Sicherung virtueller Maschinen

Definition des VM Backup

Die Sicherung virtueller Maschinen (VM Backup) ist der Prozess der Sicherung der virtuellen Maschinen (VMs), die in einer Unternehmensumgebung laufen. VMs laufen in der Regel als Gäste auf Hypervisoren, die ein Computersystem emulieren und es mehreren VMs ermöglichen, sich ein physisches Host-Hardwaresystem zu teilen. Die beliebtesten Hypervisoren sind VMware vSphere und Microsoft Hyper-V; zu den weiteren verfügbaren Hypervisoren gehören auch cloudbasierte virtuelle Maschinen.

Da Unternehmen zunehmend auf Virtualisierung setzen, sind VMs zu einem unverzichtbaren Bestandteil von Unternehmens-IT-Umgebungen geworden. Geschäftsanwendungen, Datenbanken und sogar containerisierte Workloads laufen auf VMs und erzeugen riesige Datenmengen, die mithilfe einer robusten Datensicherungslösung geschützt werden müssen. Die Anwendungen, mit denen Unternehmen alle Dateien, aus denen sich ganze virtuelle Maschinen zusammensetzen, sichern und wiederherstellen können, werden als VM Backup bezeichnet.

Was ist ein VM Backup?

Das VM Backup ist eine Datensicherungslösung für VMs, die ähnliche Funktionen wie herkömmliche Backup-Lösungen für physische Server erfüllt. Anwendungen für das VM Backup können ein vollständiges Backup aller Dateien in einer VM, ein inkrementelles Backup oder ein differentielles Backup durchführen. Die VM Backup-Software muss regelmäßig und in bestimmten Abständen ausgeführt werden, um VM-Dateien, Konfigurationen und sich ständig ändernde Daten zu schützen.  Moderne VM Backup-Software nutzt die vom Hypervisor bereitgestellten erweiterten Funktionen, die schnellere Backups mit geringeren Auswirkungen auf die virtuelle Maschine ermöglichen.

Konzepte des VM Backup

Im Folgenden werden wesentliche Konzepte erläutert, um die Abläufe beim VM Backup zu verstehen:

• Differenzielle Sicherung – Sicherung nur der Dateien, die sich seit der letzten vollständigen Sicherung geändert haben.
• Sicherung auf Dateiebene – Eine Sicherung, die auf der Ebene von Dateien und Ordnern definiert wird.
• Vollsicherung – Eine Sicherung aller Dateien.
• Vollständiges VM Backup – Eine Sicherung aller Dateien, aus denen eine gesamte virtuelle Maschine besteht, einschließlich Festplattenabbildern, Konfigurationsdateien und anderer.
• Sicherung auf Image-Ebene – oder auf Volume-Ebene – ist die Sicherung des gesamten Speichervolumes
• Inkrementelle Sicherung – Sicherung nur der Dateien, die sich seit der letzten Sicherung (egal ob vollständig oder inkrementell) geändert haben.
• Quiescing – Ein Vorgang, bei dem die Daten der virtuellen Maschine in einen für Backups geeigneten Zustand versetzt werden, einschließlich des Schreibens von Puffern aus dem Speicher-Cache des Betriebssystems auf die Festplatte oder anderer anwendungsspezifischer Aufgaben.

Was ist der VM Backup-Prozess und wie funktioniert er?

Ähnlich wie bei der Sicherung physischer Server schützt das VM Backup alle Elemente, die mit einer VM verbunden sind. VM Backups können auf verschiedene Weise durchgeführt werden, entweder über einen im Gastbetriebssystem installierten Backup-Agenten oder durch Integration in den Hypervisor, was agentenlose Backups ermöglicht. Unabhängig vom Zielort des Backup-Prozesses für virtuelle Maschinen sollten Sie sorgfältige Schritte befolgen, um eine ordnungsgemäße Sicherung und den Schutz der Daten zu gewährleisten. Zu den Hauptphasen des VM Backups gehören:

• Discovery. Die virtuellen Maschinen in der Umgebung müssen ermittelt werden
• Client-Computer-Eintrag. Erstellen Sie für jede VM einen separaten Client-Computer-Eintrag
• VMs für die Sicherung markieren. Identifizieren Sie die VMs, die gesichert werden sollen, sowie die Virtual Server Agents, die den vmbackup-Prozess ausführen
• Zugehörige Festplatten. Identifizieren Sie die Festplatten, die den für die Sicherung markierten VMs zugeordnet sind
• Sicherungsströme. Weisen Sie den Proxys die Sicherungsströme in einer Round-Robin-Reihenfolge zu
• Daten herunterladen. Verwenden Sie die Virtual Server Agents, um die Sicherungsdaten herunterzuladen
• Snapshot. Erstellen Sie mithilfe der Hypervisor-API einen Snapshot der virtuellen Maschine
• Sicherung. Schließen Sie den Sicherungsvorgang ab, indem Sie eine Kopie der Daten an einem anderen Speicherort speichern

Ausführung des Backup-Clients innerhalb einer virtuellen Maschine.

Da eine virtuelle Maschine einer physischen Maschine ähnelt, kann sie auf dieselbe Weise wie eine physische Maschine gesichert werden, indem Sicherungssoftware verwendet wird, die innerhalb der virtuellen Maschine ausgeführt wird. Bei dieser Methode versetzt der Sicherungsagent die zu sichernde virtuelle Maschine in einen Ruhezustand. Dies wird typischerweise für die Sicherung auf Dateiebene der auf der Festplatte der virtuellen Maschine gespeicherten Daten verwendet.

Diese Methode hat Vor- und Nachteile. Zu den Vorteilen gehört, dass keine Verfahrensänderungen oder besonderen Kenntnisse erforderlich sind, da der Backup-Agent ähnlich wie bei einer Sicherung eines physischen Servers funktioniert. Diese Methode kann bei einigen geschäftskritischen Workloads wie Datenbanken zur Konsistenz der Anwendungsdaten beitragen. Ein Nachteil könnte eine höhere Auslastung der Host-Ressourcen während der Durchführung des Sicherungsvorgangs sein. Allerdings sind Computerressourcen heutzutage leistungsfähiger und die Backup-Software ist weniger ressourcenintensiv.

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Ausführung des Backup-Clients auf dem Host-Rechner der virtuellen Maschine.

Da eine virtuelle Maschine aus wenigen Dateien besteht, können diese Dateien durch die Integration mit dem Hypervisor gesichert werden. Dadurch lassen sich die Dateien, aus denen die virtuelle Maschine besteht, als Dateien sichern, allerdings mit einigen Unterschieden. Da während des Betriebs der virtuellen Maschine in diese Dateien geschrieben wird, muss die VM ausgeschaltet werden oder es muss eine Snapshot-Methode verwendet werden, um die Dateien zu sichern. Diese Art der Sicherung mithilfe von Snapshots kann erfordern, dass die virtuelle Maschine in einen Ruhezustand versetzt wird. Verschiedene Betriebssysteme reagieren unterschiedlich, um absturzkonsistente, dateisystemkonsistente oder anwendungskonsistente Snapshots zu erstellen.

Wenn Ihre VM Backups transaktionale Anwendungen wie Datenbank- und E-Mail-Server umfassen, wird das Anhalten dieser Anwendungen – um sicherzustellen, dass sie sich in einem für die Sicherung geeigneten Zustand befinden – beispielsweise als anwendungskonsistent bezeichnet.  Vor Beginn einer Sicherung wird die Anwendung angehalten, um sicherzustellen, dass alle ausstehenden Transaktionen und Schreibvorgänge auf die Festplatte geschrieben werden. Dieser Schritt gewährleistet, dass der Server über den Vorgang informiert ist und dass keine Daten verloren gehen, falls eine Recovery-Phase der VM erforderlich wird. Das Anhalten funktioniert nur bei Anwendungen, die das Anhalten und das Schreiben ausstehender Daten bei Bedarf unterstützen.

Warum ist das VM Backup wichtig?

Die Menge der täglich erzeugten Daten ist überwältigend, und all diese Daten müssen gespeichert und vor Verlust geschützt werden. Schätzungen zufolge werden bis zum Jahr 2025 täglich 463 Exabyte an Daten erzeugt. Anwender erwarten, dass die benötigten Daten rund um die Uhr zugänglich und verfügbar sind. Ohne Backups virtueller Maschinen ist mit Datenverlusten und Anwendungsausfällen aufgrund geplanter und ungeplanter Störungen zu rechnen. Ohne vmbackup würden viele Unternehmen unter langwierigen Störungen und langen Zeiten für Recovery leiden und wichtige Daten verlieren. Eine vmbackup-Lösung hält die Geschäftsabläufe am Laufen und bringt sie nach Ausfällen, Ransomware-Angriffen, Datenbeschädigungen oder anderen Ereignissen, die ihre Daten beeinträchtigen, schneller wieder in Gang.

Vorteile des VM Backup

Digitale Daten und Anwendungen sind die Triebkräfte des Unternehmenswachstums. Der Schutz geschäftskritischer Workloads sowie der dazugehörigen virtuellen Maschinen und Daten ist für das Überleben des Unternehmens von entscheidender Bedeutung. Die Datensicherung bietet ein Sicherheitsnetz gegen Datenverlust oder -beschädigung. Die Sicherung virtueller Maschinen erweitert den Schutz auf VMs, die das Rückgrat der modernen IT bilden, von herkömmlichen Backup-Lösungen jedoch oft übersehen werden. Die Sicherung von VMs gewährleistet die Sicherheit Ihrer Daten, Konfigurationen und Dateien und ermöglicht eine schnellere Recovery-Phase nach Störungen. Moderne VM Backup-Software bietet umfassenden Schutz für VMs und trägt zur Ausfallsicherheit des Unternehmens bei.