VMware バックアップとは、VMware 環境内の仮想マシン (VM) 上のデータをコピーしてデータ損失を防止するプロセスです。VMware バックアップおよびその延長にある仮想サーバーバックアップは、バックアップ管理者とストレージ管理者にとって共通の課題です。仮想サーバーのバックアップとは、仮想サーバーに保存されているデータをコピーしてデータ損失を防止することです。
従来のバックアップソフトウェアを使用して、簡単なアプローチで VMware バックアップを実現できますが、このアプローチではリソースの競合が発生する可能性があります。また、バックアップを実行するために必要な追加リソースにより、バックアップ対象のサーバーで VM のパフォーマンスが低下する場合があります。
VMware 固有のバックアップ製品を使用すれば、特定時点での仮想マシン全体の状態のスナップショットを取得して、発生するリソース競合の問題に対処することができます。これにより、仮想マシンの迅速で完全なリストアが可能になります。ただし、ファイルが 1 つでも破損または欠落している場合は、スナップショット全体のリストアが必要になるのが一般的です。最新の VMware 固有のツールはファイルレベルのリストアに対応しています。
仮想マシン (OS、アプリケーションファイル、ユーザーデータ、設定など) をバックアップするには、VM が保存されている元のフォルダをコピーする必要があります。次の手順に従ってください。
VM をハードドライブ上でローカルに移動したことを示すと、すべての設定が保持されます。一方、［Copied it (コピー済み)］オプションを選択すると、新しい MAC および UUID アドレスが生成され、ネットワークでの競合を避けることができます。
VMware バックアップにより、データ保護の分野が根本的に改善され、カプセル化や抽象化という利点を活用できるようになりました。しかし、データの一貫性を確保する方法、このテクノロジに見られる物理リソースを過度に消費する問題への対処などの課題が今もなお存在します。
VMware では物理サーバーをごく少数のハードディスクイメージファイルにカプセル化するため、サーバーのバックアップも基盤となる仮想マシンディスクフォーマット (VMDK) ファイルのバックアップと同じように簡単に行えると考えがちです。
そのうえ、実行中の仮想マシンをバックアップする場合、すべての転送中のアクティビティが十分に考慮されるとは限りません。そのため、データの不整合というリスクを冒すことになり、最終的に情報が不正確になるため、リストアに失敗します。
リソースを過度に消費するという課題は、仮想化による副作用です。VMware を使用してシステムを仮想化すべき主な理由の 1 つは、リソースの消費を少数の物理サーバーに集中させ、それによってほとんどの IT サーバーインフラの弱点であるアイドルサイクルを減らすことが挙げられます。さらに、データのバックアップを妨げずに実行できるだけのリソースを確保できない状況にも対処する必要があります。
また、ネットワークやディスク I/O で生じる過度な負荷を処理する機能が限られていることから、バックアップが VMware 内で最も脆弱なポイントであることを知っておく必要があります。物理サーバーに存在するネットワークやディスク I/O の負荷が、物理サーバーの仮想化を考えるうえで妨げとなります。
こうした問題はありますが、問題に対処し、利点を獲得できる方法があります。場合によっては、標準の物理バックアップとリストアよりも優れています。ただし、VMware のバックアップまたはリストアに関して実証済みの最善の方法はありません。多くの管理者にとって、目的が手段を正当化することもあり、ある管理者にとって有効なものが別の管理者にとって有効であるとは限りません。
この従来のアプローチでは、物理サーバーの場合と同じように、バックアップソフトウェアエージェントを VM にインストールします。データは LAN を介してバックアップ/リカバリインフラへと送信されます。エージェントを物理サーバーにインストールする場合と同様です。
この方法の利点は次のとおりです。
欠点は次のとおりです。
この方法では、バックアップソフトウェアエージェントを指定された ESX サービスコンソールにインストールし、各仮想マシンの基盤となる VMDK ファイルセットをバックアップします。
利点は次のとおりです。
欠点は次のとおりです。
VMware Consolidated Backup (VCB) は、ESX サーバーの VM バックアップをオフロードするバックアップフレームワークです。この設定により、ネットワークからバックアップトラフィックが排除され、ESX サーバーのリソースが開放されて、VM のパフォーマンスが向上します。VCB のその他の機能は次のとおりです。
ただし、VCB は、基本的に複数の Windows 実行可能プログラムで構成されるコマンドラインツールであるため、標準のバックアップエージェントではありません。スクリプトを追加すると、これらのプログラムで他の第三者が使用するためのフレームワークを提供することもできます。
VCB には、専用の Windows プロキシサーバーや第三者のバックアッププログラムを必要とするなど、いくつかの制限があります。vSphere 4 のリリースにより、バックアップベンダーは、VCB に代わる vStorage アプリケーションプログラミングインターフェース (API) を検討しています。
欠点は次のとおりです。
VMware vSphere は、VMware のフラグシップインフラソリューションの後継として 2009 年に登場したサーバー仮想化プラットフォームであり、仮想マシンインフラを大規模に導入および管理するための包括的なプラットフォームです。
仮想化されたデータセンタープラットフォームまたはクラウドオペレーティングシステムとも呼ばれています。IT 部門がアプリケーションワークロードを費用効果の高いコンピューティングリソースに効果的に配置できるようにする機能を備えています。
仮想環境の運用およびアーキテクチャは、特定の手法を要求するという点で従来のバックアップ環境とは異なります。このプラットフォームで仮想マシンをバックアップする場合、バックアップ機能を最大化し、効率的にリストアするには、仮想化の強みを活用する必要があります。また、仮想環境を選択した場合、従来の物理環境での原則は通用しません。
以下の 8 つの適切なバックアップ操作に従う必要があります。
従来のサーバーでは、通常、バックアップサーバーがデータをバックアップする必要があるたびにアクセスするゲストオペレーティングシステム (OS) にバックアップエージェントをインストールします。ただし、この方法は仮想環境では非効率的です。VM リソースの不要な消費が発生して、そのパフォーマンスだけでなく、ホストで実行されている他のマシンのパフォーマンスにも影響を及ぼすためです。
代わりに、仮想化層でデータをバックアップする必要があります。この場合、巨大な .vmdk ファイルにイメージレベルのバックアップを使用して、ゲスト OS が関与しないようにします。これを実現するには、仮想環境で動作するように設計されたバックアップアプリを使用する必要があります。該当するバックアップアプリであれば、ホストまたはゲスト OS が関与することなくマシンの仮想ディスクを直接バックアップできます。これにより、不要なリソース消費をなくすことができ、VM はワークロードに必要なリソースを確保できます。
vSphere とともに、vStorage API が導入されています。vStorage API は、VMware Infrastructure 3 でリリースされた VMware Consolidated Backup フレームワークに代わるもので、ホストからのバックアップ処理のオフロードに役立ちます。仮想マシンのディスクファイルへのアクセスを容易にするだけでなく、変更ブロックのトラッキング機能など、バックアップ速度を大幅に向上させることができる独自の機能も含まれています。
変更ブロックのトラッキング (CBT) 機能は、前回のバックアップ以降に変更されたブロックを追跡する機能です。したがって、バックアップアプリでは VMkernel にクエリーを実行するだけで情報を取得できます。この結果、バックアップアプリケーションで変更されたデータを追跡する必要がなくなるため、増分バックアップの速度が向上します。効率性が高いため、vStorage API を活用するアプリの使用をお勧めします。
可能な限り最短のバックアップ処理時間を実現したい場合は、バックアップサーバーに適したハードウェアとソフトウェアを確保して、運用上のボトルネックを防止します。十分なネットワーク帯域幅に加え、十分なメモリおよび CPU リソースが必要です。
バックアップサーバーを使用して、単にデータをソースからターゲットストレージデバイスへ移動させるだけではありません。データの重複排除と圧縮を行い、バックアップセットのサイズを削減します。データフローに対応するには、すべてのプロセスに多くのメモリと CPU が必要です。
ベンダーから提供される、サーバーのハードウェア推奨事項に常に従います。サーバーに十分なリソースがない場合、バックアップの速度が大幅に低下する可能性があるため、サーバーのコストは抑えないでください。バックアップに役立つ多くの他社製ツールをテストしてから、使用に適したものを選択します。
仮想環境のバックアップでは、仮想アーキテクチャが共有されているため、リソースに負担をかける可能性があります。このため、単一リソースへの負担を回避するようにバックアップスケジュールを計画する必要があります。たとえば、多くの仮想マシンを 1 つのホストまたは LUN で同時にバックアップしないようにします。代わりに、スケジュールをバランス良く調整し、リソースの過剰な使用を防止します。
スケジューリングによってパフォーマンスの低下を防ぐ一方、テストによってバックアップを使用したリカバリへの対応状況を把握することができます。また、テストは、問題のトラブルシューティング、ツールの分析、製品を切り替えるかどうかの判断を行ううえでも重要です。
VM バックアップにデータベースやメールサーバーなどのトランザクションアプリが含まれている場合は、それを静止し、実行に適した状態にする必要があります。このバックアップタイプはアプリケーション整合性と呼ばれます。
バックアップ開始前にアプリが一時停止され、未処理のトランザクションと書き込みがすべてディスクに書き込まれます。この手順により、サーバーに問題がないこと、VM リカバリが必要な場合にどのデータも失われていないことが保証されます。静止は、必要な場合は常に保留データの一時停止と書き込みに対応するアプリでのみ機能します。
VMware Tools には、Microsoft 社のボリュームシャドウコピーサービス (VSS) と連携してバックアップ前にアプリを静止できるドライバがあります。他のベンダーでも、さまざまなオペレーティングシステムに対応する同様のドライバが用意されています。サポートされているドライバを使用すること、および VSS サービスが有効になっており、アプリケーション整合性バックアップを実行するように設定されていることを常に確認してください。
仮想マシンのスナップショットは有益ですが、プライマリバックアップ手段として使用してはいけません。スナップショットは仮想マシンの短期バックアップであれば問題ないですが、使用するたびにペナルティが発生するので注意が必要です。
スナップショットが作成されると、VM のすべてのディスク書き込みは別の新しい差分ディスクファイルに保存され、元のディスクが読み取り専用になります。データが差分ディスクファイルに書き込まれると、増分ごとに 16 MB ずつ拡大するため、保存先の LUN でロックが発生し、パフォーマンスが低下する可能性があります。実行するスナップショットの数が増えるほど、パフォーマンスに与える影響が大きくなります。
さらに、スナップショットは、それぞれが元のディスクサイズまで拡大する可能性があるため、追加のディスク領域を要します。データストアの領域が不足すると、すべての VM がシャットダウンするおそれがあります。さらに、スナップショットが削除されると、スナップショットデータが元のディスクにマージされ、大量の I/O 操作が発生します。
スナップショットでは、新しい仮想ディスクを作成して元のディスクにリンクするため、一部の機能が存在しない場合があります。このため、スナップショットと元のディスク間のマッピングという新しい問題が発生することがあります。スナップショットの使用はできるだけ控え、必要なくなったら削除する必要があります。
イメージレベルのバックアップ機能を備えた仮想化バックアップ製品の大部分は、バックアップの実行中、VM スナップショットを使用してディスクへの書き込みを停止します。耐障害性 (FT) 機能は、別々のホスト上にある 2 つの仮想マシン (1 つはプライマリ、1 つはセカンダリ) を使用し、同じ仮想ディスクファイルを共有します。
現在、FT 機能はスナップショットをサポートしていません。これにより、FT 対応の VM のバックアッププロセスが難しくなっており、代替のバックアップ方法を検討する必要があります。
1 つの方法は、バックアッププロセス中に FT 機能を一時的に無効化して、スナップショットを取得できるようにすることです。この機能を無効にすることで、2 つ目の VM を保持できます。このプロセスは、PowerShell やバックアップ前後のスクリプトを使用することで自動化できます。
もう 1 つの方法は、vCenter Converter または vCenter Server を使用して VM のクローンを作成 (別のコピーを作成) します。新しいコピーをバックアップしたら、クローンを削除できます。
ホストまたは vCenter が失われても再構築は容易ですが、構成情報は失われます。このため、構成情報を定期的にバックアップしておくことをお勧めします。バックアップホストでは、VM のみがバックアップされ、管理コンソールに保存されている個々のファイルはバックアップされません。構成情報をバックアップしておくと、後でホストの再構築が容易になります。
構成情報のバックアップ方法は、以下のとおりです。
VMware は、サーバーの仮想化に関連するバックアップの課題に対処しようとしています。たとえば、VMware vSphere 5.1 では、VMware の vSphere Data Protection (VDP) またはその他のサードパーティバックアップツールと連携する VMware vStorage API for Data Protection (VADP) を使用できます。
VADP では、VMware Consolidated Backup の代わりに、仮想プロキシをベースとする、ストレージリソースに負担をかけない効率的なエージェントレスバックアップシステムを使用します。また、VADP には、前回のバックアップ以降に変更されたデータブロックのみをバックアップできるようにするための変更ブロックのトラッキング機能が搭載されています。これにより、VDP などのバックアップツールのワークロードが削減されます。