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Quelle différence existe-t-il entre un environnement traditionnel et un environnement virtuel concernant la sauvegarde ?

La méthode traditionnelle de sauvegarde consiste à installer un agent dans l’os qui va communiquer avec le serveur de sauvegarde. L'agent envoie les données à sauvegarder par le réseau en les compressant à des moments précis . Il est possible d’utiliser des agent de backup dédiés à certaines applications comme SQL ou Exchange qui permettent de préserver l'intégrité  des données et de l’applicatif. En environnement physique traditionnel, faire tourner un agent de sauvegarde fonctionne très bien car les ressources CPU et les accès disque et réseau sont disponibles.

En environnement virtuel  les choses sont complètement différentes :  Il y a un risque de contention au niveau CPU, E/S réseau et accès disque : L’une des raisons qui conduisent à virtualiser son infrastructure est la consolidation de serveur (c'est à dire le fait d'optimiser les ressources d’un serveur physique pour en réduire le nombre). Les ressources du host disponibles pour les vm doivent être entièrement dédiées à la production et aux applications. Il sera donc difficile de trouver des ressources disponibles pour faire la sauvegarde . Il n’est donc pas recommandé d’utiliser des agents de sauvegarde sur plusieurs vm du même host qui risqueraient de dégrader les performances du serveur au niveau des accès disques et réseaux .  Les données à sauvegarder changent de nature grâce à l'encapsulation des vm. Alors qu'en environnement physique traditionnel, les données à sauvegarder ne sont que des données de type fichiers plats ou emails ou des données de base de données, en environnement virtuel, il est possible grâce à l'encapsulation de sauvegarder  tout l'environnement ( le système d'exploitation la configuration les applications et les données) ce qui simplifie grandement les restaurations en cas de crash système.  

Augmentation de la quantité de données à sauvegarder : Lorsqu'un environnement virtuel est mis en place, le fait de pouvoir créer instantanément de nouveaux serveurs virtuels entraine généralement une augmentation importante des besoins en espace de stockage et de sauvegarde  La mise en  place de la virtualisation améliore considérablement les SLA Les niveaux de service demandés deviennent très important , il faut donc pouvoir remettre un système en production tres rapidement avec le moins de perte de données possible.

Quelles sont les méthodes de sauvegardes existantes ?

Il existe plusieurs méthodes pour faire des sauvegardes dans un environnement virtuel:

Méthodes traditionnelles 

1 Sauvegarde avec agent dans le Guest OS.

2 Sauvegarde avec agent dans le service console.

Méthodes dédiées aux environnements virtuels VMware:

  3 Utilisation du Framework appelé VCB (VMware Consolidated Backup) couplé à une solution de sauvegarde.

4 Utilisation de VMware vStorage API for Data Protection.

5 Utilisation des logiciels dédiés tels que VMware Data Recovery, Veeam Backup, vRanger Pro, Esxpress.

Voyons en détail le fonctionnement de ces différentes  méthodes avec les avantages et inconvénients

1. Sauvegarde avec agent dans le Guest os

Fonctionnement : L'agent de sauvegarde est installé dans chaque Guest OS de chaque VM. Le fonctionnement reste identique à un environnement physique traditionnel.  Les données sauvegardées sont envoyées par le réseau.

Avantage : Dans le cas ou l'entreprise possède déjà une solution de sauvegarde en place, cela ne modifie en rien les méthodes et les process utilisés en production. Il est possible d’utiliser des agents applicatifs pour avoir des sauvegardes permettant de garantir l'intégrité d'une base de données par exemple. Il sera possible d'avoir de la granularité et de faire de la restauration au niveau fichier. Cette solution est bien adaptée pour sauvegarder des bases de données, messagerie ou des applications qui possèdent des agents de sauvegarde dédiés.

Inconvénients :

Cette méthode consomme des ressources physiques du serveur hôte ESX: CPU, E/S disque et réseau.  Les ressources nécessaires pour la sauvegarde risquent de réduire le taux de consolidation du serveur. Dans le cas ou cette méthode est choisie, il faudra veiller à bien intégrer ces contraintes de ressources consommées lors du dimensionnement des serveurs et ne faire les sauvegardes lors des périodes ou le serveur est très peu utilisé comme la nuit par exemple. 

De façon générale, cette méthode n'est pas adaptée aux environnements virtuels et ne doit pas être privilégiée sauf pour des cas particuliers: applications transactionnelles cités précedemment qui proposent des agents apportant une granularité pour la sauvegarde et la restauration.

 2. Sauvegarde avec agent dans le service console

Fonctionnement: l'agent de sauvegarde est installé au niveau du service console.

Le fonctionnement est exactement le même que précédemment: l'agent de sauvegarde communique avec le serveur et lui envoie les fichiers en les compressant par le réseau.  La différence réside sur la nature des données sauvegardées qui sont des fichiers encapsulés vmdk.

Avantages :  

- Cela permet de faire de la restauration au niveau de l'image.

- Il est possible d'utiliser des outils traditionnels du marché (il faut cependant un agent qui tourne sous VMware).

- Le niveau de service est amélioré par rapport à un environnement traditionnel car il est possible de restaurer très rapidement l'environnement de production en cas de crash système.

Inconvénients

- Il faut installer un agent dans le service console, cela n'est pas conseillé car cela peut alourdir  la charge de travail et pénaliser les performances globales du serveur.

- Le snapshot peut être employé mais ne garantit qu'un état de crash consistent, il faut scripter la sauvegarde afin de garantir un état d'application-consistent (cf section Les différents états d'une VM après un snapshot).

 Les Méthode dédiées aux environnements virtuels 

Afin de résoudre les différentes problématiques liées à la sauvegarde traditionnelle et les adapter à un environnement virtuel, VMware et les partenaires proposent différentes solutions s'integrant parfaitement à cet environment. Les solutions fonctionnent directement par le réseau ou en accédant directement au SAN.

3 VCB : C’est un Framework qui s’installe sur un serveur de sauvegarde physique  rattaché au SAN (appelé proxy) et qui favorise la sauvegarde en proposant des commandes de base (pour le snapshot, pour le  mount…).   De nombreux partenaires ont développé des solutions qui s’appuient sur VCB, mais les clients peuvent également scripter leur backup/restore.  VCB n’évoluera plus en terme de fonctionnalités proposées et deviendra un jour complètement obsolète. 

Les avantages:

VCB élimine le trafic réseau lié à la sauvegarde car le serveur proxy accède directement au LUN du SAN et décharge le serveur hôte du travail de sauvegarde.

Cela permet d'éliminer les fenêtres de sauvegarde car les snapshots peuvent en théorie être utilisés à tout moment (Cependant, il est préférable de le faire lorsque la VM n'est pas très active).

 Il n'y a pas d'arrêt de service des applications.

Il n'y a pas d’agent à installer au niveau du service console ou du Guest OS. 

La sauvegarde peut se faire lorsque les VM sont en fonctionnement pour garantir une continuité de service ou peut se faire également machine éteinte.

Les inconvénients

 Le coût 

Les phases de tests peuvent être longues.

L'implémentation avec un outil de sauvegarde peut être complexe.

Cette fonctionnalité sert de levier pour vSphere 4 en proposant des API de développement pour les partenaires qui peuvent développer leurs solutions en utilisant les vStorage API. vStorage APIs for Data Protection est disponible avec toutes les versions de VMware vSphere 4. Toutes les fonctions proposées par VCB y ont été incorporées et vStorage API en propose de nouvelles:

Caractéristiques

Intégration native avec les outils de sauvegarde du marché tel que Veeam Backup ou vRanger Pro.

Centralisation de la sauvegarde. vStorage APIs for Data Protection peut etre centralisé sur un serveur proxy déchargeant ainsi le serveur ESX du travail de sauvegarde. Possibilité de faire de la sauvegarde et restauration de façon incrémentale, différentielle et totale au travers du réseau ou directement sur le SAN

Les sauvegardes réalisées avec les vStorage API garantissent une consistance au niveau applicatif (application-consistent) en environnement Windows.

Tous les types de stockage sont supportés à savoir FibreChannel, iSCSI, NAS, ou stockage local

 5 Logiciels dédiés qui permettent de sauvegarder à chaud des VM directement par le réseau et certains logiciels se basent sur les vStorage API. Ces solutions proposent une véritable solution de sauvegarde/ restauration avec une interface graphique, planification, durée de rétention …. 

Citons les logiciels les plus connus à ce jour: VMware Data Recovery, Veeam Backup vRanger Pro, Esxpress. Pour une analyse comparative de ces solutions cliquez ici ..

Pour en savoir plus sur les solutions de sauvegarde, le chapitre 9 du livre Vmware vSphere4 : Mise en place d'une infrastrucutre virtuelle  est entièrement dédié sur le sujet