Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de backup e recuperação NAS)

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1 White paper Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de backup e recuperação NAS) Por Terri McClure Setembro de 2010 Este white paper do ESG foi encomendado pela EMC e é distribuído sob licença do ESG.

2 Conteúdo White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 2 Introdução... 3 Desafios de proteção de dados e NAS... 3 Visão geral do mercado NAS... 4 Adoção do NAS... 4 Backup e recuperação em ambientes NAS... 5 Alternativas de backup e recuperação... 5 Solução inovadora do EMC Avamar para backup e recuperação NAS... 7 Backup e recuperação Avamar... 7 Como funciona o Avamar... 7 O Avamar traz melhorias ao backup e à recuperação NAS... 7 Sem ajustes... 7 A grande verdade... 9 Todas as marcas comerciais pertencem a suas respectivas empresas. As informações contidas nesta publicação foram retiradas de fontes que o ESG (The Enterprise Strategy Group) considera confiáveis, mas que não são garantidas pelo ESG. Esta publicação pode conter opiniões do ESG que estão sujeitas a alterações ocasionais. Esta publicação é protegida por direitos autorais do The Enterprise Strategy Group, Inc. Qualquer reprodução ou redistribuição desta publicação, na íntegra ou em parte, seja em formato impresso, eletrônico ou qualquer outro, a pessoas não autorizadas a recebê-la sem o consentimento expresso do The Enterprise Strategy Group, Inc. é uma violação da lei de direitos autorais dos Estados Unidos e estará sujeita a uma ação por danos civis e, se aplicável, a processo criminal. Em caso de dúvida, entre em contato com o departamento de Relações com o cliente do ESG nos Estados Unidos pelo telefone +1(508)

3 Introdução White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 3 Cumprir com os SLAs (Service Level Agreements, contratos de nível de serviço) para a recuperação e o backup completos NDMP (Network Data Management Protocol, protocolo de gerenciamento de dados da rede) geralmente é uma tarefa difícil. É muito provável que a realização de um backup completo NDMP exceda a janela de tempo alocado para realizar o backup, potencialmente causando interrupções na disponibilidade dos aplicativos e na produtividade dos usuários finais. O processo também consome uma quantidade significativa de recursos do sistema e da rede. A EMC utiliza desduplicação e replicação globais e integradas de dados no cliente para backup dos sistemas NAS (Network Attached Storage) em horas em vez de dias. Isso gera uma eficiência enorme em relação a abordagens mais tradicionais para proteção de sistemas NAS, economizando tempo nas operações de backup e recuperação e minimizando o uso de largura de banda de rede e capacidade de armazenamento. Desafios de proteção de dados e NAS A maioria das capacidades no âmbito do gerenciamento no setor comercial nascerá como conteúdo digital e elaborado, baseado em arquivos. Os dados de arquivo abrangem uma ampla variedade de tipos de documento, abrangendo Word, Excel, PDF, PowerPoint, imagens escaneadas, CAD/CAM, código fonte, imagens de cheques e raios-x, bem como conteúdo digital elaborado da era da Internet, como vídeo, áudio, blogs e wikis. O compartilhamento não estruturado de dados e arquivos está crescendo exponencialmente. Uma pesquisa do ESG indica que o aumento de dados nessa área está ultrapassando o de outros tipos de dados estimam-se 62 exabytes de dados de arquivos compactados até 2012, superando amplamente os dados de arquivamento baseados em e bancos de dados (Ver figura 1) 1 Figura 1. Aumento planejado de dados de arquivamento por tipo Capacidade total de arquivamento digital em todo o mundo, por tipo de conteúdo, de 2007 a 2012 (terabytes) Não estruturado Banco de dados Fonte: Enterprise Strategy Group, A proliferação de dados de arquivos criou desafios para o gerenciamento e o backup/recuperação. De fato, o aprimoramento do backup e da recuperação é um dos três principais investimentos da área de TI em 2010, 2 de acordo com os entrevistados de uma recente pesquisa do ESG. Obter backup e recuperação completos, confiáveis e de alto desempenho é um problema persistente para os departamentos de TI que, muitas vezes, se agrava com o aumento dos dados. Os principais desafios da proteção dos dados estão ligados ao aumento de dados: acompanhar o ritmo 1 Fonte: Relatório de pesquisa do ESG, Digital Archiving: End-User Survey & Market Forecast (Arquivamento digital: questionário e previsão de mercado para o usuário final) , janeiro de Fonte: Relatório de pesquisa do ESG, 2010 IT Spending Intentions Survey (Pesquisa de intenções de gastos com TI em 2010), janeiro de 2010.

4 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 4 da capacidade dos dados para proteger e reduzir os tempos de backup e recuperação, além de cobrir os gastos com hardware de backup. 3 Os ambientes NAS contribuem para o crescimento da capacidade de armazenamento, já que têm um alto nível de redundância em compartilhamento de dados. As soluções de backup que não filtram nem eliminam dados duplicados correm o risco de consumir muito espaço de armazenamento e ter impacto em links de rede, além de não completar os processos de backup dentro do tempo designado. Outro problema é que muitos sistemas NAS estão localizados remotamente. Os backups locais são difíceis porque essas localizações normalmente não contam com administradores de backup. O backup centralizado não é prático devido ao impacto potencial da capacidade de backup diário na largura de banda da rede. Visão geral do mercado NAS O armazenamento e o gerenciamento de dados baseados em arquivos deram origem às tecnologias otimizadas para esta função. Um dispositivo NAS é desenvolvido especificamente com a finalidade de armazenar arquivos e realizar tarefas de file serving. Os sistemas NAS normalmente são sistemas de armazenamento de dados dedicados e de alto desempenho que executam sistemas operacionais particulares, integrados e otimizados para IO de discos. O espaço em drive de disco rígido NAS, acessado por meio de uma conexão Ethernet, pode ser usado como um dispositivo primário de armazenamento por qualquer um ou todos os dispositivos host que estejam na rede. Adoção do NAS O crescimento maciço dos dados de arquivos está aumentando a adoção do NAS. A pesquisa do ESG revelou que 55% das empresas médias e 70% das grandes empresas estão usando o NAS para o armazenamento primário. 4 Além disso, o ESG descobriu que as compras do novo sistema de armazenamento NAS ficaram entre as cinco principais iniciativas de investimento em armazenamento para Como mostra a figura 2, a capacidade de armazenamento NAS (35% da capacidade total de armazenamento em disco dos entrevistados da pesquisa do ESG) ultrapassa o armazenamento SAN (Storage Area Network, rede de áreas de armazenamento) (33%) e DAS (Direct Attached Storage) (31%). Os sistemas SAN transferem dados pela rede em forma de blocos de disco, enquanto os sistemas NAS transferem os dados de arquivo. Os sistemas SAN e NAS são conectados por rede, enquanto o DAS é dedicado ao servidor de arquivos ao qual está conectado. Figura 2. Capacidade de armazenamento por tipo de armazenamento 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Aproximadamente, qual percentual de capacidade de armazenamento em disco instalada de sua organização é composto pelos seguintes tipos de armazenamento? (Média, N=504) SAN (Storage Area Network, rede de áreas de armazenamento); 33% NAS (Network-Attached Storage, armazenamento conectado à rede); 35% DAS (Direct Attached Storage, armazenamento conectado diretamente); 31% Fonte: Enterprise Strategy Group, Fonte: Relatório de pesquisa do ESG, 2010 Data Protection Trends (Tendências de proteção de dados), abril de Fonte: Pesquisa do ESG, iscsi Market Update, 2009 (Atualização do mercado iscsi, 2009). 5 Fonte: Relatório de pesquisa do ESG, 2010 IT Spending Intentions Survey (Pesquisa de intenções de gastos com TI em 2010), janeiro de 2010.

5 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 5 Muitas empresas utilizam sistemas NAS porque são fáceis de instalar/implementar e são baratos e confiáveis, garantindo que o tempo gasto em suporte seja mínimo. Entre outros fatores que promovem a adoção estão: facilidade de expansão de capacidade e facilidade de administração, principalmente quando se trata de fornecer arquivos a clientes heterogêneos. Os entrevistados da pesquisa do ESG que usam o armazenamento NAS citam o aumento constante e persistente das mídias de armazenamento. Quarenta e nove por cento dos entrevistados da pesquisa dizem que as taxas de crescimento da capacidade de armazenamento NAS são maiores que 20% ao ano (ver Figura 3). 6 Figura 3. Capacidade de armazenamento por tipo de armazenamento A aproximadamente qual taxa você imagina que sua capacidade de armazenamento de dados NAS esteja crescendo anualmente? (Percentual de respondentes, N=338) 40% 35% 30% 28% 36% 25% 20% 15% 10% 21% 13% 5% 0% 1% a 10% 11% a 20% 21% a 50% Mais de 50% Não sei 2% Fonte: Enterprise Strategy Group, Backup e recuperação em ambientes NAS As arquiteturas tradicionais de backup de arquivo/servidor utilizam um agente de software que é executado em cada servidor que hospeda os dados. O agente do cliente de backup facilita a captura e a transferência de dados e se comunica com o mecanismo central de backup. Como um dispositivo NAS executa um sistema operacional particular e é dedicado a fornecer arquivos, ele não lida com componentes de software de backup, como a tecnologia do agente de backup que normalmente é necessária para facilitar a recuperação ou backup em nível de arquivo ou de aplicativo. Alternativas de backup e recuperação Backup de proxy Um dos métodos mais simples de fazer o backup dos ambientes NAS é manter um sistema de backup de proxy na rede em que o agente de backup está instalado. Cada volume NAS que necessite de backup pode ser montado por meio de CIFS (Common Interface File System, sistema comum de arquivos da Internet) ou NFS (Network File System, sistema de arquivos de rede) que compartilham protocolos com o servidor que hospeda o agente de backup. Esta abordagem é menos eficiente devido ao uso excessivo de largura de banda de rede para mover os dados entre sistemas, o que teria o potencial de introduzir a degradação do desempenho das operações de backup. Proteção de dados específica ao sistema NAS Os sistemas NAS podem oferecer recursos de proteção de dados para facilitar o backup e a recuperação de dados. Por exemplo, um recurso de snapshot fornece cópias point-in-time locais ou remotas em nível de bloco. 6 Fonte: Relatório de pesquisa do ESG, 2008 Enterprise Storage Systems Survey (Pesquisa sobre sistemas de armazenamento corporativo de 2008), novembro de 2008.

6 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 6 No entanto, o número de snapshots pode ser limitado (até 250, por exemplo), o que poderia causar problemas de retenção. A replicação proporciona espelhamento local ou remoto, síncrono ou assíncrono. Essas ferramentas nativas podem exigir taxas adicionais de licença e provavelmente serão limitadas a operar em sistemas homogêneos de armazenamento. As cópias de snapshots normalmente capturam somente os blocos modificados depois da primeira cópia completa, reduzindo a capacidade dos dados capturados, transferidos e armazenados. Com maior frequência de snaps, os RPOs (Recovery Point Objectives, objetivos de ponto de recuperação) podem ser melhorados. Um dos custos ocultos dessa abordagem é que o dispositivo NAS pode pré-alocar espaço em disco para snapshots (estimado em 20% do volume total) em armazenamento primário mais caro. Backup NDMP O NMDP (Network Data Management Protocol, protocolo de gerenciamento de dados da rede) é uma interface padrão do setor que fornece backup e recuperação de práticas recomendadas para sistemas NAS. Uma abordagem de NDMP permite que o servidor de backup se comunique diretamente com o utilitário NAS e transmita dados ao dispositivo especificado de armazenamento para backup. Com o protocolo, não é mais preciso que os fornecedores de backup gravem códigos específicos de dispositivos para que os dispositivos NAS facilitem o backup. Qualquer aplicativo de backup de terceiros que esteja sendo executado em outro servidor da rede tem acesso a um conjunto de comandos para ler dados e gravá-los em mídia (para backup) ou ler dados de mídia e gravar um fluxo de dados NDMP (para restauração). A vantagem dessa abordagem é que ela elimina a carga de servidores de produção e mantém o tráfego de backup fora da LAN de produção, já que o dispositivo NAS envia arquivos e metadados individuais diretamente à mídia de backup. Há algumas desvantagens associadas a essa técnica, inclusive custos adicionais para licenças NDMP do fornecedor de software de backup. A maioria das soluções tradicionais de backup que utiliza NDMP, requer um backup completo semanal (nível 0) e backups diários adicionais (nível 1). Completar backups completos dentro do tempo determinado é cada vez mais um desafio, devido ao volume maciço de dados nos sistemas NAS atualmente. Os backups completos que demoram muito para serem executados podem afetar a produtividade dos usuários finais e a disponibilidade de aplicativos. A dificuldade em completar o backup completo semanal retardará os objetivos de consolidação de NAS, o que significa que as empresas de TI não poderão maximizar seu investimento em NAS. Normalmente, escanear grandes sistemas de arquivos aumenta a duração do processo de backup incremental, porque todo o sistema de arquivos (muitos milhões de arquivos e diretórios) deve ser percorrido para fins de verificação de modificações (definidas como arquivos novos, modificados ou excluídos). Qualquer modificação feita em um arquivo grande requer backup do arquivo inteiro (não só da modificação). Os dados redundantes também têm impacto no período de backup e na capacidade de armazenamento. Os processos de recuperação também são afetados. A recuperação de uma falha de backup é um processo muito mais lento, já que o checkpoint não tem suporte. O software de backup deve ler sequencialmente a imagem de backup até localizar a informação solicitada. A recuperação pode requerer várias etapas para restaurar um diretório, um arquivo individual ou um grupo de arquivos, a não ser que uma DAR (Direct Access Restore, restauração de acesso direto) seja compatível com o fornecedor de backup.

7 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 7 Solução inovadora do EMC Avamar para backup e recuperação NAS Backup e recuperação Avamar O EMC Avamar é um software de backup e recuperação com tecnologia integrada de desduplicação de dados. Ele identifica e elimina os segmentos redundantes de dados em subarquivos no sistema cliente, reduzindo o tamanho dos dados de backup antes que eles sejam enviados pela rede, proporcionando backups completos diários e rápidos mesmo por meio de links demorados ou congestionados. Ele também reduz o armazenamento necessário de backup em disco via desduplicação em sites e servidores globalmente fazendo com que o backup de disco para disco seja mais viável financeiramente que uma abordagem de disco para fita. A criação de cópias externas de dados para fins de recuperação de desastres é facilitada via replicação desduplicada de local para local sobre uma conexão WAN. Os dados podem ser criptografados quando estão em trânsito ou inativos para maior segurança e privacidade. Os dados de backup Avamar também podem ser exportados para mídias físicas de fita. A solução é ideal para backup e recuperação rápidos e seguros, não só para ambientes NAS. O EMC Avamar é adequado para ambientes de servidor virtual VMware, sistemas de laptop e desktop e escritórios remotos. Como funciona o Avamar A desduplicação no cliente é a tecnologia que impulsiona as vantagens do Avamar e é o verdadeiro motivo de o Avamar ser capaz de solucionar os principais desafios de proteção de dados corporativos. Os dados corporativos são altamente redundantes, com arquivos e segmentos de dados de subarquivos idênticos armazenados em e entre sistemas em toda a empresa. Os produtos tradicionais de software de backup aumentam o problema quando armazenam dados redundantes repetidamente. O Avamar resolve esse problema exibindo os dados principais em fragmentos de subarquivos chamados de segmentos de dados. O software gera e atribui a cada segmento de dados um ID exclusiva, baseada em conteúdo, que é usada na comparação com outros segmentos de dados cujo backup já foi realizado. Apenas os segmentos de dados novos e exclusivos são transferidos durante uma operação de backup, garantindo que apenas uma instância (única) de cada segmento seja armazenada em um local central. O Avamar elimina os dados redundantes de backup no cliente antes que sejam enviados pela rede. Ele também desduplica em locais e servidores, daí o termo "global". Como resultado, o Avamar oferece backups completos diários e reduz drasticamente o período dos backups, o impacto na rede de backup e o armazenamento em disco de back-end necessário para uma retenção econômica em disco e recuperação rápida de etapa única. O Avamar traz melhorias ao backup e à recuperação NAS Para lidar com muitos dos desafios da proteção de dados residentes em NAS mencionados anteriormente, a EMC oferece o Avamar NDMP Accelerator. Um nó único e dedicado do Avamar NDMP Accelerator usa o protocolo NDMP e atua como um canal de passagem de um ou mais dispositivos NAS ao servidor Avamar. A desduplicação no nó Avamar NDMP Accelerator cria eficiência reduzindo a demanda sobre recursos de sistema e de rede e melhorando significativamente o desempenho em backups completos tradicionais NDMP. O resultado? Com o Avamar, os backups completos semanais são coisa do passado. O backup inicial NDMP Avamar do ambiente NAS é um backup completo (nível 0). Posteriormente, o Avamar somente solicita backups diários incrementais (nível 1), que levam muito menos tempo para serem concluídos, mas são armazenados como backups completos no sistema Avamar. Como cada backup Avamar é armazenado como um backup completo, a recuperação se torna um processo mais simples e menos demorado de etapa única. O Avamar elimina a necessidade de realizar uma restauração com muitas etapas (uma restauração completa e uma ou mais restaurações incrementais) para atingir o ponto de recuperação desejado, proporcionando recuperação imediata de etapa única às localizações original ou alternativa com uma só operação. Sem ajustes O EMC Avamar e seu nó NDMP Accelerator proporcionam backup e recuperação NAS mais rápidos e sem ajustes. Há várias vantagens importantes para o backup e a recuperação NDMP orientados pelo Avamar:

8 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 8 Backups diários completos e rápidos. Como o Avamar precisa somente de dados modificados (nível 1) para backups diários e desduplica esses dados localmente, o fornecedor afirma que os backups são até 10 vezes mais rápidos que os backups NDMP tradicionais. Isso significa que os backups completos diários são feitos em horas em vez de dias, e a necessidade de backups recorrentes e longos de nível 0 é eliminada. Recuperação completa de etapa única. O Avamar sempre cria uma imagem de backup completo, para que nunca haja necessidade de reconstruir uma imagem de backup a partir do último backup completo e um ou mais backups incrementais. Isso simplifica e acelera a recuperação de dados NAS. O Avamar oferece opções flexíveis de recuperação, entre elas a capacidade de restaurar o sistema de arquivos inteiro ou somente arquivos individuais. E a restauração pode ser direcionada a qualquer outro Avamar Client em qualquer outro sistema operacional compatível. Impacto reduzido nos recursos de rede e de armazenamento para backups. Ao lidar somente com dados modificados, o Avamar reduz significativamente o volume de dados de backup transferidos e armazenados. Isso faz com que seja mais prático fazer backup de sistemas NAS remotos centralmente. Aceita consolidação de NAS. O Avamar permite maiores níveis de consolidação de NAS. A otimização proporcionada pelo nó Avamar Accelerator elimina gargalos de backups. Disponibilidade e integridade garantem a capacidade de recuperação. A alta disponibilidade integrada e a verificação diária de integridade de dados proporcionam um alto nível de segurança na capacidade de recuperação de dados. A replicação de dados criptografados para um servidor Avamar remoto oferece uma solução simples e segura de recuperação de desastres. Sem limitações na retenção. Diferente de uma estratégia de proteção NAS somente de snapshots, o Avamar não tem limitações no número de cópias point-in-time (backups do Avamar) que podem ser mantidas. Mecanismo central de políticas, interface e índice integrados. O backup específico de aplicativos é integrado a partir de um mecanismo central e único de políticas, gerenciado por meio de uma só interface de usuário e rastreado por meio de um índice único.

9 White paper: Addressing NAS Backup and Recovery Challenges (Abordando os desafios de recuperação e backup NAS) 9 A grande verdade O aumento de dados especialmente dados de arquivos está aumentando a adoção do NAS. A arquitetura NAS cria desafios para as soluções tradicionais de backup de cliente/servidor para realizar o backup e a recuperação de maneira eficiente de dados residentes em NAS. Ela forçou os departamentos de TI a montar cada volume NAS de um servidor na rede que hospedava um agente de backup. A redução do desempenho e a sobrecarga operacional associadas a essa abordagem conduziram ao desenvolvimento do protocolo NDMP. O protocolo NDMP agilizou as operações de backup e recuperação, mas ainda tem limitações atualmente especificamente, a de cumprir os tempos determinados para a realização de backups e recuperação. As tecnologias de snapshots e replicações específicas do NAS oferecem uma alternativa às operações de backup NDMP. Porém, elas também apresentam vantagens e desvantagens. O nó EMC Avamar NDMP Accelerator trabalha com o software Avamar em execução em um repositório de dados (servidor) Avamar gerenciado centralmente para eliminar dados de backup duplicados em escala global na empresa. Uma política lógica de backups completos ou incrementais posteriores combinada com desduplicação e compactação globais de dados baseadas no cliente proporciona backup e recuperação rápidos e eficientes. Sua arquitetura em grade de N-vias oferece máximo dimensionamento de capacidade e desempenho simplesmente adicionando nós (servidores) ao grid. A arquitetura RAIN (Redundant Array of Independent Nodes, arrays redundantes de nós independentes) do Avamar proporciona alta disponibilidade pela eliminação de pontos únicos de falha e proporcionando tolerância a falhas em nós. O Avamar também realiza verificações diárias de integridade do servidor Avamar e dos dados de backup, garantindo que os dados possam ser rapidamente recuperados quando necessário. As empresas que dependem do NAS e são desafiadas a cumprir com os objetivos de backup e recuperação para dados baseados em NAS precisam somente avaliar o EMC Avamar e sua tecnologia NDMP Accelerator. O Avamar proporciona eficiência completa para ambientes NAS, capturando muito menos dados na fonte, o que significa menos requisitos de largura de banda, períodos de backup mais curtos e menos requisitos de capacidade. O backup único e completo e a abordagem incremental posterior do Avamar garantem a disponibilidade de uma recuperação rápida e de etapa única. Como resultado, o EMC Avamar oferece uma solução de backup e recuperação mais eficiente para ambientes NAS, sem ajustes ou consequências.

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