivo de almacenamiento Nimble – 259 VM están en el anfitrión llamado VMware Nimble en la captura de pantalla de abajo – de lo contrario, la opción de usar instantáneos de almacenamiento HPE estará deshabilitada.

Copia de seguridad de VM desde dispositivos HPE

Ahora, una vez que se hayan agregado todos los elementos requeridos al inventario, puede crear un nuevo trabajo de copia de seguridad de VMware utilizando los beneficios de los instantáneos de HPE.

1. Ir a Protección de Datos, hacer clic en + y seleccionar Respaldo para VMware para crear un nuevo trabajo de respaldo de VMware. Siga con el asistente de trabajo de respaldo hasta llegar a la cuarta etapa con las opciones de trabajo (seleccionar VMs, configurar programación, retención, etc.).

   

2. En la etapa de Opciones de Trabajo, busque la opción Respaldo desde instantánea de almacenamiento al final de la página. Haga clic en la lista desplegable y seleccione las opciones necesarias, como Habilitado (continuar en caso de error). Haga clic en Finalizar o Finalizar & Ejecutar para guardar la configuración del trabajo y ejecutar el trabajo.

   

3. Esperar hasta que el trabajo de respaldo se complete.

Conclusión

Las instantáneas de almacenamiento de HPE se pueden utilizar para crear respaldos eficientes de VMs de VMware con un impacto mínimo en su entorno. NAKIVO Backup & Replication puede integrarse con soluciones de almacenamiento de HPE como 3PAR, Primera, Nimble y Alletra para simplificar el proceso de respaldo y garantizar una protección de datos confiable con rendimiento óptimo.