HYCU schützt Nutanix-Dateien

Über Deep Storage

Deep Storage, LLC. hat es sich zur Aufgabe gemacht, die zugrundeliegenden Wahrheiten über Speicher-, Netzwerk- und andere Rechenzentrumstechnologien aufzudecken, mit dem Ziel, Fachleuten der Informationstechnologie dabei zu helfen, ihren Benutzern erstklassige Dienste zu bieten und gleichzeitig eine vernünftige Work-Life-Balance zu wahren. Die Deep Storage Reports sind das Ergebnis unserer praktischen Tests und unserer über 30-jährigen Erfahrung bei der Implementierung von Technologien in realen Szenarien.

Unser Testansatz basiert auf der realen Nutzung und stellt sicher, dass die Systeme so konfiguriert sind, wie die meisten Kunden sie nutzen würden. Diese Strategie vermeidet die Erstellung künstlich optimierter Konfigurationen, die nur dazu dienen, die Benchmark-Leistung zu maximieren, eine Praxis, die oft als "Lab Queen"-Konfigurationen bezeichnet wird.

Obwohl dieser Bericht von unserem Kunden gesponsert wurde, ist es wichtig zu erwähnen, dass Deep Storage immer die volle redaktionelle Kontrolle über unsere Veröffentlichungen behält. Dadurch wird sichergestellt, dass unsere Berichte unvoreingenommen und objektiv bleiben und unserem Publikum wertvolle Einblicke bieten.

Einführung

Wenn der IT-Markt eine neue Plattform einführt, müssen die mit ihrer Wartung betrauten Teams die Herausforderung der Implementierung einer Sicherungsstrategie meistern. Sie könnten die neue Plattform zwar in ihre bestehende Backup-Lösung für Unternehmen integrieren, aber diese Lösungen sind oft nicht in der Lage, plattformspezifische APIs zu nutzen und für die neue Technologie zu optimieren. Dieser Mangel an Optimierung kann zu langsamen Backups und einer spürbaren Beeinträchtigung der Systemleistung führen.

In der Anfangsphase einer technologischen Revolution ist der Markt für etablierte Unternehmen möglicherweise noch nicht groß genug, um ihn adäquat zu bearbeiten. Dies bietet die Möglichkeit, dass agilere Startups einspringen. In der Ära von RISC/UNIX/offenen Systemen in den 1990er Jahren entstanden beispielsweise NetBackup, NetWorker und TSM - heute das dominierende Trio in der Backup-Landschaft von Unternehmen. In ähnlicher Weise konzentrierten sich ArcServ und Backup Exec zunächst auf die Sicherung von NetWare-Servern, erlebten aber während der Windows-Ära ein erhebliches Wachstum.

In jüngster Zeit hat der Wechsel zu vSphere vRanger, PHD Virtual und natürlich Veeam hervorgebracht.

Der Zyklus wiederholt sich, während Nutanix für seinen eigenen AHV-Hypervisor wirbt. In der Anfangsphase der AHV-Einführung griffen die Anwender auf veraltete Backup-Methoden zurück und installierten Agenten, um ihre VMs zu sichern. Das Team von Comtrade Software erkannte diese Lücke und entwickelte HYCU, die bahnbrechende Backup-Anwendung, die speziell für die Sicherung von AHV-Systemen entwickelt wurde und nahtlos in die AHV-Snapshots integriert ist.

Während andere Backup-Anbieter in den letzten Monaten begonnen haben, grundlegende Unterstützung für AHV anzubieten, stellt HYCU durch sein unermüdliches Engagement für diese Plattform sicher, dass es schneller als seine Konkurrenten eine breitere Unterstützung für Nutanix-Funktionen bietet.

In diesem Technology Validation Brief befassen wir uns mit der Unterstützung von HYCU für Nutanix Files, dem File Services Feature der Nutanix-Plattform. Im Februar 2019, als dieser Brief verfasst wurde, war HYCU die einzige Backup-Anwendung, die die Changed File Tracking API von Nutanix unterstützte, was die Position von HYCU als erste Lösung für Nutanix-Anwender, die umfassende Backup-Funktionen benötigen, weiter festigte.

Die Quintessenz

HYCU Data Protection for Nutanix (HYCU) ist die erste plattformspezifische Backup-Lösung für die schnell wachsende HCI-Infrastruktur von Nutanix.

Während Backup-Anwendungen für Unternehmen eine gewisse Unterstützung für den AHV-Hypervisor und den Prism-Management-Server von Nutanix bieten, sind plattformspezifische Lösungen wie HYCU in der Vergangenheit einfacher zu verwenden gewesen und bieten eine engere Integration mit den ausgewählten Plattformen.

Bei HYCU führt diese engere Integration zu einer Verbesserung:

• HYCU-verwaltete Nutanix-Snapshots als Wiederherstellungspunkte
• Automatischer Schutz von neu erstellten VMs mit Standardrichtlinien
• Unterstützung für die Verfolgung von geänderten Dateien
• Eliminiert den Overhead von Dateisystem-Scans
• Erhebliche Beschleunigung inkrementeller Backups

Der Test von HYCU zum Schutz einer 3,8 Millionen Dateien, 587GiB ergab:

• Richtlinien-Definitionen, die auf geschäftsmäßige RPO/RTO abgestimmt sind
• Die Einhaltung der Richtlinie umfasst die geschätzte Wiederherstellungszeit
• Incremental backup file enumeration <10 sec
• Keine spürbaren Auswirkungen auf die Leistung

Unternehmen, die Investitionen in Nutanix-Infrastrukturen planen, sollten sich HYCU genau ansehen, um den vollen Nutzen aus dieser Investition zu ziehen.

Dateidienste: Das fehlende Glied der HCI

Hyperconverged Infrastructure (HCI)-Lösungen nutzen Software, um die Speichermedien innerhalb von Hypervisor-Hosts in einen robusten Speicherpool umzuwandeln, auf den die virtuellen Maschinen (VMs), die auf diesen Hosts laufen, zugreifen können. Vielen HCI-Lösungen fehlt es jedoch an nativen Dateidienstfunktionen. Während VSAN-Cluster reichlich Platz für VMs bieten, benötigen Unternehmen häufig Dateifreigaben, was eine weitere Lösung erforderlich macht - ein unverzichtbarer Bedarf für verschiedene Anwendungen, einschließlich Virtual Desktop Infrastructure (VDI)-Implementierungen.

Selbst VDI, die als eine der wichtigsten HCI-Anwendungen gilt, ist auf zuverlässige, leistungsstarke Dateidienste angewiesen, um die persönlichen Informationen und Dateien der Benutzer effektiv zu verwalten. Einige Unternehmen entscheiden sich für den Einsatz von virtuellen Windows-Dateiservern oder Dateiserver-Clustern. Windows-Server bieten zwar robuste Funktionen, erfordern aber oft zusätzlichen Verwaltungs- und Patching-Aufwand, was den Cluster-Betrieb erschwert. Alternativ verlassen sich einige Unternehmen auf NAS-Filersysteme und verpassen damit das Versprechen von HCI, kostspielige, dedizierte Speicherhardware zu eliminieren.

Nutanix-Dateien eingeben

Nutanix Files, früher bekannt als Acropolis File Services, bietet SMB- (2.0, 2.1 und 3.0) und NFS- (v4) Dienste unter Verwendung von drei oder mehr virtuellen Maschinen, um einen Scaleout-Dateiserver zu erstellen. Nutanix Files bietet eine bessere Unterstützung von Windows-Clients als die meisten Linux-basierten NAS-Systeme. Nutanix Files verwendet korrekte NTFS-ACLs und unterstützt sogar die Funktion für frühere Versionen des Windows-Dateiexplorers, die es den Benutzern ermöglicht, Snapshots selbst wiederherzustellen.

Dateiserver und Freigaben werden über die Prism-Benutzeroberfläche erstellt und verwaltet, wodurch Nutanix Files wesentlich einfacher zu verwalten ist als ein Windows-Dateiserver-Cluster, der als VMs läuft. Um einen neuen Dateiserver zu erstellen, geben Sie einfach die IP-Adressen und die Größe der VM in einen Assistenten ein und warten darauf, dass Prism die ganze Arbeit übernimmt.

Durch die Bereitstellung des SMB/NFS-Zugriffs auf den verteilten Datenspeicher des Nutanix-Clusters füllt Nutanix Files eine offensichtliche Lücke im Funktionsumfang der HCI.

Einführung in HYCU

Wie es sich für eine Backup-Anwendung gehört, die die Ressourcen eines Hypervisors schützt, wird HYCU als Image einer virtuellen Maschine bereitgestellt. Dies erspart den Administratoren die mühsame Erstellung einer VM, die Anwendung von Patches und Voraussetzungen wie Laufzeiten und die Installation der Backup-Anwendung, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die VM alle Bibliotheken und Pakete enthält, von denen HYCU abhängig ist.

Sobald die Image-Datei bereitgestellt und ihr eine IP-Adresse zugewiesen wurde, kann die Konfiguration über die HTTP-Schnittstelle von HYCU einfach abgeschlossen werden, einschließlich der Verbindung des Backup-Controllers mit Prism oder vCenter und der Bedienung von HYCU.

Um mit dem Schutz der Daten zu beginnen, richten Sie einfach ein Backup-Ziel auf einer SMB- oder NFS-Freigabe ein, z. B. auf einem anderen Nutanix Files-Cluster, Azure, einem S3-kompatiblen Objektspeicher oder einem iSCSI-LUN. (Derzeit können Sie keine Bänder oder virtuellen Bandbibliotheken verwenden, was wahrscheinlich gut so ist.) Dann müssen Sie nur noch den VMs, Dateifreigaben und Anwendungen, die HYCU in Prism oder vCenter entdeckt hat, Sicherungsrichtlinien zuweisen und sie an ein Ziel leiten.

Modernes Backup: Policies statt Jobs

Herkömmliche Sicherungsanwendungen konzentrieren sich auf Sicherungsaufträge. Die Administratoren müssen entscheiden, wie oft vollständige und inkrementelle Backups durchgeführt werden sollen, und dann jedem Typ einen Zeitplan zuweisen. Schon bald wird die Konsole der Sicherungsanwendung zu einem Zeitplan mit Hunderten von Aufträgen, deren Abhängigkeiten in Notizen und im institutionellen Speicher vergraben sind.

Modernere Sicherungslösungen wie HYCU verwenden Richtlinien. Die Administratoren legen die Häufigkeit, die Aufbewahrung und die Platzierung von Sicherungskopien für die zu schützenden Ressourcen fest. Die Definition einer Richtlinie erfordert nur die Angabe der Sicherungshäufigkeit, die mit dem RPO, einem Wiederherstellungszeitziel oder RPO und einer Aufbewahrungsfrist korreliert.

HYCU testet die Sicherungs- und Wiederherstellungsleistung bei jeder Kopie und meldet eine Ressource nicht nur dann als nicht richtlinienkonform, wenn ein Sicherungsauftrag fehlschlägt, sondern auch dann, wenn HYCU prognostiziert, dass eine Wiederherstellung dieser Ressource das RPO der Richtlinie überschreiten wird.

Anstatt vollständige und inkrementelle Backups nach einem statischen Zeitplan zu planen, legen HYCU-Richtlinien einen Schwellenwert für Änderungen fest. HYCU führt eine vollständige Sicherung durch, wenn die Änderungen im Standardprofil 25 % überschreiten. Dies allein sollte den Backup-Verkehr bei den großen Mengen an kalten Daten in den meisten Unternehmensrechenzentren erheblich reduzieren.

Einige der fortgeschrittenen Richtlinienoptionen verdeutlichen die enge Integration zwischen HYCU und der AHV-Infrastruktur. Die Option Fast Restore verwaltet beispielsweise, wie lange Nutanix-Snapshots aufbewahrt werden, während die Option Backup from replica Backups von replizierten Kopien von Remote-VMs erstellt.

Schnappschüsse und Verfolgung geänderter Dateien
- Die moderne Art, Dateien zu sichern

Traditionell haben Backup-Anwendungen inkrementelle Backups eingeleitet, indem sie die Metadaten des Dateisystems gescannt und Attribute wie das Datum der letzten Änderung oder das Archivbit untersucht haben, um eine Liste der geänderten Dateien zu erstellen, die gesichert werden müssen. Dieser Dateisystem-Scanprozess ist jedoch ressourcenintensiv und kann den Echtzeit-Zugriff der Benutzer auf die Dateien erheblich beeinträchtigen, was häufig zu einer längeren Dauer der Sicherung führt.

In Szenarien mit großen Dateisystemen kann der anfängliche Dateisystem-Scan zu Beginn eines jeden Backup-Auftrags manchmal die Zeit überschreiten, die für das Kopieren der relativ geringen Anzahl geänderter Dateien in das Backup-Repository benötigt wird. Diese Verzögerung kann dazu führen, dass Benutzer Schwierigkeiten haben, ihre Service Level Agreements (SLAs) für tägliche inkrementelle Backups einzuhalten, da allein die Dateisystemprüfung mehr als 24 Stunden in Anspruch nehmen kann.

Um diese Herausforderung zu umgehen, hat Nutanix veränderte Dateiverfolgungs-APIs in Nutanix Files eingeführt. Anstatt sich auf traditionelle Dateisystem-Scans und Dateikopiermethoden über SMB oder NDMP zu verlassen, nutzt HYCU diese APIs, um einen effizienteren Backup-Prozess durchzuführen.

Wenn HYCU die Nutanix-Backup-APIs aufruft, erstellt Nutanix Files einen Snapshot des Dateisystems und bietet HYCU nicht nur Zugriff auf die Snapshot-Daten, sondern auch auf eine umfassende Liste der Dateien, die seit dem letzten Aufruf der Backup-API durch eine Anwendung geändert wurden. Dieser innovative Ansatz sorgt für schnellere und effizientere Backups, verbessert die gesamte Backup-Leistung und minimiert Unterbrechungen des Benutzerzugriffs.

Herkömmliche Dateiscans können bei jeder inkrementellen Sicherung über viele Stunden hinweg erhebliche Auswirkungen auf die NAS-Leistung haben.

Der Snapshot stellt eine konsistente, zeitpunktbezogene Version des Dateisystems zur Verfügung, die zwei weitere Probleme mit altmodischen Backups verhindert: offene und inkonsistente Dateien. Standard-Dateizugriffsprotokolle wie SMB erlauben es einer Anwendung nicht, auf Dateien zuzugreifen, die ein Benutzer zum Schreiben geöffnet hat. Einige Dateien, wie Outlook PSTs, bleiben jedoch offen und damit gesperrt, solange ihre Anwendungen geöffnet sind. Wenn ein Senior Executive VP Outlook nie schließt, werden seine sehr wichtigen PSTs nie gesichert.

Noch heimtückischer sind inkonsistente Backups. Eine herkömmliche Sicherung kann vom Zeitpunkt der Sicherung der ersten Datei bis zum Abschluss eines Auftrags Minuten oder Stunden dauern. Wenn eine Anwendung Änderungen an zwei oder mehr Dateien vornimmt, während die Sicherung läuft, kann es sein, dass das Sicherungssystem eine Datei sichert, bevor die Gruppe geändert wird, und andere Dateien nach der Änderung. Dadurch wird die Gruppe inkonsistent. Da Nutanix Files einen Snapshot des gesamten Dateisystems zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt, sind alle Dateien sowohl verfügbar als auch konsistent.

Sobald HYCU Zugriff auf die Liste der geänderten Dateien und den Snapshot hat, verwendet es diese Nutanix-Backup-APIs, um auf mehrere Dateien parallel zuzugreifen, so dass die Daten so schnell in die Sicherheit kopiert werden können, wie das Backup-Ziel sie annehmen kann.

HYCU ist heute die einzige Backup-Anwendung, die diese Nutanix-APIs vollständig nutzt, um den Overhead eines Dateisystemlaufs zu eliminieren, vollständige und konsistente Backups zu erstellen und Daten parallel zu verschieben. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen sollten HYCU-Backups schneller ablaufen und die Auswirkungen auf andere Anwendungen reduzieren.

Wie wir getestet haben - wie HYCU Nutanix-Dateien schützt

Die Integration von HYCU in das Nutanix-Ökosystem minimiert den Aufwand für die Sicherung von AHV-VMs und macht es einfach, eine etwa zweitägige Snapshot-Historie auf dem Nutanix-Cluster aufrechtzuerhalten, um eine schnelle Wiederherstellung ganzer VMs oder einzelner Dateien zu ermöglichen. Aber VM-Backup ist nur der erste Schritt zur Unterstützung des gesamten Nutanix-Ökosystems.

Wir wollten untersuchen, wie HYCU Nutanix-Dateien schützt. Unsere Erfahrung hat uns gezeigt, dass es zwar einfach ist, einen grundlegenden Schutz für eine SMB-Freigabe zu bieten, dass aber die richtige Sicherung von Dateisystemen eine stärkere Integration zwischen dem Dateisystem und der Sicherungsanwendung erfordert.

Zunächst erstellten wir einen zu schützenden Datensatz. Die Mitarbeiter von HYCU gewährten uns Fernzugriff auf einen 3-Knoten-Nutanix-AHV-Cluster in ihrem Bostoner Hauptquartier, komplett mit einem Nutanix Files-Server und einer HYCU-Instanz. Sie gaben uns auch Zugriff auf ein Backup-Ziel innerhalb der HYCU-Umgebung.

Da die tatsächliche Backup-Leistung von so vielen Faktoren abhängt und wir mit einer gemeinsam genutzten Infrastruktur gearbeitet haben, glauben wir, dass die Backup-Rate von 15 MB/s, die wir in unseren Tests gesehen haben, mit ein wenig Tuning an HYCU und/oder dem generischen Backup-Ziel verbessert werden könnte.

Wir haben eine Freigabe auf dem AFS (Acropolis File Server) erstellt, sie von einer virtuellen Maschine mit Windows Server 2012 aus gemountet und ein Skript ausgeführt, um ein Testdateisystem zu erstellen.

Das resultierende Dateisystem enthielt:

• Dateien 3.831.596
• Mappen 91.438
• Gesamtgröße 237.3GiB oder sind es 586.23GiB

Die anfängliche Größe des Datensatzes, der eine beträchtliche Anzahl von Dateien und eine beträchtliche Gesamtgröße umfasst, macht sowohl die Durchsuchung des Dateisystems nach geänderten Dateien als auch häufige vollständige Backups unpraktisch. Um dies zu beurteilen, haben wir eine Sicherungsrichtlinie entwickelt, die darauf abzielt, unser Dateisystem alle zwei Stunden zu sichern. Anschließend starteten wir ein Skript, das Benutzeraktivitäten simulierte, indem es neue Dateien erstellte, an bestehende Dateien anfügte, Dateien löschte und die Arbeit eines ganzen Tages in einem zweistündigen Rhythmus simulierte.

Nachdem wir diese Emulation einige Tage lang laufen ließen, was in etwa der Aktivität eines Monats entspricht, haben wir die Ergebnisse ausgewertet. Unser Skript war so konzipiert, dass bei jeder Iteration etwa 5 % neue Daten erzeugt wurden. Bei der Überprüfung stellten wir fest, dass jede fünfte oder sechste Sicherung eine vollständige Kopie zur Folge hatte, was dem in unserer Richtlinie festgelegten Schwellenwert von 25 % entsprach.

Darüber hinaus waren wir von der Geschwindigkeit fasziniert, mit der HYCU die Dateifreigabe katalogisiert hat - ein häufiger Problempunkt bei herkömmlichen Backup-Lösungen. Bemerkenswerterweise schloss HYCU die Katalogisierung der Freigabe durchgängig in weniger als einer Minute ab, vom Start des Auftrags bis zur tatsächlichen Datenübertragung auf das generische Backup-Ziel, wobei die Snapshot-Erstellung des Nutanix-Systems den größten Teil dieser Zeit in Anspruch nahm.

Unabhängig davon, ob der Datensatz 100 oder 100.000 Dateien umfasste, benötigte HYCU stets nicht mehr als 10 Sekunden, um die Freigabe zu katalogisieren und die Datenübertragung zu starten, sobald der Snapshot fertig war. Diese Effizienz unterstreicht die Effektivität von HYCU bei der Handhabung von Backups, selbst bei umfangreichen Datensätzen und häufigen Backups.

Wir sichern zur Wiederherstellung

Genauer gesagt, wir sichern Dateifreigaben, um die Dateien wiederherstellen zu können, die unsere Benutzer und ihre Anwendungen überschrieben, umbenannt oder anderweitig gelöscht haben. Die Wiederherstellung von Dateien mit HYCU ist einfach.

Wählen Sie zunächst die Freigabe, um die verschiedenen verfügbaren Wiederherstellungspunkte anzuzeigen.

Wählen Sie einen Wiederherstellungspunkt aus und klicken Sie auf die Schaltfläche "Durchsuchen und wiederherstellen", um eine Strukturansicht der Freigabe zum Zeitpunkt der ausgewählten Sicherung zu öffnen.

Wählen Sie die gewünschte(n) Datei(en) aus und entscheiden Sie dann, ob die wiederhergestellten Dateien umgeleitet oder umbenannt werden sollen. Voilà! Der wichtige Vertrag, den Ihr CEO "verlegt" hat, ist wieder da, wo er sein sollte.

Mit der Schaltfläche "Freigabe exportieren", die wir nicht getestet haben, wird die gesamte Freigabe auf einem anderen Dateiserver/NAS wiederhergestellt.

Schlussfolgerungen

HYCU ist ein hervorragendes Beispiel für die Vorteile einer modernen, richtlinienbasierten Backup-Anwendung, die nahtlos in die zu sichernde Plattform integriert ist. Administratoren können einen geschäftsorientierten Ansatz verfolgen, indem sie Richtlinien auf der Grundlage von Wiederherstellungspunktzielen (RPOs) und Wiederherstellungszeitzielen (RTOs) definieren, die für die Geschäftsanforderungen relevant sind, und gleichzeitig die Einhaltung dieser Richtlinien überwachen.

Die enge Integration mit Nutanix ermöglicht es HYCU, Nutanix-Snapshots als Wiederherstellungspunkte zu verwalten, neu erstellte VMs automatisch Standardrichtlinien zuzuweisen und Nutanix' Changed File Tracking (CFT) API für die Sicherung von Nutanix-Dateifreigaben mit minimalen Auswirkungen zu nutzen.

Bei unseren Tests des HYCU-Schutzes für Nutanix Files haben wir festgestellt, dass das System geänderte Dateien für inkrementelle Backups innerhalb von zehn Sekunden identifizieren konnte, selbst wenn nur 100 Dateien in einem Dateisystem mit über 3,8 Millionen Dateien geändert wurden. Dies ist eine bemerkenswerte Leistung im Vergleich zu konventionellen Backup-Lösungen, die unter Umständen Stunden brauchen und das Dateisystem beim Scannen der Metadaten stark belasten.

Unternehmen, die in Nutanix-Infrastrukturen investieren, sollten HYCU in Betracht ziehen. In der Vergangenheit waren plattformspezifische Lösungen wie HYCU schneller bei der Unterstützung von Backup-aktivierenden APIs wie CFT, in der Regel sechs bis achtzehn Monate vor den Backup-Anbietern von Unternehmen. Dies unterstreicht die Agilität von HYCU und die Anpassung an das sich entwickelnde Nutanix-Ökosystem und macht es zu einer überzeugenden Wahl für Nutanix-Anwender, die robuste Backup-Lösungen suchen.