Sauvegarde et restauration en environnement VMware avec Avamar 6.0

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1 Livre blanc Sauvegarde et restauration en environnement VMware avec Avamar 6.0 Analyse détaillée Résumé Dans les entreprises, les environnements virtuels sont de plus en plus déployés dans le cloud. La protection de ces environnements et les exigences associées créent rapidement des goulots d étranglement qui freinent le développement de l entreprise. Ce livre blanc décrit plusieurs nouvelles fonctionnalités d EMC Avamar 6.0 qui sont destinées à améliorer la protection des données VMware. Grâce à ces fonctionnalités, EMC Avamar garantit l extension rapide et continue des environnements de type cloud indispensables à l informatique en tant que service (ITaaS) dont les entreprises ont besoin. octobre 2011

2 Copyright 2011 EMC Corporation. Tous droits réservés. EMC estime que les informations figurant dans ce document sont exactes à la date de publication. Ces informations sont modifiables sans préavis. Les informations contenues dans cette publication sont fournies «en l état». EMC Corporation ne fournit aucune déclaration ou garantie d aucune sorte concernant les informations contenues dans cette publication et rejette plus spécialement toute garantie implicite de qualité commerciale ou d adéquation à une utilisation particulière. L utilisation, la copie et la distribution de tout logiciel EMC décrit dans cette publication exigent une licence logicielle en cours de validité. Pour obtenir la liste actualisée des noms de produits, consultez la rubrique des marques EMC via le lien Législation, sur emc2.fr. VMware est une marque déposée de VMware Inc. Toutes les autres marques citées dans le présent document sont la propriété de leurs détenteurs respectifs. Référence h8945 2

3 Table des matières Résumé analytique... 4 Audience... 4 Introduction... 5 Avamar : protection efficace des données en environnement VMware Sauvegarde et restauration au niveau de l invité... 6 Sauvegarde et restauration au niveau de l image... 7 Gestion de la protection des données des VM : intégration d Avamar vcenter Conclusion Références

4 Résumé analytique Les administrateurs informatiques chargés de la sauvegarde doivent relever de nombreux défis, car les environnements virtuels de type cloud croissent de manière exponentielle et le domaine de la sauvegarde et de la restauration devient très difficile à gérer avec cette croissance. La technologie de virtualisation optimise l utilisation des ressources physiques sur la base d un serveur physique. Cependant, les ressources et les applications sous-jacentes disponibles pour protéger efficacement ces environnements peuvent, à terme, freiner l extension planifiée du point de vue de la protection des données. De nos jours, les environnements virtuels comptent généralement des centaines, voire des milliers, de machines virtuelles (VM). Auparavant, lorsque le nombre de machines virtuelles était peu important, la protection des données de l environnement était facile à gérer. Aujourd hui, en revanche, avec l augmentation du nombre de machines virtuelles, ce n est plus aussi simple. Il faut réussir à limiter la croissance des VM en raison des problèmes de protection des données tout en répondant aux demandes d extension adressées par les entités aux administrateurs du cloud. Le défi est de taille. Bien souvent, l environnement continue à se développer, mais certaines zones restent sans protection ou bien elles sont protégées, mais avec des processus inadaptés. Le logiciel et système de sauvegarde avec déduplication EMC Avamar, associé aux API vstorage de VMware pour la protection des données (VADP), permet de supprimer ces problèmes en environnement VMware. La technologie de déduplication des données d Avamar s intègre en toute transparence dans les environnements virtuels, offrant des capacités de sauvegarde rapide à l aide de la fonction CBT (Changed Block Tracking) au sein de l API. Récemment ajouté à Avamar 6.0, le processus CBT est désormais utilisé pour accélérer aussi la restauration. Dans certains environnements de cloud VMware, les administrateurs ont utilisé un stockage moins onéreux, basé sur NAS ou iscsi, pour le stockage des VMDK. Grâce à cette version, Avamar peut désormais étendre ses fonctions de sauvegarde et de restauration à ces datastores résidant sur les plates-formes NAS ou iscsi. Avec le processus de déduplication éprouvé d Avamar et ces toutes dernières améliorations, le volume de données transférées sur le réseau virtuel et physique et la quantité de données stockées physiquement sont nettement réduits. Ce qui se traduit par une diminution des coûts d investissement et une meilleure efficacité opérationnelle pour la protection des environnements virtualisés et de leurs données. Audience Ce livre blanc est destiné aux personnes possédant une connaissance générale des concepts et des technologies de base d EMC Avamar et VMware. Il s adresse notamment aux ingénieurs systèmes, architectes techniques, spécialistes de la mise en oeuvre, consultants techniques et aux utilisateurs souhaitant tirer profit de l intégration des produits et technologies émergentes actuellement sur le marché. 4

5 Introduction Ce livre blanc présente les fonctions mises en oeuvre dans Avamar pour garantir des sauvegardes rapides, efficaces et sécurisées des environnements virtuels VMware. Ce document porte tout particulièrement sur les nouveautés d Avamar 6.0, des fonctions conçues pour la protection des données des environnements virtuels. Il existe essentiellement deux méthodes d utilisation d Avamar pour la sauvegarde des machines virtuelles : la sauvegarde au niveau de l invité la sauvegarde au niveau de l image via les API vstorage de VMware pour la protection des données (VADP) Tandis que la sauvegarde au niveau de l invité peut fournir les solutions nécessaires pour certains environnements virtuels de type cloud, la fonction de sauvegarde au niveau de l image basée sur les fonctions VADP de VMware est celle qui permet d obtenir les meilleurs avantages avec Avamar. Ceci est particulièrement vrai dans les grands environnements virtuels de type cloud, où l évolutivité et les fenêtres de sauvegarde sont d une importance particulièrement cruciale. Avamar permet d exécuter simultanément des sauvegardes au niveau de l invité et au niveau de l image, offrant ainsi à l administrateur une flexibilité et une efficacité de déploiement exceptionnelles dans un environnement donné. Ce document décrit essentiellement les fonctions mises en oeuvre via VADP pour permettre les sauvegardes et les restaurations des machines virtuelles au niveau de l image. Le lecteur doit se familiariser avec les termes suivants, utilisés tout au long de ce document dans le contexte des solutions de sauvegarde et de restauration. Une machine virtuelle (VM) héberge les données de production dans son environnement virtuel. Cette solution a été testée dans un environnement d entreprise ; ainsi VMware ESX était utilisé comme plate-forme VMware. La virtualisation permet aux clients de réduire les coûts des systèmes informatiques tout en améliorant l efficacité, la disponibilité, la flexibilité et la gestion de leur environnement. Datastore est un terme VMware désignant le stockage ajouté pour héberger les systèmes de fichiers VMware VMFS. Le système VMFS contient l ensemble des fichiers nécessaires à l utilisation des machines virtuelles. Un fichier VMDK est un fichier d image VMware contenant les données auxquelles accédera l application qui s exécute dans cette machine virtuelle. C est là que sont installés le système d exploitation et l application, ainsi que les données pour l application concernée. La fonction CBT (Changed Block Tracking), une nouveauté du module VMkernel, assure le suivi des blocs de stockage qui changent dans les machines virtuelles. VMkernel surveille les changements apportés aux blocs sur les machines virtuelles, ce qui améliore le processus de sauvegarde pour les applications développées en vue de tirer profit des nouvelles API VMware vstorage. 5

6 Les API VMware vstorage pour la protection des données (VADP) permettent au logiciel de sauvegarde d effectuer des sauvegardes centralisées des machines virtuelles, sans interruption ni frais supplémentaires liés à l exécution des procédures de sauvegarde dans chaque machine virtuelle. EMC Avamar est une solution de sauvegarde et de restauration avec déduplication. Elle intègre la déduplication côté client qui élimine les données des flux de sauvegarde avant que celles-ci traversent le réseau. Cette solution permet d optimiser la bande passante, de réduire l espace de stockage et les fenêtres de sauvegarde. EMC Avamar Data Store est une solution EMC groupée qui combine le logiciel Avamar et le matériel EMC dans une solution clé en main préconfigurée, simplifiant ainsi la procédure de commande, son installation et sa maintenance. Avamar Data Store évolue d une solution à un seul noeud vers une solution à plusieurs noeuds afin de répondre aux besoins des bureaux distants ainsi que des datacenters. Avamar : protection efficace des données en environnement VMware. Sauvegarde et restauration au niveau de l invité Avec l option de sauvegarde au niveau de l invité, le déploiement des agents clients se fait de la même manière que la mise en oeuvre d une solution Avamar pour la sauvegarde des serveurs physiques. Le package client Avamar est installé sur chaque machine virtuelle et les sauvegardes sont envoyées au serveur Avamar via l interface réseau virtuelle des machines virtuelles. Tout comme avec les serveurs physiques, une configuration spécifique peut être requise via des plug-in propres aux applications, afin d effectuer les sauvegardes cohérentes des applications prises en charge via les agents installés sur chaque client. Comme l indique la Figure 1 ci-dessous, le niveau d utilisation est le même qu avec la sauvegarde des serveurs physiques à l aide d Avamar, même si naturellement dans ce cas précis, les économies se situent au niveau des ressources virtuelles allouées à la machine virtuelle, et non des ressources matérielles physiques côté client. 6

7 Figure 1 : Utilisation des ressources client pour la sauvegarde traditionnelle comparée à la sauvegarde Avamar Voici quelques-uns des avantages de la sauvegarde au niveau de l invité : déduplication avancée des données ; prise en charge de la sauvegarde des applications dans les machines virtuelles ; sauvegardes cohérentes des applications ; prise en charge des restaurations partielles ou au niveau fichier ; méthodes de sauvegarde identiques pour les machines physiques et virtuelles ; aucune exigence concernant la rédaction de scripts avancée ou la connaissance des logiciels VMware ; procédures quotidiennes inchangées pour la sauvegarde. Sauvegarde et restauration au niveau de l image Avec l option de sauvegarde basée sur l image, EMC Avamar s intègre dans l API VMware vstorage pour la protection des données. Cet ensemble de fonctions du serveur vsphere permet de transférer les frais supplémentaires liés au processus de sauvegarde du client vers un serveur proxy de sauvegarde s exécutant comme une machine virtuelle. Ce serveur proxy peut communiquer avec le serveur vcenter pour monter un snapshot d un fichier vmdk d une machine virtuelle afin d effectuer une sauvegarde au niveau de l image de cette machine virtuelle. Grâce à cette méthode, la déduplication a lieu au niveau fichier, ainsi qu au niveau des fichiers.vmdk. En réalisant une sauvegarde au niveau de l image d un VMDK, il est également possible d exécuter une restauration sur matériel vierge en remplaçant une instance de machine virtuelle ou en créant une instance distincte. Les machines virtuelles protégées par une sauvegarde au niveau de l image dans Avamar 6.0 peuvent résider sur le stockage NFS, iscsi ou SAN. 7

8 Compte tenu de l évolutivité et de la seule augmentation exponentielle de la taille de certains environnements de machines virtuelles, la charge de travail imposée à un seul serveur proxy risque d augmenter rapidement. Dans ce scénario, il est recommandé de prévoir plusieurs serveurs proxy pour gérer la charge de travail cumulée et d augmenter le parallélisme survenant pendant l exécution des processus VADP. Avec le provisionnement de deux serveurs proxy, nous sommes maintenant en mesure d exécuter simultanément le processus VADP sur deux machines virtuelles dans le cadre d une sauvegarde réalisée par Avamar. Auparavant, les machines virtuelles étaient attribuées manuellement par l administrateur à des serveurs proxy spécifiques afin de garantir l équilibrage approprié de la charge. Grâce aux toutes dernières améliorations apportées à Avamar, cet équilibrage de la charge est automatique. Avamar utilisera désormais les serveurs proxy inactifs pour équilibrer la charge de travail et optimiser le parallélisme automatiquement via le processus de sauvegarde. Alors que le déchargement des frais supplémentaires liés au processus de sauvegarde depuis le client en cours de sauvegarde vers un serveur proxy offre de nombreux avantages, l utilisation d un serveur proxy autonome ne présente pas l efficacité et l intelligence requises pour réduire la quantité des blocs de données qui sont analysés et traités par ce serveur proxy. Afin d optimiser le processus de sauvegarde d images VMware, Avamar utilise pleinement la puissance de la fonction «Changed Block Tracking» (CBT) de VADP. Comme l illustre la Figure 3 ci-dessous, la fonction CBT permet au serveur proxy d images de VM d interroger l environnement vsphere et d obtenir une liste intelligente des blocs ayant été modifiés sur une VM spécifique depuis la dernière sauvegarde. Ainsi, Avamar analyse et traite uniquement les blocs inclus dans la liste «changed-block» fournie par le mécanisme CBT de vsphere. Cette fonction permet de réduire considérablement le temps de sauvegarde d une image de VM donnée et elle permet essentiellement à Avamar de traiter un grand nombre de machines virtuelles dans une fenêtre de sauvegarde donnée. Figure 2 : Sauvegarde d images de VM avec Avamar utilisant la fonction CBT Avant Avamar 6.0, les opérations de restauration nécessitaient une mise en oeuvre de type «tout ou rien» comme l illustre la Figure 4. Lors de la restauration d une image de VM particulière à partir d une sauvegarde dans Avamar, le fichier VMDK complet devait être transféré sur le réseau, puis restauré. La restauration des seuls blocs individuels modifiés depuis la dernière sauvegarde dans cette image de VM était impossible. 8

9 Figure 3 : Scénario type d une restauration d image de VM avec Avamar (sans utiliser CBT) Avec Avamar 6.0, la fonction CBT est désormais utilisée par le logiciel Avamar pour réaliser des restaurations plus efficaces et ultrarapides. Dans ce scénario, illustré sur la Figure 5, Avamar interroge le VADP pour déterminer quels sont les blocs qui ont été modifiés depuis la dernière sauvegarde. Ensuite, le logiciel restaure ou remplace uniquement ces blocs dans le fichier d image de la VM. Cette opération permet de réduire le trafic de données transférées dans l environnement vsphere via le réseau lors d une opération de restauration, et surtout, de réduire l objectif de temps de restauration (RTO) d une image de machine virtuelle. De plus, le logiciel Avamar compare automatiquement la charge de travail entre les deux méthodes de restauration (restauration complète d image ou restauration avec CBT) et met en oeuvre la plus rapide. Ceci est particulièrement utile lorsque le taux de modification depuis la dernière sauvegarde sur une machine virtuelle en cours de restauration est très élevé et que le temps système d une analyse CBT se révélerait finalement plus coûteux que la restauration de l image complète. Avamar choisit automatiquement la méthode de déploiement à utiliser pour obtenir les temps de restauration d image de VM les plus courts dans le cadre de votre scénario ou environnement particulier. Figure 4 : Scénario CBR d une restauration d image de VM avec Avamar (en utilisant CBT) Voici quelques-uns des avantages de la sauvegarde d images VMware : elle fournit des sauvegardes d images complètes des machines virtuelles en cours d exécution ; elle utilise un transport efficace (SCSI hotadd), qui évite de copier l image vmdk complète via le réseau ; elle pemet des restaurations au niveau fichier à partir des sauvegardes au niveau des images pour Windows ; 9

10 elle effectue la déduplication au sein des fichiers.vmdk, et entre tous ces fichiers, avec la protection Avamar ; elle utilise la fonction CBT pour accélérer les sauvegardes et les restaurations ; elle réduit le trafic réseau en dédupliquant et en comprimant les données ; elle élimine, dans la plupart des cas, la nécessité de gérer les agents de sauvegarde dans chaque machine virtuelle ; elle prend en charge l équilibrage de la charge entre les serveurs proxy afin d obtenir le parallélisme pour un débit de sauvegarde plus élevé. Gestion de la protection des données des VM : intégration d Avamar vcenter Avamar 6.0 fournit des fonctions d intégration uniques avec l utilitaire de gestion VMware vcenter. L intégration dans les API vcenter permet à la console de gestion Avamar d interroger régulièrement une seule instance ou un groupe d instances vcenter et de fournir des informations pertinentes de protection des données pour simplifier la gestion des activités de sauvegarde et de restauration. L une des fonctionnalités importantes avec cette intégration de la gestion avec vcenter, comme l illustre la Figure 6 ci-dessous, est la capacité à afficher rapidement, depuis une interface utilisateur, l état de la protection actuelle de chaque VM sur un serveur vcenter, lequel est importé dans l environnement Avamar. Ainsi, l administrateur chargé de la sauvegarde n a pas besoin de mettre en corrélation les règles de sauvegarde avec les dernières VM créées que les administrateurs d applications mettent en oeuvre. Le plus souvent, cela s effectuait par une corrélation croisée de l interface utilisateur de gestion des règles de sauvegarde avec l interface utilisateur du client VMware vcenter. Désormais, l administrateur chargé de la sauvegarde, ou même l administrateur d applications (s il dispose des autorisations de gestion Avamar adéquates) peut obtenir l accès à l interface utilisateur Avamar et vérifier rapidement si les VM nouvellement déployées sont effectivement protégées par une règle, et dans ce cas, quelle règle précisément les protège. Pour la restauration, l intégration d Avamar dans vcenter offre à l administrateur chargé de la sauvegarde la possibilité d utiliser différentes options de restauration des VM. Une sauvegarde de VM peut être restaurée sur la même instance de VM que celle d où elle provient. Nous pouvons aussi effectuer une restauration redirigée et créer une toute nouvelle instance de VM dans vcenter. Toutes les étapes nécessaires à la création de l entrée de VM dans vcenter ont été réalisées à votre place au cours de cette intégration dans Avamar. Une fois la restauration terminée, la toute dernière étape consiste à mettre sous tension la VM créée à partir du processus de restauration. Comme l illustre la Figure 7, Avamar vous offre même la possibilité de déployer entièrement une restauration redirigée d une VM sur un datastore de VM différent. En mettant en oeuvre ces fonctions, l intégration d Avamar vcenter offre à l administrateur un degré de flexibilité inégalé, lui permettant de répondre à tous les scénarios de restauration. 10

11 Les principaux avantages et fonctions de l intégration d Avamar vcenter incluent : la découverte des VM et leurs groupes associés dans l interface utilisateur Avamar ; la possibilité d ajouter une VM ou des groupes de VM et de définir les règles de sauvegarde «image» et/ou «invité» ; la possibilité de définir plusieurs serveurs proxy d images VMware ; la possibilité de lancer des opérations de sauvegarde/restauration au niveau de l invité ou de l image ; la possibilité de surveiller les opérations de sauvegarde/restauration dans l Activity Monitor ; la possibilité d afficher l état de la protection des VM (invité, image ou aucun) ; la possibilité de bénéficier de vues simples des VM sauvegardées ou non ; et la simple possibilité d apporter des corrections en ajoutant rapidement des VM non protégées à un groupe de règles de sauvegarde ; l ajout automatique d une règle de sauvegarde pour les machines virtuelles lorsqu elles sont ajoutées. Figure 5 : Détermination d une méthode de protection des données par la machine virtuelle Figure 6 : Capacité à restaurer les fichiers.vmdk sur un autre emplacement de stockage 11

12 Conclusion Les infrastructures virtuelles de type cloud via les nouveaux déploiements IT-as-aservice sont de plus en plus mises en oeuvre. Néanmoins, un schéma de protection des données des environnements reste nécessaire. L utilisation de méthodes de sauvegarde traditionnelles pour l environnement virtuel peut être suffisante au début, mais à mesure que l environnement virtuel croît, les fenêtres de sauvegarde deviennent de plus en plus difficiles à gérer. Avamar a mis en oeuvre les fonctions VMware décrites dans ce livre blanc et fournit déjà aux clients une solution de sauvegarde et de restauration VMware plus efficace. Avamar 6.0 améliore l efficacité du processus de sauvegarde pour les sauvegardes de VM et continue de faire évoluer son ensemble de fonctions avec une intégration plus étroite et des options de processus de sauvegarde pour l administrateur. Au vu des fonctions détaillées dans ce livre blanc, EMC Avamar reste le leader des solutions de sauvegarde et de restaurations pour des environnements virtuels efficaces et considérablement plus rapides, permettant une extension facile et économique. Références Livre blanc : Data Protection for Large VMware and Vblock Environments Using EMC Avamar-----Applied Technology Pages sur les produits VMware sur VMware.com/fr Page sur les produits Avamar sur emc2.fr Powerlink, l extranet réservé aux clients et aux employés d EMC (enregistrement obligatoire) 12

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