Cách sao lưu máy ảo Hyper-V?

Mặc dù môi trường Hyper-V cung cấp khá nhiều công nghệ về tính sẵn sàng cao và chịu lỗi cho các máy ảo đang chạy (chẳng hạn như cụm chuyển đổi lỗi, Live Migration, sao chép, v.v.), quản trị viên phải triển khai các cách truyền thống để sao lưu các thực thể máy ảo. Tất cả các công nghệ này có thể giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động của VM trong các kịch bản khác nhau, nhưng không cung cấp bất kỳ tùy chọn khôi phục thảm họa nào do lỗi con người, tấn công hacker hoặc virus, tấn cạnh tranh hoặc hoàn cảnh tương tự. Trong bài viết này, tôi sẽ cố gắng xem xét các yêu cầu cơ bản cho giải pháp sao lưu Hyper-V, chiến lược sao lưu và tính năng của các sản phẩm sao lưu miễn phí và thương mại.

Bạn có thể sao lưu máy ảo chạy trên máy chủ Hyper-V bằng tính năng Windows Server Backup tích hợp sẵn (hoặc tập lệnh wbadmin dựa trên nó), cũng như các sản phẩm miễn phí hoặc thương mại khác. Tất cả đều sử dụng công nghệ snapshot (checkpoint) để sao lưu VM Hyper-V đang chạy. Checkpoint là trạng thái của một máy ảo tại một thời điểm nào đó. Checkpoint lưu trữ trạng thái của ổ đĩa ảo, nội dung RAM, cũng như cài đặt của VM.

Cách sao lưu máy ảo Hyper-V hoạt động?

Hãy xem xét sơ đồ hoạt động của bất kỳ giải pháp sao lưu máy ảo Hyper-V hiện đại nào.

Công cụ sao lưu hướng dẫn máy chủ Hyper-V tạo một checkpoint. Sau khi nhận lệnh, hypervisor tạo một số tệp mới (tệp delta) và VM tiếp tục hoạt động và bắt đầu lưu các thay đổi trong các tệp. Bây giờ công cụ sao lưu phải sao chép các tệp VM gốc (không có thay đổi nào được ghi vào chúng) sang phương tiện sao lưu và sau đó xóa checkpoint. Khi xóa checkpoint, Hyper-V hợp nhất (gộp) các tệp gốc và delta, trong khi đó VM tiếp tục hoạt động. Nếu bạn mất VM sản xuất, bạn sẽ có thể khôi phục trạng thái của nó tại thời điểm bản sao lưu được tạo.

Các phương pháp hay và yêu cầu sao lưu VM Hyper-V

Đây là thông tin chung về sao lưu Hyper-V, nhưng thực tế, có rất nhiều sắc thái và vấn đề. Tôi sẽ cố gắng liệt kê các vấn đề phổ biến nhất:

1. Càng lâu công cụ sao lưu sao chép checkpoint (bản sao lưu), càng nhiều thay đổi được ghi vào tệp delta. Nếu có nhiều thay đổi trong VM trong khi checkpoint đang được sao chép, việc hợp nhất tệp sau khi xóa checkpoint có thể tải nặng hệ thống lưu trữ, máy chủ Hyper-V và chính VM. Điều đó có nghĩa là tốt hơn là sao chép checkpoint càng nhanh càng tốt. Trong Hyper-V Server 2016, công nghệ Resilient Changed Tracking (RCT) được sử dụng để làm sao lưu nhanh hơn do chỉ sao chép các khối dữ liệu thay đổi kể từ bản sao lưu cuối cùng. Do đó, bạn không cần sao chép VM như một toàn thể.
2. Khi sao chép dữ liệu checkpoint VM qua LAN từ máy chủ Hyper-V đến bộ nhớ sao lưu, mạng có thể bị tải nặng. Vì vậy, tốt hơn là sử dụng mạng máy chủ riêng biệt hoặc giao diện HBA cho lưu lượng sao lưu hoặc sao chép dữ liệu qua SAN.
3. Dựa trên các điểm được mô tả ở trên, khi sử dụng bộ nhớ dữ liệu bên ngoài để lưu trữ tệp VM, bạn có thể sử dụng tính năng tích hợp bộ nhớ dữ liệu với sản phẩm sao lưu (chẳng hạn như snapshot phần cứng).
4. Ban đầu, hệ điều hành khách không biết rằng nó đang được sao lưu. Vì vậy, khi cố gắng khôi phục VM từ bản sao lưu đó, hệ điều hành cố gắng tiếp tục hoạt động kể từ thời điểm checkpoint được tạo. Trong một số trường hợp, điều này có thể dẫn đến một số vấn đề trong chính hệ điều hành và mất dữ liệu trong các ứng dụng đang chạy (đặc biệt là các ứng dụng giao dịch, như Exchange, SQL, ADDS, v.v.). Để giải quyết vấn đề này, một loại checkpoint mới — Production Checkpoints xuất hiện trong Hyper-V 2016. (Microsoft khuyến nghị sử dụng Standard Checkpoints chỉ trong môi trường thử nghiệm hoặc phòng lab hoặc để sao lưu VM đã dừng.)
   Production checkpoints hoạt động nhờ công cụ tích hợp Hyper-V trong hệ điều hành khách và dựa trên Volume Shadow Copy (Windows) hoặc daemon đóng băng hệ thống tệp trên Linux (fsfreeze). Tuy nhiên, trạng thái bộ nhớ không được sao chép. Điều đó có nghĩa là Hyper-V thông báo cho hệ điều hành khách về việc tạo checkpoint, ứng dụng hỗ trợ VSS hợp nhất kết thúc các giao dịch hiện tại, chuyển sang trạng thái nhất quán và checkpoint VM được tạo. Khi khôi phục từ checkpoint, hệ điều hành khách bị tắt nguồn (vì trạng thái bộ nhớ không được lưu), và sau khi bật lại, nó nghĩ rằng đã xảy ra tắt nguồn khẩn cấp. Ứng dụng (nếu nó hỗ trợ VSS) bắt đầu hoạt động từ trạng thái nhất quán đã lưu.
5. Để lưu trữ bản sao lưu máy ảo, bạn cần khá nhiều dung lượng. Càng thường xuyên bạn tạo checkpoint, càng nhiều dung lượng bạn cần trong bộ nhớ sao lưu. Thông thường, bạn có thể sử dụng công nghệ Deduplication dữ liệu (tích hợp vào Windows Server) hoặc giải pháp deduplication từ nhà cung cấp sao lưu. Nếu bạn đang sử dụng ổ đĩa phân biệt, hãy chọn công cụ sao lưu hỗ trợ công nghệ này. Nếu không, bạn có thể lưu trữ cùng dữ liệu VM nhiều lần.
6. Nếu mật độ VM trên máy chủ cao, đáng giá để lên kế hoạch thời gian sao lưu để ngăn chặn tải nặng trên hệ thống sản xuất trong giờ làm việc.
7. Nếu bạn phải lưu trữ nhiều bản sao VM trong vài ngày, bạn sẽ phải quản lý số lượng bản sao VM được lưu trữ (bạn có thể tự động hóa quản lý sao lưu bằng tập lệnh hoặc tính năng công cụ sao lưu của bạn).
8. Công cụ giám sát sao lưu cũng quan trọng. Sẽ rất khó chịu khi biết rằng bạn không thể sao lưu gì đó do thiếu dung lượng trống trong bộ nhớ dữ liệu. Công cụ xác minh sao lưu cũng được khuyến nghị.
9. Rất thường bạn phải khôi phục một tệp cụ thể từ bản sao lưu VM. Một số sản phẩm sao lưu/khôi phục cho phép khôi phục tệp/thư mục chi tiết mà không cần khôi phục toàn bộ VM hoặc ổ đĩa ảo của nó. Lưu ý. Cũng có một số công cụ có thể khôi phục cơ sở dữ liệu hộp thư, hộp thư cụ thể, thậm chí email cụ thể từ bản sao lưu VM với Exchange cài đặt.
10. Bạn có thể phân chia đặc quyền truy cập với mô hình quản lý sao lưu dựa trên vai trò (có liên quan cho quản trị viên chịu trách nhiệm về các nhóm hệ thống hoặc thiết bị khác nhau).
11. Đừng quên triển khai chiến lược sao lưu truyền thống 3-2-1 (ba bản sao trên hai phương tiện khác nhau với một trong số chúng được lưu trữ tại một trang web từ xa).
    

Tiếp theo, chúng ta sẽ xem xét một số giải pháp phổ biến cho sao lưu VM Hyper-V dựa trên các tính năng được mô tả ở trên.

Sao lưu VM Hyper-V bằng Windows Server Backup

Một cách miễn phí để tổ chức sao lưu VM trên Hyper-V là sử dụng tính năng Windows Server Backup tích hợp sẵn. Bạn có thể sử dụng WSB qua trình hướng dẫn đồ họa sao lưu/khôi phục hoặc công cụ dòng lệnh wbadmin (nó là một phần của WSB). Windows Server Backup hỗ trợ VSS và sao lưu tăng dần. Tính năng này có sẵn cả trên Windows Server 2012 (và mới hơn) và trên Hyper-V Server. Để cài đặt thành phần WSB, hãy đi đến bảng điều khiển Server Manager hoặc chạy lệnh này:

Install-WindowsFeature Windows-Server-Backup -IncludeManagementTools

Windows Server Backup có bảng điều khiển GUI (wbadmin.msc) cho phép tạo và quản lý bản sao lưu Hyper-V, tạo lịch sao lưu, v.v. Để sao lưu VM, chỉ cần bắt đầu một trình hướng dẫn đơn giản, chọn VM nào từ máy chủ Hyper-V của bạn phải được sao lưu và nơi bản sao lưu sẽ được lưu, và chỉ định lịch sao lưu.

Thường thì dễ dàng hơn là sử dụng dấu nhắc lệnh để sao lưu VM Hyper-V. Hơn nữa, bạn không thể tạo nhiều hơn một tác vụ sao lưu VM trong giao diện đồ họa, và tác vụ sẽ ghi đè lên tất cả các tác vụ sao lưu trước đó.

Để sao lưu VM có tên "Server 1" vào thư mục cục bộ trên ổ đĩa C: (đây không phải là ý tưởng tốt, phải không?), chỉ cần chạy lệnh này:

wbadmin start backup –backupTarget:C: –hyperv:"Server 1"

Ví dụ, để sao lưu hai VM và lưu chúng vào thư mục chia sẻ mạng (giả sử, đó là bộ nhớ NAS bên ngoài), chỉ cần chạy lệnh sau:

wbadmin start backup -backuptarget:\\192.168.2.15\HVMback: -hyperv:"TestVM01,TestVM02" -allowDeleteOldBackups -quiet

Bạn có thể thêm lệnh này vào Windows Task Scheduler bằng PowerShell và do đó lên lịch sao lưu VM định kỳ (bản sao lưu cũ hơn sẽ bị xóa trong trường hợp này).

Ví dụ, để sao lưu VM với bộ điều khiển miền AD, bạn có thể đặt lại nhật ký giao dịch AD sau khi sao lưu kết thúc để cơ sở dữ liệu ADDS trong bản sao lưu nhất quán (theo cùng một cách bạn có thể sao lưu VM với Exchange hoặc SQL Server):

wbadmin start backup -backuptarget:\\192.168.2.15\HVMback: -hyperv:PAR-DC1 -vssFull

Để lấy danh sách các bản sao lưu đã đăng ký trong hệ thống, hãy chạy lệnh này:

wbadmin get versions

WSB là giải pháp đơn giản, nhưng tin cậy cho sao lưu VM Hyper-V. Nó khá nhanh và cho phép quản lý lịch sao lưu. Tuy nhiên, Windows Server Backup có nhược điểm:

• Không có công cụ giám sát quá trình sao lưu, xác minh tính nhất quán của bản sao lưu VM hoặc ứng dụng trong đó.
• Khó quản lý sao lưu trong cài đặt Hyper-V trung bình và lớn (chỉ phù hợp cho môi trường nhỏ với 1-3 máy chủ Hyper-V).
• Bạn không thể tự động khôi phục tệp cụ thể hoặc trạng thái ứng dụng. (Bạn sẽ phải gắn thủ công tệp .vhdx của bản sao lưu và sao chép thủ công tệp bạn cần).
• Với mật độ và kích thước lớn của VM trên máy chủ, bạn sẽ phải lên lịch sao lưu bằng Windows Task Scheduler để ngăn chặn quá tải máy chủ, cũng như tải nặng trên mạng LAN/SAN/iSCSI trong giờ làm việc (nếu bạn lưu bản sao lưu trên bộ nhớ bên ngoài).

Các sản phẩm sao lưu Hyper-V của bên thứ ba hàng đầu

Không thể sử dụng Windows Server Backup nếu có nhiều máy chủ Hyper-V và máy ảo. Trong trường hợp này, bạn sẽ phải chọn một trong các giải pháp của bên thứ ba. Bạn không thể nói chắc chắn rằng sản phẩm này hoặc sản phẩm kia sẽ là giải pháp lý tưởng cho sao lưu Hyper-V vì có nhiều thứ cần xem xét. Chúng bao gồm số lượng máy chủ, hạn chế cấp phép, tính năng cần thiết, kiến trúc mạng, v.v.

Có nhiều sản phẩm sao lưu thương mại và miễn phí trên thị trường, và rất khó chọn đúng đắn. Thường thì Gartner magic quadrant được sử dụng để xác định các nhà lãnh đạo ngách. Tôi đã tìm thấy hình ảnh này cho thấy các nhà cung cấp và người lãnh đạo chính trong thị trường giải pháp sao lưu cho trung tâm dữ liệu năm 2019.

Như bạn thấy, Gartner đặt tên các công ty và sản phẩm sau trong số các nhà cung cấp giải pháp sao lưu hàng đầu:

1. Commvault
2. Dell EMC
3. IBM
4. Veeam
5. Veritas Technologies (Symantec — Veritas Backup Exec)
6. Actifio
7. MIcroFocus (HPE Data Protector)