Sicherung mit HPE Storage Snapshots

Snapshots werden normalerweise verwendet, um auf Bildbasis VM-Sicherungen zu erstellen. Speichersnapshots sind eine Alternative zu den üblichen VM-Snapshots und haben bei der Backup-Leistung und dem Einfluss auf Produktionsumgebungen bestimmte Vorteile.

In diesem Blogbeitrag erklären wir den VMware VM-Backup von HPE-Snapshots, um in Umgebungen mit stark beanspruchtem Speicher eine hohe Effizienz zu erzielen, einschließlich des Funktionsprinzips und der Konfigurationsgrundlagen.

Was sind HPE-Speichersnapshots?

HPE-Speichersnapshots sind punktuelle, bildorientierte Ansichten von Daten, die den Zustand eines Speicherbereichs oder eines Satzes von Speicherbereichen zu einem bestimmten Zeitpunkt festhalten. Für VMs, deren Festplatten auf HPE-Speichersystemen untergebracht sind, erstellen und verwalten diese Systeme Speichersnapshots dieser VMs.

Eine Schlüsselmerkmale von Speichersnapshots allgemein und HPE-Speichersnapshots insbesondere ist ihr minimaler Einfluss auf die Systemleistung. Durch Techniken wie Copy-on-Write oder Redirect-on-Write werden Snapshots effizient erstellt und gepflegt, Daten nur bei Änderungen kopiert. Dieser Ansatz verringert den benötigten Speicherplatz und die Zeit zum Erstellen von Snapshots.

Ein weiterer wichtiger Vorteil von HPE-Speichersnapshots ist die Effizienz im Speicherplatz. Ein Speichersnapshot kann schnell (innerhalb von Sekunden) erstellt werden und benötigt wenig Platz. HPE-Speichersysteme bieten auch Tools an, um die Erstellung, Verwaltung und Löschung von Snapshots zu automatisieren. Benutzer können regelmäßige Snapshots planen, um eine konsistente Datenprotection ohne manuelle Eingriffe sicherzustellen, und integrieren Snapshots mit Backup- und Disaster-Recovery-Lösungen, um die Datenfestigkeit zu erhöhen.

Integration mit Anwendungen und Datenbanken ist ein weiterer Aspekt der HPE-Speichersnapshots. Dies gewährleistet, dass Snapshots über den Zustand der Anwendung informiert sind, was Datenkonsistenz ermöglicht. Diese Funktion ist besonders wichtig für transaktionelle Systeme wie Datenbanken, wo Datenkonsistenz kritisch ist. Anwendungskonsistente Snapshots werden mit den Anwendungen koordiniert, um die Daten zu quieszieren und sicherzustellen, dass der Snapshot einen stabilen und konsistenten Zustand widerspiegelt.

Bitte beachten Sie, dass Snapshots keine Backups sind, aber zum Erstellen von Backups genutzt werden können.

Wie Speichersnapshots helfen, VMs zu sichern

Erkunden wir, wie der VM-Backup-Prozess mit traditionellen VM-Snapshots funktioniert und wo der Unterschied zwischen der Verwendung von VM-Snapshots und Speichersnapshots im VM-Backup-Prozess liegt.

Backup mittels VM-Snapshots

Der VM-Backup-Prozess umfasst drei Hauptschritte:

1. Die VM-Backup-Software löst die Erstellung eines Snapshots für die Quell-VM aus:
   • Die VM-Festplatten werden in den Nur-Lese-Modus geschaltet.
   • Es muss eine Delta-Datei für jede VM-Festplatte vorhanden sein. Änderungen an den VM-Festplatten, die von jetzt an vorgenommen werden, werden in diese Delta-Datei anstatt auf die VM-Festplatten geschrieben.
2. Die VM-Backup-Software kopiert Daten von den VM-Festplatten, um ein Backup der VM zu erstellen.
3. Nachdem die Sicherung für die Quell-VM erstellt wurde, werden Delta-Dateien in die VM-Festplatten integriert.
   • Die VM-Festplatten sollen in den normalen Betriebsmodus geschaltet werden, der Änderungen erlaubt.
   • Delta-Dateien werden gelöscht.

Bei Umgebungen, in denen VMs während der Sicherung große Datenmengen verarbeiten, kann dieser Ansatz zu ressourcenintensiv werden, da Delta-Dateien eine sehr große Größe annehmen können. Große Delta-Dateien können die ProduktionsSpeicherbelastung erhöhen und das Zusammenführen mit VM-Festplatten lange dauern. Daher hat dieses Prozess Einfluss auf die Produktionsumgebung.

Um diesen Prozess ausführlich zu veranschaulichen, betrachten wir ein Beispiel und analysieren, wie viel Daten beim Erstellen und Löschen eines VM-Snapshots mittels des regulären VM-Snapshot-Ansatzes gelesen und geschrieben werden sollen.

1. Angenommen, eine VM schreibt neu mit 50 MB pro Sekunde.

   Wenn ein VM-Snapshot eine Lebensdauer von 10 Minuten hat, wird die Größe der Delta-Festplattendatei 30000 MB oder 29,3 GB betragen.

2. Um diesen Snapshot zu löschen, muss das System 29,3 GB Lesen + 29,3 GB Schreiben durchführen.
3. Wenn ein ESXi-Server in der Lage ist, diese beiden Operationen mit 90 MB pro Sekunde (lesen + schreiben) durchzuführen, dann:
   • Die Zeit zum Löschen eines Snapshots dauert 667 Sekunden oder ~11 Minuten.
   • Während jedoch die Löschung des Snapshots erfolgt, schreibt die VM weiterhin Daten mit 50 MB pro Sekunde, und diese Schreibvorgänge werden in einer anderen Delta-Datei gespeichert.

Dies ist ein praktisches Beispiel einer Konfiguration, bei der es schwierig ist, eine zuverlässige und effiziente VM-Snapshot-basierte Backup-Lösung bereitzustellen, wenn das VM-Snapshot nur nach 11 Minuten gelöscht werden kann. In diesem Beispiel ist es mindestens 11 Minuten lang notwendig, um die veränderten Blöcke der virtuellen Datenträger zu lesen und diese Änderungen in einem Backup (im Fall von Inkremental-Backups) zu schreiben.

Backup mittels Speicher-Snapshots

Beim Backup von Speicher-Snapshots wird zunächst ein VM-Snapshot erstellt, anschließend ein Speicher-Snapshot und dann das VM-Snapshot entfernt. So existiert ein VM-Snapshot nur kurz, da der Speicher-Snapshot nur sehr kurz dauert, um erstellt zu werden und alle notwendigen Daten enthält, um ein VM-Backup durchzuführen (Delta-Daten und Geänderte Block Überwachung-Daten).

Zum Beispiel, wenn Benutzer gleichzeitig 50 VM auf dem gleichen Datenträger sichern möchten, kann das VM-Snapshot der ersten VM nur gemeinsam mit allen anderen VMs freigegeben werden. Dies verlängert das Leben des VM-Snapshots dieser VM im Vergleich zur Sicherung einer einzelnen VM und die Größe der Delta-Dateien könnte sehr schnell ansteigen. Der Backupprozess von Speicher-Snapshots kann die Lebensdauer des VM-Snapshots verringern, indem nur eine begrenzte Anzahl von VMs gleichzeitig verarbeitet wird. Daher kann die Lebensdauer des VM-Snapshots der ersten VM signifikant verringert werden.

Vorteile der Verwendung von HPE-Snapshots zur Erstellung von Backups

Die Nutzung von HPE-Speicher-Schnappschüsse für die Backup-Lösungen von VMware vSphere Virtual Machines (VM) bietet verschiedene Vorteile, die die Datenschutzfunktion, die Effizienz und die Verwaltung verbessern. Die wichtigsten Vorteile der Verwendung von HPE-Speicher-Schnappschüsse für die VMware-VM-Backups sind:

• Das Basisbackup wird deutlich schneller erstellt. Es ist nicht notwendig, zeitaufwändige Lesen- und Schreiboperationen aller notwendigen Daten durchzuführen, um auf ESXi-Hosts schreibintensive virtuelle Maschinen zu backup.
• Die Lebensdauer der VM-Schnappschüsse ist sehr kurz – sie werden nur während der Erstellung eines Speicher-Schnappschusses für wenige Sekunden aufbewahrt und anschließend gelöscht. Während dieser kurzen Zeit der VM-Schnappschussexistenz entstehen nur einige kleine Datenmengen in den virtuellen Disktdelta-Dateien.
• Schnappschüsse werden mithilfe von Techniken wie Copy-on-Write oder Redirect-on-Write erstellt, die nur Daten kopieren, wenn Änderungen auftreten. Dies minimiert den Einfluss auf laufende VM und sichert die ungehinderte Fortsetzung der Produktionslasten.
• Die Konsolidierung von VM-Schnappschüssen ist sehr schnell, da die Schnappschüsse (virtuellen Disktdelta-Dateien) nur während ihrer kurzen Lebensdauer für kurze Zeit Daten enthalten und somit schnell auf die ESXi-Hosts und auf die Speicher系统 beschränkt werden können. Dadurch wird der Einfluss auf die Leistung der ESXi-Hosts und des Speichersystems reduziert.
• Sie können sämtliche Vorteile der Speicher-Schnappschüsse nutzen, ohne dass auf die Leistung der gesicherten VMs und anderer VM, die auf demselben ESXi-Host und dem gleichen Speichersystem laufen, Einfluss nimmt. Dies ist entscheidend für große schreibintensive Produktionsumgebungen.
• HPE-Speicher-Snapshots integrieren sich nahtlos mit VMware vSphere und nutzen VMware-APIs für Datenschutz (VADP) aus. Diese Integration stellt sicher, dass Snapshots in einem mit VMware-Best Practices konsistenten Manier erstellt werden, was die Zuverlässigkeit der Backups verbessert. HPE-Speicher-Snapshots können mit VMware vSphere integriert werden, um application-konsistente Snapshots zu gewährleisten. Dies bedeutet, dass VMs und Anwendungen zum Zeitpunkt der Snapshot-Erstellung in einem stabilen Zustand sind, was das Risiko von Datenkorruption reduziert.

Speicher-Snapshots und vVols

Beim Einsatz von VMware vSphere Virtual Volumes (vVols) anstelle traditioneller VMDK-Virtueller Festplatten ändert sich die Herangehensweise auf signifikantem Wege, um zusätzliche Vorteile zu bieten.

Bei traditionellen VMDK-basierten Backups werden Snapshots auf dem Hypervisor-Niveau erstellt und verwaltet, was bedeutet, dass die VMware-Hypervisor die Snapshot-Operationen verwaltet. Dieser Prozess kann Leistungsüberlastungen und potenzielle Leistungsreduktionen der VM während der Snapshot-Erstellung, Konsolidierung und Löschung verursachen, wie oben erwähnt. Das Backup-Software-System arbeitet mit VMware vSphere-APIs, um diese Snapshots zu verwalten, was bedeutet, dass der gesamte VMDK-Datei bei den Snapshot-Operationen involviert ist, was es schwieriger macht, application-konsistente Snapshots zu gewährleisten und den Einfluss auf die Leistung zu minimieren.

Mit vVols kann jede VM aus einer Sammlung von Speicherobjekten bestehen, die direkt vom HPE-Speicherarray durch die VMware vSphere API für Storage Awareness (VASA) verwaltet werden. Dies ermöglicht eine größere Granularität und eine effizientere Integration zwischen VMware und den HPE-Speicherarrays. Snapshots werden auf das Speicherarray abgelegt, was die Leistungsbelastung verringert und die Snapshot-Operationen beschleunigt. Der Speicherarray kann Snapshots auf einer größeren Ebene verwalten, was zu schnelleren und effizienteren Backup- und Wiederherstellungsvorgängen führt. Der Speicherarray arbeitet Snapshots nativ mit fortgeschrittenen Datendienstleistungen wie Deduplikation, Kompression und Replikation effektiver aus.

unterstützte HPE-Geräte

Es gibt verschiedene HPE-Speichergeräte, die die Integration mit VMware vSphere unterstützen und Speichersnapshots für VM-Backups erstellen können: HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera und HPE Alletra.

HPE 3PAR

HPE 3PAR ist ein High-End- und skalierbares Speicherlösung, die für Unternehmensumgebungen konzipiert wurde, die hohe Leistung und fortgeschrittene Features benötigen. Es bietet robuste Leistung, höchste Verfügbarkeit und umfassende Datendienstleistungen. Die Konfiguration von HPE 3PAR kann kompliziert sein, da diese Lösung fortgeschrittene Fähigkeiten und ein umfangreiches Feature-Set bietet. Dieses Gerät verwendet HPE SSMC (StoreServ Management Console) für die Verwaltung und Konfiguration.

HPE Nimble

HPE Nimble Storage ist eine mittelgrosse Speicherlösung, die sich auf Einfachheit, Einführung und vorhersagegesteuerte Analytik konzentriert. Sie ist sowohl für primäre Speicherung als auch für Backup/DR-Anwendungen konzipiert. Dieses Speichergerät ist im Vergleich zu HPE 3PAR einfacher einzurichten, mit einem Fokus auf Einfachheit und Benutzerfreundlichkeit. HPE Nimble verwendet NimbleOS und HPE InfoSight für Verwaltung und Überwachung.

HPE Primera

HPE Primera ist eine Hochleistungs- und Kritikallösung für mission-critical Speicherungen, die maximale Leistung und Verfügbarkeit bietet. Es bietet fortgeschrittene Features mit einem Fokus auf Einfachheit und Zuverlässigkeit. Diese Lösung ist für hohe Leistung und niedrige Latenzzeiten konzipiert, die Administratoren dabei helfen, während Snapshot-Aktivitäten den minimalen Einfluss auf VM-Operationen zu gewährleisten. Sie bietet eine vereinfachte Konfiguration im Vergleich zu HPE 3PAR, mit einem Fokus auf Einfachheit der Deployment und Verwaltung. Das Gerät verwendet die HPE Primera Management Console und integriert mit HPE InfoSight für vorhersagegesteuerte Analytik und Verwaltung.

HPE Alletra

HPE Alletra ist die neueste Speicherplattform von HPE, die auf ein cloud-basiertes Dateninfrastrukturformat mit einem Fokus auf Einfachheit, Skalierbarkeit und Leistung abzielt. Es stellt die Evoluzion der Speicherung dar hin zu einem cloud-ähnlicheren Betriebsschema dar. Eine hoch vereinfachte Konfigurationsprozess, entworfen um intuitiv und benutzerfreundlich zu sein, reduziert die Komplexität, die typischerweise mit enterprise Speicherung verbunden ist. HPE Alletra wird über die HPE Data Services Cloud Console verwaltet, die eine einheitliche, cloudbasierte Verwaltungs Oberfläche bietet.

Alle Plattformen unterstützen VMware vSphere-Integration, aber HPE Alletra bietet den modernsten Ansatz, der sich auf Hybrid- und Cloud-Native-Umgebungen abstützt. HPE 3PAR verwendet SSMC, HPE Nimble InfoSight und NimbleOS, HPE Primera die Primera Management Console und InfoSight, und HPE Alletra die HPE Data Services Cloud Console für eine integrierte cloudbasierte Verwaltung.

HPE 3PAR ist aufgrund seiner umfassenden Funktionspalette und Unternehmensfähigkeiten am schwierigsten zu konfigurieren. HPE Primera bietet ein Gleichgewicht an fortgeschrittenen Funktionen mit vereinfachter Konfiguration. HPE Nimble konzentriert sich auf die Benutzerfreundlichkeit und Einfachheit, was die Konfiguration und Verwaltung erleichtert. HPE Alletra bietet die beste Nutzererfahrung und den intuitivsten Konfigurationsprozess und ist für ein cloudnative Betriebsmodell konzipiert.

VM-Sicherung mit NAKIVO mittels Speicher-Snapshots

NAKIVO Backup & Replication ist eine professionelle Datensicherungslösung, die VMware vSphere VM-Sicherung von HPE-Speicher-Snapshots unterstützt, um die Leistung und die Verlässlichkeit für virtuelle Umgebungen mit hohen Ein-/Ausgabenlasten zu optimieren. Die Lösung unterstützt HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Primera und HPE Alletra, um VM-Daten direkt aus Speicher-Snapshots zu sichern. Incrementelle, bildbasierte agentenlose Backups werden unterstützt.

Schritte zur Sicherung von HPE-Speicher-Snapshots mit NAKIVO

Bitte beachten Sie, dass ich Ihre Anweisungen befolge und die benutzerdefinierten Trennzeichen beibehalte. Hier die Übersetzung:

Folgen Sie diesem Leitfaden, um VMware-Virtualmaschinen von HPE-Speicherschnappschüssen mit NAKIVO Backup & Replication zu sichern. Der VMware ESXi-Host oder vCenter-Server mit den VMs, die Sie sichern möchten, muss zunächst zum NAKIVO-Inventar hinzugefügt werden. Sie müssen auch Ihren HPE-Speichergerät zum NAKIVO-Inventar hinzufügen.

Hinzufügen von HPE-Geräten zum Inventar

Utführen Sie die folgenden Schritte, um das benötigte HPE-Speichergerät zum Inventar von NAKIVO Backup & Replication hinzuzufügen:

1. Öffnen Sie im Web-Interface von NAKIVO Backup & Replication Einstellungen > Inventar und klicken Sie auf die Schaltfläche + (Plus), um ein neues Element hinzuzufügen.

   

   Der Assistent Inventarobjekt hinzufügen öffnet sich.

2. Wählen Sie im ersten Schritt des Assistenten Speichergeräte aus. Klicken Sie auf Weiter, um fortzufahren.

   

3. Wählen Sie Hewlett Packard Enterprise (HPE) als Typ.

   Beachten Sie, dass NAKIVO auch die Sicherung von NetApp-Speicher-Schnappschüsse für VMware unterstützt.

   

4. Legen Sie die erforderlichen Parameter beim Schritt Optionen fest:
   • Anzeigename: Geben Sie einen Namen ein, der im NAKIVO-Inventar angezeigt werden soll
   • Typ: Wählen Sie den Typ Ihres HPE-Speicher Systems, z.B. wählen wir HPE Nimble.
   • Hostname oder IP: Geben Sie die IP-Adresse Ihres HPE-Speichergeräts ein.
   • Benutzername: Geben Sie den Benutzernamen eines Kontos ein, das administrative Berechtigungen auf dem ausgewählten HPE-Speichergerät hat.
   • Passwort: Geben Sie das Passwort für den definierten Benutzer ein.
   • REST-API-Port: Wählen Sie den richtigen Port, z.B. 5392 (standardmäßig für HPE Nimble).

   Klicken Sie auf Fertig stellen, um die Einstellungen anzuwenden und Ihr HPE-Speichergerät in das NAKIVO-Inventar hinzuzufügen, um die Sicherung von HPE-Schnappschüssen zu ermöglichen.

   

Die in der Dropdown-Liste aufgeführten unterstützen Typen von HPE-Speichergeräten sind HPE 3PAR, HPE Nimble, HPE Alletra 5000/6000, HPE Alletra 9000 und HPE Primera.

Sobald ein HPE-Speichergerät hinzugefügt wurde, gehen Sie zu Einstellungen > Inventar, um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Elemente dem Inventar hinzugefügt wurden. In diesem Beispiel wurde das HPE Nimble-Speichergerät erfolgreich hinzugefügt und die NAKIVO-Lösung zeigt automatisch die Anzahl der Volumes und Snapshots auf dem Speichergerät an.

Die VMware-VM, die wir sichern möchten, befinden sich auf dem Nimble-Speichergerät – 259 VMs sind auf dem Host „VMware Nimble“ in der unten gezeigten Screenshot – andernfalls ist die Option der HPE-Speicher-Snapshots nicht verfügbar.

VM-Sicherung von HPE-Geräten

Nun, nachdem alle erforderlichen Elemente dem Inventar hinzugefügt wurden, können Sie mit den Vorteilen von HPE-Snapshots eine neue VMware-Sicherungsjob erstellen.

1. Gehe zu Datenschutz, klicke auf + und wähle VMware-Backup, um ein neues VMware-VM-Backup-Job zu erstellen. Folge dem Backup-Job-Assistenten bis du auf Schritt 4 mit den Job-Optionen (wähle VMs, konfiguriere Plan, Aufbewahrung usw.) kommst.

   

2. Auf dem Schritt Optionen des Jobs finde die Option Backup von Speicher-Schnappschuss am Ende der Seite. Klicke auf die Dropdown-Liste und wähle die notwendigen Optionen, wie z.B. Aktiviert (fortfahren bei Fehler). Klicke Fertigstellen oder Fertigstellen & Laufen, um die Job-Einstellungen zu speichern und den Job zu starten.

   

3. Warte, bis der Backup-Job abgeschlossen ist.

Schlussfolgerung

HPE-Speicher-Schnappschüsse können verwendet werden, um effiziente VMware-VM-Backups mit minimalem Einfluss auf Ihre Umgebung zu erstellen. NAKIVO Backup & Replication kann mit HPE-Speicherlösungen wie 3PAR, Primera, Nimble und Alletra integriert werden, um den Backup-Prozess zu vereinfachen und eine zuverlässige Datenschutz mit optimaler Leistung gewährleisten.