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1、vmware环境的备份今天，在大规模使用Vmware的环境里，备份是一个大问题。很多情况下，使用传统的备份方法会造成单台 ESX Server上的虚拟机数量的限制，相当于降低了服务器虚拟化的应用价值。进一步分析，一种可行的解决方案是额外购买物理服务器来做虚拟机（VMs）的备份。 还有一些现有产品可以解决这个问题，比如把 VMware 环境迁移到一些特殊的存储设备上。如果没有相应的硬件，也可以采取一些临时的备份方法。在处理虚拟机备份这个问题上，有人多人在努力尝试。 物理设备的问题 一想起Vmware，我的脑海里就会浮现出电影“骇客帝国”（矩阵）的情景。运行在 VMware 中数以百万计的虚拟机与
2、骇客矩阵里虚拟的人类是何等的相似。就像电影一样，一旦进入了矩阵，人就可能做各种不可思议的事情，在空间飞行、学习功夫或转瞬间从高楼跳下。我们可以把VMware想象成矩阵，VMs（虚拟机）可以轻松地从一台物理服务器“飞到”另一台。在 VMware 中，多亏了 HyperVisor虚拟机系统管理程序，虚拟机才可以在硬件上运行。 电影中当一个人在虚拟的骇客矩阵程序中死掉，在现实中也就死了，因为人的身体不能分辨痛苦是来自虚拟世界还是物理世界。与之类似，VMware 也不可能中断虚拟环境和物理环境之间的联系。虽然你可能将运行在一个ESX Server上的20个 VMs（虚拟机）看做是20台物理服务器，但事
3、实上只有一台硬件服务器以及唯一的I/O通道和存储系统，即使备份系统把它们当做 20 台物理服务器一样对待，我们也知道它们其实运行在一台物理服务器上。 常见的做法：把虚拟机当物理设备 多数 VMware用户都假设他们的虚拟机是物理设备。在各类不同的技术研讨会上，我对大约5,000 名用户进行了问卷调查，试图了解他们怎样处理 VMware的备份问题。结果非常相似，只有一小部分的Vmware用户在使用 VCB (VMware Consolidated Backup)备份。而大多数人使则使用备份物理服务器的方法备份虚拟机。 这样做并不是不行，虽然很多备份管理员认为这样对VMware 做备份过于简单化，
4、但实际上大多数人却都是这么做的。 如果你正在用这种方法做虚拟机的备份，不需要担心什么。传统备份的好处是过程比较简单。虚拟机的备份过程跟“真正的”（物理机）备份一样，可以做到文件级恢复，有支持数据库和应用的Agent代理，以及增量备份。（参见“改进旧的虚拟机备份策略”） 。 在ESX Server内部做备份 另一种选择是在 ESX Server内部的物理层运行备份软件。但糟糕的是，你很快会发现每天都要做全备份。而且如果你这么做，将不会得到备份软件厂商的任何支持，因为厂商不鼓励使用这样的方法。（他们希望用户使用VCB或者典型的Agent代理方式进行备份，可以获得更多的收入）。每天都要做全备份的原因
5、是虚拟机上任何的数据改变都会导致与之关联的VMDK文件时间戳的更新，所以，即使是一个“增量”备份也跟全备份没有什么区别。 VMware Consolidated Backup：是希望还是炒作？ 面对备份的难题，VMware 给出的答案是 VMware Consolidated Backup。要使用 VCB，需要在 ESX Server旁边部署一台物理的 Windows 服务器，并使其能够访问ESX Server 下VMFS文件系统所在的存储设备。对该存储设备的访问可以基于块（光纤通道和 iSCSI）或者基于 NFS协议。这台物理服务器以一个Proxy备份代理的角色执行虚拟机的备份，这样备份数据
6、流就不需要经过ESX server了。 备份软件与 VMware Consolidated Backup之间有两种互相响应的方式。第一种仅限于Windows平台的VMs. 备份软件通过VCB接口程序通知VMware发起备份。VMware 调用Windows虚拟机上的VSS (Shadow Copy Service) 做一份VMware层快照，然后经过VCB将快照交给Proxy备份代理服务器，并以虚拟卷标的方式挂载（例如VM上“C：”卷的快照在Proxy备份代理服务器上以“H：”卷命名）。而后，我们可以用备份软件对这个虚拟卷做标准的全备份和增量备份。 这种方式的主要优点是可以做增量备份，不足之处
7、是仅支持Windows平台，也没有正式的对应用程序的支持（包括支持VSS 的应用），而且不能恢复 VM 自身，只能恢复虚拟机上的文件。 另一种使用VCB的方法是针对整卷做备份。跟上面提到的类似，VMware 即可以调用 VSS 快照，也可以为非windows平台的VMs做同步镜像。用这个方法，VMDKs 裸卷在 VMFS 存储和代理服务器的存储之间被物理拷贝（也就相当于staged）。尽管ESX Server本身不会产生I/O，但VMFS 所在的存储设备还是有I/O负荷，相当于做全备份。 在利用主流的备份软件将裸卷的这份拷贝备份到磁带或者磁盘之前，实际上已经经过了一次全备份过程，这意味着每个全
8、备份过程实际上要经过两次全备份I/O操作。除非备份软件能做进一步的处理，否则很难实现增量备份。这意味着绝大多数情况下这种VCB备份每天会产生两次全备份的I/O负荷。 Symantec 和 CommVault 想出了做增量备份的办法。Symantec 可以针对整卷做全备份，然后在文件级实现增量备份，这都依赖于 Veritas NetBackup备份软件的 FlashBackup 技术。Symantec通过实现增量备份，明显地降低了存储设备端的I/O负荷；然而，在恢复时仍然需要很多的步骤。首先恢复整卷的全备份，然后再依次恢复它的每一次增量备份。至少可以说这种恢复方法比较麻烦。CommVault 的
9、解决方案是对裸卷做块级增量备份，与Symantec的方法相比，CommVault属于更精确的增量备份，能够提供更简单（也可能更快速）的恢复能力。然而，CommVault 的方法仍然需要在生产端存储设备和proxy备份代理服务器之间完整的拷贝整个卷，因此，在生产端存储设备上每天还会产生一次全备份的I/O负荷。 恢复一个 VM虚拟机也需要两步。首先用备份软件将相应的VM数据恢复到proxy备份代理服务器 ，然后利用 VMware vCenter Converter工具恢复到 ESX Server。如果备份软件支持VMware，通过安装在虚拟机上的Agent代理，可以直接做单个文件的恢复；但是，恢复
10、整个 VM 则必须通过上面两个步骤完成。 所有的这些问题导致了只有相对有限的用户采用了VCB备份方案，当VMware宣称有相当广泛的客户群购买了VCB license的时候，经验告诉我，有很多持有license的用户其实还没有实施VCB。所以，我们期待VMware 的 vSphere有更好的备份方案。（参见“关于vSphere”） 单点产品的帮助 一些具有针对性设计的单点产品可以解决Vmware备份中的一些问题。VizionCore公司的产品vRanger Pro较早的进入了Vmware备份这个市场，使用时间超过了其他任何产品。另一个被用户广泛选择的产品是 PHD Virtual Techno
11、logies公司的 esXpress 。这两个产品都能实现VMDK卷的全备份和增量备份并且支持文件级恢复。可以通过调用VCB备份，也可以不用VCB。这两种产品有完全不同的设计思路和实现方式，所以选择时一定要确保与自身的环境相匹配。需要注意的是这两种产品对卷的增量备份仍然需要扫描整个 VMDK 文件，即使最后只有发生变化的那一部分数据被拷贝到备份系统。 在源端去重 用户也可以使用支持源端去重的备份软件，例如 Asigra 公司的Asigra， EMC 的Avamar 或者 Symantec 的 NetBackup PureDisk。第一种使用方法可以将支持源端去重的备份软件安装在 VM 中，以传
12、统的方式进行备份。源端去重备份跟传统备份（甚至是增量备份）相比只需要更少的 CPU资源，I/O的密度也更低，这样就明显地降低了对 ESX Server的影响。我们也可以用备份软件提供的Agent对数据库和应用程序做这样的备份。但是，单纯做这种备份有一个缺点，通常无法对VM做“裸机”恢复。 有些产品的做法更进一步，在ESX Server内部运行备份程序，捕获做虚拟机恢复时所需要的变化数据块。但这种方法需要备份程序扫描所有VMDK文件的全部数据块才能找出哪些发生了改变。而CPU 执行这些哈希计算，会明显地影响I/O性能。 CDP和near-CDP方案 使用持续数据保护CDP 和near-CDP备份
13、产品与使用重复数据删除软件的方式几乎相同。可以安装在VM虚拟机上并且像备份物理服务器一样对虚拟机做持续数据备份。这种备份对CPU和I/O的影响非常低。但是大部分的CDP软件不支持对整机的恢复，所以如果需要对损坏或删除的虚拟机做整体恢复，还需要有另外一个可选的备份方案。 带有Near-CDP功能的存储 到目前为止，所有的方案都包含有许多的缺点和优势。但是有一个完全不同的解决方案，值得认真考虑：使用支持Vmware的内建near-CDP备份功能的存储系统。（请记住，near-CDP只是对快照和复制的另一种更吸引人的叫法。）Dell EqualLogic, FalconStor 和 NetApp都拥
14、有这样的产品. 其他存储厂商也在开发类似的功能，可以关注一下你的存储供应商。 这个概念相对比较简单。将VMDKs卷存放在此类存储设备上，而每个存储设备都有一个为Vmware特别设计的工具，我们可以运行这个工具发起Vmware备份。先由Vmware创建一份快照，这点与VCB备份类似；之后存储设备针对Vmware的软件快照数据再做一份硬件快照；最后将这个备份快照复制到另外一台存储设备，至此完成备份的全过程。 利用这种技术，ESX Server上的CPU活动是最少的。并且，存储设备上的I/O活动也最少，而需要做的只是创建一份快照，然后对每天变化的数据进行一次智能的块级增量备份。（需要注意：是由存储设
15、备来执行块级增量备份，因为存储设备知道哪些块需要复制拷贝，所以才能做到尽可能低的I/O影响）。与备份一样，存储厂商还能以各自不同的方式提供文件级数据恢复功能。 Dell EqualLogic的存储系统使用了iSCSI技术 ，因此可以直接通过IP协议与虚拟机通信，协同完成快照操作。FalconStor的解决方案需要在虚拟机上运行一个Agent代理程序，负责协同完成快照以及支持各类型应用。NetApp通过调用VMware的工具创建快照。而NetApp真正与众不同的特性是支持VMware数据的去重，使用集成在NetApp Data ONTAP操作系统中的重复数据删除工具，可以去除所有的冗余数据块，甚
16、至包括活动状态的数据。 VM备份的底线 今天，我们可以使用很多技术更好的备份VMware。然而跟传统的备份比较，许多技术仍然存在不足。 也许当前最好的选择是把Vmware实例迁移到支持Vmware的near-CDP存储设备。也许Vmware的vSphere版本将解决这些备份问题。 作者：W.柯蒂斯普雷斯顿 ，既是 TechTarget Storage Media Group的执行编辑，也是一名独立的备份专家。 附录： 改进旧的虚拟机备份策略 有几个步骤可以改进虚拟服务器的备份效果：1. 首先要确定全备份的工作量非常大。 2. 尝试减少全备份的频率，从每周一次改为每月一次。3. 最后，如果备份软件支持，可以考虑使用
