很長時間以來,虛擬化對于數據中心(內部和云端)是最好的方式。虛擬化的前景非常遠大,現在,這些前景所帶來的許多承諾已經觸手可得。但是,只有當為虛擬化的獨特要求而進行優化的備份方案出現在市場上時,更為廣泛的虛擬化部署才會出現。
服務器虛擬化已經跨過了那個眾所周知的門檻。不久之前,在部署新的服務器時,我們還必須去論證為什么要使用虛擬方式而不是物理方式?,F在,相反的情況已成為一個事實。對于許多機構的 IT 經理,“虛擬優先”的策略已成為一項法令,部署新的服務器時必須使用虛擬方式,除非特別要求使用物理服務器。
在IT168此前的《2013-2014年中國IT技術應用趨勢調研報告——全閃存陣列篇》中,我們也針對虛擬機的備份與恢復以及在存儲上部署服務器虛擬化進行了調查。
調查結果表明,對于大多數企業來說,他們目前在IT方面主要面臨的問題是虛擬計算機的備份和恢復(61.58%)。雖然虛擬化有著這樣那樣的優點,但它同時也帶來了許多新的存儲和數據管理問題。其中一個主要的問題是備份。物理服務器領域的備份技術也可用于虛擬機環境,但效果并不是很好。對于虛擬化,服務器的使用方式更近于容量,但是這種服務器不再具有大量的閑置資源可供備份使用,這也導致備份工作及其備份的應用程序更加消耗服務器和存儲硬件資源。
虛擬機的廣泛使用,需要高效的部署技術來提升虛擬機的部署效率,包括時間效率和空間效率。相比傳統的物理服務器,虛擬化環境下的業務部署密度更高,需要存儲具備更高的多業務承載能力;同時,高密度的虛擬機部署,共享存儲呈現更多的隨機IO特征,對傳統的存儲緩存提出新的挑戰。
本次調研也反映出了同樣的問題,高達65.26%的調查者表示其企業面臨高虛擬機密度下的存儲IO性能問題。目前的存儲難以支撐虛擬機密度提升過程中對存儲IO性能的要求,從某種維度來說,傳統存儲是造成虛擬化成熟度低的最主要原因。
原因何在?虛擬機備份代表著四個新的技術因素:
1. 由于服務器的使用在增加,所用的相應資源在減少。備份應用是資源消耗大戶,它們會消耗大量服務器的輸入/輸出、CPU 和內存資源。通常,我們希望這些備份應用能夠在備份范圍內相對較快地完成工作。在物理服務器階段,這些應用可能占用了 10% 的服務器資源,這不會成為一個問題。備份可以利用那些閑置的資源,不會對正在進行備份的應用程序造成嚴重的影響。
對于虛擬化,服務器的使用方式更近于容量。事實上,這是虛擬化的基本目標。虛擬化是很好的方式,但是這種服務器不再具有大量的閑置資源可供備份使用。現在,備份工作及其備份的應用程序更加消耗服務器和存儲硬件資源。
這還不是最糟糕的。在現在的服務器運行的應用程序不止一個而是多個,甚至是很多個,所以備份一個虛擬服務器所帶來的負面影響不再限于某個虛擬機,而是對所有共享同一硬件的虛擬機都會造成影響。
2. 現有的備份客戶端運行在 guest 虛擬機內部,并且除非采取特定的預防措施,這些事先預定的備份將是重疊運行的。由于服務器資源已經很少的問題,服務器管理員必須格外謹慎。如果在服務器運行一個備份已經很糟糕,運行多個備份對于應用程序響應會是一場災難。所以,相對于物理機器,虛擬機備份計劃必須更為仔細地進行制定。
額外的備份負載這一問題被所涉及的多個 guest 虛擬機放大,另外,虛擬機負載的動態本質也使復雜性進一步加劇,虛擬機的實時遷移(有時并非由服務器管理員啟動)也會把手工備份計劃搞得一團糟。
3. 針對這些問題的解決方案是在超級管理員等級上運行協作備份,最好是主機外(off-host)的方式。資源爭奪發生在虛擬化層,運行在這一層的協作備份可最小化應用占用資源的問題。在超級管理員等級上的備份操作,如果進行準確地部署,可以成為最有效地利用資源。
最理想的情況是在獨立而又潛在專用的硬件上運行備份,這樣備份服務器的操作就不會對活動的應用程序造成影響。
4. 現有的架構,比如微軟的 VSS,是為運行“熱備份”(hot backup)而設計。這樣的架構不具備足夠的伸縮性,能夠從 guest 虛擬機內部影射虛擬盤,正如在超級管理員曾所見的那樣。在采用服務器虛擬化技術多年以前,微軟的卷影射服務(Volume Shadow Service)已經出現,并被廣泛使用。但是 VSS 是在卷上運行而不是在虛擬機上。在過去,硬盤卷和應用程序之間是靜態的 1:1 關系,這種情況下不會出現問題。但是,在虛擬服務器上,最好的方式是在單一卷上為多個虛擬機設置虛擬硬盤(在 VMware 上,是 VMDK;在 Hyper-V,是 VHD)。
激活的VSS 為整個卷創建一個影像副本,即使需要的只是備份單一虛擬機。在超級管理員等級運行當前的 VSS 架構并非最理想的情況,但是最接近。這一“解決方案”在 guest 虛擬機等級上運行備份,但這會導致上述的問題 1 和問題 2。
一直以來,虛擬化對于數據中心(內部和云端)是最好的方式。虛擬化的前景非常遠大?,F在,這些前景所帶來的許多承諾已經觸手可得。但是,只有當為虛擬化的獨特要求而進行優化的備份方案出現在市場上時,更為廣泛的虛擬化部署才會出現。