نسخة احتياطية لمستوى المضيف مقابل المضيف

عند استخدام منصة الافتراض الوسيطة لمايكروسوفت Hyper-V، يعد نسخ احتياطي لآلاتك الافتراضية أمرًا حيويًا. للحفاظ على بيانات آلات الافتراض الخاصة بك بأمان، يجب أن تكون على علم بالطرق المختلفة لنسخ احتياطي الآلات الافتراضية Hyper-V وأي منها يمكن أن يلبي احتياجاتك بشكل أفضل. هناك نهجان مختلفان لنسخ احتياطي الآلات الافتراضية Hyper-V: نهج المستضيف ونهج المضيف.

يشبه النهج على مستوى المستضيف نسخ احتياطي للآلات المادية، حيث يعمل على مستوى الآلة الافتراضية بمساعدة وكلاء مثبتة على كل واحدة. يقدم نسخ الاحتياطي على مستوى المستضيف المزيد من المزايا، حيث يعمل على مستوى مضيف الفاعل ويقوم بنسخ الآلات الافتراضية بأكملها، بما في ذلك تكويناتها، مما يجعل عملية الاسترداد أسهل. يتم استكشاف كل منهما بالتفصيل في هذا المنشور في المدونة، بالإضافة إلى ميزات NAKIVO Backup & Replication لنسخ الاحتياطي على مستوى المضيف.

نسخ احتياطي على مستوى الضيف في Hyper-V

يشبه نسخ الاحتياطي على مستوى الضيف نسخ احتياطي للآلة المادية. يتم تثبيت برامج الوكلاء الخاصة على نظام التشغيل (OS) الضيف لأداء عملية النسخ الاحتياطي. تستخدم جميع منتجات النسخ الاحتياطي لنظام التشغيل Windows خدمة Microsoft’s Volume Shadow Copy Service (VSS – المعروفة أيضًا باسم Volume Snapshot Service). VSS هي تقنية تم تطويرها لجعل نسخ الاحتياطي مدركة للتطبيقات لبياناتك مع لقطات. تُستخدم مكونات خاصة من VSS تسمى VSS writers لهذه العملية. في Linux، يمكن استخدام لقطات LVM (Logical Volume Manager) لنفس الغرض.

دور الوكلاء

الوكيل هو قطعة من البرمجيات الاحتياطية التي يتم تثبيتها على جهاز كمبيوتر فعلي أو جهاز افتراضي للتفاعل مع نظام الملفات والتطبيقات. يمكن استخدام الوكلاء لإنشاء نسخ من النظام بأكمله أو الملفات أو البرامج الفردية. عادةً ما يعمل الوكلاء كعملية نظام داخل نظام التشغيل الضيف؛ يقومون بإنشاء اتصال شبكي مع خادم يمكنك من خلاله إدارة النسخ الاحتياطية. تسمى الحلول الاحتياطية التي تستخدم الوكلاء في كثير من الأحيان بـ حلول النسخ الاحتياطي التقليدية.

حالات الاستخدام لنسخ النظام على مستوى الضيف في البيئة الافتراضية

يمكن استخدام نسخ النظام على مستوى الضيف للأسباب التالية:

• إذا لم يكن نظام التشغيل الضيف مدعومًا رسميًا من قبل المضيف، مما يعني أن إنشاء نسخة احتياطية تتسق مع التطبيق باستخدام طريقة على مستوى المضيف ليس ممكنًا.
• إذا كان الجهاز الافتراضي متصلاً بتخزين مشترك على مستوى نظام التشغيل الضيف أو يحتوي على قرص فيزيائي متصل مباشرة (بما في ذلك قرص المرور) غير مدعوم من قبل برامج النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف. على سبيل المثال ، فلنفترض أن الجهاز الافتراضي متصل بوحدة تخزين (Storage Area Network) عبر بروتوكول iSCSI (باستخدام مبادر iSCSI داخل الضيف) ، ويتم استخدام البرنامج النصي مثل خادم قاعدة البيانات أو خادم الملفات هذا الحجم. في هذه الحالة ، لن يتمكن كاتب VSS في Hyper-V من إجراء نسخ احتياطية متسقة تمامًا لجميع الأقراص المستخدمة بواسطة الجهاز الافتراضي (حجم الأقراص الافتراضية VHD وحجم الأقراص الفيزيائية المتصلة مباشرة). يجب توقيف التطبيقات وكلاً من أنواع الأقراص للحصول على نسخة احتياطية سليمة عندما يتم أخذ اللقطة الفورية. يمكن تحويل أقراص المرور إلى أقراص افتراضية VHD لأداء عمليات النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف. يجب ملاحظة أنه يمكن أن يتم توضع الجهاز الافتراضي على تخزين مشترك ، مثل جهاز NAS (Network Attached Storage) أو SAN. تُستخدم هذه الحلول لأداء عمليات النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف بالتجميع.

• يستخدم بعض المؤسسات ذات البيئات الافتراضية الصغيرة نسخ الجهاز الافتراضي على مستوى الضيف نظرًا لرغبتهم في توفير التكاليف. ومع ذلك ، فإن هذا النهج غير مستحسن. على الرغم من أن هذا قد يكون له معنى في الماضي ، نظرًا لأن الحلول المستندة إلى الوكيل كانت أكثر اقتصادية للبيئات ذات عدد قليل من الأجهزة الافتراضية ، إلا أن هناك الآن حلول نسخ احتياطي لأجهزة الافتراضية على مستوى المضيف متاحة بنفس القدر (أو أكثر) من الاقتصادية للبيئات الصغيرة Hyper-V.

عيوب نسخ الجهاز الافتراضي على مستوى الضيف

• يجب تثبيت الوكلاء على كل جهاز افتراضي ، وهو أمر غير مريح ويستغرق وقتًا.
• عملية الاستعادة أكثر صعوبة. يجب أولاً إنشاء جهاز في جهاز الكمبيوتر الافتراضي الفارغ ، ثم عليك تكوين إعدادات جهاز الكمبيوتر الافتراضي (معالج وهمي ، ذاكرة ، محركات الأقراص ، الشبكة ، إلخ). فقط حينها يمكنك استعادة جهاز الكمبيوتر الافتراضي ، وتحتاج إلى وسائل استعادة لإعادة التشغيل.
• استهلاك موارد الحوسبة أعلى بكثير ، خاصة عندما يتم تصوير عدة أجهزة الكمبيوتر الافتراضي التي تقع على جهاز Hyper-V واحد في نفس الوقت.
• يتطلب برنامج النسخ الاحتياطي المبوب استخدام أعطيت أو الشهادات الادارية لتكوين العملاء ، والتي يمكن أن تكون غير آمنة.
• لا توجد لقطات على مستوى الآلة.

نسخ احتياطي Hyper-V على مستوى المضيف

طرق النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف هي المفضلة لنسخ احتياطي جهاز الكمبيوتر الافتراضي Hyper-V. تعمل طرق النسخ الاحتياطي على مستوى الواجهة التوافقية بدلاً من مستوى الجهاز الافتراضي الضيف ، ويمكن تصوير جهاز الكمبيوتر الافتراضي بغض النظر عن نظام التشغيل الذي يعمل فيه. يمكن تصوير الأجهزة الافتراضية بالكامل ، بما في ذلك ملفات القرص الافتراضي (مشار إليها بتنسيق VHD في Hyper-V) وملفات التكوين التي يتم فيها تخزين إعدادات جهاز الكمبيوتر الافتراضي مثل المعالج والذاكرة والشبكة ، إلخ. توجد نوعان من طرق النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف – طريقة الحالة المحفوظة وطريقة لقطة الآلة الافتراضية الفرعية.

طريقة الحالة المحفوظة

الطريقة حفظ الحالة هي طريقة غير متصلة بالإنترنت وليست على علم بالتطبيق. عند استخدام هذه الطريقة، يُسند الكاتب لخدمة Hyper-V’s Volume Shadow Copy Service لأداء عملية النسخ الاحتياطي. إذا كانت الآلة الظاهرية قيد التشغيل في ذلك الوقت، يتم وضعها في “حالة محفوظة”. وهذا يعني أن الآلة الظاهرية تصبح غير متصلة بالإنترنت لفترة قصيرة أثناء أخذ اللقطة. يضع كاتب VSS لخدمة Hyper-V الآلة الظاهرية في حالة متوقفة. وهذا يضمن حفظ الملفات المفتوحة وتسجيل حالة التطبيقات الجارية على القرص الظاهري.

كيف تعمل طريقة حفظ الحالة؟

تتكون هذه العملية من المراحل التالية بالتفصيل:

• حدث PrepareForSnapshot. في هذه النقطة، يبدأ برنامج النسخ الاحتياطي في إعداد الآلة الظاهرية للنسخ الاحتياطي ويتم حفظ حالة الآلة الظاهرية باستخدام وضع السبات.
• أخذ اللقطة. يتم استخدام كاتب VSS لخدمة Hyper-V، الذي يعمل كعملية VMMS.exe (Virtual Machine Management Service) في هذه الخطوة. يتم أخذ اللقطة (التي تُشار إليها أيضًا باسم نقطة فحص الآلة الظاهرية في بيئة Hyper-V); يقوم برنامج النسخ الاحتياطي بإنشاء نسخة احتياطية بناءً على اللقطة. يتيح إنشاء اللقطة نسخ بيانات الآلة الظاهرية دون تعديل أي بيانات أثناء عملية النسخ. عند اكتمال هذا، يتم تنشيط حدث PostSnapshot.
• حدث PostSnapshot. يتم إعادة الآلة الظاهرية إلى الحالة السابقة (أي تستيقظ من السبات).

طريقة اللقطة الفرعية للآلة الظاهرية

طريقة استنساخ الجهاز الظاهري الفرعي هي طريقة تحسس التطبيق وتعتبر المفضلة لنسخ الجهات الظاهرية التي تعمل. يمكن استخدام هذه الطريقة في بيئات الإنتاج التي تتطلب الاتاحة العالية. يبقى الجهاز الظاهري قيد التشغيل أثناء عملية النسخ الاحتياطي، ولكن النسخ الاحتياطي الذي يتم إنشاؤه لا يزال متسقًا من الناحية العملية. بينما تستخدم طريقة الحالة المحفوظة خدمة Hyper-V VSS خارج الجهات الظاهرية الفرعية، تستخدم طريقة استنساخ الجهاز الظاهري الفرعي آلية VSS داخل الجهاز الظاهري الفرعي (يترادف مصطلح “الجهاز الظاهري الفرعي” مع “الجهاز الظاهري الضيف”) لإنشاء النسخ الاحتياطية.

كيف تعمل طريقة استنساخ الجهاز الظاهري الفرعي؟

تتشابه سلسلة الأحداث جزئياً مع طريقة الحالة المحفوظة.

• حدث PrepareForSnapshot. يؤدي خدمة Hyper-V VSS Requestor في الجهاز الظاهري الفرعي حدث PrepareForSnapshot لبدء إنشاء النسخ الاحتياطية.
• حدث التقاط الصورة. بعد تلقي الطلب من خدمة VSS Requestor، يتم إنشاء الصورة الاحتياطية. ثم يتم إعادة التحكم من خدمة Hyper-V VSS Requestor إلى Hyper-V VSS Writer.
• حدث PostSnapshot. يقوم الكاتب VSS بتشغيل حدث PostSnapshot لإعلام برنامج النسخ الاحتياطي بأن إنشاء صورة الجهاز الظاهري قد اكتمل. يمكن لبرنامج النسخ الاحتياطي بعد ذلك نسخ الصورة كجزء من عملية نسخ الجهاز الظاهري.

دور خدمات التكامل مع Hyper-V

خدمات الاندماج Hyper-V تُستخدم لإجراء النسخ الاحتياطية باستخدام طريقة صورة النظام الفرعي؛ حيث توفر تفاعلًا خاصًا بين المضيف الافتراضي والجهاز الظاهري الفرعي. تتكون هذه الخدمات من مجموعة من التعريفات والخدمات التي يمكن تمكينها أو تعطيلها بشكل فردي حسب احتياجاتك. يعتبر خدمة VSS Requestor المذكورة أعلاه جزءًا من مجموعة خدمات الاندماج، والتي يجب تثبيتها على الجهاز الظاهري من أجل إجراء النسخ الاحتياطية على مستوى المضيف.

منذ Windows Server 2008 R2 و Windows 7، تم تضمين خدمات الاندماج مع نظام التشغيل. إذا كنت ترغب في تثبيت أو تحديث خدمات الاندماج على الجهاز الظاهري يدويًا، فيمكنك القيام بذلك باستخدام مدير Hyper-V وتثبيت صورة القرص الظاهرية vmguest.iso على القرص الظاهري للجهاز الظاهري. لتحديث خدمات الاندماج يدويًا على مضيف Hyper-V، يمكنك تنزيلها من موقع Microsoft وتثبيتها من خلال PowerShell. يمكن لـ Windows 10 و Windows Server 2016 تحديث خدمات الاندماج على المضيفين وكذلك على الضيوف من خلال خدمة تحديث Windows.

متطلبات استخدام طريقة صورة النظام الفرعي

يجب توافر الشروط التالية لإجراء النسخ الاحتياطية باستخدام طريقة صورة النظام الفرعي:

• يجب تثبيت خدمات الاندماج Hyper-V، بما في ذلك Hyper-V VSS Requestor، في الجهاز الظاهري الفرعي.
• يجب تكوين جميع الأقراص داخل الجهاز الظاهري على أنها أقراص أساسية بدلاً من أن تكون ديناميكية. يجب أن تدعم نظم الملفات للأقراص داخل الجهاز الظاهري عمليات النسخ الاحتياطية (على سبيل المثال، نظام الملفات NTFS سيفي بمتطلبات هذا المعيار).
• يجب أن تكون ملفات النسخ الاحتياطية للجهاز الظاهري موجودة في نفس الحجم الذي توجد فيه ملفات VHD.
• يجب أن يكون جهاز الـ VM الفرعي قيد التشغيل.

إذا لم تتم أي من الشروط المذكورة أعلاه، فلا يمكن استخدام طريقة استنساخ جهاز الـ VM الفرعي. سيتم في هذه الحالة استخدام طريقة حالة الحفظ كالطريقة الافتراضية.

مزايا أساليب النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف

كما هو موضح أعلاه، تُفضل أساليب النسخ الاحتياطي على مستوى المضيف لنسخ احتياطية لأجهزة VMs Hyper-V وتقدم العديد من المزايا على طريقة المستوى الضيفي. يمكن تلخيص هذه المزايا على النحو التالي:

• A hypervisor-level backup is easier to manage. No agents are needed. The backup product can manage the entire Hyper-V host and all the VMs residing on this host. You can select the particular VMs that need to be backed up.
• يتم التقاط جميع محتويات الـ VM، بما في ذلك الأقراص الافتراضية واللقطات الفورية وإعدادات الـ VM، أثناء عملية النسخ الاحتياطي. تحتاج إلى تحديد مضيف الـ hypervisor بالإضافة إلى موقع تخزين لاستعادة الـ VM؛ لا تحتاج إلى إنشاء وتكوين الـ VM الجديد يدويًا.
• القدرة على أداء نسخ احتياطية موجهة للتطبيقات عبر الإنترنت لأجهزة VMs Hyper-V باستخدام طريقة استنساخ جهاز الـ VM الفرعي، وهو أمر بالغ الأهمية للبيئات الإنتاجية. لا توجد انقطاعات في تشغيل الجهاز الافتراضي والنسخ الاحتياطي متسق من الناحية المعاملية.
• توفير الموارد (المعالج، الذاكرة، ومساحة القرص).

استخدام NAKIVO Backup & Replication لتحسين نسخ الاحتياطي لـ Hyper-V

يستخدم برنامج NAKIVO Backup & Replication أساليب مستوى المضيف لعمل نسخ احتياطية لأجهزة VMs Hyper-V ويبسط عملية تكوين وظائف النسخ الاحتياطي. يقدم برنامج NAKIVO Backup & Replication نسخ احتياطية أصلية لـ Hyper-V Server 2012 R2 بالإضافة إلى Hyper-V Server 2016 ويمكنه أداء نسخ احتياطية لصورة البلوك للأجهزة الافتراضية الجارية دون انقطاع في التشغيل.

المنتج يستخدم أيضًا عدة تقنيات لتوفير مساحة التخزين. يكون نسخ احتياطي لـ Hyper-V تدريجيًا بسبب Resilient Change Tracking (RCT)، الذي يتتبع كتل البيانات التي تم تغييرها منذ آخر نسخة احتياطية. يتم تخزين بيانات نسخ احتياطي Hyper-V في المستودع باستخدام full synthetic mode. يتم استبعاد ملفات التبادل أثناء عملية نسخ احتياطي Hyper-V، ويتم تجانب البيانات بشكل عالمي لتقليل الحجم بشكل أكبر.

ميزات NAKIVO Backup & Replication التي تحسن نسخ الاحتياطي لـ Hyper-V

• يسمح وضع النسخ الاحتياطي مع التطبيقات بإجراء نسخ احتياطية متسقة للآلات الظاهرية التي تعمل ببرامج Microsoft Exchange و SQL Server و Active Directory وتطبيقات أو قواعد بيانات أخرى.
• تخزين نسخ Hyper-V الاحتياطية عن بعد في سحابة Azure أو AWS يوفر مستوى إضافي من الحماية ضد الكوارث.
• يتحقق التحقق من النسخ الاحتياطي المدمج من تناسق النسخة الاحتياطية ويساعدك في ضمان أن البيانات المُنسّخة المخزنة في المستودع متطابقة مع بيانات الآلة الظاهرية الأصلية. مع ميزة Screenshot Verification، يتم إرسال لقطات شاشة لأنظمة التشغيل المحملة للآلة الظاهرية الابنة المستعادة للاختبار عبر البريد الإلكتروني فور اكتمال النسخ الاحتياطي، تلقائيًا.
• تساعد ميزات ودية للعنقود في إجراء نسخ احتياطية للآلات الظاهرية في عنقودات فشل Hyper-V. يمكن للآلات الظاهرية تغيير موقعها بين المضيفين المختلفين ضمن العنقود. يتتبع المنتج تلقائيًا موقع الآلات الظاهرية، ويمكن دائمًا نسخها احتياطيًا.

الاستنتاج

قمنا بتغطية طرق النسخ الاحتياطي على مستوى الضيف وكذلك على مستوى الاستضافة لآلات Hyper-V الافتراضية. يتطلب النسخ الاحتياطي على مستوى الضيف استخدام الوكلاء، بينما يقدم النسخ الاحتياطي على مستوى الاستضافة عددًا من المزايا، بما في ذلك الاسترداد الأسهل وتوفير الموارد. ولهذا السبب، يقوم NAKIVO Backup & Replication بأداء نسخ احتياطية مستوى الاستضافة لآلات Hyper-V بمراعاة التطبيق.

يُفضل عادةً استخدام طريقة Child VM Snapshot Method في بيئات الإنتاج بسبب القدرة على إنشاء نسخ احتياطية عبر الإنترنت متسقة بشكل تعاملي دون توقف عمل الآلة الافتراضية. وفي حالة تعطل الآلة الافتراضية، يمكن استخدام طريقة Saved State Method. إذا كان من غير الممكن استخدام أي من طريقتي النسخ الاحتياطي على مستوى الاستضافة، سواء لأسباب توافقية أو قيود أخرى، يمكن القيام بنسخ احتياطي على مستوى الضيف.