Backup a snapshot: jak se zálohují virtuální servery?

Cloudové virtuální servery jsou flexibilní a především zaručují vysokou dostupnost. Jak je ale zálohovat? Virtuální server je jen několik souborů obsahujících informace o virtuálním hardware a datech virtuálních disků. Na první pohled by se proto mohlo zdát, že takové soubory stačí jen překopírovat. Ano, za předpokladu, že server není v provozu a neprovádí žádné další operace, se vykopírováním jeho dat vytvoří plnohodnotná záloha. Ne vždy je to ale možné a zálohy cloudu je potřeba provádět pravidelně za běžného provozu. Tady už pouhé kopírování souborů nestačí, jelikož z probíhajících procesů vznikají data nová, která se musí souběžně také zapisovat, což by při provádění plné zálohy vedlo ke vzniku nekonzistentních disků nebo k neobnovitelné změti staronových dat.

Jak předejít nekonzistenci dat na discích?

Aby mohl virtuální server vůbec vzniknout, musí se na fyzický stroj implementovat komponenta hypervizoruHypervizorHypervizor umí virtualizovat hardware do izolovaných virtuálních strojů.více, která virtualizuje výpočetní výkon fyzického serveru. Ten je pak možné efektivně rozdělovat podle potřeby a zátěže. Moderní hypervizory jsou pro potřeby zálohování schopné zachytit aktuální stav virtuálního serveru vytvořením tzv. snapshotu. Ten uzavírá soubor s daty virtuálního serveru jen pro čtení na dobu nutnou pro zkopírování dat. Pro nově příchozí data se vytváří nový soubor, kterému se říká delta disk.

Založení dalšího disku má i své nevýhody. Při čtení dat z virtuálního disku se hypervisor musí nejdříve podívat do delta disku. V případě, že nenajde co hledal, se teprve pouští do čtení disku původního a až nakonec se informace vrací do operačního systému virtuálního serveru. Tento proces diskové operace zpomalí. „Větším problémem je následné odstranění snapshotu, které, zejména pokud snapshot za dobu své existence nabobtnal, zabere poměrně hodně času a opět ukousne část IO výkonu. Doporučuje se proto snapshoty uchovávat jen na dobu nezbytně nutnou,” říká Pavel Žák, spoluzakladatel a CTO ve společnosti VMcom Systems, v článku pro Systemonline.cz.

Schéma čtecí operace při kopírování dat (zdroj: systemonline.cz)

Snapshot není backup

Slovo snapshot znamená v překladu do češtiny „momentka” a přesně tak ho je potřeba brát. Vytvoří se rychle a uchovává data z určité doby na krátký čas. Jinými slovy dokud není dokončen backup, který může trvat i několik dní. Zatímco server nerušeně pracuje, kopírují se data z původního disku, snapshotem uvedeného do stavu jen pro čtení, a postupně vzniká plná záloha (full backup). Ta pak zpravidla slouží k dlouhodobému uložení dat, jež se doporučuje replikovat i do druhé lokality, aby se předešlo problémům spojeným s živelními katastrofami nebo se selháním hardware.

Plné zálohování vytíží úložiště

Kompletní kopie všech souborů k danému dni je obsáhlá, takže zabere spoustu místa v úložišti a vytíží síť. Přitom ne všechna data se pravidelně přepisují. Společnost VMware už před deseti lety zavedla technologii changed block tracking (CBT), což je funkce umožňující sledování odlišných bloků mezi dvěma snapshoty. Díky tomu není potřeba provádět kopie celého disku, ale pouze rozdílných bloků. S touto funkcí jsou spojeny další dva způsoby zálohování – rozdílové a přírůstkové.

Rozdílové zálohy se od těch přírůstkových zase tolik neliší a jejich podstata je víceméně stejná. Hypervizor porovná dva snapshoty a rozdílná data překopíruje do nové zálohy. U rozdílových záloh ale dochází k pravidelnému kopírování všech nových nebo změněných souborů od posledního plného backupu. Pokud například poslední plná záloha proběhla v neděli a hned v pondělí došlo k nějaké změně, bude se daný soubor kopírovat každý den až do provedení další plné zálohy. Z toho důvodu zabírají rozdílové zálohy více místa než ty přírůstkové, které zkrátka kopírují jen změněná data.

Pavel Žák navzdory všem ulehčením přece jen doporučuje provést jednou za čas plnou zálohu, aktualizovat hypervizory a testovat obnovu dat, která je při tomto postupu mnohem jednodušší než při obnově dat na fyzický server, jelikož zálohované soubory stačí pouze překopírovat zpátky na hypervizor.

Speciální software zálohování ulehčí

Na trhu je k dispozici hned několik softwarových nástrojů pro zálohování. Vybrat si ale není jednoduché, protože rozdíly mezi nimi jsou minimální. Společnosti VMware a Microsoft vyvíjely vSphere Data Protection a Windows Server Backup nebo System Center DPM tak dlouho, až vytvořili téměř totožné produkty, které se mnohdy liší jen názvy jednotlivých procesů. S rozhodování může pomoct třeba typ virtualizace, na které server běží. Některé software jsou totiž provozuschopné jen na určitých virtualizačních platformách.

Produkt vSphere Data Protection se mezi konkurenčním zálohovacím software držel dlouho na špici. V roce 2017 jeho vývoj ale VMware ukončil ve prospěch aplikací třetích stran. Příznivou alternativou pro mnohé uživatele se stal nástroj VMcom Backup Appliance společnosti VMcom Systems, na jehož vývoji se podílel náš kolega Pavel Žák. Bojoval tehdy především za jasný a přehledný systém licencování, který u tehdy dostupných nástrojů nenacházel. Mimochodem za pomoci VMcomu zálohujeme i cloudy našich zákazníků.

Zálohování přesto není žádný med, to si v Masteru plně uvědomujeme, a proto vás už brzy provedeme světem zálohovacích nástrojů a napíšeme vám, jaké výhody se pro nás za ty roky používání VMcomu staly stěžejní. Než vám v backupu uděláme jasno, můžete svěřit zálohy do rukou našich administrátorů, kteří se vám o ně v rámci managed služeb rádi postarají.