HYCU protege los archivos de Nutanix

Acerca de DeepStorage

DeepStorage, LLC. se dedica a desvelar la verdad más profunda sobre el almacenamiento, las redes y las tecnologías relacionadas con los centros de datos, con el fin de ayudar a los profesionales de las tecnologías de la información a ofrecer servicios de calidad superior a sus usuarios y, al mismo tiempo, poder volver a casa a una hora razonable.

Los informes de DeepStorage se basan en nuestras pruebas prácticas y en más de 30 años de experiencia haciendo que la tecnología funcione en el mundo real.

Nuestra filosofía de realizar pruebas en el mundo real implica que configuramos los sistemas tal y como esperamos que los utilicen la mayoría de los clientes, evitando así las configuraciones de «laboratorio» diseñadas para maximizar el rendimiento en las pruebas de referencia.

Este informe ha sido patrocinado por nuestro cliente. No obstante, DeepStorage siempre conserva el control editorial definitivo sobre nuestras publicaciones.

Introducción

Cada vez que el mercado de las tecnologías de la información adopta una nueva plataforma, los equipos encargados de mantenerla en funcionamiento deben averiguar cómo realizar copias de seguridad de la misma.

Podrían añadir la nueva plataforma a su solución de copias de seguridad empresarial, pero las soluciones empresariales tardan en utilizar las API específicas de la plataforma y en optimizarse para ella. Esta falta de optimización implica que las copias de seguridad pueden resultar lentas y tener un impacto significativo en el rendimiento del sistema.

Al inicio de una nueva ola tecnológica, el mercado no es lo suficientemente grande como para que las grandes empresas del momento se ocupen de ella, lo que abre la puerta a startups más ágiles. Los sistemas RISC/UNIX/sistemas abiertos de la década de los noventa nos trajeron NetBackup, NetWorker y TSM: los tres grandes actuales del sector empresarial. ArcServ y Backup Exec comenzaron realizando copias de seguridad de servidores NetWare, pero realmente despegaron en la era de Windows.

Más recientemente, el paso a vSphere dio lugar a vRanger, PHD Virtual y, por supuesto, Veeam.

Este patrón se está repitiendo ahora que Nutanix promueve su hipervisor AHV de desarrollo propio.

La primera generación de usuarios de AHV tuvo que volver a la «edad oscura» de las copias de seguridad, realizando copias de máquinas virtuales mediante la instalación de agentes. El equipo de Comtrade Software vio en ello una oportunidad; crearon y posteriormente escindieron HYCU, la primera aplicación de copias de seguridad diseñada para proteger sistemas AHV e integrada con las instantáneas de AHV.

En los últimos meses, otros proveedores de copias de seguridad han añadido compatibilidad básica con AHV, pero la dedicación de HYCU a esta plataforma significa que HYCU es compatible con un conjunto más amplio de funciones de Nutanix más rápidamente que el resto.

Para este informe de validación tecnológica, hemos examinado la compatibilidad de HYCU con Nutanix Files, la función de servicios de archivos de la plataforma Nutanix.

A fecha de febrero de 2019, cuando se redactó este informe de validación tecnológica, HYCU es la única aplicación de copias de seguridad que es compatible con la API de seguimiento de archivos modificados (Changed File Tracking) de Nutanix.

Conclusión

HYCU Data Protection for Nutanix (HYCU) es la primera solución de copia de seguridad específica para la infraestructura HCI de Nutanix, que está experimentando un rápido crecimiento.

Si bien las aplicaciones de copia de seguridad empresariales ofrecen cierta compatibilidad con el hipervisor AHV y el servidor de gestión Prism de Nutanix, las soluciones específicas para la plataforma, como HYCU, han resultado históricamente más fáciles de usar y ofrecen una integración más estrecha con las plataformas seleccionadas.

Con HYCU, esta integración más estrecha se traduce en:

• Instantáneas de Nutanix gestionadas por HYCU como puntos de restauración
• Protección automática de las máquinas virtuales recién creadas mediante la política predeterminada
• Compatibilidad con el seguimiento de archivos modificados
• Elimina la sobrecarga de los análisis del sistema de archivos
• Acelera significativamente las copias de seguridad incrementales

Pruebas de HYCU para proteger un sistema de archivos de 3,8 millones de archivos y 587 GiB:

• Definiciones de políticas alineadas con los RPO/RTO propios de la empresa
• El cumplimiento de las políticas incluye el tiempo estimado de restauración
• Enumeración de archivos de copia de seguridad incremental en menos de 10 segundos
• Sin impacto apreciable en el rendimiento

Las organizaciones que tengan previsto invertir en infraestructura de Nutanix deberían considerar seriamente HYCU para sacar el máximo partido a dicha inversión.

Servicios de archivos: el eslabón perdido de la HCI

Las soluciones de HCI utilizan software para convertir los soportes de almacenamiento instalados en los hosts del hipervisor en un grupo de almacenamiento resiliente que pueden utilizar las máquinas virtuales que se ejecutan en dichos hosts. Lo que falta en la mayoría de las soluciones de HCI son los servicios de archivos.

Su clúster VSAN ofrece un amplio espacio para máquinas virtuales, pero si necesita recursos de archivos compartidos, necesitará otra solución —y siempre se necesitan recursos de archivos compartidos—. Incluso la VDI, la aplicación prototípica de la HCI, requiere servicios de archivos fiables y de alto rendimiento para almacenar toda la información personal y los archivos de datos de los usuarios.

Algunas organizaciones utilizan servidores de archivos virtuales de Windows o clústeres de servidores de archivos. Los servidores de Windows son más robustos de lo que se suele reconocer y constituyen el estándar de referencia para las pymes y la integración con Active Directory. Por otro lado, proporcionar servicios de almacenamiento en una o más máquinas virtuales implica tener que gestionar y aplicar parches a más máquinas virtuales, lo que complica la puesta en marcha del clúster. Otras organizaciones utilizan dispositivos NAS empresariales, perdiéndose así la ventaja que ofrece la HCI de eliminar el costoso hardware de almacenamiento dedicado.

Le presentamos Nutanix Files

Nutanix Files, anteriormente conocido como Acropolis File Services, proporciona servicios SMB (2.0, 2.1 y 3.0) y NFS (v4) utilizando tres o más máquinas virtuales para crear un servidor de archivos de escalabilidad horizontal. Nutanix Files ofrece una mejor compatibilidad con los clientes de Windows que la mayoría de los sistemas NAS basados en Linux. Nutanix Files utiliza listas de control de acceso (ACL) NTFS adecuadas e incluso es compatible con la función de versiones anteriores del Explorador de archivos de Windows, lo que permite a los usuarios restaurar ellos mismos a partir de instantáneas.

Los servidores de archivos y los recursos compartidos se crean y gestionan a través de la interfaz de usuario de Prism, lo que hace que Nutanix Files sea significativamente más fácil de gestionar que un clúster de servidores de archivos de Windows que se ejecute como máquinas virtuales. Para crear un nuevo servidor de archivos, basta con introducir las direcciones IP y el tamaño de las máquinas virtuales en un asistente y esperar a que Prism se encargue de todo el trabajo.

Al proporcionar acceso SMB/NFS al almacén de datos distribuido del clúster de Nutanix, Nutanix Files cubre una laguna evidente en el conjunto de funciones de la HCI.

Presentación de HYCU

Como corresponde a una aplicación de copia de seguridad que protege los recursos de un hipervisor, HYCU se distribuye como una imagen de máquina virtual. Esto evita a los administradores la tediosa tarea de crear una máquina virtual, aplicar parches y requisitos previos como los entornos de ejecución, e instalar la aplicación de copia de seguridad, al tiempo que garantiza que la máquina virtual incluya todas las bibliotecas y paquetes de los que depende HYCU.

Una vez que se ha implementado el archivo de imagen y se le ha asignado una dirección IP, la interfaz HTTP de HYCU facilita la finalización de la configuración, incluida la conexión del controlador de copias de seguridad a Prism o vCenter, así como el funcionamiento de HYCU.

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Para empezar a proteger los datos, basta con configurar un destino de copia de seguridad en un recurso compartido SMB o NFS, como otro clúster de Nutanix Files, Azure, un almacén de objetos compatible con S3 o un LUN iSCSI. (Por el momento, no es posible utilizar cintas ni bibliotecas de cintas virtuales, lo cual probablemente sea algo positivo.) A continuación, solo tiene que asignar políticas de copia de seguridad a las máquinas virtuales, los recursos compartidos de archivos y las aplicaciones que HYCU haya detectado en Prism o vCenter, y dirigirlas a un destino.

Copia de seguridad moderna: políticas, no tareas

Las aplicaciones de copia de seguridad tradicionales se centran en las tareas de copia de seguridad. Los administradores deben decidir con qué frecuencia realizar copias de seguridad completas e incrementales y, a continuación, asignar una programación a cada tipo. En poco tiempo, la consola de la aplicación de copias de seguridad se convierte en una lista de cientos de tareas, con las dependencias entre ellas ocultas en notas y en la memoria institucional.

Las soluciones de copia de seguridad más modernas, como HYCU, utilizan políticas.

Los administradores especifican la frecuencia, la retención y la ubicación de las copias de seguridad para los recursos que se van a proteger. Para definir una política solo es necesario especificar la frecuencia de las copias de seguridad, que se correlaciona con el RPO (objetivo de punto de recuperación), un objetivo de tiempo de recuperación o el RPO y un período de retención.

HYCU comprueba el rendimiento de las copias de seguridad y las restauraciones a medida que realiza cada copia, e indica que un recurso incumple su política no solo si falla una tarea de copia de seguridad, sino también si HYCU prevé que la restauración de dicho recurso superará el RPO establecido en la política.

En lugar de programar copias de seguridad completas e incrementales según un calendario fijo, las políticas de HYCU especifican un umbral de cambios. HYCU ejecuta una copia de seguridad completa cuando los cambios superan el 25 % en el perfil predeterminado. Esto por sí solo debería reducir significativamente el tráfico de copias de seguridad en las grandes cantidades de datos inactivos que se encuentran en la mayoría de los centros de datos corporativos.

Algunas de las opciones de política más avanzadas ponen de manifiesto la estrecha integración entre HYCU y la infraestructura de AHV. La opción Restauración rápida, por ejemplo, gestiona el tiempo de retención de las instantáneas de Nutanix, mientras que la opción Copia de seguridad desde réplica crea copias de seguridad a partir de copias replicadas de máquinas virtuales remotas.

Instantáneas y seguimiento de archivos modificados
: la forma moderna de realizar copias de seguridad de archivos

Tradicionalmente, las aplicaciones de copia de seguridad han iniciado sus copias de seguridad incrementales analizando los metadatos del sistema de archivos. Examinan la fecha de última modificación o el bit de archivo para crear una lista de los archivos que han cambiado y que, por lo tanto, deben incluirse en la copia de seguridad. Sin embargo, recorrer un sistema de archivos supone mucho trabajo, lo que puede ralentizar el acceso real de los usuarios a los archivos y llevar mucho tiempo.

En el caso de sistemas de archivos de gran tamaño, no es infrecuente que el escaneo del sistema de archivos al inicio de cada tarea de copia de seguridad tarde, de hecho, más tiempo que copiar el número relativamente reducido de archivos modificados al repositorio de copias de seguridad. Hemos observado varios casos en los que los usuarios no pudieron cumplir su SLA de copias de seguridad incrementales diarias porque el escaneo inicial del sistema de archivos tardó más de 24 horas.

Para evitar este problema, Nutanix ha integrado en Nutanix Files unas API de seguimiento de archivos modificados. En lugar de recorrer el sistema de archivos y copiar los archivos modificados a través de SMB o NDMP, HYCU aprovecha estas API para realizar una copia de seguridad mucho más eficiente.

Cuando HYCU invoca las API de copia de seguridad de Nutanix, Nutanix Files crea una instantánea del sistema de archivos y proporciona a HYCU no solo acceso a los datos de la instantánea, sino también una lista de los archivos que han cambiado desde la última vez que una aplicación invocó la API de copia de seguridad.

Los escaneos de archivos convencionales pueden tener un impacto significativo en el rendimiento del NAS durante muchas horas en cada copia de seguridad incremental.

La instantánea proporciona una versión coherente del sistema de archivos en un momento determinado, lo que evita otros dos problemas propios de las copias de seguridad tradicionales: los archivos abiertos y los archivos incoherentes. Los protocolos estándar de acceso a archivos, como SMB, no permiten que una aplicación acceda a archivos que un usuario haya abierto para escribirlos. Sin embargo, algunos archivos, como los PST de Outlook, permanecen abiertos —y, por lo tanto, bloqueados— mientras sus aplicaciones estén abiertas. Si un vicepresidente ejecutivo sénior nunca cierra Outlook, sus archivos PST de gran importancia nunca se incluirán en la copia de seguridad.

Aún más insidiosas son las copias de seguridad incoherentes. Una copia de seguridad convencional puede tardar minutos u horas desde el momento en que se realiza la copia del primer archivo hasta que finaliza el proceso. Si una aplicación realiza cambios en dos o más archivos mientras se está ejecutando la copia de seguridad, el sistema de copia de seguridad puede copiar un archivo antes de que se modifique el grupo y los demás archivos después del cambio. Esto hace que el grupo resulte inconsistente. Dado que Nutanix Files crea una instantánea de todo el sistema de archivos en un momento determinado, todos los archivos están disponibles y son consistentes.

Una vez que HYCU tiene acceso a la lista de archivos modificados y a la instantánea, utiliza esas API de copia de seguridad de Nutanix para acceder a varios archivos en paralelo, de modo que los datos puedan copiarse de forma segura tan rápido como el destino de la copia de seguridad pueda aceptarlos.

En la actualidad, HYCU es la única aplicación de copia de seguridad que aprovecha al máximo estas API de Nutanix para eliminar la sobrecarga que supone el recorrido del sistema de archivos, generar copias de seguridad completas y coherentes, y transferir datos en paralelo. En comparación con soluciones más convencionales, las copias de seguridad de HYCU deberían ejecutarse más rápido y reducir el impacto en otras aplicaciones.

Cómo realizamos las pruebas - Cómo protege HYCU los archivos de Nutanix

La integración de HYCU en el ecosistema de Nutanix minimiza la sobrecarga que supone proteger las máquinas virtuales (VM) de AHV y facilita el mantenimiento de un historial de instantáneas de aproximadamente dos días en el clúster de Nutanix, lo que permite restaurar rápidamente máquinas virtuales completas o archivos individuales. Sin embargo, la copia de seguridad de máquinas virtuales es solo el primer paso para dar soporte al ecosistema completo de Nutanix.

Queríamos analizar cómo protege HYCU Nutanix Files.

Nuestra experiencia nos indica que, si bien es sencillo proporcionar una protección básica de un recurso compartido de SMB, realizar correctamente una copia de seguridad del sistema de archivos requiere una mayor integración entre el sistema de archivos y la aplicación de copia de seguridad.

En primer lugar, creamos un conjunto de datos que proteger. El equipo de HYCU nos proporcionó acceso remoto a un clúster de Nutanix AHV de tres nodos en su sede central de Boston, que incluía un servidor de Nutanix Files y una instancia de HYCU. También nos facilitaron acceso a un destino de copia de seguridad dentro del entorno de HYCU.

Dado que el rendimiento real de la copia de seguridad depende de tantos factores, y que estábamos trabajando en una infraestructura compartida, creemos que la velocidad de copia de seguridad de 15 MB/s que observamos en las pruebas podría mejorarse con un pequeño ajuste en HYCU y/o en el destino de copia de seguridad genérico.

Creamos un recurso compartido en el AFS (Acropolis File Server), lo montamos desde una máquina virtual con Windows Server 2012 y ejecutamos un script para crear un sistema de archivos de prueba.

El sistema de archivos resultante contenía:

El conjunto inicial de datos es lo suficientemente grande, tanto en número de archivos como en tamaño total, como para que resulte poco práctico tanto recorrer el sistema de archivos en busca de archivos modificados como realizar copias de seguridad completas con frecuencia.

Creamos una política de copias de seguridad para realizar una copia de nuestro sistema de archivos cada dos horas. A continuación, ejecutamos un script que creaba nuevos archivos, añadía contenido a los archivos existentes, eliminaba archivos y, en general, simulaba ser un grupo de usuarios trabajando durante un día siguiendo el mismo horario de dos horas.

Al cabo de un par de días, contábamos con una emulación bastante buena del trabajo de los usuarios durante un mes, por lo que examinamos los resultados.

Nuestro script estaba programado para generar aproximadamente un 5 % de datos nuevos en cada ejecución. Al analizar los resultados, observamos que cada quinta o sexta copia de seguridad era una copia completa, lo que se ajustaba al umbral del 25 % especificado en nuestra política.

También teníamos curiosidad por saber con qué rapidez HYCU catalogaría el recurso compartido de archivos, el talón de Aquiles de las soluciones de copia de seguridad tradicionales. HYCU tardaba habitualmente menos de un minuto desde el inicio del trabajo hasta el traslado efectivo de los datos al destino de copia de seguridad genérico, y la mayor parte de ese tiempo lo consumía el sistema Nutanix al crear una instantánea.

Independientemente de si modificábamos 100 archivos o 100 000, HYCU nunca tardaba más de 10 segundos en catalogar el recurso compartido y comenzar a transferir los datos una vez que la instantánea estaba lista.

Realizamos copias de seguridad para restaurar

Más concretamente, realizamos copias de seguridad de los recursos compartidos de archivos para poder restaurar los archivos que nuestros usuarios, y sus aplicaciones, han sobrescrito, renombrado o eliminado de cualquier otra forma. Restaurar archivos con HYCU es sencillo.

En primer lugar, seleccione el recurso compartido para visualizar los distintos puntos de restauración disponibles.

Seleccione un punto de restauración y haga clic en el botón «Examinar y restaurar» para abrir una vista en árbol del recurso compartido en el momento de la copia de seguridad seleccionada.

Seleccione los archivos que necesite y, a continuación, elija si desea que los archivos restaurados se redirijan o se renombren. ¡Y ya está! Ese importante contrato que su director general «extravió» está justo donde debería estar.

El botón «Exportar recurso compartido», que no hemos probado, restaurará todo el recurso compartido a otro servidor de archivos o NAS.

Conclusiones

HYCU demuestra claramente las ventajas de una aplicación de copia de seguridad moderna y centrada en políticas que está estrechamente integrada con la plataforma que protege.

Los administradores pueden plantearse los RPO/RTO en función de las necesidades empresariales para definir políticas y comprobar si el sistema cumple con dichas políticas.

La estrecha integración con Nutanix permite a HYCU gestionar las instantáneas de Nutanix como puntos de restauración, asignar automáticamente las máquinas virtuales recién creadas a una política predeterminada y aprovechar la API de seguimiento de archivos modificados de Nutanix para realizar copias de seguridad de los recursos compartidos de Nutanix Files con un impacto mínimo.

Nuestras pruebas de HYCU para proteger Nutanix Files demostraron que era capaz de identificar los archivos modificados para una copia de seguridad incremental en diez segundos, incluso cuando solo modificamos 100 archivos en un sistema de archivos con más de 3,8 millones de archivos. Un reto que habría llevado horas a una solución de copia de seguridad convencional, al tiempo que habría supuesto una carga significativa para el sistema de archivos al escanear los metadatos.

Las organizaciones que invierten en infraestructura de Nutanix deberían considerar seriamente HYCU. Las soluciones específicas para plataformas, como HYCU, han admitido históricamente API que permiten realizar copias de seguridad, como CFT, entre seis y dieciocho meses antes que los proveedores de copias de seguridad empresariales.