趨勢分析 | 如何選擇適合超融合的備份方案？

SmartX 趨勢分享
SmartX 趨勢分享由 SmartX 團隊內部分享的權威機構市場報告、全球重要媒體文章精選整理而成。內容涉及現代資料中心相關產業趨勢以及金融、醫療、製造等行業全球使用者需求與實踐前沿洞察。本期，我們分享兩篇技術洞察文章*， 幫助讀者更好地瞭解超融合備份及其挑戰，以及怎樣選擇適合超融合基礎架構的備份方案。

由於架構的區別，在通用硬體上執行的虛擬化管理程式（hypervisor）可以使用的備份方案可能不完全適用於超融合基礎設施（HCI）。這就給使用超融合的企業在選擇備份方案時帶來了一些挑戰，但同時也讓專為超融合設計的備份和恢復方案能夠充分發揮這一現代化基礎設施的架構優勢。

一、超融合備份及其挑戰

1.傳統 Hypervisor 備份

在備份物理伺服器時，使用者可以同時對所有伺服器執行完整備份，這是沒有問題的。但當備份源變成了共享同一物理伺服器的虛擬機器時，想要順利完成同樣的操作，難度將直線上升。即便只是同時對若干檔案進行增量備份（只有一個位元組的修改也會備份整個檔案），也會顯著影響 hypervisor 的效能。正因如此，大多數使用 VMware 或 Hyper-V 等伺服器虛擬化產品的使用者已經轉而採用更適合虛擬化環境的備份方式。

這其中就包括塊級增量（block-level incremental）和源端去重（source-side deduplication）。雖然這兩種方法在技術層面並非專為 VM 備份而設計，但可以顯著降低備份的 I/O 需求——降低幅度可達一個或更多個數量級，因此非常有用。同時，這兩種方法可以保證執行 VM 層面的備份時不會影響到 hypervisor 的整體效能。但由於 VM 層面的備份要求每臺 VM 上都必須安裝客戶端軟體並進行維護，會導致虛擬化的效率有所下降，因此，大多數使用者在備份 VM 時都會選擇 hypervisor 層面的備份方案。

Hypervisor 層面的備份會利用到 hypervisor 級別的軟體或 API，每個主流的 hypervisor 都提供這樣的 API。透過與 API 的互動， 備份系統能夠在 hypervisor 上訪問上次備份後發生變化的資料塊，並僅針對這些發生改變的資料塊進行備份。這樣可以顯著降低 I/O 需求，並減少識別和定位改變塊所需的 CPU 數量。在這兩項功能的共同作用下，備份對 hypervisor 的效能影響能明顯下降。

2.基於快照的備份

一些儲存產品已將 hypervisor 備份 API 配合其快照能力作為一種新的備份方式。使用者只需將他們的資料儲存置於相關儲存系統上，並按適當級別提供進入 hypervisor 的身份驗證。快照系統會按照設定好的計劃與 hypervisor 進行互動，針對各種 VM 採取適當的備份模式並建立儲存層面的快照。建立快照只需幾秒鐘，然後就可以讓 VM 退出備份模式。這種方法比以前的備份方法更快，對備份效能的影響也更小。

而且，雖然快照需要被複制到其他儲存系統上才能達成有效備份，這種複製對頻寬和 CPU 的要求通常很低，完成起來相對容易。如此一來， 企業就可以利用這種備份方法同時獲得本地和異地副本，而不必執行一般意義上的備份。

3.快照備份和超融合

雖然基於快照的備份方式（只要快照能被複制到另一儲存位置）可以實現業內最小的 RTO 和 RPO，這種備份還是存在一個缺點：它們通常還是需要使用單獨的儲存產品，而且這些產品可能相當昂貴。

許多超融合基礎設施（HCI）可以克服這個缺點。由於超融合將計算、網路和儲存捆綁成一個套件，它通常內建了基於快照的資料保護機制。因此，超融合雖然採用基於快照的備份方法，卻不要求使用者使用單獨的儲存系統。 這種單一的、整合的架構不僅簡化了 VM 的建立和管理，同時還能確保備份透過超融合快照備份系統穩定進行。而且，HCI 系統僅靠單一供應商就能滿足計算、網路、儲存和備份全方位需求，而不是由四家不同供應商分別提供對應的系統。實際上，正是這一亮點讓許多公司（特別是小型公司）青睞 HCI。

甚至，一些超融合產品還在整合資料保護上更進一步，將這些備份整合到雲端，從而能夠同時提供災難恢復（Disaster Recovery）功能。如此一來，使用者就可以從雲端還原整個資料中心，而不必再像典型 DR 場景中那般使用傳統備份或複製資料的方法。

4.超融合備份挑戰

基於快照完成超融合備份固然是一項價效比較高的資料保護選項。但是，一些超融合產品使用的不是主流 hypervisor（即不使用 Hyper-V 或 VMware 的產品），而是使用 KVM hypervisor，或自主研發的 hypervisor。這些 hypervisor 有一個潛在的隱患，即使用者需要判斷它們是否具備主流 hypervisor 所提供的相同級別的資料保護 API，以及備份供應商是否能夠呼叫這些 API。

如果使用者使用的超融合產品採用非主流 hypervisor，那麼使用者在資料保護方面基本上有兩種選擇： 找到一家支援該 hypervisor 的備份軟體供應商，或繼續使用超融合產品中提供的整合資料保護功能（前提是這些功能能達到第三方工具的水平）。

二、如何選擇適合超融合的備份方案

TechTarget 指出，在考察超融合備份方案時應重點關注備份方案與超融合架構的相容性和同步速度，以及方案成本。具體而言，使用者需要：

• · 確保備份軟體透過了與超融合平臺的相容性認證。雖然通用備份工具可以相容超融合部署，但使用者最好還是採用能確保與整個平臺相相容的備份產品。超融合供應商或許可以推薦一款專為超融合架構設計的備份產品。
• · 核實超融合備份產品與執行在超融合平臺上的工作負載的相容性，尤其當使用者使用超融合執行混合工作負載時（如 VM 和容器），這一點需要格外注意。
• · 考慮備份系統將採用何種方式與超融合平臺建立物理連線。由於超融合備份可能涉及大量的資料執行和頻繁的資料修改，使用者很可能需要配置高速資料鏈路。因此，使用者有必要先諮詢備份供應商，瞭解備份產品支援的連線型別，然後再確定在備份伺服器和超融合設施之間建立高速連線的最佳方式。
• · 如果使用超融合作為資料保護平臺，使用者需要關注產品的可擴充套件性，因為隨著資料的增加，使用者自身的資料保護需求也會同步增長。
• 最後， 還要考慮系統將備份複製到其他資料中心或雲端的能力和成本。

三、SmartX 超融合備份與恢復方案

為了滿足更多使用者對超融合平臺上虛擬機器備份的需求，SmartX 於近日釋出了資料保護產品 SMTX 備份與恢復。作為一款面向 SmartX IT 基礎設施的備份與恢復產品，SMTX 備份與恢復可為資料中心的工作負載提供資料備份和資料恢復解決方案以及企業級的資料保護。目前，SMTX 備份與恢復 1.0 版本支援將執行在 SmartX 原生虛擬化 ELF 平臺上的虛擬機器備份到叢集外部的 NAS 儲存。

作為 SmartX 自主研發的備份與恢復產品， SMTX 備份與恢復針對超融合基礎架構從產品相容、代理、運維、成本等角度進行了全面的最佳化：

• · 相容性：完美支援 SmartX 超融合和原生虛擬化 ELF，同時可廣泛相容主流作業系統。
• · 無代理：部署 SMTX 備份與恢復時，使用者無需在虛擬機器內安裝代理，減少了安裝、運維和管理的複雜性，且備份過程對虛擬機器效能無影響。
• · 運維管理：SMTX 備份與恢復使用 CloudTower 作為管理介面，使用者可透過單一平臺統一管理備份和叢集資源，實現備份服務的一鍵部署和升級，提升運維效率。
• · 成本：支援將資料備份到相對廉價的儲存介質上，支援增量備份和目標端壓縮，進一步節省備份所需的頻寬和空間，降低硬體成本。

SmartX 還和愛數等專業廠商合作，推出了無代理模式備份的聯合解決方案，為使用者提供更多超融合備份方案選擇。

關於 SMTX 備份與恢復的更多資訊，可閱讀： SmartX 釋出資料保護產品 SMTX 備份與恢復。

* 本文由 SmartX 團隊基於現有文章進行翻譯整理，部分內容涉及少量改動。

文章來源：

1. How to backup hyperconverged infrastructure，W. Curtis Preston，NetworkWorld

2. What are 5 hyper-converged backup best practices? Brien Posey，TechTarget