מהו VMware Changed Block Tracking (CBT) וכיצד זה פועל?

VMware מספקת ממשקי תוכנה לפשטות הגנת הנתונים בסביבות וירטואליות עסקיות עם תכונות שמאפשרות גיבויים ללא סוכן ומשפרות את אפקטיביות הגיבויים המקומיים המגבילים את נפח אחסון באופן משמעותי בהשוואה לגיבויים מלאים

כאשר מדובר בפתרונות גיבוי וירטואליים מודרניים של VMware, רובם תלויים ב- API של VMware ומשתמשים בטכנולוגיית ה- Changed Block Tracking (CBT) כדי לקדם ולהאיץ את יצירת הגיבויים המקומיים. בפוסט הבלוג הזה אנו מסבירים את Changed Block Tracking, כולל את עקרונות הפעולה והיישומים המעשיים.

מהו Changed Block Tracking?

Changed Block Tracking (CBT) הוא תכונת VMware טבעית המקליטה בלוקים ששתולים בקובץ מעקב. CBT היא חלק ממסגרת ה- VMware vSphere Storage APIs – Data Protection שהושקה לראשונה בגרסה 4.0, שמאפשרת ליישומי הגנת נתונים של צד שלישי להשתמש ב-CBT כדי לבצע גיבוי ושיבוץ יעיל יותר.

CBT פועלת על רמת מערכת האחסון ESXi ומאפשרת לפתרונות גיבוי של צד שלישי לגבות רק את הבלוקים של הנתונים ששונו מאז הגיבוי האחרון, כלומר ליצור גיבויים מקומיים, או את הבלוקים בשימוש במקום המלא של ה- VM. זה מאפשר לך להפחית באופן משמעותי את כמות הנתונים של הגיבוי, במיוחד בסביבות גדולות עם מאות VMs, ולהאיץ את תהליך הגיבוי.

VMware CBT מחמיר משמעותית את כמות הזמן שתוכנת הגנה מבקש לבצע גניבות מסדרת כיוון שהיא עוקבת אחר שינויים בקובץ יומן מיוחד. פתרונות גניבה של שני מוצרים גורמים לעומס על CPU על שרת ESXi אם הם עוקבים אחר שינויים ללא CBT באמצעות שיטות אחרות. לכן, CBT גם מאופטם את הביצועים של שרת ESXi כשהוא מגנה על נתונים.

CBT משמש גם על ידי תהליך Storage vMotion של VMware המאפשר לקבצי מכונת הווירטואלית לנוע ממאגר נתונים אחד לאחר בזמן שהוא פועל.

איך VMware שינוי חלקי המעקב עובד

פיצול תכונת CBT עובד על ידי השוואת הסידורים האחרונים והנוכחיים של שינויים ומוצא המשבצות שנוצרו בין הסידורים האלה. VMware CBT גם מזהה את כל חלקי מערכת הקבצים של מכונת הווירטואלית (VMFS) שמשתמשים בו. המעקב מבוצע על ידי ההיפרוויזר עצמו ומתרחש מחוץ למכונה הווירטואלית.

דרישות CBT

דרישות לעקיבא חלקי שינוי כוללות:

• VMware vSphere (ESXi 4.0 או גבוה יותר)
• חומר וירטואלי בגרסה 7 או גבוהה יותר
• מאגרי נתונים מקומיים VMFS datastores, NFS או iSCSI datastores
• ערימה עבה או דקה
• אין מיפוי קובץ RAW. מיפוי רשום (RDM) במצב תאימות פיזי הוא לא נתמך.
• A VM must not have snapshots to start using VMware CBT

איך לאפשר שינוי חלקי מעקב

ברירת המחדל, CBT מנוטרלת מכיוון שהיא מצריכה כמות קטנה של זמן CPU של המארח. אך עבור פתרון גיבוי של צד שלישי כמו NAKIVO Backup & Replication, יש לאפשר את CBT כדי שהמוצר יוכל לבצע גיבוי זרימה רציפה ואמין.

CBT מופעלת בהגדרות התצורה המתקדמות של מכונת וירטואלית:

1. פתח את ההגדרות של ה-VM. תוכל לעשות זאת ב-VMware vSphere Client על ידי לחיצה ימנית על VM ובחירה ב-Edit Settings.
2. בחלון Edit settings, לחץ על לשונית VM Options.
3. לחץ על האפשרות Advanced כדי להרחיב את ההגדרות ולחץ על Edit Configuration בשורת Configuration Parameters. חלון Configuration Parameters עבור ה-VM נפתח, והוא מכיל שורות מרובות, וכל אחת מהן מכילה שם פרמטר וערך.
4. הפעלת CBT נקבעת על ידי השורה הבאה בתצורה של .vmx:

הערה: כדי לנטרל את CBT, יש לשנות את TRUE ל-FALSE בשורת ctkEnabled ובשורת scsi0:0.ctkEnabled (להשתמש במספר התקן SCSI המתאים).

כאשר CBT מופעל על VM, VMkernel יוצר קובץ נוסף עם -ctk.vmdk בתיקיית ה-VM שמשמש לאחסון המיפוי של בלוקי הדיסק הווירטואלי. קובץ זה משוייך לדיסק .vmdk הרלוונטי ומכיל רשימה של בלוקים ששונו בדיסק הווירטואלי הזה בין הזמן המסוים המזוהה במזהה השינויים האחרון והמצב הנוכחי. גודל קובץ ה-CTK שנוצר נשאר זהה ולא גדל מעבר לגודלו המקורי אלא אם כן גודל דיסק הווירטואלי מתרחב. גודל קובץ ה-CTK הוא בערך 5 MB לכל 10 GB של גודל דיסק VM.

רוב הפתרונות לגיבוי ישתמשו בשיטת ה-SDK של VMware כדי להפעיל CBT באופן תכנותי עבור VM וישתמשו במחזור תזזות/הפסקות, הכולל כיבוי או הדלקה, השהיה/המשך, או יצירה/מחיקת צילום. במהלך מחזור התזזות/הפסקות, מסנן מעקב שינויים מיוחד מוכנס לתוך מחסניות האחסון של VMware עבור ה-VM המסוימת, שמאפשר ל-CBT להתגלות על ה-VM.

איך לבדוק האם CBT מופעל

במקרים שבהם לא הפעלת CBT באופן ידני, תוכל לבדוק האם תוכנת הגיבוי הפעילה את CBT כדי לבצע גיבוי VM. השלבים לבדיקת הגדרות CBT דומים לשלבים להפעלת התכונה הזו. אך כאן נכסה שיטה מעט שונה באמצעות קובץ התצורה .vmx.

כדי לבדוק האם CBT מופעל עבור ה-VM, עשה את הבא:

1. פתח לקוח VMware vSphere.
2. מצא את ה-VM הרצוי וודא שהוא כבוי.
3. עבור לתיקיית ה-VM במאגר נתונים.
4. מצא קובץ התצורה של ה-VM (.vmx).

עם ה- CBT המאופשר, כל דיסק וירטואלי מלווה בקובץ xxx-ctk.vmdk, כאשר "xxx" הוא שם הדיסק הוירטואלי. אם אתה רואה את קבצי ה-CTK הללו, זה מציין את התכונה CBT הפועלת.

במקרים מסוימים, כגון כיבוי שרת באופן לא נכון או כישלון בספק כוח, יתכן שה-CBT יאבד מעקב אחר השינויים בזמן שה-VM מופעל. זה עשוי לגרום לאיפוס של ה-CBT, שמשמעו שכל הנתונים שנאספו מראש ב-CBT יימחקו והנתונים החדשים יתחילו להיאסף מרגע האיפוס. אם תפעיל גיבוי של VM לאחר האיפוס של ה-CBT, יתבצע גיבוי מלא. לאחר ביצוע גיבוי מלא ומעקב אחר שינויים חדשים, תוכל לבצע שוב גיבויים מתוך גיבויים מקומיים.

בשימוש ב-VMware CBT ב-NAKIVO Backup & Replication

NAKIVO Backup & Replication היא פתרון אוניברסלי להגנת נתונים שיכול לבצע גיבוי, שחזור ושיבוט של מכונות וירטואליות ב-VMware vSphere. כדי להאיץ את הגיבוי המתודד הוא נכנס ב- CBT באופן ברירת מחדל בכל עבודה חדשה לגיבוי.

ישנן מספר מקרים בהם NAKIVO Backup & Replication, כמו כל פתרון גיבוי vSphere אחר, לא יכול להשתמש ב-VMware CBT:

• CBT של VMware לא נתמך על ידי VM: סיבה אפשרית – מארח ESXi נמוך מ- v4.1, או גרסת חומרה וירטואלית נמוכה מ- v7.

• לא סופקו נתוני CBT של VMware: סיבה אפשרית – הופגה חשמל בארוח ESXi ו-CBT איבד את העקבות של שינויים מקומיים ב-VM.

בהגדרות מעקב תוספתיות שינוי, תוכל למצוא את הפעולות שהפתרון צריך לבצע כאשר הוא נתקל בשגיאה בעת השימוש ב-CBT.

נקיבו במקרה של שגיאה אלו:

• עבור לשיטה פרופריאטרית: מתודת מעקב שינוי פרופריאטרית של NAKIVO Backup & Replication תשמש, היא איטית יותר מ-VMware CBT וצורכת יותר ממשאבי המארח של ESXi.
• איפוס CBT: יתבצע איפוס ל-CBT במקרה של כשל ב-CBT.
• כישול בעיבוד של מכונה וירטואלית: עיבוד ה-VM יושבת.

כמו כן, ניתן לציין מתי ליישם את הפעולה שנבחרה במקרה של שגיאה:

• מיידית: פעולת השגיאה מיושמת מיידית (למעט פעולת איפוס CBT).
• בניסיון הבא: פעולת השגיאה מיושמת בניסיון הבא.
• בניסיון האחרון: פעולת השגיאה מיושמת בניסיון האחרון.

ניתן גם לבחור בתיבת הסימון לבדיקה כפולה של בלוקים ששונו שנספקו על ידי CBT. במקרה זה, הנתונים שמסופקים על ידי VMware CBT יבדקו גם נגד מעקב שינוי פרופריאטרי של NAKIVO Backup & Replication. גישה זו היא יותר אמינה, אך עשויה להיות איטית יותר מ-CBT של VMware ברגיל.

מסקנה

מעקב שינוי פרופריאטרי של VMware הוא תכונה חזקה שהופכת את תהליך הגיבוי למהיר ואמין מבחינה כללית. הטכנולוגיה עברה בדיקה מקיפה ומשמשת במידה רבה בטכנולוגיית VMware המקורית כמו Storage vMotion.

CBT של VMware הוא חלק אינטגרלי של פתרונות גיבוי מודרניים כמו NAKIVO Backup & Replication שמספקים גיבויים יעילים של סביבות VMware ללא העמסה נוספת על המארחים.