Backupmöglichkeiten für VMware ESX Server

Ich habe eben meine Studienunterlagen nach verwertbaren Artikeln für meine Webseite durchsucht und dabei eine von mir erstellte Ausarbeitung zur Sicherung von VMware ESX Servern wiedergefunden. Der Artikel beleuchtet nicht konkrete Backuplösungen, sondern zeigt die Unterschiede zwischen klassischen Backups und neuen Backupstrategien, die beim Einsatz von VMware ESX Servern betrachtet werden sollten.

Einführung

Dass Backups (vor allem im geschäftlichen Umfeld) elementar wichtig sind, ist sicherlich unumstritten. Wer ESX Server in sein Unternehmen einführt, sollte seine bisherige Backupstrategie jedoch neu überdenken. Für den ESX Server von VMware existieren derzeit drei Backupvarianten, die in den folgenden Abschnitten beleuchtet werden und ihre eigenen Vor- und Nachteile mit sich bringen.

Klassisches Backup

Vor allem viele kleinere Unternehmen setzen bei der Sicherung ihrer virtuellen Maschinen noch auf die Backupstrategie, die bei klassischen (physikalischen) Servern zum Einsatz kommt.

So wird auf jeder virtuellen Maschine ein Agent installiert, über den ein zentraler Backupserver Zugriff auf die Maschine bekommt und Daten sichern kann. Der Vorteil besteht darin, dass diese Methode ausgereift ist und sich Administratoren mit dieser Technik auskennen. Zudem können einzelne Dateien oder auch nur Bestandteile einer Datei (z.B. eine einzelne E-Mail oder ein einzelner Datensatz aus einer Datenbank) problemlos wiederhergestellt werden.

Der Nachteil dieser Variante besteht jedoch darin, dass die virtuellen Maschinen selbst nicht gesichert werden können. So ist im Fall einer fehlerhaften virtuellen Maschine der entsprechende Server neu aufzusetzen und einzurichten. Erst dann können die gesicherten Daten wieder zurückgespielt werden – ein zeitaufwändiges Verfahren. Hinzu kommt, dass die Last auf dem ESX Server bei mehreren gleichzeitigen Backups drastisch ansteigen und somit die Leistungsfähigkeit aller Systeme auf dem jeweiligen ESX Server beeinträchtigen kann.

VMware Consolidated Backup

Einen Schritt weiter geht das VMware Consolidated Backup. Es handelt sich dabei nicht um eine eigenständige Backuplösung, sondern um eine Sammlung aus Kommandozeilentools. VMware Consolidated Backup kann dabei wahlweise auf einem physikalischen Server oder als virtuelle Maschine genutzt werden. Die Sicherung erfolgt in den folgenden Schritten:

• VMware Consolidated Backup erstellt einen Snapshot der virtuellen Maschine.
• Dieser Snapshot wird eingebunden und für die eigentliche Sicherungssoftware bereitgestellt.
• Die Sicherungssoftware kann nun den Snapshot der virtuellen Maschine und/oder einzelne Daten der virtuellen Maschine sichern.
• VMware Consolidated Backup hängt den Snapshot aus und löscht ihn.

Damit VMware Consolidated Backup konsistente Snapshots erstellen kann, wird die jeweilige virtuelle Maschine entweder kurz angehalten oder es wird der Volume Shadow Copy Service bei Windows Servern genutzt.

Der Einsatz des VMware Consolidated Backup hat folgende Vorteile:

• es muss nur ein Backupagent installiert werden,
• es können komplette virtuelle Maschinen und/oder nur einzelne Daten gesichert werden und
• virtuelle Maschinen können im Notfall komplett wiederhergestellt werden.

Das Verfahren hat jedoch auch ein paar Nachteile:

• Die Wiederherstellung ist umständlich, da man sich manuell um das Einspielen der virtuellen Maschinen oder Dateien kümmern muss.
• Es ist ein Zugriff auf die ESX Service-Konsole erforderlich.
• Es wird ein hohe Daten- und eventuell auch Netzwerklast erzeugt (unperformant).

Derzeit ist VMware Consolidated Backup noch Teil von vSphere. In der kommenden Version soll das Produkt jedoch aufgegeben werden, da inzwischen weitaus bessere Lösungen für die Sicherung der virtuellen Maschinen existieren. Diese Lösungen greifen auf das vStorage API zurück und erhalten neben Zugriff auf die virtuellen Maschinen auch zahlreiche Informationen über die virtuellen Maschinen selbst.

Backup über das vStorage API

Neben den beiden bereits vorgestellten Sicherungsvarianten existieren noch Backuplösungen, die auf das bereits angesprochene vStorage API zugreifen. Die einfachste Variante hierbei ist, den ESX Server zunächst einen Snapshot der virtuellen Maschinen erstellen zu lassen und diesen Snapshot danach zu sichern (Vollbackup). Allerdings hat diese Variante gegenüber der Sicherung über das VMware Consolidated Backup nur den Vorteil, dass fehlerhafte Server einfach zurückgespielt werden können.

Lohnenswert wird die Verwendung der vStorage API erst dann, wenn die Backuplösung das so genannte Change Block Tracking verwendet. Hierbei werden nur Datenblöcke gesichert, die sich seit einem bestimmten Zeitpunkt verändert haben.
Dadurch können inkrementelle und differentielle Datensicherungen realisiert, der Datenverkehr verringert und die Performance erhöht werden.

Das Change Block Tracking ist zudem Grundlage für Backuplösungen, die Near Continous Data Protection umsetzen. Hierbei werden veränderte Daten in kurzen Abständen gesichert. Im Vergleich zu Echtzeit-Backuplösungen hat diese Technik eine höhere Performance. Im schlimmsten Fall hat man jedoch auch eine etwas niedrigere Aktualität der Daten.

Die Vorteile der auf Change Block Tracking basierenden Sicherungen sind folgende:

• Die Sicherung ist effizient.
• Es wird nur ein geringerer Datenverkehr erzeugt.
• Komplette virtuelle Maschinen werden gesichert.
• Die Wiederherstellung kompletter Maschinen ist einfach.

Allerdings ergibt sich bei dieser Backupvariante folgendes Problem: häufig müssen nur einzelne Dateien wiederhergestellt werden. Die Backuplösung muss also auf die Dateien in der Sicherung zugreifen und diese in das jeweilige Zielsystem übertragen können. Hierzu wird die entsprechende virtuelle Maschine meist in einem isolierten Netzwerksegment gestartet und die Daten werden dann von der Backuplösung auf das Zielsystem übertragen. Diese Vorgehensweise beherrschen jedoch alle gängigen Backuplösungen.

Schwieriger gestaltet es sich, wenn nur einzelne Bestandteile einer Datei (wie z.B. eine einzelne E-Mail oder ein Datensatz einer Datenbank) wiederhergestellt werden müssen. Hier ist es noch erforderlich, die entsprechende Sicherung manuell
einzubinden, die Daten selber ausfindig zu machen und auf das Zielsystem zu übertragen.

Für bestimmte Systeme könnte also durchaus der kombinierte Einsatz einer klassischen Backuplösung (die entsprechende Möglichkeiten für z.B. den E-Mail- oder Datenbank-Server bereitstellt) mit einer auf der vStorage API basierenden Backuplösung sinnvoll sein (sofern letztere nicht das angesprochene Problem löst).

Backup Lösungen

Für klassische Backups existieren verschiedenste Backup-Lösungen. Bekannt sind hier zum Beispiel CA ARCserve Backup, Symantec Backup Exec oder Acronis ABR. Zudem gibt es viele kostenlose Tools, wie z.B. Microsofts Robocopy für Windows oder rsnapshot für Linux. Im Windows-Bereich werden diese kostenlosen Tools allerdings selten eingesetzt, während z.B. rsnapshot in Linux-Umgebungen recht häufig zum Einsatz kommt.

Beim Einsatz des VMware Consolidated Backup können die meisten dieser klassischen Backup-Lösungen weiterhin eingesetzt werden.

Sobald es an die Sicherung der virtuellen Maschinen über das vStorage API geht, setzen Unternehmen bevorzugt auf eine der von VMware unterstützte Backuplösungen.

Quellen

• VMware – VMware vStorage-APIs: Zentrale Backups virtueller Maschinen
• VMware – VMware: Automatisierung von Daten-Backup und -Recovery für Hochverfügbarkeit
• WindowsPro – Vergleich: Backup-Strategien für VMware ESX

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