Publicado por: Hernán Paggi 27.6.13




Características

vSphere Data Protection (VDP) es una solución de backup y recovery basada en disco que se integra en versiones de vSphere. VDP está completamente integrada con VMware vCenter Server y permite un manejo eficiente y centralizado de las tareas de backup mientras que permite almacenar y deduplicar los mismos siempre y cuando el destino sea a disco.

VDP tiene dos niveles o versiones:

·         vSphere Data Protection (VDP)
·         vSphere Data Protection Advanced (VDP Advanced)



En la siguiente tabla se pueden ver las características disponibles en cada una de ellas

Características
VDP
VDP Advanced
Máquinas virtuales soportadas por VDP Appliance
Hasta 100
Hasta 400
Tamaño máximo del datastore
2 TB
8 TB
Habilidad de expandir el datastore actual
No
Si
Soporte para backups a nivel de imagen
Si
Si
Soporte para backups a nivel de guest para servidores SQL Server
No
Si
Soporte para backups a nivel de guest para servidores Microsoft Exchange
No
Si
Soporte para recovery a nivel de archivo
Si
Si

Beneficios

Entre los diversos beneficios que podemos encontrar en vSphere Data Protection (VDP) tenemos los siguientes:

·         Provee una protección de datos rápida y eficiente para todas las máquinas virtuales de nuestra infraestructura, incluso de aquellas que estén encendidas o migradas entre otros hosts ESXi.

·         Reduce de forma significativa el espacio en disco necesario para los backups utilizando la tecnología patentada de deduplicación de longitud variable para todos los backups.

·         Reduce el costo de realizar los backups y minimiza el tiempo de realización de los mismos utilizando el mecanismo Change Block

·         Permite la realización de los backups sin la necesidad de herramientas de terceros y sin la instalación de agentes adicionales en las máquinas virtuales.

·         Usa una instalación intuitiva y totalmente integrada dentro de vSphere que puede gestionarse de un portal web, como vSphere Web Client.

·         Protege los backups con mecanismos de checkpoints y rollbacks.

·         Provee recuperación a nivel de archivos en sistemas operativos Windows y Linux desde la misma interfaz web.

Introducción a vSphere Data Protection


La interfaz provista por VMware vSphere Web Client puede utilizarse para seleccionar la programación, configurar y manejar los backups y recuperaciones de máquinas virtuales.
En el momento de realizar los backups, vSphere Data Protection (VDP) crea un snapshot inactivo de la máquina virtual. La deduplicación se ejecuta de forma automática con cada operación de backup.

Repasemos algunas definiciones de la tecnología de VMware para poder dejar bien claros los concentos a los cuales nos vamos a referir en VDP.

·         Un datastore es una representación virtual de una combinación de dispositivos físicos de almacenamiento de la capa de almacenamiento del datacenter. Son el lugar con se almacenan las máquinas virtuales, y pueden ser  discos standalone, sistemas RAID o una SAN.

·         Changed Block Tracking (CBT) es una característica de un VMkernel que mantiene un registro de los bloques de almacenamiento y sus cambios a los largo del tiempo. El VMkernel sigue los cambios en los bloques de las máquinas virtuales y mejora el proceso de los backup, específicamente diseñado para sacar ventaja de las VMware vStorage APIs.

·         File Level Recovery (FLR) permite a los administradores de las máquinas virtuales protegidas listar  y montar backups  para la máquina local. Desde esos backups montados se pueden restaurar archivos individuales. FLR se utiliza con vSphere Data Protection Restore Client.

·         VMware vStorage APIs for Data Protection (VADP) permite realizar backups por software desde una VM centralizada evitando el overhead de correr tareas de backup desde dentro de cada VM.

·         Virtual Machine Disk (VMDK) es un archivo o conjunto de archivos que se muestra como un disco físico al sistema operativo que corre sobre la VM. Esos archivos pueden estar en el host o en un destino remoto.

·         El Appliance VDP está diseñado para la protección de los datos administrador por vSphere.

Backup y restore a nivel de imagen

VDP crea backups a nivel de imagen los cuales están integrados con vStorage API for Data Protection, una característica propio de vSphere para eliminar la carga de los procesos de backups de la máquina virtual hacia el Appliance VDP. Dicho appliance se comunica con vCenter Server y hace un snapshot de los archivos .vmdk de la VM. Luego se produce la deduplicación dentro del Appliance utilizando la ya mencionada tecnología de deduplicación de longitud variable. Para ofrecer soporte al crecimiento de un entorno virtualizado con VMware, cada Appliance VDP puede realizar backups de hasta 8 máquinas virtuales.

Para incrementar la eficiencia de los backups a nivel de imagen, VDP utiliza la característica VADP CBT. CBT le permite VDP realizar backups solamente de los bloques de disco que cambiaron desde el última backup. De esta forma se reduce de manera exponencial el tiempo de realización de los mismos sobre una VM, permitiendo tener protegidas VM’s de gran tamaño con tiempos y espacio de almacenamiento eficientes.

Para aprovechar las ventajas de CBT durante los procesos de restauración, VDP realiza el restore de las VM a su lugar original en un período de tiempo muy corto. Durante este proceso, VDP consulta las API’s de VADP para determinar que bloques cambiaron desde el último backup y recupera solamente esos bloques. De esta forma se reduce la transferencia de datos dentro de vSphere de forma mucho más rápida y eficiente.

También VDP evalúa automáticamente la carga entre ambos métodos de restauración (imagen completa o CBT) y ejecuta el método que determina más adecuado de acuerdo a su velocidad de ejecución para completar la tarea de restauración. Esto es realmente útil en escenarios donde el tiempo de que pasa desde el ultimo backup es muy grande, y gracias a la tecnología CBT y el análisis que realiza es mucho más rápido y eficiente que el método de recuperación por imagen completa. VDP elige el método y utiliza el que mejor resuelva el caso.



Ventajas de los backups a nivel de imagen:

·         Se realiza un backup completo de la VM, sin importar el sistema operativo que alberga

·         Utiliza el método de transporte SCSI hotadd, que es muy eficiente (siempre y cuando esté licenciado y disponible) evitando la copia completa de la imagen VMDK a través de la red.

·         Provee recuperación a nivel de archivos

·         Deduplica dentro y entre archivos .vmdk protegidos por VDP Appliance

·         Utiliza CBT para acelerar los procesos de backup y restore

·         Elimina la necesidad de agentes instalados de forma individual en las VM

·         Soporta backup y recovery simultáneos para una performance superior.

Backup y restore a nivel de Guest

VDP Advanced suporta backups a nivel del guest para servidores Microsoft SQL y Exchange. Aquí si se utilizan agentes (VMware VDP Client para SQL Server o VMware VDP Client para Exchange Server) instalados en los servidores de la misma forma que se hace con los servidores físicos y otros sistemas de backup.

Las ventajas de los backups a nivel del guest en VMware son:

·         Provee un nivel deduplicación mucho más alto que los backups a nivel de imagen

·         Provee soporte adicional para servidores SQL o Exchange dentro de las VM

·         Soporta backup y restore de bases de datos completas de servidores SQL o Exchange

Recovery a nivel de archivos

Como ya describí anteriormente, File Level Recovery (FLR) permite a los administradores de las máquinas virtuales protegidas listar  y montar backups  para la máquina local. Desde esos backups montados se pueden restaurar archivos individuales. FLR se utiliza con vSphere Data Protection Restore Client.

Beneficios de la deduplicación de almacenamiento

Los datos empresariales son altamente redundantes. Se comparten datos y archivos idénticos entre los sistemas instalados  (archivos del sistema operativo, documentos, etc.). Los archivos editados tienen una gran redundancia con las versiones anteriores y los sistemas de backup tradicionales almacenan esta redundancia todo el tiempo. VDP usa la tecnología de deduplicación patentada para eliminar esa redundancia tanto a nivel de archive como el nivel de segmento de datos de los subarchivos.

Segmentos de datos variables vs fijos

Un factor clave para eliminar los datos redundantes a nivel de un segmento (o subarchivo) es el método que se usa para determinar la longitud de dicho segmento. Un bloque fijo o de segmentos fijos se emplea habitualmente por las tecnologías de snapshots y deduplicación. Desafortunadamente, incluso un cambio mínimo a un conjunto de datos, como la inserción de datos al inicio de un archivo, cambia todos los segmentos fijos. VDP utiliza un método de longitud variable para determinar la longitud de dicho segmento y asignar los límites, incrementando de esta forma la eficiencia.

Determinación de la segmentación lógica

VDP usa un método patentado para determinar e tamaño de los segmentos para optimizar la eficiencia entre los diferentes sistemas. El algoritmo analiza la estructura binaria del conjunto de datos con el fin de determinar los límites del segmento dependientes del contexto. Los segmentos de longitud variable tienen una longitud promedio de 24 KB y se comprimen para dejarlos en unos 12 KB promedio. Al analizar la estructura binaria dentro de los archivos VMDK, VDP funciona con todos los tipos de archive y tamaños para deduplicar de forma inteligente los datos.

Arquitectura de vSphere Data Protection

 
 
vSphere Data Protection (VDP) usa vSphere Web Client y VDP Appliance para almacenar los backups, como vimos al principio, y está formado por un conjunto de componentes para almacenar los backups de forma deduplicada. Los componentes son los siguientes:

·         vCenter Server 5.1
·         VDP Appliance (instalada en ESX/ESXi 4.1 o 5.x)
·         vSphere Web Client

Esta es una breve introducción a los métodos utilizados por vSphere Data Protection para realizar las tareas de backup y recovery de nuestras máquinas virtuales. Y es muy importante que se tenga en cuenta que los sistemas de backup tradicionales para el almacenamiento de los datos no se aplican a la infraestructura virtual en la forma que muchos administradores creen. Es decir, una cosa es realizar un backup de los documentos de una oficina o departamento de la empresa y otra muy diferente es realizar los backups de las máquinas virtuales, por más que se trate de piezas de software o archivos. vSphere Data Protection es una excelente herramienta incluida en vSphere para crear copias de seguridad de nuestro “hardware” virtual.

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