使用 HPE 存儲快照進行備份

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快照通常用於建立基於映像的虛擬機備份。儲存快照是傳統使用的虛擬機快照的替代選項，它在備份性能和對生產環境影響方面具有一定的優勢。

在這篇部落格文章中，我們解釋了如何從HPE快照進行VMware虛擬機備份，以在儲存負載嚴重的環境中實現高效能，包括工作原理和配置基礎。

HPE儲存快照是什麼？

HPE儲存快照是在特定時間點對數據的時間點映像級別視圖，它捕捉了在特定時間點儲存卷或一系列卷的狀態。對於其磁盤托管在HPE儲存系統上的虛擬機，這些系統會創建和管理這些虛擬機的儲存快照。

儲存快照一個關鍵特點，尤其是HPE儲存快照，在於它們對系統性能的最小影響。利用如寫時複製或重定向寫入等技術，快照得以有效創建和維護，只有在數據發生變化時才複製數據。這種方法減少了所需的儲存空間和創建快照所需的時間。

HPE儲存快照的另一個重要優勢是儲存空間效率。儲存快照可以快速創建（在幾秒內）並且占用少量空間。HPE儲存系統還提供了工具來自動化快照的創建、管理和刪除。用戶可以安排定期的快照，以確保在不進行手動干預的情況下保持數據的一致性保護，將快照與備份和災難恢復解決方案整合，以增強數據的韌性。

与应用程式及資料庫的整合是HPE存儲快照的另一個面向。這確保了快照了解應用程式的狀態，從而實現數據一致性。此功能對於像資料庫這樣的交易系統來說尤其重要，因為在這些系統中，數據一致性是關鍵。与应用程式协同工作，應用一致性快照會使數據处于安静状态，確保快照體現出一个穩定且一致的狀態。

請記住快照並不是備份，但可以利用它們來創建備份。

存儲快照如何幫助備份虛拟機

讓我們探尋一下，使用傳統虛拟機快照進行虛拟機備份的過程以及使用虛拟機快照與存儲快照在虛拟機備份过程中的差別。

使用虛拟機快照備份

虛拟機備份過程包括三個主要步驟：

  1. 虛拟機備份軟體觸發源虛拟機的快照創建：
    • 虛拟機磁盤切換為只讀模式。
    • 每個虛拟機磁盤必須有一個增量文件。從現在起對虛拟機磁盤所做的更改將寫入這個增量文件，而不是虛拟機磁盤。
  2. 虛拟機備份軟體從虛拟機磁盤複製數據以創建虛拟機的備份。
  3. 在源VM已完成備份後，變量文件會合併到VM磁碟中。
    • VM磁碟應切換至正常操作模式，容許進行寫入變更。
    • 變量文件被刪除。

這種方式在VM在建立備份時處理大量數據的環境下可能會过于資源消耗，因為變量文件可能會變得非常大。大的變量文件會使生產存儲工作更加困難，並需花費較長時間合併至VM磁碟中。因此，此過程會影響生產環境。

為了详述此過程，讓我們考慮一個示例，並分析使用標準VM快照方法創建和刪除VM快照時應讀取和寫入多少數據。

  1. 假設VM每秒進行50 MB的新寫入。

    如果VM快照的壽命為10分鐘，則變量磁碟文件大小將為30000 MB或29.3 GB。

  2. 要刪除此快照，系統必須執行29.3 GB的讀取+ 29.3 GB的寫入。
  3. 如果ESXi伺服器能夠以每秒90 MB的速度(讀取+寫入)執行這些操作，那麼:
    • 刪除快照所需時間為667秒或~11分鐘。
    • 然而，在快照刪除過程中，VM繼續以每秒50 MB的速度寫入數據，這些寫入會保存到另一個變量文件中。

這是一個實例，展示當虛擬機截圖只能在 11 分鐘後才可刪除時，難以提供可靠且高效的虛擬機截圖備份。在這個例子中，至少需要 11 分鐘來讀取虛擬機磁碟的變更區塊並將這些變更寫入備份（此例中為增量備份）。

使用儲存快照進行備份

在從儲存快照進行備份的過程中，首先創建一個虛擬機截圖，然後創建一個儲存快照，並移除虛擬機截圖。這樣，虛擬機截圖只存在很短時間，因為創建儲存快照所需時間很短，且contains all required data for performing a VM backup (delta and Changed Block Tracking data)。

例如，如果用戶同時想要備份同一卷上的 50 个虛擬機，第一個虛擬機的VM snapshot 只能和所有其他 VMs 一同提交。這使得這個虛擬機的截圖存活時間比備份單個VM長，而且差分檔大小可能會迅速增長。透過從儲存快照進行備份的過程可以缩短 VM snapshot 的存活時間，同時只處理有限數量的VM。因此，第一個虛擬機的 VM snapshot 存活時間可以顯著減少。

使用 HPE 快照創建備份的優點

使用HPE存儲快照進行VMware vSphere虛擬機器(VM)備份，提供了許多優點，這些優點增强了數據保護、效率和管理。使用HPE存儲快照進行VMware VM備份的主要優點是：

  • 基線備份創建速度更快。不需要使用耗時的所有必要數據的讀寫操作，以備份在ESXi主機上運行的寫入密集型虛擬機。
  • VM快照的存續時間非常短 – 它們只保留幾秒鐘，直到創建存儲快照，然後它們被刪除。在VM快照存在的這短暫時間內，虛擬磁盤增量文件僅积累了少量的數據。
  • 快照是使用如 Copy-on-Write 或 Redirect-on-Write 之類的技術創建的，只有在數據發生變化時才進行數據複製。這最小化了運行VM的性能影響，並確保生產工作負載繼續平順運行。
  • 因為快照（虛擬磁盤增量文件）在它們的生命週期內只包含少量的數據可以寫入，所以合并VM快照的速度要快得多。作為結果，對ESXi主機和存儲系統性能的影響很低。
  • 您可以在不影響被備份VM和運行在同一ESXi主機及同一個存儲系統上的其他VM的性能的情況下，充分利用存儲快照的所有優點。對於大型的寫入密集型生產環境至關重要。
  • HP 存儲快照與 VMware vSphere 無缝結合，運用 VMware 數據保護 (VADP) API 進行集成。這種整合確保快照以與 VMware 最佳實踐一致的方式進行拍攝，從而提高備份的可靠性。HP 存儲快照能與 VMware vSphere 結合，確保應用一致性快照。這意味著在拍攝快照時，虛擬機和應用程序都处于穩定狀態，從而降低數據損壞風險。

存儲快照與 vVols

當使用 VMware vSphere 虛擬卷（vVols）而不是傳統的 VMDK 虛擬硬盤時，用 HP 存儲快照備份 VMware vSphere 虛擬機的方法發生顯著變化，帶來額外的優點。

在基於 VMDK 的傳統備份中，快照是在虛拟化器層級創建和管理的，這涉 及 VMware 虛拟化器處理快照操作。這個過程可能引入性能開銷和虛擬機在快照創建、合一和刪除過程中性能下降的潛在風險，如上文所述。備份軟件通過 VMware vSphere API 管理這些快照，這意味著整個 VMDK 文件都參與快照操作，使其難以確保應用一致性並減小性能影響。

vVols 讓每個 VM 都是由一组由 HPE 儲存陣列直接通過 VMware vSphere API for Storage Awareness (VASA) 管理的天空存儲物件所組成。這使得 VMware 和 HPE 儲存陣列之間的整合更加細粒度和高效。快照被卸載到儲存陣列，減少性能開銷並加快快照操作。儲存陣列能夠在更細粒度的層次管理快照，從而加快、更高效的備份和恢復操作。儲存陣列原生處理快照，並使用像是去重、壓縮和复製等進階數據服務更有效。

支援的 HPE 設備

有多種 HPE 儲存設備支援與 VMware vSphere 的整合，並能为 VM 备份创建储存快照：HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Primera 和 HPE Alletra。

HPE 3PAR

HPE 3PAR 是一款为企业环境设计的高端、可扩展储存解决方案，要求高性能和先进功能。它提供强劲的性能、高可用性和广泛的数据服务。因为此解决方案提供了先进功能和广泛的功能集，HPE 3PAR 的配置可能较为复杂。此设备使用 HPE SSMC（StoreServ Management Console）进行管理和配置。

HPE Nimble

HPE Nimble Storage 是一项中端存儲解決方案，著重於簡潔、易用和預測性分析。它設計用來作為主要存儲和備份/灾难恢復 (DR) 用例。這款存儲設備相比 HPE 3PAR 更容易配置，著重於簡潔和易用。HPE Nimble 使用 NimbleOS 和 HPE InfoSight 進行管理和監控。

HPE Primera

HPE Primera 是一款高端、至关重要的存儲解決方案，設計用來提供最大的性能和可用性。它提供進階功能，著重於簡潔和可靠。這個解決方案設計用來提供高性能和低延遲，使得管理員能夠在快照活動期间確保對 VM 操作的影響最小。它相比 HPE 3PAR 提供簡化的配置，著重於易部署和管理。該設備使用 HPE Primera 管理控制台，並與 HPE InfoSight 集成以提供預測性分析和管理。

HPE Alletra

HPE Alletra 是 HPE 最新的存儲平台，設計用來提供與雲原生數據基礎設施，著重於簡潔、可擴展性和性能。它代表存儲向更似雲的操作模型演化的過程。高度簡化的配置過程，設計用來 intuitive 和用戶友好，減少与企业存儲 typically associated 的複雜性。HPE Alletra 通過 HPE Data Services Cloud Console 進行管理，提供 unified 雲 Based on the management interface.

所有平台均支持VMware vSphere整合，但HPE Alletra提供了最现代化的方法，與混合和雲原生日志環境保持一致。HPE 3PAR使用SSMC，HPE Nimble使用NimbleOS和InfoSight，HPE Primera使用Primera管理控制台和InfoSight，而HPE Alletra則使用HPE數據服務雲控制台進行统一的雲基礎管理。

由於其廣泛的功能集和企業功能，HPE 3PAR的配置最为複雜。HPE Primera提供了 Advance 功能的平衡和簡化的配置。HPE Nimble著重於易用性和簡潔性，使其更容易進行配置和管理。HPE Alletra提供最user-friendly和直觀的配置體驗，並為雲原生日志操作模型而設計。

使用NAKIVO進行VM備份

NAKIVO Backup & Replication 是一個專業的數據保護解決方案，支持從HPE存儲快照中备份VMware vSphere VM，以優化性能和可靠性，為高輸入/输出(I/O)工作負載的虛擬環境提供支持。該解決方案支持HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Primera和HPE Alletra以直接從存儲快照備份VM數據。支持增量、圖像基礎的無代理備份。

使用NAKIVO從HPE存儲快照備份的步驟

我們來看看如何使用NAKIVO Backup & Replication從HPE儲存快照備份VMware虛擬機。您想要備份的VMware ESXi主機或vCenter Server必須首先加入到NAKIVO庫存。您還必須將您的HPE存儲設備加入到NAKIVO庫存中。

將HPE設備加入到庫存

請按照以下步驟將所需的HPE存儲設備加入到NAKIVO Backup & Replication的庫存中：

  1. 在NAKIVO Backup & Replication的網頁介面中，前往設定>庫存並點擊+(加)按鈕以新增新項目。

    新增庫存項目 向導打開了。

  2. 在向導的第一步，選擇存儲設備。點擊下一步繼續。

  3. 選擇 Hewlett Packard Enterprise (HPE) 作為類型。

    留意 NAKIVO 亦支援從 NetApp 存儲快照備份 VMware。

  4. 在 選項 步驟中設定必要的參數：
    • 顯示名稱: 在 NAKIVO 庫中顯示的名稱
    • 類型: 選擇您的 HPE 存儲系統類型，例如我們選擇 HPE Nimble。
    • 主機名或 IP: 輸入您的 HPE 存儲設備的 IP 地址。
    • 用戶名: 輸入在選擇的 HPE 存儲設備上有管理權限的帳號名稱。
    • 密碼: 輸入定義的使用者密碼。
    • REST API 端口: 選擇正確的端口，例如 5392（對於 HPE Nimble 默認值）

    點擊 完成 以套用設定並將您的 HPE 存儲設備添加到 NAKIVO 庫中，從 HPE 快照啟用 VM 備份。

在下拉列表中列出的支持的HPE存儲設備類型有HPE 3PAR、HPE Nimble、HPE Alletra 5000/6000、HPE Alletra 9000 和 HPE Primera。

一旦添加了HPE存儲設備，請前往設定 > 存儲庫確保所有必需的项目都已添加到存儲庫中。在這個示例中，HPE Nimble存儲成功地添加了，NAKIVO解決方案 automatically displays 自動顯示了存儲設備上的卷数和快照数。

我們想要備份的VMware VMs位於Nimble存儲設備上 – 下方截圖中的主機VMware Nimble上有259個VM – 否则，將無法使用HPE存儲快照選項。

從HPE設備中备份VM

現在，一旦所有必需的項目都已添加到存儲庫中，您可以使用HPE快照好处創建新的VMware備份工作。

  1. 前往數據保護，點選+並按VMware 備份建立新的VMware VM備份工作任务。按照備份工作任务向导，直到你到达第4步，有工作任务選項（選擇VM，配置計劃，保留等）。

  2. 在第工作任务選項步驟，找到頁面底的從存儲快照備份選項。點擊下拉列表選擇需要的選項，例如啟用（出錯時繼續）。點擊完成或完成&運行保存工作任务設定並運行工作任务。

  3. 等待备份工作任务完成。

結論

HPE存儲快照可以用來創建高效的VMware VM備份，對您的環境影響最小。NAKIVO 備份與複製可以與HPE存儲解決方案如3PAR、Primera、Nimble及Alletra整合，簡化備份過程並確保靠得住的數據保護與最佳性能。

Source:
https://www.nakivo.com/blog/backup-from-storage-snapshots/