Backup Hyper-V em Nível de Host vs Convidado

Quando se utiliza a plataforma de virtualização Hyper-V da Microsoft, fazer o backup das suas máquinas virtuais é de extrema importância. Para manter os seus dados de VM seguros, é importante estar ciente dos diferentes métodos de backup de VM do Hyper-V e de quais podem melhor atender às suas necessidades. Existem duas abordagens diferentes para o backup de VM do Hyper-V: nível de convidado e nível de host.

O método de nível de convidado se assemelha ao backup de máquina física, trabalhando no nível da VM com a ajuda de agentes instalados em cada uma. O backup de nível de host oferece mais vantagens, trabalhando no nível do hipervisor e fazendo o backup de VMs inteiras, incluindo suas configurações, o que facilita a recuperação. Ambos são explorados detalhadamente neste post do blog, juntamente com os recursos do NAKIVO Backup & Replication para backup de nível de host.

Backup de Hyper-V de Nível de Convidado

O backup de VM de nível de convidado é semelhante ao backup de host físico. Um software especial baseado em agente é instalado no sistema operacional (SO) do convidado para realizar o processo de backup. Quase todos os produtos de backup para Windows utilizam o Serviço de Cópia de Sombras do Volume da Microsoft (VSS – também conhecido como Serviço de Snapshot de Volume). O VSS é uma tecnologia desenvolvida para fazer cópias de backup cientes de aplicativos dos seus dados com snapshots. Componentes especiais do VSS chamados de escritores VSS são usados para esse processo. No Linux, snapshots de LVM (Gerenciador de Volume Lógico) podem ser usados para um propósito semelhante.

O Papel dos Agentes

Um agente é um pedaço de software de backup que é instalado em um computador físico ou máquina virtual para interagir com o sistema de arquivos e aplicativos. Os agentes podem ser usados para criar cópias do sistema inteiro ou de arquivos ou programas individuais. Os agentes geralmente são executados como um processo do sistema dentro do sistema operacional convidado; eles estabelecem uma conexão de rede com um servidor no qual você pode gerenciar os backups. As soluções de backup que usam agentes são frequentemente chamadas de soluções de backup legadas.

Casos de uso para backup de nível de convidado no ambiente virtual

O backup de nível de convidado pode ser usado pelos seguintes motivos:

• Se um sistema operacional convidado não é oficialmente suportado pelo hipervisor, o que significa que fazer um backup consistente com o aplicativo usando um método de nível de host não é possível.
• Se uma VM estiver conectada a um armazenamento compartilhado no nível do sistema operacional convidado ou tiver um disco físico conectado diretamente (incluindo um disco de passagem) que não é suportado pelo software de backup no nível do host. Por exemplo, suponha que uma VM esteja conectada a um LUN (Número da Unidade Lógica) SAN (Rede de Área de Armazenamento) via protocolo iSCSI (usando um iniciador iSCSI no sistema operacional convidado), e software como um servidor de banco de dados ou um servidor de arquivos esteja usando esse volume. Neste caso, o escritor VSS do Hyper-V não seria capaz de realizar um backup completamente consistente de todos os discos usados pela VM (os volumes dentro dos discos virtuais VHD e os volumes dos discos físicos conectados diretamente). Isso ocorre porque, para fazer um backup adequado, as aplicações e ambos os tipos de disco devem ser silenciados quando o instantâneo é tirado. Os discos de passagem podem ser convertidos em discos virtuais VHD para realizar backups no nível do host. Observe que a VM pode estar localizada em um armazenamento compartilhado, como um dispositivo NAS (Armazenamento Conectado à Rede) ou SAN. Essas soluções são usadas para realizar backup no nível do host com clustering.

• Algumas organizações com ambientes virtualizados pequenos usam backup de VM no nível do sistema operacional convidado porque desejam economizar custos. No entanto, essa abordagem não é recomendada. Embora no passado isso possa ter feito sentido, porque soluções legadas baseadas em agentes eram mais econômicas para ambientes com poucas VMs, agora existem soluções de backup de VM no nível do host igualmente (ou mais) acessíveis para ambientes pequenos do Hyper-V.

Desvantagens do Backup no Nível do Sistema Operacional Convidado

• Agentes devem ser instalados em cada máquina virtual, o que é inconveniente e demorado.
• O processo de recuperação é mais difícil. Primeiro, é necessário criar uma VM vazia e, em seguida, configurar as definições da VM (CPU virtual, memória, discos, rede, etc.). Somente depois é possível restaurar a VM e é necessário ter mídia de restauração para reiniciar.
• O consumo de recursos de computação é muito maior, especialmente quando várias máquinas virtuais estão sendo copiadas de uma só vez em um host Hyper-V.
• O software de backup baseado em agente requer o uso de credenciais de root ou administrativas para configurar os agentes, o que pode ser inseguro.
• Não há snapshots a nível de VM.

Backup do Hyper-V a nível de host

Métodos de backup a nível de host são preferíveis para o backup de VMs do Hyper-V. Os métodos de backup a nível de host funcionam no nível do hipervisor, em vez do nível da máquina virtual convidada, e podem fazer backup de VMs independentemente do sistema operacional em execução nelas. As máquinas virtuais podem ser totalmente copiadas, incluindo os arquivos de disco virtual (indicados pelo formato VHD no Hyper-V) e arquivos de configuração nos quais as configurações da VM, como CPU, memória, rede, etc., são armazenados. Existem dois tipos de métodos de backup a nível de host – o Método de Estado Salvo e o Método de Snapshot de VM Filha.

Método de Estado Salvo

O Método de Estado Salvo é um método offline que não está ciente da aplicação. Ao usar este método, o Serviço de Cópia de Sombra de Volume do Hyper-V atribui o escritor VSS para realizar o processo de backup. Se a VM estiver em execução no momento, ela é colocada em um “estado salvo”. Isso significa que a VM fica offline por um curto período de tempo enquanto a snapshot é tirada. O escritor VSS do Hyper-V coloca a VM em um estado hibernado. Isso garante que os arquivos abertos possam ser salvos e o estado das aplicações em execução possa ser gravado no disco rígido virtual.

Como funciona o Método de Estado Salvo?

Dividido em detalhes, esse processo consiste nas seguintes etapas:

• Evento PrepareForSnapshot. Neste ponto, o software de backup inicia a preparação da VM para o backup e o estado da VM é salvo usando o modo de hibernação.
• Tirando a snapshot. O escritor VSS do Hyper-V, que é executado como um processo VMMS.exe (Serviço de Gerenciamento de Máquinas Virtuais), é usado neste passo. A snapshot (também conhecida como ponto de verificação da VM no ambiente do Hyper-V) é tirada; o software de backup cria um backup com base na snapshot. A criação da snapshot permite que os dados da VM sejam copiados para backup evitando qualquer modificação de dados durante o processo de cópia. Quando isso estiver concluído, o evento PostSnapshot é acionado.
• Evento PostSnapshot. A VM é retornada ao estado anterior (ou seja, acorda da hibernação).

Método de Snapshot da VM Filha

O Método de Snapshot de Máquina Virtual Infantil é um método consciente da aplicação e é preferido para fazer backup de VMs em execução. Este método pode ser utilizado para ambientes de produção de alta disponibilidade. A VM permanece online durante a operação de backup, mas o backup criado ainda é transacionalmente consistente. Enquanto o Método de Estado Salvo usa o VSS do Hyper-V fora das VMs filhas, o Método de Snapshot de Máquina Virtual Infantil usa o mecanismo VSS dentro da VM filha (o termo “VM filha” é sinônimo de “VM convidada”) para criar backups.

Como Funciona o Método de Snapshot de Máquina Virtual Infantil?

A sequência de eventos é parcialmente similar ao Método de Estado Salvo.

• Evento PrepareForSnapshot. O Serviço Solicitante VSS do Hyper-V na VM filha aciona o evento PrepareForSnapshot para iniciar a criação do backup.
• Evento de Tirar Snapshot. Após receber a solicitação do Serviço Solicitante VSS, o snapshot é criado. Então, o controle é devolvido do Serviço Solicitante VSS do Hyper-V para o Escritor VSS do Hyper-V.
• Evento PostSnapshot. O escritor VSS aciona o evento PostSnapshot para informar ao software de backup que a criação do snapshot da VM está completa. O software de backup pode então copiar o snapshot como parte do processo de backup da VM.

O Papel dos Serviços de Integração do Hyper-V

Os Serviços de Integração do Hyper-V são usados para fazer backups com o Método de Snapshot da VM Filha; eles fornecem uma interação especial entre o hipervisor e a VM filha. Esses serviços compreendem uma coleção de drivers e serviços que podem ser individualmente ativados ou desativados, dependendo das suas necessidades. O Serviço Solicitante VSS discutido acima é parte do conjunto de Serviços de Integração, que devem ser instalados na máquina virtual para realizar backup no nível do host.

Desde o Windows Server 2008 R2 e o Windows 7, os Serviços de Integração são incluídos com o sistema operacional. Se você deseja instalar ou atualizar os Serviços de Integração na VM manualmente, pode fazer isso usando o Gerenciador do Hyper-V e montando a imagem de disco virtual vmguest.iso na unidade virtual da VM. Para atualizar os Serviços de Integração manualmente em um host do Hyper-V, você pode baixá-los no site da Microsoft e instalá-los através do PowerShell. O Windows 10 e o Windows Server 2016 podem atualizar os Serviços de Integração em hosts, assim como em convidados, através do serviço de atualização do Windows.

Requisitos para Usar o Método de Snapshot da VM Filha

As seguintes condições devem ser atendidas para realizar backup com o Método de Snapshot da VM Filha:

• Os Serviços de Integração do Hyper-V, incluindo o Solicitante VSS do Hyper-V, devem estar instalados na VM filha.
• Todos os volumes dentro da VM devem ser configurados como discos básicos, em vez de dinâmicos. Os sistemas de arquivos dos discos dentro da VM filha devem suportar snapshots (por exemplo, o sistema de arquivos NTFS atenderia a este critério).
• Os arquivos de snapshot da VM devem estar localizados no mesmo volume que os arquivos VHD.
• A VM criança deve estar em execução.

Se alguma das condições acima mencionadas não for cumprida, o Método de Snapshot da VM Criança não pode ser utilizado. Um Método de Estado Salvo seria usado neste caso como método padrão.

Vantagens dos Métodos de Backup ao Nível do Anfitrião

Como mostrado acima, os métodos de backup ao nível do anfitrião são preferidos para fazer backup de VMs do Hyper-V e oferecem muitas vantagens sobre o método ao nível do hóspede. Essas vantagens podem ser resumidas da seguinte forma:

• 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.
• Todo o conteúdo da VM, incluindo discos virtuais, snapshots e configurações da VM, é capturado durante o processo de backup. Você só precisa selecionar o hipervisor junto com um local de armazenamento para recuperação da VM; você não precisa criar e configurar manualmente uma nova VM.
• Capacidade de realizar backup online da aplicação sensível ao estado da VM do Hyper-V usando o Método de Snapshot da VM Criança, que é criticamente importante para ambientes de produção. Não há interrupção da operação da máquina virtual e o backup é consistentemente transacional.
• Economia de recursos (processador, memória e espaço em disco).

Usando NAKIVO Backup & Replication para Melhorar o Backup do Hyper-V

O NAKIVO Backup & Replication utiliza métodos ao nível do anfitrião para fazer backup de VMs do Hyper-V e simplifica o processo de configuração de trabalhos de backup. O NAKIVO Backup & Replication oferece backup nativo para Hyper-V Server 2012 R2, bem como para Hyper-V Server 2016, e pode realizar backups de máquinas virtuais em execução com base em imagens de bloco sem tempo de inatividade.

O produto também utiliza várias tecnologias diferentes de economia de armazenamento. Os backups do Hyper-V são incrementais devido ao Resilient Change Tracking (RCT), que rastreia os blocos de dados que foram alterados desde o último backup. Os dados de backup do Hyper-V são armazenados no repositório usando o modo sintético completo. Os arquivos de troca são excluídos durante o processo de backup do Hyper-V, e os dados são deduplicados globalmente para reduzir ainda mais o tamanho.

Recursos do NAKIVO Backup & Replicação Que Melhoram o Backup do Hyper-V

• O modo de backup consciente de aplicativo permite que você faça backups consistentes de VMs que executam o Microsoft Exchange, SQL Server, Active Directory e outros aplicativos ou bancos de dados.
• Armazenar backups do Hyper-V remotamente na nuvem Azure ou AWS fornece um nível adicional de proteção contra desastres.
• Verificação de backup integrada verifica se o backup está consistente e ajuda a garantir que os dados de backup armazenados no repositório sejam idênticos aos dados da VM de origem. Com o recurso de Verificação de Captura de Tela, capturas de tela dos sistemas operacionais carregados das VMs filhas recuperadas para teste são enviadas por email imediatamente após o backup ser realizado, automaticamente.
• Recursos amigáveis ao cluster ajudam a fazer backup de VMs em clusters de Failover do Hyper-V. As VMs podem mudar de local entre os diferentes hosts dentro do cluster. O produto rastreia automaticamente a localização das VMs, e elas sempre podem serem backupeadas.

Conclusão

Abordamos métodos de backup de nível de convidado e de nível de host para máquinas virtuais Hyper-V. O backup de nível de convidado requer o uso de agentes, enquanto o backup de nível de host oferece várias vantagens, incluindo recuperação mais simples e economia de recursos. Por isso, o NAKIVO Backup & Replication realiza backup de Hyper-V com conhecimento de aplicativos e nível de host.

O Método de Snapshot da VM Filha é geralmente preferido para ambientes de produção devido à capacidade de criar backups online transacionalmente consistentes sem interromper a operação da máquina virtual. Quando uma VM está offline, o Método de Estado Salvo pode ser usado. Se nenhum dos métodos de backup de nível de host puder ser usado, seja por razões de compatibilidade ou outras restrições, o backup de nível de convidado pode ser realizado.