一、概述
服务器虚拟化,它能解决服务器扩充、资源消耗、能源消耗,高可用等相关的问题,为用户带来诸多的益处,但同时也会带来一些新的相关问题点,最突出的就是如何保证虚拟机数据的安全性,即使可以做备份,但如何保证数据一致性是当中最大的挑战。虚拟化的基本原理是将整个物理服务器,虚拟成多个虚拟服务器,每个虚拟服务器会封装成一种特定格式的文件。那么备份虚拟机数据,是不是仅仅把这些文件备份下来那么简单呢?当然不是,因为在虚拟机正在运行的情况下,备份不能覆盖所有文件,换言之不能保证恢复后的虚拟机包含足够的精确数据,也就是是否能100%成功恢复,另外一点虚拟机在备份的时候的工作负载也需要优化,否则会影响业务。
二、几种主要的虚拟机备份与恢复方法
1、在每台虚拟机中安装备份程序,这种方法其实就是把每台虚拟机看成是一台真实的物理机,像对物理机备份一样,在虚拟机上直接安装备份的Agent。
(1)优点:备份的安装和配置相对简单,无需专门的技巧,数据恢复时的操作也没有变化,和物理机一样,可以实现完全备份和增量备份的方式,也可以安装针对特定应用的备份Agent,比如数据库,邮件系统备份等,这种针对专门应用的备份Agent有利于数据的一致性。这种方式可支持恢复虚拟机中的单个文件;
(2)缺点:有可能会过度消耗虚拟机宿主机的资源,因为一台宿主机可以虚拟出许多台虚拟机,如果多台虚拟机都采用这种方法的话,会给宿主机造成很大的压力,影响正常业务的负载,而且这种方法备份和恢复速度相对较慢,无法实现快速的备份和映像级恢复。
2、在宿主机的虚拟机化系统中(比如ESX Service Console)安装备份程序,从而备份虚拟化文件,比如VMDK等。
(1)优点:只需要一个备份程序就能备份所有的虚拟机,方便的做到完全备份,只要备份虚拟化封装文件比如VMDK,就能备份所有虚拟机,可实现快速的映像级别的备份与恢复;
(2)缺点:为了保证数据一致性,需要采用脚本(或虚拟化系统自带保护模块)才能自动关闭(在备份之前要关闭虚拟机,虚拟机文件在备份过程中是要静止不动)、快照(如果不能关闭虚拟机,就要利用虚拟机软件自带的快照功能获取即时备份映像)以及启动虚拟机(如果之前关闭了虚拟机器,在备份完成之后要把虚拟机重新开启),另外不能实现增量备份和恢复虚拟机中单个文件的操作,一般都是将某个虚拟机整机恢复。
3、使用代理服务器操作备份,以VADP Backup-Proxy为例,它可消除宿主机的备份负载,可杜绝来自网络的备份流量,释放宿主机资源以优化虚拟机性能。数据通过第三方灾备软件传送到代理服务器中,然后把这个代理服务器中的数据作为后续再备份的源头,再进行备份。Backup-Proxy server 必须和ESX server安装在相同的LUN当中,但Backup-Proxy Server不支持多路径,VADP不是备份与恢复程序,而是能够集成到第三方灾备应用程序中的组件。架构参考下图:
(1)这种备份与恢复方式的工作原理步骤:
第1步:第三方软件调用备份前脚本,该脚本可能执行以下任务:
第2步:使得虚拟机进入快照模式,这样就可以将磁盘挂起,同时产生新的变更行为会写入一个临时的磁盘空间中,等待快照完成后并入原磁盘。这个进程执行时,虚拟机是不间断运行的。
第3步:解冻文件系统
第4步:第三方软件执行针对虚拟机快照数据集的备份,由于此过程仅读取虚拟机的快照,因此不影响虚拟机的不间断的运行。
第5步:第三方软件完成备份进程后,会调用备份后脚本,执行如下任务:
第6步:恢复时利用第三方灾备软件,将输出的虚拟机图像恢复到一个虚拟化软件能够访问的区域,该区域可能位于Proxy Server 或ESX Service Console。
(2)这种备份与恢复方式的优缺点
优点:将备份过程转移到备份代理服务器中,明显降低了宿主机的资源开销,可以在SAN网络中实施,速度比LAN要快,也支持光纤通道以及网络直连存储和本地或 iSCSI 存储基础架构,所有虚拟机只需使用一个备份代理即可,方便做完整备份,增量备份、合成备份,一致性处理和快速的恢复;
缺点:对第三方的灾备软件要求不低,因为能否实现全自动化,需要编写脚本的多少,使用是否便捷,都要看第三方灾备软件的能力如何,这也是诸多商业化虚拟机灾备软件的区别所在。需要新增一个代理服务器,一般是windows系统的,最好集成VSS组件,如果你想将文件直接恢复到某个虚拟机中,就需要在虚拟机中安装备份代理。如果需要恢复某个文件,但你又不想为每个虚拟机都安装备份程序,你就可以创建一个仅用于恢复的虚拟机,将文件恢复到这个虚拟机中,然后通过网络共享将文件迁移到正确的目标虚拟机中。另外虚拟机的快照份数不能太多,太多也会造成性能影响。
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