サーバー仮想化環境におけるバックアップの考察株式会社シマンテックソリューション＆プロダクトマーケティング部プロダクトマーケティングマネージャ浅野百絵果 2008年11月21日サーバー仮想化技術の普及大規模環境において多くの利点がある • コストメリット – サーバー統合によるハードウェアコストの削減 • 管理 – 新規サーバーを容易に追加 • アジリティ – サーバーサービスがハードウェアに依存しない • フレキシビリティ – ハードウェアの互換性による問題を軽減 • ディザスタリカバリ – 別の場所・ハードウェアに迅速にリストアサーバー仮想化によるリソースの効率化 • システムリソースが効率的に利用できないケースがある • サーバー統合により、リソースを有効に活用するサーバー仮想環境に特有の課題 VMware環境のバックアップでは、物理環境とは異なる課題が存在する – 容易にサーバーを追加できることにより、仮想マシンの増殖が起きることがあり、設定や管理が大変になることがある – 仮想マシンの増殖により、ストレージの容量が増える – 「プロキシサーバー」およびハードウェア間での仮想マシンの移動により、バックアップ／リストアが複雑になる – バックアッププロセスはI/OおよびCPUリソースを多く必要とする処理のため、複数の仮想マシンのバックアップを同時に実施することによりESXサーバーに対する負荷が増える仮想化によるメリット仮想化環境のバックアップには課題もあるが、メリットもある： • VMwareのスナップショットテクノロジ（VCB）により、パフォーマンスの良いオフホストバックアップが可能になった • 別のハードウェア、別の場所へのディザスタリカバリが容易 P V V V VMware ESX のアーキテクチャ仮想マシンは、 Windows、 Linux、 Solaris x86等で動作させることが可能 VMDKファイルは仮想マシンそのもの ESX Service Console は RHELをベースにしている VM1 VM2 VM3 VM4 VMDK VMDK VMDK VMDK VMware ESX Server 仮想マシンと一概に言っても・・・仮想マシンのタイプミッションクリティカル • 固有のOSイメージ • 大量のデータ • SAN/NAS 接続 • アプリケーション整合性部門のアプリケーション • 固有のOSイメージ • データセンター以外の場所 • ローカルストレージファイルプリント • 標準的なOSイメージ • 大量のデータ • 個別のリカバリコモディティサーバー • 標準的なOSイメージ • 重要度の低いデータ • ベストエフォートのリカバリが許容できるリモートオフィス • 地理的に離れている • 一部のクリティカルなアプリケーション • 個別のリカバリデータ保護とリカバリにおける考慮 • バックアップ：クライアントまたはオフホスト • リカバリ：仮想マシン、ファイル、アプリケーション • ストレージ： DAS または SAN/NAS • DR: ローカルまたはリモートのリカバリ • 保護：データまたは仮想マシン＋データ • 保管：レプリケーションまたはテープの移送 • 場所：静的または移動従来からのバックアップ手法 • 仮想マシンのバックアップには様々な課題がつきまとう – 仮想マシンをクライアントとしてバックアップするのが良いのか？ – VMDKファイルをバックアップするのが良いのか？ – VM上のDBをバックアップするには？ • 考慮すべきこと – バックアップのプロセスには多くのI/Oリソースを要する – 仮想マシン上のバックアップが別の仮想マシンに影響を及ぼす恐れがある • ベストなバックアップ手法は、それぞれの環境によって異なる手法 ① 各ゲストOS上にNBUクライアントをインストール各仮想マシン上に NetBackup クライアントをインストール VM1 VM2 VM3 VM4 手順としては最も単純 VMDK VMDK VMDK VMDK = NetBackup クライアント VMware ESX Server 手法 ① メリット／デメリット • メリット – バックアップ／リストア手順が通常と同じ – ファイル単位でのバックアップ／リストアが可能 – フルバックアップ、差分バックアップが可能 – アプリケーションを意識したバックアップが可能 • デメリット – バックアップのためのI/O処理が別の仮想マシンに影響を与える手法 ② Service Console 上に NBU クライアントをインストールし VMDK ファイルをバックアップ NetBackup クライアントは ESX Service Console 上にインストール VM1 VM2 VM3 VM4 VMDK VMDK VMDK VMDK バックアップクライアントは ESX Service Console をサポートする必要がある VMware ESX Server = NetBackup クライアント手法 ② メリット／デメリット • メリット – ディザスタリカバリ対策が容易 – ファイルをバックアップする手順でシステム全体のバックアップが可能 • デメリット – ファイル単位でのリストアはできない – 毎回 VMDK ファイル全体をバックアップする必要があるため、差分／増分バックアップはできない – バックアップ処理はすべての仮想マシンに影響を与える – VMDK ファイルの整合性を保つため、静的な状態にする必要がある（仮想マシンのシャットダウン/再起動が理想的）手法 ③ VMware Consolidated Backup の活用 • VCB (VMware Consolidated Backup）とは・・・ – ESX 3.x で使用可能 – バックアップの実行前に仮想マシンのイメージのスナップショットを作成し、そのイメージを別のマシンにマウント – 最低限の負荷でオンラインでのバックアップが可能 – Veritas NetBackup 6.5 はVCBをネイティブにサポート VM VM VM Proxy Driver VMware ESX VMDK VMDK Best of VMWorld Gold Award for Data Protection and Security 手法 ③ VMware Consolidated Backup の設定 VMDKファイルは両方のシステムからアクセスできるストレージに保存 VM1 SYNC ドライバー ESX Service Console VMDK VMware バックアッププロキシ NetBackup メディアサーバー (Windows Server 2003) SAN 手法 ③ VMware Consolidated Backup のプロセス NetBackupからSyncドライバに対して以下のように指示ディスクバッファの開放ファイルシステムの静止点を作成 VMDKの書き込みを停止 REDOログを作成 VM1 SYNC ドライバ ESX Service Console REDO VMDK VMware バックアッププロキシ NetBackup メディアサーバー (Windows Server 2003) SAN 手法 ③ VMware Consolidated Backup のプロセスこの時点で： VMDKファイルは静的な状態 VDKファイル内のデータには一貫性がある VM1 SYNC ドライバ ESX Service Console REDO VMDK VMware バックアッププロキシ NetBackup メディアサーバー (Windows Server 2003) SAN 手法 ③ VMware Consolidated Backup のプロセス • VCBでは2通りのバックアップが可能になります。 • 1) ファイルレベル – OSのイメージがバックアッププロキシにマウントされる – バックアッププロキシには何もコピーされない（データ転送はバックアップ時に発生） – OS全体をリストアするには不向き • 2) 仮想マシン全体（VMDKレベル）のバックアップ – すべてのVMDKファイルがバックアッププロキシにコピーされる – OSレベルでのリストアに最適 – 個々のファイルのリストアはできない手法 ③ VMware Consolidated Backup のプロセス 1) ファイルレベル vLUN ドライバが動作： VMDKブロックを読み込み、個々のファイルに変換バックアップ開始 VM1 SYNC ドライバ vLUN ドライバ ESX サービスコンソール REDO VMDK 仮想マシンのディスクはバックアッププロキシにフォルダとしてマウントされる SAN 手法 ③ VMware Consolidated Backup のプロセス 2) 仮想マシン全体 VMDK ファイルはバックアッププロキシにコピーされる • スナップショットはコピープロセスの途中でのみ存在 • vLUN ドライバは使用されない VM1 SYNC ドライバ ESX サービスコンソール REDO VMDK VMDK ファイルがバックアッププロキシにコピーされる SAN 手法 ③ Veritas NetBackup 6.5 でのVCBの活用 • VMware VCBテクノロジとNetBackupのGranular Recovery Technologyを利用 – リストアオプションの充実：単一のバックアップから個々のファイルおよびVMDKの両方のリストアが可能 – NetBackupによりプロセスを自動化： VCBにより仮想マシンを操作し、一貫性を保証 – スクリプト不要：バックアップポリシーの中で設定が可能 – ホスト名のマッピング：仮想マシンのホスト名を正しく認識、仮想マシン上にNetBackupクライアントは不要 – ファイルの操作： NetBackupでVMDKファイルをマッピングおよびカタログ化することにより、個々のファイルとVMDKリストアの両方が可能 – VMware Converterとの連携： OS全体のリストアを容易に手法 ③ Veritas NetBackup 6.5 で可能な VMware Consolidated Backup 1) 個別のファイルのバックアップとリストア – 個別のファイルをバックアップおよびリストア – バックアッププロキシにはコピーされず、イメージがマウントされるのみ 2) 仮想マシン全体のバックアップとリストア – VMDKファイルのみのバックアップおよびリストア – 頻度の低いバックアップに向いている – 個別のファイルに対するインデックスは作成されない 3) 仮想マシン全体からの個別のファイルのリストア – VMDKファイルをバックアップ、個々のファイルまたはVMDKファイルをリストア – 単一のバックアップから個別のファイルと仮想マシン全体の両方のリストアが可能手法 ④ Veritas NetBackup PureDisk を各ゲストOS上にインストール • NetBackup PureDiskは、サーバー仮想化環境のバックアップに最適！ – Windows、Linux および Solaris ゲストOSをサポート – Microsoft Exchange & SQL Server アプリケーションをサポート – ゲストOSとアプリケーションの重複を激減 – 高速なゲストOSのフルバックアップ – データセンター内のNetBackup経由でテープにエクスポート可能 • CPUへの負荷を10倍以上軽減 VM • バックアップデータ量自体を激減 (1/50 – 1/500倍) VM VM VMware ESX PureDisk NetBackup ストレージを利用してテーププールにエクスポート手法 ④ Veritas NetBackup PureDisk によるグローバルな重複排除: 初回バックアップメタベースサーバー + エンジン C:¥Documents and Settings¥AAA¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 05/05/2005 A B C 00101 00011 10101 D E コンテンツ 11001 11100 F G 00010 11111 H FP1 011 101011 A B C 00011 10101 D E コンテンツ 11001 11100 F G 00010 11111 FP1 C:¥Documents and Settings¥BBB¥My Documents¥ PureDisk_2006_Wim.xls 920 KB 06/10/2005 FP1 C:¥Documents and Settings¥CCC¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 06/20/2005 FP1 WAN C:¥Documents and Settings¥BBB¥My Documents¥ PureDisk_2006_Wim.xls 920 KB 06/10/2005 00101 C:¥Documents and Settings¥AAA¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 05/05/2005 FP1 H FP1 011 コンテンツルータ 101011 A B C D E F G H C:¥Documents and Settings¥CCC¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 06/20/2005 A B C 00101 00011 10101 D E F コンテンツ 11001 11100 00010 ソース上で保護されているデータ量: G 11111 H FP1 011 データ量の削減 101011 2,760 KB 1,840 KB 920 KB 0 KB グローバルなデータ重複排除後のデータ保管量: 50% 75% 83% 0% 460 KB 0 KB 手法 ④ Veritas NetBackup PureDiskによるグローバルな重複排除: 2回目以降のバックアップメタベースサーバー + エンジン C:¥Documents and Settings¥AAA¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 05/05/2005 コンテンツ C:¥Documents and Settings¥BBB¥My Documents¥ PureDisk_2006_Wim.xls PureDisk_2006_Wim_v2.xls 920 KB 970 KB 06/10/2005 06/21/2005 A B 00101 00011 O C D F G 更新されたコンテンツ 10101 コンテンツ 11001 01011 00010 11111 C:¥Documents and Settings¥AAA¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 05/05/2005 FP1 C:¥Documents and Settings¥BBB¥My Documents¥ PureDisk_2006_Wim.xls 920 KB 06/10/2005 FP1 C:¥Documents and Settings¥CCC¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 06/20/2005 FP1 C:¥Documents and Settings¥BBB¥My Documents¥ PureDisk_2006_Wim_v2.xls 970 KB 06/21/2005 FP2 WAN P 1101 コンテンツルータ FP1 FP2 011011 A B C D E F G H O C:¥Documents and Settings¥CCC¥My Documents¥ PureDiskBudget_2006.xls 920 KB 06/20/2005 データ量の削減コンテンツソース上で保護されているデータ量: 2,760 KB 4,650 KB 5,570 KB 3,680 KB 920 KB FP2 グローバルなデータ重複排除後のデータ保管量: 83% 87% 89% 0% P 460 KB 460 KB 588 KB 手法 ④ Veritas NetBackup PureDiskによる利点 • 帯域幅の削減 – ネットワーク経由でのバックアップデータ量が最大50分の1に削減 • ストレージ効率の向上 – 典型的な「週次フル／日次増分バックアップ」と比較し、10分の1程度まで削減 • バックアップ処理時の必要なリソースの削減 – クライアント側で重複データを排除するため、バックアップに要するI/Oリソースを大幅に削減 • 容易な管理 – CIFSインターフェースまたはWebブラウザ経由でのリストア – Webブラウザでの管理画面 • セキュリティの確保 – パスワードによる保護（Active Directoryなどとの連携も可能） – データの転送時およびストレージ上での保管時の暗号化手法 ④ Veritas NetBackup PureDisk 日次でのデータ削減効果業種データの種類重複排除率削減係数元データ (GB) 転送量 (GB) 官公庁リモートのファイルサーバーで、 Office文書がWindows 2003 サーバーに存在 99.79% 476:1 714.04 1.50 製造業リモートのファイルサーバーで、 Office文書がWindows と Unixファイルシステムに存在 99.21% 130:1 2683.54 20.72 金融業 Office文書、MS Exchange、レジストリのバックアップ（20%）が混在 97.89% 47:1 1073.21 22.76 石油/ガスリモートのファイルサーバーで、 Office文書がWindows 2003 サーバーに存在 99.84% 744:1 848.33 1.14 官公庁リモートオフィスとセントラルオフィス 99.74% 386:1 4332.26 11.23 重複排除率：日次のバックアップデータのうち、PureDiskが重複データだと判断する割合(%) 削減係数：PureDiskと従来のバックアップ手法で転送されるデータ量の削減割合（元データ量/伝送量）仮想マシンの保護に対するアプローチ仮想マシン上のバックアップ（通常のNetBackupクライアントまたはPureDiskクライアント）仮想マシン上のクライアントおよびアプリケーションエージェントバックアップサーバーおよびストレージ C A C C ESX Server P P シンプル O 通常のクライアントの場合の負荷 DBエージェントを活用 P PDクライアントでは負荷が軽い VCBによるオフホストバックアップ（データ、またはデータおよびVMDK）バックアップサーバーおよびストレージ A ESX Server 共有ストレージ A アプリケーションエージェント C クライアント P P P P – ESX サーバーへの負荷を軽減自動ディスカバリ個々のファイルとVMDKファイルの両方圧縮、重複排除ゲスト上よりも重複排除率が低い仮想マシンの保護に対する要件ミッション Mission Critical, クリティカルな Departmental VMs 仮想マシンファイル、プリント、 File and Print, リモート、コモディ Remote, and ティ仮想マシン Commodity VMs I/Oボトルネックの回避 P P 個別のファイルのリカバリ P P VM イメージリカバリ P O アプリケーションの整合性 P – 最低限の手順変更 P P 自動 VM ディスカバリ – – ハードウェアに依存しない – – 重複排除／圧縮 – P NetBackupソリューションとのマッピングミッションクリティカルな仮想マシン Enterprise Client および VCB/PDDO ファイル、プリント、コモディティ、リモート仮想マシン PureDisk Client I/Oボトルネックの回避 P P P P 個別のファイルのリカバリ P P P P VM イメージリカバリ P P O O アプリケーションの整合性 P – – – 最低限の手順変更 P – P P 自動 VM ディスカバリ – P – O ハードウェアに依存しない – P – P 重複排除／圧縮 – P P P 最適な VMware 環境の保護手法 • ゲストOS 上のバックアップクライアント ○ I/O 負荷の高いアプリケーションの保護に最適 × ハードウェアのリソースを多く消費する • ESX Service Console 上のバックアップクライアント ○ 仮想マシンのディザスタリカバリに最適 × ファイル単位でのリカバリは不可 • VMware Consolidated Backup の活用 ○ 容易なディザスタリカバリとファイル単位のリカバリを実現 × VCBのためのインフラ追加が必要 • ゲストOS 上に NetBackup PureDiskをインストール ○ 簡単な操作でリソースの節約とバックアップウィンドウの短縮が可能に × PureDisk クライアントが必要仮想化テクノロジによるサーバー統合を実施する際には、バックアップについても設計に組み込むことが大切 NetBackup で実現するバックアップミッションクリティカル部門のアプリケーションファイルプリントコモディティサーバーリモートオフィスリモートオフィス標準的なクライアントバックアップクライアントサイドの重複排除バックアップ基幹 VMware クラスタクライアントサイドの重複排除およびレプリケーション VCB バックアップバックアッププロキシメディアサーバーバックアップイメージのレプリケーション PureDisk バックアップインフラ VMware GRT データセンターボールト DRサイトありがとうございました。 Symantec and Symantec Vision are registered trademarks of Symantec in the U.S. and in other countries. The other company names or products mentioned are or may be trademarks of their respective owners. このセッションに関連する詳細な情報は、こちらから・・・ • VMware対応ソリューション – www.symantec.com/jp/vmware • 仮想化がもたらしたバックアップのパラダイムシフト – www.symantec.com/ja/jp/business/library/article.jsp?aid=20080401_next_gen eration_data_protection • Veritas NetBackup、2007年VMWorldにおいて最優秀賞受賞 – www.symantec.com/ja/jp/about/news/release/article.jsp?prid=20071009_01 • サーバーの仮想化：管理上の課題への対応 – www.symantec.com/content/ja/jp/enterprise/white_papers/dcm_wp_server_vir t.pdf • Veritas NetBackup 6.5～ストレージライフサイクルポリシーを使用したバックアップの設計と実装～ – www4.symantec.com/offer?a_id=64247 • データ重複排除を可能にするVeritas NetBackup PureDisk – www.symantec.com/jp/chofukuhaijo