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Respaldo de VMware: la guía completa

Realizar un respaldo de VMware es el proceso de copiar datos en una máquina virtual dentro de un entorno VMware para evitar la pérdida de datos. Los respaldos de VMware y, por extensión, las de servidores virtuales, son un desafío común para los administradores de almacenamiento y respaldo. Realizar un respaldo del servidor virtual implica la copia de datos almacenados en un servidor virtual para evitar la pérdida de datos.

El software de respaldo convencional es un enfoque directo para lograr respaldo de VMware, pero puede resultar en la contención de recursos. Los recursos adicionales que necesitará para ejecutar un respaldo podrían comprometer el rendimiento de las máquinas virtuales en el servidor que se está respaldando.

Los productos de respaldo específicos de VMware que pueden capturar instantáneas puntuales del estado de toda su máquina virtual se pueden utilizar para abordar cualquier problema de contención de recursos que surja. Esto permitiría una restauración rápida y completa de las máquinas virtuales. Sin embargo, normalmente necesitará restaurar la instantánea completa incluso cuando un archivo está dañado o ausente. Las nuevas herramientas específicas de VMware pueden abordar la restauración a nivel de los archivos.

Cómo hacer un respaldo de las máquinas virtuales de VMware

Para realizar un respaldo de su máquina de virtualización (incluidos el sistema operativo, los archivos de aplicación, los datos de usuario y la configuración), necesita una copia de la carpeta original donde se almacena la máquina virtual. Siga los pasos a continuación:

  1. Apague su máquina de virtualización. Si deja la máquina virtual funcionando mientras la copia, puede que una copia no logre arrancar.
  2. Ubique la carpeta de destino que desea copiar.
  3. Haga clic derecho en la carpeta y, luego, haga clic en Copiar o presione Ctrl+c.
  4. Seleccione su ubicación de destino preferida.
  5. Presione Ctrl+v, o bien haga clic con el botón derecho en la carpeta y haga clic en Pegar. Verá una barra de progreso que indica que el proceso está en marcha.
  6. Una vez finalizado el proceso, encienda la máquina virtual copiada. La estación de trabajo le solicita que especifique si copió o movió la máquina virtual.

Si indica que movió la máquina virtual localmente en el disco duro, se conservarán todas las configuraciones. Por otro lado, la opción "Copiado" garantizará la generación de una nueva dirección MAC y UUID para que no surjan conflictos en la red.

Tres métodos de respaldo y restauración de datos de VMware

El respaldo de VMware ha dado lugar a mejoras fundamentales en el mundo de la protección de datos, como los beneficios de la encapsulación y la abstracción. No obstante, siguen existiendo desafíos, como el modo de garantizar la coherencia de los datos y la forma de abordar el problema del consumo excesivo de los recursos físicos de esta tecnología.

Es tentador pensar que hacer un respaldo de su servidor es tan fácil como hacer un respaldo de los archivos de formato de disco de máquina virtual (VMDK, Virtual Machine Disk Format) subyacentes, ya que VMware encapsula los servidores físicos apenas en unos pocos de estos grandes archivos de imagen de disco duro.

Es más, hacer un respaldo de una máquina virtual mientras está en ejecución, no garantiza que toda la actividad en curso se vaya a contabilizar por completo. Esto implica correr el riesgo de inconsistencia de los datos y, por lo tanto, de información imprecisa al final, lo que hace que la restauración no sea exitosa.

El desafío del consumo excesivo de recursos es un efecto secundario de la virtualización. De hecho, una de las razones clave por las que debería virtualizar sus sistemas con VMware es garantizar que se esté concentrando en el consumo de recursos de unos pocos servidores físicos, ya que esto reduce la cantidad de ciclos inactivos que sufren la mayoría de las infraestructuras de servidores de TI. Desafortunadamente, también debe lidiar con la incapacidad de tener recursos suficientes para que los respaldos de sus datos se ejecuten sin obstáculos.

Asimismo, debe saber que sus respaldos se encuentran en sus puntos más vulnerables dentro de VMware debido a su limitada capacidad para manejar una red o E/S de disco excesivas. Su decisión de virtualizar un servidor físico a menudo obstaculiza la intensidad de la red o la E/S del disco presente.

A pesar de estos problemas, existen métodos adecuados para abordarlos y proporcionarle beneficios que, en algunos casos, podrían ser superiores a un respaldo y restauración físicas estándar. De todos modos, no existe un método óptimo probado para realizar respaldos o recuperar datos de VMware. Para muchos administradores, el fin justifica los medios, y lo que funciona para uno no necesariamente funciona para otro.

Método 1: Agente de respaldo local instalado en cada máquina virtual

En este enfoque tradicional, un agente de software de respaldo se instala en la máquina virtual del mismo modo que en un servidor físico. Aquí, los datos fluyen a la infraestructura de respaldo/recuperación, a través de la LAN, de manera similar a lo que sucede si el agente está instalado en un servidor físico.

Las ventajas de este método son las siguientes:

  • No se requieren cambios de procedimiento ni habilidades especiales, ya que la instalación y la configuración del agente de respaldo son similares al proceso que se seguiría si se utilizara un servidor físico.
  • El proceso de restauración tampoco difiere en comparación con una recuperación a nivel de los archivos de un servidor físico.
  • Es posible realizar la recuperación a nivel de los archivos.
  • También es posible realizar respaldos completos e incrementales.
  • Este método permite preservar la coherencia de los datos de la aplicación si utiliza agentes de respaldo especializados compatibles con la aplicación, como Exchange o SQL.

Las desventajas incluyen lo siguiente:

  • Es fácil sobrecargar los recursos del host, ya que todas los respaldos se ejecutan en un único servidor.
  • El agente de respaldo no reconoce que sus servidores están encapsulados en grandes archivos VMDK; por lo tanto, desde el punto de vista de la recuperación después de un desastre, el valor es mínimo.

Método 2: Agente de respaldo instalado en la consola de servicio de ESX

En este método, se instala el agente de software de respaldo dentro de la consola de servicio de ESX designada y se realiza un respaldo del conjunto subyacente de archivos VMDK de cada máquina virtual.

Las ventajas son las siguientes:

  • Solo necesita un único agente de respaldo, en lugar de un agente por máquina virtual.
  • Puede hacer un respaldo de todas sus máquinas virtuales simplemente haciendo un respaldo de los archivos VMDK.
  • Es posible realizar una rápida recuperación a nivel de las imágenes.

Las desventajas son las siguientes:

  • Necesita scripts para automatizar el apagado, el inicio y la creación de instantáneas de las máquinas virtuales a fin de garantizar que se mantenga la coherencia de la aplicación.
  • No es posible recuperar a nivel de los archivos ni realizar respaldos incrementales.
  • VMware planea eliminar la consola de servicio del servidor ESX eventualmente.

Método 3: VMware Consolidated Backup

VMware Consolidated Backup (VCB) se refiere a un marco de respaldo que descarga respaldos de máquinas virtuales fuera del servidor ESX. La configuración elimina el tráfico de respaldo de una red y libera los recursos del servidor ESX para mejorar el rendimiento de las máquinas virtuales. Entre las funciones de VCB, se incluyen:

  • Respaldos completas e incrementales a nivel de los archivos, además de respaldos de imágenes completas.
  • Compatibilidad con Fibre Channel, almacenamiento conectado a la red e infraestructuras de almacenamiento local o iSCSI.
  • Permite la administración de respaldos desde un punto central.

Sin embargo, VCB no es el típico agente de respaldo, ya que es esencialmente una herramienta de línea de comandos que consta de varios programas ejecutables en Windows. Cuando agrega scripts, estos programas también pueden proporcionar un marco para que lo utilicen otros productos de terceros.

VCB presenta algunas limitaciones, incluida la necesidad de un servidor proxy de Windows dedicado y programas de respaldo de terceros. Debido al lanzamiento de vSphere 4, los proveedores de respaldo recurren a las interfaces para programación de aplicaciones (API, Application Programming Interfaces) de vStorage que reemplazaron a VCB.

Ventajas de VCB-Proxy

  • Puede utilizar un solo agente de respaldo para todas sus máquinas virtuales.
  • Puede hacer un respaldo de todas sus máquinas virtuales simplemente haciendo un respaldo de los archivos VMDK.
  • La recuperación rápida de imágenes es posible ya que el proceso implica la transmisión de un archivo de imagen grande en lugar de buscar muchos archivos pequeños.
  • El uso del servidor VCB-Proxy para su proceso de respaldo reduce la sobrecarga del servidor ESX.
  • En teoría, este enfoque habilitado para LAN sin LAN debería proporcionar un respaldo más rápida en comparación con un método basado en LAN.

Las desventajas son las siguientes:

  • La automatización y la facilidad de uso de VCB-Proxy se basan en la capacidad de su software de respaldo de terceros.
  • Este método es complejo de implementar, sobre todo si carece de una opción de integración de software de respaldo para simplificar el proceso.
  • Deberá instalar un agente de software de respaldo en su máquina virtual si desea una recuperación directa a nivel de los archivos.
  • Cuando se usa Windows sin integración VSS, el respaldo a nivel de las imágenes de VCB es coherente frente a bloqueos.
  • VCB no proporciona un mecanismo para admitir respaldos del estado del sistema Windows. Aunque puede realizar correctamente una recuperación completa del servidor, no se garantiza si el sistema estaba en flujo durante el proceso de creación de instantáneas de la máquina virtual.

¿Qué es VMware vSphere?

Es una plataforma de virtualización de servidores que se lanzó en 2009 como sucesora de la solución de infraestructura insignia de VMware. Es una plataforma completa para la implementación y administración de la infraestructura de máquinas virtuales a gran escala.

También se conoce popularmente como plataforma de centro de datos virtualizado o sistema operativo en la nube. Tiene la capacidad de permitir que su departamento de TI coloque eficientemente las cargas de trabajo de las aplicaciones en un recurso informático rentable.

El funcionamiento y la arquitectura de un entorno virtual se diferencian de los de un entorno de respaldo tradicional en que exigen técnicas específicas. Cuando se trata de realizar respaldos de máquinas virtuales en esta plataforma, debe aprovechar las fortalezas de la virtualización si desea maximizar su capacidad de respaldo y eficiencia de restauración. Además, cuando opta por un entorno virtual, no puede confiar en los mismos principios que utilizaba en su entorno físico tradicional.

A continuación, se muestran ocho prácticas de respaldo adecuadas:

1. No realice respaldos de sus máquinas virtuales en la capa de sistema operativo invitado

Con los servidores tradicionales, normalmente instala un agente de respaldo en su sistema operativo (SO) invitado al que su servidor de respaldo contacta cada vez que necesita respaldar los datos. Sin embargo, este método es ineficiente en un entorno virtual, ya que causa un consumo innecesario de recursos de máquina virtual, y esto afecta su rendimiento, así como el de otras máquinas que se ejecutan en el host.

En su lugar, debería realizar respaldos de sus datos en la capa de virtualización. Aquí, utilizará respaldos en el nivel de las imágenes para que el archivo .vmdk evite involucrar al sistema operativo invitado. Para lograr esto, debe utilizar una aplicación de respaldo diseñada para que funcione en el entorno de virtualización y que pueda respaldar el disco virtual de la máquina directamente, sin la necesidad de involucrar al sistema operativo host o invitado. De este modo, puede eliminar cualquier consumo de recursos innecesario y, al mismo tiempo, garantizar que sus máquinas virtuales obtengan los recursos necesarios para sus cargas de trabajo.

2. Aproveche las API de vStorage

Las API de vStorage se introdujeron junto con vSphere para reemplazar el marco de VMware Consolidated Backup que se lanzó con la infraestructura de VMware 3 para ayudar a descargar el procesamiento de respaldo del host. No solo permiten un acceso más fácil al archivo de disco de una máquina virtual, sino que también contienen funciones únicas que pueden mejorar significativamente las velocidades de respaldo, por ejemplo, la función de seguimiento de bloques modificados.

El seguimiento de bloques modificados (CBT, Changed Block Tracking) es una función que rastrea los bloques modificados desde el último respaldo; por eso, una aplicación de respaldo solo necesita consultar el VMkernel para obtener información. Además, esta operación significa que ya no es necesario que la aplicación de respaldo rastree los datos modificados; esto permite un respaldo incremental más rápido. Debe usar aplicaciones que aprovechen las API de vStorage debido a su eficiencia.

3. Nunca escatime en los recursos de respaldo de la máquina virtual

Si desea tener la ventana de respaldo más corta posible, asegúrese de obtener el hardware y el software adecuados para su servidor de respaldo a fin de evitar cuellos de botella en la operación. Debe tener un ancho de banda de red adecuado, así como suficiente memoria y recursos de CPU.

Su servidor de respaldo hace mucho más que mover datos desde el dispositivo de almacenamiento de origen hacia el de destino. También elimina los datos duplicados y comprime para reducir el tamaño de sus conjuntos de respaldos. Todos los procesos requieren mucha memoria y CPU para mantenerse al día con el flujo de datos.

Siga siempre las recomendaciones de hardware de su proveedor respecto del servidor. No escatime en sus servidores, ya que los respaldos pueden ralentizarse significativamente si el servidor no dispone de suficientes recursos. Pruebe las diversas herramientas de terceros disponibles para ayudar con los respaldos antes de seleccionar la más adecuada para usted.

4. Programe y pruebe sus respaldos con cuidado

Los respaldos del entorno virtual pueden agotar sus recursos debido a la arquitectura de virtualización compartida. Por lo tanto, debe planificar su programación de respaldos para evitar agotar un solo recurso. Por ejemplo, nunca haga un respaldo de muchas máquinas virtuales en un host o LUN al mismo tiempo. En cambio, intente equilibrar su programación para evitar el uso excesivo de cualquier recurso.

Si bien la programación evita un rendimiento lento y degradado, las pruebas permiten conocer si la recuperación de el respaldo está lista. Las pruebas también son importantes para solucionar problemas, analizar sus herramientas y decidir si debe cambiar de producto o no.

5. Aprenda cómo funcionan la puesta en pausa y el VSS

Si los respaldos de máquinas virtuales incluyen aplicaciones transaccionales, como bases de datos y servidores de correo electrónico, debe ponerlas en pausa a fin de asegurarse de que estén en un estado adecuado para la ejecución. Este tipo de respaldo es coherente con la aplicación.

Antes de que comience el respaldo, las aplicaciones se pausan para garantizar que las escrituras y transacciones pendientes se escriban en el disco. Este paso garantiza que el servidor esté en condiciones y que no se pierdan datos si es necesario recuperar las máquinas virtuales. La puesta en pausa solo funciona con aquellas aplicaciones que admiten el pausado y la escritura de datos pendientes cada vez que es necesario.

VMware Tools tiene un controlador que puede funcionar con el Servicio de instantáneas de volumen (VSS, Volume Shadow Copy Service) de Microsoft para poner las aplicaciones en pausa antes de realizar un respaldo. La necesidad hizo que otros proveedores lanzaran un controlador similar para servir a diferentes sistemas operativos. Por lo tanto, asegúrese siempre de utilizar un controlador compatible y de que el servicio VSS esté habilitado y configurado para realizar respaldos coherentes con la aplicación.

6. Las instantáneas no son respaldos

Las instantáneas de máquinas virtuales, si bien son útiles, nunca deben usarse como el medio principal de respaldo. Las instantáneas son adecuadas para realizar respaldos de máquinas virtuales a corto plazo, pero tenga en cuenta que tendrá penalizaciones cada vez que las utilice.

Una vez que se crea una instantánea, todas las escrituras de disco de la máquina virtual se desvían a otro nuevo archivo de disco delta, y convierte al disco original en uno de solo lectura. A medida que los datos se escriben en el archivo de disco delta, crecen en incrementos de 16 MB; a su vez, cada incremento provoca un bloqueo en el LUN donde reside, lo que puede degradar el rendimiento. Cuantas más instantáneas ejecute, más impactará en el rendimiento.

Además, las instantáneas ocupan espacio adicional en el disco, ya que cada una puede crecer hasta alcanzar el tamaño del disco original. Si se queda sin espacio en sus almacenes de datos, corre el riesgo de que todas las máquinas virtuales se apaguen. Además, fusionar los datos de instantáneas en el disco original después de eliminarlo es una operación pesada de E/S.

Las instantáneas crean nuevos discos virtuales y se vinculan con el disco original; por lo tanto, puede que falten algunas funciones. Esto puede generar un nuevo problema de asignación entre las instantáneas y el disco original. Debe utilizar las instantáneas con moderación y eliminarlas cuando ya no las necesite.

7. Tenga en cuenta las alternativas a el respaldo con tolerancia de errores

La mayoría de los productos de respaldo de virtualización con respaldo en el nivel de las imágenes utilizan instantáneas de máquinas virtuales para detener las escrituras en el disco cuando se ejecutan los respaldos. La función de tolerancia de errores (FT, Fault Tolerance) utiliza dos máquinas virtuales (una primaria y otra secundaria) que, aunque están ubicadas en hosts separados, comparten el mismo archivo de disco virtual.

Actualmente, la función FT no admite instantáneas. Esto hace dificulta el proceso de respaldo de máquinas virtuales habilitadas para FT, por lo que deberá buscar métodos alternativos de respaldo.

Un método posible implica deshabilitar temporalmente la función FT durante el proceso de respaldo para permitir que se creen instantáneas. La desactivación de esta función le permite conservar la segunda máquina virtual. Puede automatizar este proceso mediante PowerShell, así como scripts previos y posteriores a el respaldo.

Otro método posible implica la clonación de la máquina virtual mediante vCenter Converter o vCenter Server para crear otra copia. Una vez que respalde la nueva copia, puede eliminar el clon.

8. Realice un respaldo de las configuraciones de host y vCenter Server

Puede reconstruir fácilmente un host o una instancia de vCenter que había perdido, pero ya no dispondrá de la información de configuración. Por lo tanto, es recomendable realizar respaldos de la información periódicamente. Con un host de respaldo, solo se crean respaldos de las máquinas virtuales y no de los archivos individuales que residen en su consola de administración. Por lo tanto, hacer un respaldo de la información de configuración facilita la reconstrucción del host más adelante.

Para hacer un respaldo de la información de configuración:

  • En hosts ESX: utilice el comando esxcfg-info de la consola de servicio. Generará una gran cantidad de información de configuración en un archivo de texto.
  • En hosts ESXi: utilice el comando vicfg-cfgbackup (parte de la CLI de vSphere). Generará una gran cantidad de información de configuración en un archivo de texto.
  • En vCenter Server: debe realizar un respaldo de la base de datos que contenga la información de configuración exclusiva del servidor, incluidos los clústeres, permisos, grupos de recursos, datos de rendimiento, alarmas y mucho más. Si se realiza correctamente, puede volver a instalar la instancia de vCenter Server, dirigirla a la base de datos de respaldo y realizar respaldos. Recuerde hacer un respaldo de la carpeta que contiene el certificado de seguridad de la capa de transporte (SSL, Secure Sockets Layer) ubicado en el directorio de datos. Contiene los certificados SSL que vCenter utiliza para comunicarse con los hosts ESXi y ESX, así como con los clientes.

Conclusión

VMware intentó abordar los desafíos de respaldo asociados con la virtualización de servidores. VMware vSphere 5.1, por ejemplo, utiliza VMware vStorage API for Data Protection (VADP) que funciona con vSphere Data Protection (VDP) de VMware u otras herramientas de respaldo de terceros.

VADP reemplaza a VMware Consolidated Backup por un sistema eficiente de respaldo sin agente que se basa en proxies virtuales y no impone una carga a los recursos de almacenamiento. De hecho, viene equipado con seguimiento de bloques modificados para habilitar el respaldo solo de los bloques de datos que se modificaron desde el respaldo anterior. Esto reduce la carga de trabajo de las herramientas de respaldo como VDP.