VMware虛擬化三種備份和恢復方法的對比分析

服務器虛擬化，尤其是VMware形式的服務器虛擬化使IT人員獲益良多，這么說一點也不為過。據我們所見，服務器虛擬化能解決服務器擴張、資源消耗、服務器擴張、能源消耗、高可用性等相關問題。服務器虛擬化也使我們有更多的時間解決其它的迫切問題，如企業資源預案升級、存儲項目再三遷移或者為什么我的青蛙總不回家的問題。
盡管VMware提供封裝技術和抽象技術，使我們受益匪淺，但數據保護領域發生的基本變革也帶來了各項挑戰。即使出現了VMware虛擬化，備份人員依然是牢騷最多的IT人員。最大的挑戰在于保證數據的一致性，解決VMware物理資源過度消耗的問題。
VMware能將物理服務器封裝成大型的硬盤圖像文件--虛擬機磁盤格式(VMDK)文件，因此我們不禁認為：備份整臺服務器應該和備份這些VMDK文件(當然也包括相關的配置文件)一樣簡單。
但是在大多數情況下，事實并非如此。除非已經關閉虛擬機(VM)，否則，在運行狀態下備份VM不能覆蓋所有文件。換句話說，這種備份方式不能保證數據的一致性，因而也不能保證已恢復的VM包含足夠的精確信息，不能說明服務器已成功恢復。
至于資源過度消耗的問題，這是虛擬化的副作用。利用VMware使系統虛擬化的一個關鍵原因是，將資源消耗集中在較少的物理服務器中，從而減少大多數IT服務器架構都存在的空閑周期。但是，這么也做帶來了不良影響--無法找到足夠資源，使數據備份不受阻礙地運行。
備份觸到了VMware內部的脆弱之處：VMware處理過量磁盤和網絡I/O的能力很弱。實際上，決定是否將物理服務器虛擬化取決于物理服務器中的磁盤密度、網絡I/O。毋庸置疑，備份負載是VMware服務器承擔的最大負載。
但是，的確有方法能解決這些問題，并且在某些情況下，比標準的物理服務器備份和恢復方法更加出眾。但是，人們對這些方法存在一些誤解，對第三方備份/恢復產品提供的實施措施也存在誤解。實際上，許多管理員依然缺乏有效實現備份和恢復的方法，道路充滿挫折。
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方法1：在每個VM中安裝本地備份程序
工作原理：這是一種傳統的備份方法，在每個VM中安裝備份程序，就像以前在每臺物理服務器中安裝備份程序。如下圖所示，數據通過LAN流入備份/恢復設施，以往在本地物理服務器中安裝備份程序時，數據流向也如此。
這種方法的優點如下：
備份程序的安裝和配置與在物理服務器中的安裝和配置十分相似，所以無需專門技巧和程式變化。
恢復過程沒有發生變化，與將文件恢復到物理服務器的過程十分相似。
這樣，就有可能恢復文件;這一點在我們采用其它方法時顯得更加重要。
也有可能實現完全備份和增量備份，同樣，在我們討論其它方法時，這一點顯得尤為重要。
如果你采用專門的應用感知備份程序，如SQL或Exchange，這將有助于實現應用程序數據的一致性，由此實現的備份在應用程序上具有一致性。
這種方法的缺點如下：
由于所有的備份都在同一臺服務器中運行，因而你需要十分小心，不要過度消耗VMware主機資源。
盡管服務器能封裝成少量的大型VMDK文件，但備份程序對此一無所知，也就不能利用這一點提供快速的備份或恢復能力;而進行災難恢復時，需要快速、全面地恢復服務器，從這點上講，這種方法價值不大。
部署技巧
在物理服務器中，同時運行數據備份可能問題不大，因為物理服務器具有充足的閑置資源，但是對VMware虛擬架構而言，閑置資源已得到充分利用，多個備份操作就有可能阻塞物理服務器。從而，在進行虛擬化以后，應該修改備份手冊，通過備份窗口避免資源過度重疊。
一個VM只允許一條數據流。VM的VMDK文件通常寄存在一個VMFS卷中，多條數據流操作很容易覆蓋VMFS卷。因此，除非VMDK文件隔離在獨立卷(RDM、 iSCSI LUN、或獨立的VMFS卷)中，否則備份就應該單流運行，而不是多流運行。

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方法2：ESX Service Console中安裝備份程序
工作原理：這種方法是在ESX Service Console在安裝備份程序，按下圖備份VM中潛在的VMDK文件組。Service Console采用紅帽子Linux操作系統，因此能夠使用Linux備份程序。
這種方法的優點包括：
只需一個備份程序就能備份所有的VM，而不是一臺VM配備一個備份程序。
通過這種方法，VM資源能完全備份，只需簡單備份少量的大型VMDK文件。
圖像能快速恢復，因為只需恢復大型圖像，而不必查找大量的小型圖像。
這種方法的缺點包括：
需要腳本才能自動關閉、快照和啟動VM。為了保證備份過程應用程序數據的一致性，必須這么做。
不可能恢復文件，這種方法只能備份和恢復圖像。另外，這也意味著不能實現增量備份。
VNware指出，其開發流程包括從ESX Server移除Service Console。VMware的ESX Server 3i在這一點上邁出了第一步。
部署技巧
為了保證應用程序的一致性，在備份VMDK之前應該關閉VM。
VMDK文件在備份窗口中靜止不動。
很不幸，備份過程中VM失去效用。
VMDK文件利用Service Console中的備份程序進行備份。
如果不能關機，可以利用VMware快照功能拍攝運行中的VM，獲取即時備份。
備份數據停留在相同的狀態，因而不能保證數據的一致性。
同樣，實現自動化也需要腳本。
不是所有的備份程序都支持這種方法，所以你需要事先進行調查。
對于應用程序數據一致性的備份，利用VSS使應用程序在備份之前停止運行。但是，這需要非常復雜的腳本。
你可以利用ESX Service Console 中的VCB設施，獲取運行狀態下虛擬機的快照：
vcbMounter設施：
創建VM的靜態快照。
將快照投射到一組文件中，文件可能處于控制臺的本地目錄中，也可能處于LAN的遠程目錄中。
利用ESX控制臺支持的備份軟件對本地文件進行備份和恢復。
vcbRestore設施：
將VM恢復到初始站點或者其它站點，
如果你決定冒險采用腳本技術，就會發現錯誤校驗和更正是腳本技術最難的一個方面，需要編寫大量代碼。

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方法3：VMware集中備份(VCB-Proxy)
工作原理：這種方法涉及一組VMware設施，通常稱為VMware集中備份。這種方法使集中的Windows 2003代理服務器中的非LAN備份與相同的SAN卷相連，稱為ESX Server。隨后，數據通過第三方備份軟件傳送到代理服務器中，作為后序備份。這種方法比上述兩種方法更為復雜，包括以下組件：
備份代理服務器：
服務器能與VMware主機訪問相同的卷。
代理服務器中加載/輸出VMDK文件的圖像。
這種加載/輸出圖像通過寄存在代理服務器中的備份程序實現備份。
VCB框架：
ESX服務器中的"同步推動器"能刷新文件系統，創建快照。
VCB代理服務器中的"vLUN推動器"允許服務器中存在VMDK文件。
采用VCB自動工作流，命令行設施(vcbMounter/vcbRestore)發揮作用。
備份軟件集成模塊：
模塊集成到VCB框架的組件中。
VMware和備份程序都能開發并支持這種模塊。
備份程序之間的集成和使用變量相對簡單。
在此點擊，查看采用備份代理服務器的VMware集中備份示意圖。
采用備份代理服務器的VMware集中備份能夠執行非LAN文件備份和非LAN圖像備份。但是，這兩種方法的實現途徑截然不同。
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VCB文件備份/恢復是在VCB代理服務器中加載VMDK文件，具體步驟如下：
1備份工作要求VCB框架獲取VM快照，在VCB代理服務器中加載VB快照，加載路徑包括SAN、C:mnt等。
2利用備份程序備份(完全、增量、差異備份)目錄/文件。
3備份程序要求VCB框架卸載VM快照，使VM不再具有快照功能。
4通過安裝在VM中的備份程序，文件經由LAN恢復到初始VM中。
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在此點擊，查看文件備份和恢復的VCB-Proxy工作流。
VCB圖像備份/恢復是將VMDK文件輸出到VCB代理服務器中，具體步驟如下：
1.備份工作要求VCB框架獲取VM快照，并輸出快照，輸出路徑包括SAN、C:mnt等。
2.系統文件等輸出的圖像文件通過備份程序進行備份。
3.備份軟件要求VCB框架卸載VM快照，使VM不再具有快照功能。
4.利用備份程序，將輸出的VM圖像恢復到一個VMware能夠訪問的臨時區域，該區域可能位于Proxy Server 或ESX Service Console，由此完成恢復工作。
5.VM圖像加載到ESX主機中的指定位置。
在此點擊，查看圖像備份和恢復的VCB-Proxy工作流。
這種方法的優點包括：
你可以利用VCB Proxy中一個備份程序，備份所有的VM，而不必每個VM配備一個程序。
通過這種方法，VM資源能完全備份，只需簡單備份少量的大型VMDK文件。
圖像能快速恢復，因為只需恢復大型圖像，而不必查找大量的小型圖像。
將備份過程轉移到VCB代理服務器中，降低了ESX服務器的開銷。
這種備份方法無需LAN，在SAN中也能實現，從理論上講，備份速度比基于LAN的備份方法要快。
這種方法的缺點包括：
能否實現自動化、能否方便地加以使用取決于第三方備份軟件的能力。
如果沒有某種形式的備份軟件集成到備份過程中，要部署這種方法就變得非常復雜。
如果你想將文件直接恢復到VM中，就需要在VM中安裝備份軟件。
對于沒有集成VSS的Windows系統，由VCB提供的圖像備份會使數據處于相同的狀態。
VCB不提供Windows系統狀態的恢復機制，盡管有可能成功實現服務器完全恢復，但是如果在操作VM時，系統狀態紊亂，就不能保證完全恢復。
部署技巧
請記住，VCB不是備份/恢復程序，而是一組能集成到第三方備份應用程序中的設施。
Proxy Server不是虛擬機。
VCB不能安裝在虛擬中心的服務器中，也不能注冊。
Proxy Server需要安裝Windows 2003 Server、SP1或R2。
Proxy Server必須和ESX Servers安裝在相同的LUN區域中。
VCB Proxy Server不支持多路徑。
如果需要恢復文件，但你又不想為每個VM都安裝備份程序，你就可以創建一個僅用于恢復的VM，這個VM包含備份和恢復程序，將文件恢復到這個VM中，然后通過網絡共享將文件遷移到正確的目標VM中。