Chapitre 3 Gestion des sauvegardes

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1 Chapitre 3 Gestion des sauvegardes 1. Notions préalables et terminologie Gestion des sauvegardes 1.1 Consistance, snapshots et VSS L'erreur la plus commune lorsque l'on parle de solutions de sauvegarde, c'est justement de parler de sauvegardes et de penser que c'est l'objectif. Même s'il semble trivial de le rappeler, la sauvegarde n'est jamais l'objectif. Lorsqu'un responsable informatique lance un chantier pour mettre en place une solution de sauvegarde, il parle en réalité d'un plan de restauration. L'objectif est toujours de pouvoir restaurer un système en cas de défaillance d'un élément. Si l'on s'arrête à la sauvegarde, on s'arrête à la moitié du travail. Sans ce constat, la première question qu'on se poserait lorsqu'on met en place une solution de sauvegarde serait : que veut-on sauvegarder? En réalité cette question doit être posée sous un autre angle : qu'est-ce que la solution de sauvegarde doit permettre de restaurer? La différence est de taille. On peut vouloir restaurer des fichiers, un système d'exploitation entier, un disque dur, un SAN, une table SQL, un compte utilisateur, une boîte aux lettres Exchange... La liste complète ne sera pas faite ici, il y a probablement plus de réponses à la question qu'il n'existe de solutions de sauvegarde. Cette dernière doit donc garantir la restauration à un instant précis de l'état d'un élément d'un système. Mais de quel élément et de quelle garantie parle-t-on? La réponse est dans la notion de consistance.

2 92 Veeam Backup & Replication Assurez la disponibilité de vos données dans un Datacenter La consistance d'une sauvegarde S'il y a plusieurs éléments à sauvegarder, il est probable que vous ayez besoin de garantir que l'état de tous les éléments soit cohérent les uns par rapport aux autres (par exemple tous les blocs d'un fichier). On appelle cela la consistance d'une sauvegarde. Il en existe plusieurs niveaux. Plus le niveau est élevé, plus il est complexe à mettre en œuvre car il fait appel à différents processus. Dans le cas d'une sauvegarde en mode image, on peut en citer trois. Niveau 1 : Crash-Consistent, qu'on pourrait traduire par "consistance d'arrêt brutal". Ici on s'assure de la cohérence du disque virtuel. On souhaite être certain que tous les blocs du disque n'aient subi aucune modification entre le début et la fin de la sauvegarde. Même si le terme "crash" peut sembler peu opportun pour parler de cohérence, ce niveau permet tout à fait de garantir la restauration d'un disque. Ce qui n'est pas garanti, c'est la cohérence de ce qui est dans le disque. Pour ça, il faut aller un niveau au-dessus. Niveau 2 : Filesystem-Consistent, ou consistance du système de fichiers. Dans ce cas, on cherche à garantir que le système d'exploitation va pouvoir redémarrer en cas de restauration. Pour cela, un mécanisme interne au système d'exploitation doit intervenir pour mettre en pause toutes les nouvelles demandes de transactions sur le système de fichiers. Niveau 3 : Application-Consistent, ou consistance applicative. C'est le plus haut niveau, et donc le plus complexe à mettre en œuvre. Il nécessite non seulement les mécanismes utilisés pour le niveau précédent, mais aussi des mécanismes spécifiques à l'application pour mettre en pause toutes les transactions applicatives. Cela permet de garantir par exemple qu'il n'y ait aucune transaction interrompue sur une base de données. On parle parfois de niveau 0, mais dans ce cas il n'y a aucune consistance, on ne tient pas compte des changements d'état qui surviennent entre le début et la fin de la sauvegarde. Dans le cas d'une sauvegarde en mode image, ce n'est envisageable que si la machine virtuelle est stoppée. Il s'agit alors d'une simple copie de fichier. En résumé, la consistance d'une sauvegarde permet de garantir que le contenu de la sauvegarde soit cohérent afin de reprendre un fonctionnement normal à l issue de la restauration. Editions ENI - All rights reserved

3 Gestion des sauvegardes Chapitre Les snapshots Un snapshot (ou cliché instantané) est une capture de l'état d'une machine virtuelle. On parle souvent de "photo à un instant T". Il permet de revenir à un état précédent du système. Par exemple, on prendra un snapshot avant la migration d'une application dans une nouvelle version. Dans le cas où, à la fin de la migration, le service n'était pas rendu, l'utilisation du snapshot permettrait de revenir à l'état du système avant le début de l'opération. Un snapshot contient plusieurs éléments : Les données du disque qui seront modifiées après la création du snapshot. La configuration de la machine virtuelle (les contrôleurs de périphériques, la quantité de RAM, etc.). L'état de la machine virtuelle (démarrée, arrêtée, en pause). Éventuellement le contenu de la RAM. En environnement virtuel, le disque est un fichier dans lequel toutes les données sont stockées. En principe, la création d'un snapshot consiste à créer un delta de ce fichier. Au départ, le fichier de delta est vide et chaque bloc est un pointeur renvoyant au fichier principal. Tant que les blocs ne sont pas modifiés, la lecture est redirigée vers le fichier principal. Dès qu'une écriture est réalisée par le système d'exploitation, le bloc est modifié dans le fichier de delta et toutes les prochaines lectures se feront désormais sur le fichier de delta. En temps normal (sans snapshot), le fichier principal du disque est verrouillé par l'hyperviseur qui héberge la machine virtuelle (afin d'être certain que personne d'autre ne puisse y accéder et le modifier). La création du snapshot va libérer l'accès au disque principal car l'hyperviseur va lever le verrouillage sur le disque principal et verrouiller le fichier de delta. De plus, tant que le snapshot existe, il garantit qu'aucune modification (aucune écriture) ne peut être faite sur le fichier du disque principal. C'est donc le snapshot qui assure le premier niveau de consistance.

4 94 Veeam Backup & Replication Assurez la disponibilité de vos données dans un Datacenter Ajoutons que lorsqu'un hyperviseur réalise un snapshot, il ne se préoccupe pas de ce qu'il se passe à l'intérieur de la machine virtuelle. La consistance du snapshot est alors "crash-consistent". Le système de fichiers dans la machine virtuelle n'a pas conscience qu'il écrit désormais dans un autre fichier (le delta). Pour passer à un niveau de consistance supérieur, l'hyperviseur doit communiquer avec le système d'exploitation dans la machine virtuelle. Il utilise pour cela les VMtools (dans le monde VMware) ou bien les Hyper-V Integration Services (dans le monde Microsoft). Ce sont ces outils qui dialoguent avec le système d'exploitation invité pour mettre en attente les demandes d'accès au système de fichiers. On parle alors de "snapshot quiesce", "quiesce" signifiant "mettre en attente". Remarque Dans le cas de VMware (ESXi) le fichier principal est un.vmdk, pour Microsoft (Hyper-V) c'est un.vhd ou.vhdx. Pour le fichier de delta, c'est un -delta.vmdk pour VMware et.avhd pour Microsoft Volume Shadow Copy Volume Shadow Copy (VSS) est un service Windows qui permet d'aller audelà du crash-consistent durant les sauvegardes. Il reprend les mêmes principes de fonctionnement que le snapshot, excepté qu'il travaille au niveau du volume et avec les applications. Il y a quatre composants qui ont différents rôles : VSS Requestor (ou requêteur VSS) : c'est lui qui est à l'initiative du processus de sauvegarde à l'intérieur de la machine virtuelle. Dans le cas d'un ESX(i), ce sont les VMtools qui tiennent ce rôle. Pour Hyper-V ce sont les Integration Services. Enfin, dans certains cas avec Veeam Backup & Replication, cela peut être un service propriétaire de Veeam. VSS Coordinator (le service Volume Shadow Copy) : c'est le service qui est au cœur du processus. C'est lui qui pilote le dialogue entre tous les composants. VSS Writer : il est propre à chaque application. C'est ce service qui dialogue avec l'application pour leur demander de passer dans un état autorisant la sauvegarde. Editions ENI - All rights reserved

5 Gestion des sauvegardes Chapitre 3 95 VSS Snapshot Provider : c'est lui qui fournit l'accès au stockage pour toute la durée du snapshot. Il peut être logiciel ou matériel. Dans le cas de Veeam, c'est un service logiciel propre à la solution. Le processus fonctionne sur le modèle suivant : 1. Le VSS Requestor indique au service Volume Shadow Copy que le système va être sauvegardé. 2. Le service VSS demande aux VSS Writers (autrement dit les applications) de se préparer à être sauvegardés. 3. Les applications effectuent toutes les actions nécessaires pour être dans un état cohérent en cas de restauration. Cela peut vouloir dire vider les caches, finaliser toutes les transactions en cours, mettre en file d'attente toutes les nouvelles, etc. 4. Chaque VSS Writer notifie au service VSS qu'il est prêt pour une sauvegarde. 5. Le service VSS commande la création d'un volume "shadow copy" au VSS Snapshot provider. 6. Le VSS Snapshot provider crée un volume "shadow copy" et indique son action au VSS Writer par l'intermédiaire du service VSS. 7. Les applications (VSS Writers) exécutent sur ce volume "shadow copy" toutes les demandes d'écriture mises en attente. Il n'existe pas d'équivalent du VSS sur des machines Linux. Mais il est possible d'utiliser des scripts personnalisés qui s'exécutent avant chaque création de snapshot et avant chaque suppression de snapshot. On nomme ces scripts pre-freeze et post-thaw. Ce sont les VMtools qui les appellent. Une fois les VMtools installés, il faut créer les scripts. sudo touch /usr/sbin/pre-freeze-script sudo touch /usr/sbin/post-thaw-script Il faut ensuite les éditer pour y ajouter les actions à réaliser. sudo nano /usr/sbin/pre-freeze-script La commande ci-dessous est souvent utilisée pour geler le système de fichiers. fsfreeze -f

6 96 Veeam Backup & Replication Assurez la disponibilité de vos données dans un Datacenter Une fois les commandes renseignées dans les fichiers, il faut rendre ces derniers exécutables. sudo chmod 755 /usr/sbien/pre-freeze-script sudo chmod 755 /usr/sbien/post-thaw-script Ces scripts peuvent aussi être mis en œuvre sur des machines Windows. Ils doivent être placés dans le répertoire suivant : C:\Windows\<pre-freeze-script.bat> C:\Windows\<post-thaw-script.bat> Mais l'utilisation des scripts sur une machine Windows est beaucoup moins répandue car c'est beaucoup plus consommateur en temps de configuration que l'utilisation des VSS. 1.2 Changed Block Tracking Le Changed Block Tracking (CBT) est une fonctionnalité introduite par VMware. Elle permet de garder à jour une liste des blocs modifiés depuis la dernière sauvegarde. Ainsi le CBT réduit largement le temps d'une sauvegarde incrémentale puisqu'il n'y a pas besoin de parcourir tous les blocs pour savoir lesquels ont été modifiés, c'est le CBT qui s'en charge. Elle se présente sous la forme d'un fichier qui porte le même nom que le fichier de disque mais qui a pour extension un.cbt. Il y a donc un.cbt pour chaque disque de la VM et pour chaque snapshot de chaque disque. Dans le cas des hyperviseurs VMware, c'est l'esxi qui se charge de mettre en œuvre cette fonctionnalité. En revanche, elle n'est pas native sous Hyper-V. Veeam fournit un mécanisme propriétaire équivalent. Ce mécanisme est mis en œuvre sous la forme d'un driver qui fait office de filtre entre le stockage et le système de fichiers. Il est automatiquement installé sur chaque hyperviseur ajouté à l'infrastructure de Veeam Backup & Replication, il n'y a aucun paramétrage nécessaire. Le procédé reste le même : l'hyperviseur maintient dans un fichier la liste des blocs modifiés depuis la dernière sauvegarde. Cette liste est enregistrée dans un fichier.ctp dans le répertoire "C:\ProgramData\Veeam\CtpStore" de l'hyper-v (ou de tous les Hyper-V s'ils sont membres d'un cluster). Il y a un fichier pour chaque disque de chaque machine virtuelle. Editions ENI - All rights reserved

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