Backup e recuperação para ambientes VMware com o EMC Avamar 6.0

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1 White paper Backup e recuperação para ambientes VMware com o EMC Avamar 6.0 Análise detalhada Resumo Com o ritmo sempre crescente dos ambientes virtuais implantados na nuvem, os requisitos de proteção estão sendo rapidamente identificados como o gargalo para a expansão da implantação. Este white paper destaca vários recursos novos do EMC Avamar 6.0, especificamente projetado e que oferece um grande avanço nas capacidades e no desempenho da proteção de dados do VMware. Com esses recursos, o EMC Avamar está permitindo a expansão rápida e continuada dos ambientes de nuvem, exigida pela demanda de TI Como Serviço (ITaaS) Outubro 2011

2 Copyright 2011 EMC Corporation. Todos os direitos reservados. A EMC atesta que as informações apresentadas neste documento são precisas na data de sua publicação. As informações estão sujeitas a alterações sem prévio aviso. As informações apresentadas nesta publicação são fornecidas no estado em que se encontram. A EMC Corporation não garante nem representa nenhum tipo de informação contida nesta publicação e especificamente se isenta das garantias implícitas de comercialização ou uso para um propósito específico. O uso, a cópia ou a distribuição de qualquer software da EMC descrito nesta publicação exigirá uma licença de software. Para obter uma lista mais atualizada de produtos da EMC, consulte EMC Corporation Trademarks no site EMC2.com.br. VMware é marca registrada da VMware, Inc. Todas as outras marcas comerciais aqui utilizadas pertencem a seus respectivos proprietários. Número da peça h8945 2

3 Índice Resumo executivo... 4 Público-alvo... 5 Introdução... 5 Avamar: Proteção eficiente de dados para ambientes VMware Backup e restauração em nível de guest... 6 Backup e restauração em nível de imagem... 7 Gerenciamento da proteção de dados da VM: Integração com o Avamar vcenter Conclusão Referências

4 Resumo executivo Os administradores de backup no setor de TI enfrentam muitos desafios enquanto testemunham o crescimento exponencial dos ambientes de nuvem virtual; nenhum aspecto pode oferecer mais dificuldade para este crescimento do que a área de backup e recuperação. Embora a tecnologia de virtualização otimize o uso dos recursos físicos com base no servidor físico, em última análise os recursos e aplicativos subjacentes, disponíveis para proteger esses ambientes com eficiência, podem limitar a expansão planejada, da perspectiva da capacidade de gerenciamento da proteção dos dados. Os ambientes virtuais modernos normalmente contêm centenas, se não milhares, de VMs. Com a quantidade menor de VMs que víamos no passado, o cenário de proteção de dados poderia ser considerado relativamente gerenciável; no entanto, dadas as contagens superiores de VMs que temos hoje, a proteção de dados do ambiente não é uma tarefa trivial. Para os administradores de nuvem, equilibrar os limites do crescimento da VMs devido às exigências da expansão e da proteção de dados feitas pelas unidades de negócio, é um grande desafio. Com frequência o ambiente continua crescendo, mas algumas partes são deixadas desprotegidas, ou protegidas com processos que não são ideais. O software e o sistema de backup de desduplicação do EMC Avamar, com as APIs do vstorage para Proteção de Dados (VADP) da VMware, solucionam e removem essas restrições para os ambientes VMware. A tecnologia Avamar de desduplicação dos dados integra-se perfeitamente aos ambientes virtuais, fornecendo capacidade de backup rápido por meio do recurso CBT (Changed Block Tracking, rastreamento de blocos alterados) dentro da API. Introduzido recentemente no Avamar 6.0, o processo de CBT é agora empregado também para acelerar o processo de restauração. Em alguns ambientes VMware, os administradores têm usado o armazenamento baseado em NAS ou iscsi, que tem custo inferior, como opção ao armazenamento de VMDKs. Com esse novo lançamento, o Avamar pode estender seu conjunto de recursos de backup e restauração aos datastores residentes em plataformas NAS ou iscsi. O comprovado processo Avamar de desduplicação, somado a esses últimos aprimoramentos, resulta na redução da quantidade dos dados que atravessam a rede virtual e física, e também dos dados fisicamente armazenados o que se converte em visível economia de capital e em benefícios operacionais para proteger os ambientes virtualizados e seus dados. 4

5 Público-alvo O white paper presume que o leitor tem um conhecimento geral dos conceitos básicos e tecnologias por detrás do EMC Avamar e do VMware, e foi projetado para engenheiros de sistemas, arquitetos técnicos, especialistas em implementação, consultores técnicos e pessoas interessadas em utilizar a integração dos produtos atuais e tecnologias emergentes. Introdução Este white paper fornece uma visão geral dos recursos implementados no Avamar para backups rápidos, eficientes e seguros dos ambientes virtuais VMware. Este documento enfatiza particularmente os recursos recém-introduzidos para a proteção de dados do ambiente virtual incluída no Avamar 6.0. Existem essencialmente dois métodos para empregar o Avamar no backup da máquina virtual: Backup em nível de guest Backup em nível de imagens, via APIs do vstorage para Proteção de Dados (VADP) da VMware Embora o backup em nível de guest possa fornecer soluções necessárias para alguns ambientes de nuvem virtual, o recurso de backup em nível de imagem, utilizando o conjunto de recursos VADP do VMware, é onde se obtém o maior benefício com a utilização do Avamar. Isso se aplica principalmente aos ambientes maiores de nuvem virtual, em que as janelas de backup e escala são a preocupação prioritária. O Avamar permite que os backups em nível de guest e de imagem sejam executados simultaneamente, permitindo ao administrador mais flexibilidade e eficiência na implantação do caso do uso de seu ambiente em particular. Para o escopo deste white paper, focamos principalmente os recursos implementados via VADP para ativar os backups e restaurações de VM em nível de imagem. O leitor deve se familiarizar com os seguintes termos, usados em todo este documento no contexto do backup e da recuperação. Uma máquina virtual (VM) hospeda os dados de produção em seu ambiente virtual. Essa solução foi testada em um ambiente corporativo, portanto o ESX Server foi usado como a plataforma de VMware. A virtualização permite que os clientes reduzam os custos de TI enquanto aumentam a eficiência, disponibilidade, flexibilidade e capacidade de gerenciamento de seu ambiente. Datastore é um termo da VMware para o armazenamento adicionado para hospedar o VMFS (VMware File Systems, sistemas de arquivos VMware). O VMFS retém todos os arquivos necessários para utilizar as máquinas virtuais. 5

6 Um arquivo VMDK é um arquivo de imagem VMware que contém os dados que serão acessados pelo aplicativo executado nesta VM. É aqui que estão instalados o sistema operacional e o aplicativo, junto com os dados do respectivo aplicativo. CBT é um novo recurso do VMkernel que faz o rastreamento dos blocos de armazenamento das máquinas virtuais à medida que mudam. O VMkernel rastreia as operações de bloco nas máquinas virtuais, o que melhora o processo de backup para os aplicativos desenvolvidos para aproveitar as vantagens das novas APIs do vstorage da VMware. APIs do vstorage para Proteção de Dados (VADP) da VMware permitem que o software execute backups de máquinas virtuais centralizadas sem causar interrupções e despesas gerais na execução de tarefas de backup a partir de cada máquina virtual. EMC Avamar é uma solução de software e sistema de backup e recuperação com desduplicação. Ele incorpora a desduplicação do cliente, que elimina os dados dos fluxos de backup antes de atravessarem a rede. A economia se estende para a largura de banda, o armazenamento e as janelas de backup. EMC Avamar Data Store é um pacote de soluções da EMC que combina o software Avamar e o hardware EMC em uma solução pré-configurada e imediatamente utilizável para simplificar a solicitação, a instalação e o serviço O Avamar Data Store pode se expandir de um único nó para uma solução de múltiplos nós, a fim de atender às necessidades de escritórios remotos para datacenters. Avamar: Proteção eficiente de dados para ambientes VMware. Backup e restauração em nível de guest Com a opção do backup de guest, os agentes do cliente são implantados da mesma maneira que uma solução do Avamar implementada para o backup do servidor físico. O pacote do cliente Avamar é instalado em cada máquina virtual individual, e os backups são enviados para o servidor Avamar através da interface de rede virtual das VMs. Assim como ocorre com os servidores físicos, pode ser necessário fazer uma configuração específica por meio de plug-ins específicos ao aplicativo, para suportar vários backups consistentes com o aplicativo que sejam suportados pelos agentes instalados em cada cliente. Como mostra a Figura 1 abaixo, aplica-se o mesmo desempenho observado no backup do servidor físico com o uso do Avamar; no entanto, neste caso de uso, naturalmente a economia ocorre nos recursos virtuais alocados à VM, não nos recursos de hardware do cliente físico. 6

7 Figura 1: Uso do recurso do cliente para os backups tradicionais versus Avamar Algumas das vantagens destacadas para o conjunto de recursos em nível de guest: Nível mais alto de desduplicação de dados Suporte a backup de aplicativos nas máquinas virtuais Backups consistentes com aplicativos Suporte a restaurações parciais ou em nível de arquivo Métodos de backup idênticos para máquinas físicas e virtuais Sem exigência de scripting avançado nem de conhecimento do software VMware Procedimentos diários de backup inalterados Backup e restauração em nível de imagem Com a opção de backup baseado na imagem, o EMC Avamar se integra à API do vstorage para Proteção de Dados da VMware, um conjunto de recursos dentro do servidor vsphere para aliviar a sobrecarga do processamento de backup do cliente para um servidor proxy de backups executado como uma VM. Esse servidor proxy pode se comunicar com o servidor vcenter para montar um snapshot de um vmdk particular da VM, a fim de realizar o backup em nível de imagem dessa máquina virtual. Com esse método, a duplicação é fornecida em nível de arquivo e também em nível de.vmdk. Executando um backup de um VMDK em nível de imagem, a capacidade de executar uma restauração nativa substituindo uma instância de VM ou criando uma instância separada também é possível e suportada. VMs protegidas via nível de imagem no Avamar 6.0 podem residir no armazenamento NFS, iscsi ou SAN. Dada a expansão e a nítida explosão no tamanho de alguns ambientes de VM, o ônus da carga de trabalho imposta a um servidor proxy pode se acumular rapidamente. Nesse cenário, a recomendação é fornecer múltiplos proxies para lidar com a carga de trabalho combinada e aumentar o paralelismo ocorrido ao executar processos de 7

8 VADP. Com o provisionamento de dois servidores proxy, agora podemos executar os processos de VADP simultaneamente em duas VMs para o backup pelo Avamar. Anteriormente, as VMs eram atribuídas manualmente pelo administrador aos servidores proxy específicos, para garantir o equilíbrio adequado da carga. Com os recentes aprimoramentos introduzidos no Avamar, esse equilíbrio da carga ocorre nativamente. Agora, o Avamar utilizará qualquer servidor proxy ocioso para equilibrar automaticamente a carga de trabalho e maximizar o paralelismo ao longo do processo de backup. Embora o alívio da sobrecarga do processamento de backup do cliente com um servidor proxy forneça muitos benefícios, somente a utilização do proxy não introduz o desempenho e a inteligência necessários para reduzir a quantidade de blocos de dados examinados e processados por esses servidor. Para aumentar a eficiência do processo de backup de imagem do VMware, o Avamar utiliza completamente a potência do recurso CBT dos VADPs. Como mostra a Figura 3 abaixo, a utilização do CBT permite que o Proxy de Imagem da VM consulte o ambiente vsphere e obtenha uma lista inteligente de quais blocos foram alterados em uma VM específica desde o último backup. Portanto, o Avamar só examina e processa os blocos que estejam incluídos na lista de blocos alterados fornecida pelo mecanismo CBT dentro do vsphere. Isso reduz o tempo de backup de determinada imagem da VM e é a base da capacidade do Avamar para processar grandes números de VMs dentro de determinada janela de backup. Figura 2: Backup de imagem de VM do Avamar utilizando o CBT Antes do Avamar 6.0, as operações de restauração eram uma implementação do tipo tudo ou nada, como mostra a Figura 4. Na restauração de uma imagem particular da VM a partir de um backup dentro do Avamar, seria preciso enviar todo o VMDK pela rede e restaurar. Não era possível recuperar apenas os blocos individuais alterados desde o último backup dentro da imagem da VM. 8

9 Figura 3: Cenário clássico de restauração da imagem da VM do Avamar (sem utilizar o CBT) Com a introdução do Avamar 6.0, agora o CBT é utilizado pelo software Avamar para permitir restaurações mais rápidas e eficientes. Neste cenário, mostrado na Figura 5, o Avamar consulta o VADP para determinar quais blocos mudaram desde o último backup e depois recupera ou substitui apenas os blocos dentro do arquivo de imagem da VM. Isso reduz o tráfego de transferência eletrônica dos dados dentro do ambiente vsphere durante a operação de restauração; e o mais importante é que reduz o RTO (Restore Time Objective, objetivo do tempo de restauração) de uma imagem de máquina virtual. Para aumentar ainda mais essa inteligência, o software Avamar avalia automaticamente a carga de trabalho entre os dois métodos de restauração (restauração completa da imagem ou recuperação utilizando CBT) e executa aquele que resultará em uma restauração mais rápida. Isso é particularmente útil no cenário em que a taxa de alterações desde o último backup da VM que está sendo restaurada é muito alta, e a sobrecarga da operação de análise de CBT seria mais cara que uma recuperação completa e direta da imagem. O Avamar decide com inteligência qual método de implantação resultará na recuperação mais rápida da imagem da VM para seu cenário ou ambiente específico. Figura 4: Cenário de CBR da restauração da imagem da VM do Avamar (utilizando o CBT) Algumas das vantagens destacadas para este conjunto de recursos de backup de imagem da VMware: Fornece backups completos de imagens de máquinas virtuais em execução Utiliza transporte eficiente (SCSI hotadd), o que evita copiar toda a imagem vmdk via rede 9

10 Oferece restaurações em nível de arquivo dos backups em nível de imagem para Windows Desduplica dentro dos arquivos.vmdk protegidos pelo Avamar e entre eles Usa o rastreamento de blocos alterados para acelerar os backups e restaurações. Minimiza o tráfego de rede, desduplicando e compactando dados Elimina a necessidade de gerenciar agentes de backup em cada máquina virtual na maioria dos cenários Utiliza o equilíbrio da carga do servidor proxy para atingir o paralelismo, gerando uma produtividade superior no backup Gerenciamento da proteção de dados da VM: Integração com o Avamar vcenter O Avamar 6.0 oferece recursos únicos de integração com o utilitário de gerenciamento vcenter da VMware. A integração às APIs do vcenter permite que o Avamar Management Console consulte rotineiramente uma instância ou grupo de instâncias do vcenter e ofereça informações importantes de proteção de dados que simplificarão o gerenciamento de atividades de backup e recuperação. Um dos recursos importantes possibilitados por essa integração do gerenciamento com o vcenter, como se vê na Figura 6 abaixo, é a capacidade de ver rapidamente em uma interface do usuário o status atual da proteção de cada VM em um servidor vcenter, o que é importado para o ambiente do Avamar. Isso elimina para o administrador do backup o problema de ter de correlacionar as políticas de backup com as VMs recém-criadas que os administradores do aplicativo estão implantando. Provavelmente, isso seria feito por uma correlação cruzada da UI de gerenciamento da política de backup com a UI do cliente do vcenter da VMware. Agora, o administrador do backup, ou até mesmo o do aplicativo (se tiver as permissões corretas do gerenciamento do Avamar), pode ter acesso à UI do administrador do Avamar e garantir rapidamente que as VMs recém-implantadas sejam realmente protegidas por uma política e exatamente qual política as protege. Para a recuperação, a integração do Avamar com o vcenter fornece ao administrador do backup a flexibilidade para diferentes opções de recuperação da VM. Um backup de VM pode ser restaurado para a mesma instância de VM da qual o backup foi obtido, ou podemos executar uma restauração redirecionada e criar uma instância totalmente nova da VM dentro do vcenter. Todas as etapas necessárias para criar a entrada da VM dentro do vcenter foram executadas para você através dessa integração com o Avamar. Assim que a recuperação terminar, a única etapa restante é ligar a VM criada no processo de recuperação. Como mostra a Figura 7, o Avamar fornece até a flexibilidade de implantar inteiramente uma restauração redirecionada de uma VM no datastore de uma VM diferente. Implementando esses recursos, a integração com o Avamar vcenter 10

11 fornece ao administrador o mais alto grau de flexibilidade para se acomodar a qualquer cenário de recuperação. Os principais benefícios e recursos da integração do Avamar vcenter incluem: Detecção de VMs e dos grupos associados a elas na UI do Avamar Capacidade de adicionar grupos ou VMs individuais e definir políticas de backup de imagem e/ou guest Capacidade de definir vários proxies de imagem VMware Capacidade de iniciar operações de backup/restauração de imagens ou guest nas VMs Capacidade de monitorar operações de backup/restauração no Activity Monitor Capacidade de exibir o status de proteção da VM (guest, imagem ou nenhum) Exibições simples da execução (ou não) do backup das VMs; e a capacidade simples de solução, adicionando rapidamente as VMs desprotegidas a um grupo de políticas de backup. Adição automática da política de backup às máquinas virtuais à medida que estas são adicionadas Figura 5: Estabelecer a abordagem de proteção de dados por máquina virtual 11

12 Figura 6: Capacidade de recuperar arquivos.vmdk em um armazenamento diferente 12

13 Conclusão Com as demandas sempre crescentes impostas às infraestrutura de nuvem virtual pelas novas implementações de TI como serviço, a necessidade de proteger os ambientes com algum tipo de esquema de proteção dos dados ainda permanece. A aplicação de métodos tradicionais de backup ao ambiente virtual pode ser suficiente no início; no entanto, como ambiente aumenta de tamanho rapidamente, as janelas de backup começam a se tornar cada vez menos gerenciáveis. O Avamar implementou os recursos da VMware aqui descritos e já está fornecendo aos clientes uma solução de backup e recuperação mais eficiente. O Avamar 6.0 estende o aprimoramento na eficiência do processo para os backups de VMs e continua ampliando seu conjunto de recursos com a integração mais estreita e as opções de processos de backup para o administrador. Com os recursos detalhados neste white paper, o EMC Avamar continua liderando o setor tornando o backup e as restaurações de ambientes virtuais mais eficientes e (o mais importante) mais rápidos, permitindo assim uma expansão despreocupada e econômica. Referências White Paper: Proteção dos dados para grandes ambientes VMware e Vblock usando o EMC Avamar tecnologia aplicada Página do produto VMware em VMware.com Página do produto Avamar em EMC2.com.br Powerlink, extranet apenas para clientes e funcionários da EMC (necessário registro) 13

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