HYCU schützt Nutanix-Dateien

Über DeepStorage

DeepStorage, LLC. hat es sich zur Aufgabe gemacht, die tiefere Wahrheit über Speicher-, Netzwerk- und verwandte Rechenzentrumstechnologien zu enthüllen, um IT-Experten dabei zu helfen, ihren Anwendern erstklassige Dienste zu bieten und trotzdem zu einer vernünftigen Zeit nach Hause zu kommen.

Die DeepStorage-Berichte basieren auf unseren praktischen Tests und unserer mehr als 30-jährigen Erfahrung mit Technologien, die in der realen Welt funktionieren.

Unsere Philosophie der realen Tests bedeutet, dass wir die Systeme so konfigurieren, wie wir erwarten, dass die meisten Kunden sie verwenden werden, und so "Laborköniginnen"-Konfigurationen vermeiden, die darauf ausgelegt sind, die Benchmark-Leistung zu maximieren.

Dieser Bericht wurde von unserem Kunden gesponsert. DeepStorage behält jedoch stets die endgültige redaktionelle Kontrolle über unsere Veröffentlichungen.

Einführung

Wenn der IT-Markt eine neue Plattform einführt, müssen die Betriebsteams, die sie am Laufen halten, herausfinden, wie sie diese sichern können.

Sie könnten die neue Plattform zu ihrer Unternehmens-Backup-Lösung hinzufügen, aber die Unternehmenslösungen nutzen nur langsam plattformspezifische APIs und optimieren für die neue Plattform. Dieser Mangel an Optimierung bedeutet, dass Backups langsam sein können und die Systemleistung erheblich beeinträchtigen.

Am Anfang einer neuen Technologiewelle ist der Markt für die damaligen Unternehmensakteure noch nicht groß genug, um sich damit zu befassen, was die Tür für flinkere Startups öffnet. Die RISC/UNIX/offenen Systeme der 1990er Jahre brachten uns NetBackup, NetWorker und TSM - die heutigen großen 3 für Unternehmen. ArcServ und Backup Exec begannen mit der Sicherung von NetWare-Servern, aber richtig durchgestartet sind sie in der Windows-Ära.

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

Dieses Muster wiederholt sich nun, da Nutanix seinen selbst entwickelten AHV-Hypervisor bewirbt.

Die erste Generation der AHV-Anwender musste in das dunkle Zeitalter der Datensicherung zurückkehren und VMs durch die Installation von Agenten sichern. Die Mitarbeiter von Comtrade Software sahen darin eine Chance. Sie entwickelten HCYU, die erste Backup-Anwendung, die für den Schutz von AHV-Systemen entwickelt wurde und in die AHV-Snapshots integriert ist, und brachten es anschließend auf den Markt.

In den letzten Monaten haben andere Backup-Anbieter grundlegende Unterstützung für AHV hinzugefügt, aber das Engagement von HYCU für diese Plattform bedeutet, dass HYCU ein breiteres Set von Nutanix-Funktionen schneller als die anderen unterstützt.

Für diesen Technology Validation Brief haben wir die Unterstützung von HYCU für Nutanix Files, die Dateidienstleistungsfunktion der Nutanix-Plattform, untersucht.

Im Februar 2019, als dieser Technology Validation Brief geschrieben wurde, ist HYCU die einzige Backup-Anwendung, die die Changed File Tracking API von Nutanix unterstützt.

Das Fazit

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, waren plattformspezifische Lösungen wie HYCU in der Vergangenheit einfacher zu verwenden und boten eine engere Integration mit den ausgewählten Plattformen.

Mit HYCU führt diese engere Integration zu:

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

Test von HYCU zum Schutz einer 3.8 Millionen Dateien, 587GiB ergab:

• Richtliniendefinitionen, die an geschäftsmäßigen RPO/RTO ausgerichtet sind
• Richtlinienkonformität umfasst geschätzte Wiederherstellungszeit
• Inkrementelle Aufzählung von Sicherungsdateien <10 Sekunden
• Keine spürbaren Leistungseinbußen

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

File Services: Das fehlende Glied bei HCI

HCI-Lösungen verwenden Software, um die in Hypervisor-Hosts installierten Speichermedien in einen belastbaren Speicherpool zu verwandeln, den die auf diesen Hosts laufenden VMs nutzen können. Was bei den meisten HCI-Lösungen fehlt, sind Dateidienste.

Ihr VSAN-Cluster bietet reichlich Platz für VMs, aber wenn Sie Dateifreigaben benötigen, brauchen Sie eine andere Lösung - und Dateifreigaben brauchen Sie immer. Sogar VDI, die prototypische HCI-Anwendung, benötigt zuverlässige, leistungsstarke Dateidienste, um alle persönlichen Informationen und Datendateien der Benutzer zu speichern.

Einige Unternehmen setzen virtuelle Windows-Dateiserver oder Dateiserver-Cluster ein. Windows-Server sind robuster, als man ihnen nachsagt, und sind der Goldstandard für SMB- und Active Directory-Integration. Andererseits bedeutet die Bereitstellung von Speicherdiensten in einer oder mehreren VMs, dass mehr VMs verwaltet und gepatcht werden müssen, was den Start des Clusters erschwert. Andere Unternehmen setzen NAS-Filer ein und verpassen damit das Versprechen von HCI, teure, dedizierte Speicherhardware zu eliminieren.

Nutanix Files

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 skalierbaren Dateiserver zu erstellen. Nutanix Files bietet eine bessere Unterstützung für 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, mit der Benutzer selbst Snapshots wiederherstellen können.

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 verteilt. Dies erspart Administratoren die mühsame Erstellung einer VM, die Anwendung von Patches und Voraussetzungen wie Laufzeitdateien und die Installation der Backup-Anwendung, während gleichzeitig sichergestellt wird, dass die VM alle Bibliotheken und Pakete enthält, von denen HYCU abhängt.

Nachdem die Image-Datei bereitgestellt und ihr eine IP-Adresse zugewiesen wurde, ist es über die HTTP-Schnittstelle von HYCU ganz einfach, die Konfiguration abzuschließen, einschließlich der Verbindung des Backup-Controllers mit Prism oder vCenter und des Betriebs 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 auch gut so ist.) Dann müssen Sie den VMs, Dateifreigaben und Anwendungen, die HYCU in Prism oder vCenter entdeckt hat, nur noch Backup-Richtlinien zuweisen und sie an ein Ziel leiten.

Modernes Backup: Richtlinien statt Jobs

Traditionelle Backup-Anwendungen konzentrieren sich auf Backup-Jobs. 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 Backup-Anwendung zu einem Zeitplan mit Hunderten von Aufträgen, deren Abhängigkeiten in Notizen und im institutionellen Speicher vergraben sind.

Moderne Backup-Lösungen wie HYCU verwenden Richtlinien.

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

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

Anstatt vollständige und inkrementelle Backups nach einem statischen Zeitplan zu planen, geben HYCU-Richtlinien einen Schwellenwert für Änderungen an. HYCU führt ein vollständiges Backup 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 fortschrittlicheren Richtlinienoptionen zeigen die enge Integration zwischen HYCU und der AHV-Infrastruktur. Die Option Schnelle Wiederherstellung verwaltet beispielsweise, wie lange Nutanix-Snapshots aufbewahrt werden, während die Option Backup von Replikaten Backups von replizierten Kopien entfernter VMs erstellt.

Snapshots und Nachverfolgung geänderter Dateien
- Der moderne Weg, Dateien zu sichern

Backup-Anwendungen haben ihre inkrementellen Backups traditionell damit begonnen, die Metadaten des Dateisystems zu durchsuchen. Sie untersuchen das Datum der letzten Änderung oder das Archivbit, um eine Liste der Dateien zu erstellen, die sich geändert haben und daher gesichert werden müssen. Das Durchsuchen eines Dateisystems ist jedoch sehr aufwendig, was den Zugriff der Benutzer auf die Dateien verlangsamen und viel Zeit in Anspruch nehmen kann.

Bei großen Dateisystemen ist es nicht ungewöhnlich, dass die Überprüfung des Dateisystems zu Beginn eines jeden Sicherungsauftrags länger dauert als das Kopieren der relativ wenigen geänderten Dateien in das Backup-Repository. Wir haben mehrere Fälle gesehen, in denen Benutzer nicht in der Lage waren, ihr tägliches inkrementelles Backup SLA einzuhalten, weil der anfängliche Dateisystem-Scan mehr als 24 Stunden dauerte.

Um dieses Problem zu vermeiden, hat Nutanix APIs zur Verfolgung geänderter Dateien in Nutanix Files integriert. Anstatt das Dateisystem zu durchsuchen und geänderte Dateien über SMB oder NDMP zu kopieren, nutzt HYCU diese APIs, um ein wesentlich effizienteres Backup 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 eine Liste der Dateien, die seit dem letzten Aufruf der Backup-API durch eine Anwendung geändert wurden.

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

Der Snapshot bietet eine konsistente, zeitpunktbezogene Version des Dateisystems, die zwei weitere Probleme mit altmodischen Sicherungen 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. Ein herkömmliches Backup kann von 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 das Backup läuft, kann es sein, dass das Backup-System 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 parallel auf mehrere Dateien zuzugreifen, so dass die Daten so schnell in Sicherheit kopiert werden können, wie das Backup-Ziel sie annehmen kann.

Heute ist HYCU 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 konventionellen 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 Overhead bei der Sicherung von AHV-VMs und macht es einfach, eine etwa zweitägige Snapshot-Historie auf dem Nutanix-Cluster zu pflegen, um schnelle Wiederherstellungen ganzer VMs oder einzelner Dateien zu ermöglichen. Aber das VM-Backup ist nur der erste Schritt zur Unterstützung des gesamten Nutanix-Ökosystems.

Wir wollten herausfinden, wie HYCU Nutanix-Dateien schützt.

Unsere Erfahrung hat uns gezeigt, dass es zwar einfach ist, einen grundlegenden Schutz einer SMB-Freigabe zu bieten, dass aber die richtige Sicherung von Dateisystemen eine stärkere Integration zwischen dem Dateisystem und der Backup-Anwendung erfordert.

Zunächst haben wir einen zu schützenden Datensatz erstellt. Die Mitarbeiter von HYCU gewährten uns Fernzugriff auf einen 3-Knoten-Nutanix AHV-Cluster in ihrer Bostoner Zentrale, komplett mit einem Nutanix Files Server und einer HYCU-Instanz. Außerdem erhielten wir Zugriff auf ein Backup-Ziel innerhalb der HYCU-Umgebung.

Da die tatsächliche Backup-Leistung von so vielen Faktoren abhängt und wir auf einer gemeinsam genutzten Infrastruktur arbeiteten, glauben wir, dass die Backup-Rate von 15 MB/s, die wir bei 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 Test-Dateisystem zu erstellen.

Das resultierende Dateisystem enthielt:

Der anfängliche Datensatz ist sowohl von der Anzahl der Dateien als auch von der Gesamtgröße her so groß, dass sowohl das Durchsuchen des Dateisystems nach geänderten Dateien als auch häufige vollständige Backups unpraktisch sind.

Wir haben eine Backup-Richtlinie erstellt, die unser Dateisystem alle zwei Stunden sichert. Dann starteten wir ein Skript, das neue Dateien anlegte, an bestehende Dateien anfügte, Dateien löschte und im Allgemeinen so tat, als ob eine Gruppe von Benutzern einen Tag lang nach demselben zweistündigen Zeitplan arbeiten würde.

Nach ein paar Tagen hatten wir eine ziemlich gute Emulation von Benutzern, die einen Monat lang arbeiteten, so dass wir die Ergebnisse untersuchten.

Unser Skript war so programmiert, dass es bei jedem Durchlauf etwa 5% neue Daten anlegte. Als wir nachschauten, sahen wir, dass jedes 5. oder 6. Backup eine vollständige Kopie war, was der in unserer Richtlinie festgelegten Schwelle von 25% entsprach.

Wir waren auch neugierig, wie schnell HYCU die Dateifreigabe katalogisieren würde, die Achillesferse herkömmlicher Backup-Lösungen. HCYU benötigte regelmäßig weniger als eine Minute vom Start des Auftrags bis zur tatsächlichen Übertragung der Daten auf das generische Backup-Ziel, wobei die meiste Zeit vom Nutanix-System für die Erstellung eines Snapshots benötigt wurde.

Ob wir nun 100 oder 100.000 Dateien änderten, HYCU benötigte nie mehr als 10 Sekunden, um die Freigabe zu katalogisieren und mit der Übertragung der Daten zu beginnen, sobald der Snapshot fertig war.

Wir sichern, um wiederherzustellen

Genauer gesagt, sichern wir Dateifreigaben, um in der Lage zu sein, die Dateien wiederherzustellen, 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 aus, um die verschiedenen verfügbaren Wiederherstellungspunkte anzuzeigen.

Wählen Sie einen Wiederherstellungspunkt aus und klicken Sie auf die Schaltfläche 'Durchsuchen und wiederherstellen', um eine Baumansicht 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 genau dort, wo er sein sollte.

Die Schaltfläche 'Freigabe exportieren', die wir nicht getestet haben, stellt die gesamte Freigabe auf einem anderen Dateiserver/NAS wieder her.

Schlussfolgerungen

HYCU zeigt deutlich die Vorteile einer modernen, richtlinienorientierten Backup-Anwendung, die eng mit der Plattform, die sie schützt, integriert ist.

Administratoren können in den RPO/RTO-Begriffen denken, die für die Geschäftsanforderungen relevant sind, um Richtlinien zu definieren und zu sehen, ob das System diese Richtlinien einhält.

Die enge Nutanix-Integration ermöglicht es HYCU, Nutanix-Snapshots als Wiederherstellungspunkte zu verwalten, neu erstellte VMs automatisch einer Standardrichtlinie zuzuweisen und die Nutanix-API zur Verfolgung geänderter Dateien zu nutzen, um Nutanix-Files-Shares mit minimalen Auswirkungen zu sichern.

Unsere Tests von HYCU zum Schutz von Nutanix Files haben gezeigt, dass es die geänderten Dateien für ein inkrementelles Backup in zehn Sekunden identifizieren konnte, selbst wenn wir nur 100 Dateien in einem Dateisystem mit über 3,8 Millionen Dateien geändert haben. Eine Herausforderung, für die eine herkömmliche Backup-Lösung Stunden gebraucht hätte und die das Dateisystem beim Scannen der Metadaten erheblich belastet hätte.

Organisationen, die in eine Nutanix-Infrastruktur investieren, sollten sich HYCU genau ansehen. Plattformspezifische Lösungen wie HYCU haben in der Vergangenheit Backup-aktivierende APIs wie CFT sechs bis achtzehn Monate schneller unterstützt als Anbieter von Unternehmenssicherungen.