HYCU protège les fichiers Nutanix

À propos du stockage en profondeur

Deep Storage, LLC. s'engage à découvrir les vérités sous-jacentes sur le stockage, la mise en réseau et les autres technologies des centres de données, afin d'aider les professionnels des technologies de l'information à fournir des services de premier ordre à leurs utilisateurs tout en maintenant un équilibre raisonnable entre leur vie professionnelle et leur vie privée. Les rapports de Deep Storage sont l'aboutissement de nos tests pratiques et de plus de 30 ans d'expérience dans la mise en œuvre de technologies dans des scénarios réels.

Notre approche des tests est fondée sur l'utilisation réelle, garantissant que les systèmes sont configurés d'une manière qui reflète la façon dont la plupart des clients les utiliseraient. Cette stratégie permet d'éviter la création de configurations artificiellement optimisées, conçues uniquement pour maximiser les performances de référence, une pratique souvent appelée "Lab Queen".

Bien que ce rapport ait été sponsorisé par notre client, il est important de noter que Deep Storage conserve toujours un contrôle éditorial total sur ses publications. Cela garantit que nos rapports restent impartiaux et objectifs et qu'ils fournissent des informations précieuses à notre public.

Introduction

Lorsque le marché informatique adopte une nouvelle plateforme, les équipes opérationnelles chargées de sa maintenance doivent relever le défi de la mise en œuvre d'une stratégie de sauvegarde. Bien qu'elles puissent intégrer la nouvelle plateforme dans leur solution de sauvegarde d'entreprise existante, ces solutions sont souvent à la traîne en ce qui concerne l'exploitation des API spécifiques à la plateforme et l'optimisation pour la nouvelle technologie. Ce manque d'optimisation peut se traduire par des sauvegardes lentes et un impact notable sur les performances du système.

Au cours des phases naissantes d'une révolution technologique, le marché peut ne pas être suffisamment important pour que les entreprises établies puissent s'y attaquer de manière adéquate. C'est alors l'occasion pour des startups plus agiles d'intervenir. Par exemple, à l'époque RISC/UNIX/systèmes ouverts des années 1990, nous avons assisté à l'émergence de NetBackup, NetWorker et TSM, qui constituent aujourd'hui le trio dominant dans le paysage de la sauvegarde d'entreprise. De même, ArcServ et Backup Exec se sont d'abord concentrés sur la sauvegarde des serveurs NetWare, mais ont connu une croissance significative au cours de l'ère Windows.

Plus récemment, le passage à vSphere a donné naissance à vRanger, PHD Virtual et, bien sûr, à Veeam.

Le cycle se répète alors que Nutanix défend son hyperviseur interne AHV. Dans les premiers temps de l'adoption de l'AHV, les utilisateurs se sont retrouvés à revenir à des méthodes de sauvegarde dépassées, en ayant recours à l'installation d'agents pour sauvegarder les machines virtuelles. Consciente de cette lacune, l'équipe de Comtrade Software a saisi l'opportunité et a développé HYCU, l'application de sauvegarde pionnière spécialement conçue pour sauvegarder les systèmes AHV, intégrée de manière transparente avec les snapshots AHV.

Alors que d'autres fournisseurs de solutions de sauvegarde ont commencé à offrir un support de base pour AHV au cours des derniers mois, l'engagement inébranlable d'HYCU envers cette plateforme lui permet de fournir un support plus large pour les fonctionnalités de Nutanix à un rythme plus rapide que ses concurrents.

Dans ce dossier de validation technologique, nous approfondissons la prise en charge par HYCU de Nutanix Files, la fonction de services de fichiers de la plate-forme Nutanix. En février 2019, lorsque cette note a été rédigée, HYCU est la seule application de sauvegarde à prendre en charge l'API de suivi des fichiers modifiés de Nutanix, ce qui renforce encore sa position de solution de référence pour les utilisateurs de Nutanix à la recherche de capacités de sauvegarde complètes.

Le bilan

HYCU Data Protection for Nutanix (HYCU) est la première solution de sauvegarde spécifique à la plateforme pour l'infrastructure HCI de Nutanix, qui connaît une croissance rapide.

Bien que les applications de sauvegarde d'entreprise offrent un certain support pour l'hyperviseur AHV de Nutanix et le serveur de gestion Prism, les solutions spécifiques aux plateformes telles que HYCU ont historiquement été plus faciles à utiliser et offrent une intégration plus étroite avec les plateformes sélectionnées.

Avec HYCU, cette intégration plus étroite se traduit par :

• snapshots Nutanix gérés par HYCU comme points de restauration
• Protection automatique des machines virtuelles nouvellement créées avec la politique par défaut
• Prise en charge du suivi des fichiers modifiés
• Élimine les frais généraux liés à l'analyse du système de fichiers
• Accélération significative des sauvegardes incrémentielles

Test de HYCU pour la protection d'un fichier de 3,8 millions, 587GiB révélés :

• Définitions des politiques alignées sur un RPO/RTO de type commercial
• La conformité à la politique inclut le temps de restauration estimé
• Incremental backup file enumeration <10 sec
• Pas d'impact notable sur les performances

Les organisations qui prévoient d'investir dans une infrastructure Nutanix devraient jeter un coup d'œil attentif à HYCU pour tirer pleinement parti de cet investissement.

Services de fichiers : Le chaînon manquant des HCI

Les solutions d'infrastructure hyperconvergée (HCI) s'appuient sur un logiciel pour transformer les supports de stockage des hôtes hyperviseurs en un pool de stockage résilient accessible par les machines virtuelles (VM) qui s'exécutent sur ces hôtes. Cependant, de nombreuses solutions HCI ne disposent pas de la fonctionnalité native de services de fichiers. Si les clusters VSAN offrent beaucoup d'espace pour les machines virtuelles, les entreprises ont souvent besoin de partages de fichiers, ce qui nécessite une autre solution - un besoin indispensable pour diverses applications, notamment les déploiements de l'infrastructure de bureau virtuel (VDI).

Même la VDI, qui est considérée comme une application HCI par excellence, repose sur des services de fichiers fiables et performants pour gérer efficacement les informations personnelles et les fichiers de données des utilisateurs. Certaines organisations optent pour l'exécution de serveurs de fichiers Windows virtuels ou de grappes de serveurs de fichiers. Bien que les serveurs Windows offrent des fonctionnalités robustes, ils nécessitent souvent des efforts supplémentaires de gestion et d'application de correctifs, ce qui complique les opérations de cluster. D'autres organisations s'appuient sur des filers NAS d'entreprise, ne profitant pas de la promesse de l'infrastructure de stockage à haute performance d'éliminer le matériel de stockage dédié et coûteux.

Entrer dans les fichiers Nutanix

Nutanix Files, anciennement connu sous le nom d'Acropolis File Services, fournit des services SMB (2.0, 2.1 et 3.0) et NFS (v4) en utilisant trois machines virtuelles ou plus pour créer un serveur de fichiers évolutif. Nutanix Files supporte mieux les clients Windows que la plupart des systèmes NAS basés sur Linux. Nutanix Files utilise les ACL NTFS appropriés et supporte même la fonction des versions précédentes de l'explorateur de fichiers Windows pour permettre aux utilisateurs de restaurer eux-mêmes des snapshots.

Les serveurs de fichiers et les partages sont créés et gérés via l'interface Prism, ce qui rend Nutanix Files beaucoup plus facile à gérer qu'un cluster de serveurs de fichiers Windows fonctionnant comme des VMs. Pour créer un nouveau serveur de fichiers, il suffit d'entrer les adresses IP et la taille de la VM dans un assistant et d'attendre que Prism fasse tout le travail.

En fournissant un accès SMB/NFS au magasin de données distribué du cluster Nutanix, Nutanix Files comble une lacune évidente dans l'ensemble des fonctionnalités de l'HCI.

Présentation de HYCU

Comme il se doit pour une application de sauvegarde qui protège les ressources d'un hyperviseur, HYCU est distribué sous la forme d'une image de machine virtuelle. Cela évite aux administrateurs d'avoir à créer une machine virtuelle, à appliquer les correctifs et les prérequis tels que les runtimes, et à installer l'application de sauvegarde tout en s'assurant que la machine virtuelle inclut toutes les bibliothèques et tous les paquets dont HYCU dépend.

Une fois le fichier image déployé et l'adresse IP attribuée, l'interface HTTP de HYCU facilite la configuration, y compris la connexion du contrôleur de sauvegarde à Prism ou vCenter, et le fonctionnement de HYCU.

Pour commencer à protéger les données, il suffit de configurer une cible de sauvegarde sur un partage SMB ou NFS tel qu'un autre cluster Nutanix Files, Azure, un magasin d'objets compatible S3, ou un LUN iSCSI. (Pour l'instant, vous ne pouvez pas utiliser de bandes ou de bibliothèques de bandes virtuelles, ce qui est probablement une bonne chose). Ensuite, il suffit d'assigner des politiques de sauvegarde aux VM, aux partages de fichiers et aux applications que HYCU a découvert dans Prism ou vCenter et de les diriger vers une cible.

Sauvegarde moderne : Des politiques et non des tâches

Les applications de sauvegarde traditionnelles sont centrées sur les tâches de sauvegarde. Les administrateurs doivent décider de la fréquence des sauvegardes complètes et incrémentielles, puis assigner un calendrier à chaque type de sauvegarde. Très vite, la console de l'application de sauvegarde devient un calendrier de centaines de tâches, dont les dépendances sont enfouies dans les notes et la mémoire institutionnelle.

Les solutions de sauvegarde plus modernes comme HYCU utilisent des règles. Les administrateurs spécifient la fréquence, la conservation et le placement des copies de sauvegarde sur les ressources à protéger. Pour définir une politique, il suffit de spécifier la fréquence des sauvegardes, qui est en corrélation avec le RPO, un objectif de temps de récupération, ou le RPO et une période de rétention.

HYCU teste les performances de sauvegarde et de restauration lors de chaque copie et signale qu'une ressource n'est pas conforme à sa politique non seulement si un travail de sauvegarde échoue, mais aussi si HYCU prévoit qu'une restauration de cette ressource dépassera le RPO de la politique.

Plutôt que de programmer des sauvegardes complètes et incrémentielles selon un calendrier statique, les politiques HYCU spécifient un seuil de changement. HYCU exécute une sauvegarde complète lorsque les changements dépassent 25 % dans le profil par défaut. Cette seule mesure devrait permettre de réduire considérablement le trafic de sauvegarde sur les grandes quantités de données froides présentes dans la plupart des centres de données d'entreprise.

Certaines des options de politique les plus avancées révèlent l'intégration étroite entre HYCU et l'infrastructure AHV. L'option Fast Restore, par exemple, gère la durée de conservation des snapshots Nutanix, tandis que l'option Backup from replica crée des sauvegardes à partir de copies répliquées de VMs distantes.

Instantanés et suivi des fichiers modifiés
- La façon moderne de sauvegarder les fichiers

Traditionnellement, les applications de sauvegarde lancent des sauvegardes incrémentielles en analysant les métadonnées du système de fichiers, en examinant des attributs tels que la date de dernière modification ou le bit d'archive afin de compiler une liste de fichiers modifiés nécessitant une sauvegarde. Cependant, ce processus d'analyse du système de fichiers est gourmand en ressources et peut avoir un impact significatif sur l'accès en temps réel des utilisateurs aux fichiers, ce qui se traduit souvent par des durées de sauvegarde prolongées.

Dans les scénarios où les systèmes de fichiers sont volumineux, l'analyse initiale du système de fichiers au début de chaque tâche de sauvegarde peut parfois dépasser le temps nécessaire pour copier le nombre relativement faible de fichiers modifiés dans le référentiel de sauvegarde. Ce délai peut conduire à des cas où les utilisateurs ont du mal à respecter leurs accords de niveau de service (SLA) pour les sauvegardes incrémentielles quotidiennes, car l'analyse du système de fichiers peut à elle seule prendre plus de 24 heures.

Pour contourner ce défi, Nutanix a introduit des API de suivi de fichiers modifiés dans Nutanix Files. Au lieu de s'appuyer sur des scans traditionnels du système de fichiers et des méthodes de copie de fichiers via SMB ou NDMP, HYCU s'appuie sur ces API pour exécuter un processus de sauvegarde plus efficace.

Lorsque HYCU invoque les API de sauvegarde Nutanix, Nutanix Files génère un snapshot du système de fichiers et fournit à HYCU l'accès non seulement aux données du snapshot mais aussi à une liste complète des fichiers qui ont été modifiés depuis la dernière invocation de l'API de sauvegarde par n'importe quelle application. Cette approche innovante garantit des sauvegardes plus rapides et plus rationnelles, améliorant les performances globales de sauvegarde et minimisant les interruptions d'accès des utilisateurs.

Les analyses de fichiers classiques peuvent avoir un impact significatif sur les performances du NAS pendant plusieurs heures pour chaque sauvegarde incrémentielle.

L'instantané fournit une version cohérente et ponctuelle du système de fichiers, ce qui permet d'éviter deux autres problèmes liés aux sauvegardes traditionnelles : les fichiers ouverts et incohérents. Les protocoles d'accès aux fichiers standard tels que SMB ne permettent pas à une application d'accéder aux fichiers qu'un utilisateur a ouverts pour les écrire. Mais certains fichiers, comme les fichiers PST d'Outlook, restent ouverts, et donc verrouillés, tant que leurs applications sont ouvertes. Si un vice-président exécutif senior ne ferme jamais Outlook, ses fichiers PST très importants ne seront jamais sauvegardés.

Les sauvegardes incohérentes sont encore plus insidieuses. Une sauvegarde classique peut prendre des minutes ou des heures entre le moment où le premier fichier est sauvegardé et l'achèvement d'un travail. Si une application modifie deux fichiers ou plus pendant que la sauvegarde est en cours, le système de sauvegarde peut sauvegarder un fichier avant que le groupe ne soit modifié et d'autres fichiers après la modification. Cela rend le groupe incohérent. Puisque Nutanix Files crée un instantané de tout le système de fichiers à un moment donné, tous les fichiers sont à la fois disponibles et cohérents.

Une fois que HYCU a accès à la liste des fichiers modifiés et à l'instantané, il utilise les API de sauvegarde Nutanix pour accéder à plusieurs fichiers en parallèle afin que les données puissent être copiées en toute sécurité aussi rapidement que la cible de sauvegarde peut l'accepter.

Aujourd'hui, HYCU est la seule application de sauvegarde à tirer pleinement parti de ces API Nutanix pour éliminer la surcharge d'un système de fichiers, produire des sauvegardes complètes et cohérentes, et déplacer des données en parallèle. Comparé à des solutions plus conventionnelles, les sauvegardes HYCU devraient s'exécuter plus rapidement et réduire l'impact sur les autres applications.

Comment nous avons testé - comment HYCU protège les fichiers Nutanix

L'intégration de HYCU dans l'écosystème Nutanix minimise les coûts de protection des VM AHV et facilite le maintien d'environ deux jours d'historique de snapshots sur le cluster Nutanix afin de permettre des restaurations rapides de VM complètes ou de fichiers individuels. Mais la sauvegarde des VM n'est que la première étape dans la prise en charge de l'ensemble de l'écosystème Nutanix.

Nous avons voulu explorer comment HYCU protège les fichiers Nutanix. Notre expérience nous montre que s'il est facile d'assurer une protection de base d'un partage SMB, la sauvegarde d'un système de fichiers nécessite une plus grande intégration entre le système de fichiers et l'application de sauvegarde.

Tout d'abord, nous avons créé un ensemble de données à protéger. Les responsables de HYCU nous ont donné un accès à distance à un cluster Nutanix AHV de 3 nœuds dans leur siège de Boston, avec un serveur Nutanix Files et une instance HYCU. Ils nous ont également donné accès à une cible de sauvegarde dans l'environnement HYCU.

Étant donné que les performances de sauvegarde réelles dépendent de nombreux facteurs et que nous avons travaillé sur une infrastructure partagée, nous pensons que le taux de sauvegarde de 15 Mo/s que nous avons constaté lors des tests pourrait être amélioré avec un peu de réglage de HYCU et/ou de la cible de sauvegarde générique.

Nous avons créé un partage sur l'AFS (Acropolis File Server), l'avons monté à partir d'une machine virtuelle Windows Server 2012 et avons exécuté un script pour créer un système de fichiers de test.

Le système de fichiers résultant contient :

• Fichiers 3 831 596
• Dossiers 91,438
• Taille totale 237.3GiB ou 586.23GiB

La taille initiale de l'ensemble de données, qui comprend un nombre substantiel de fichiers et une taille totale importante, rend impraticables à la fois la traversée du système de fichiers pour les fichiers modifiés et les sauvegardes complètes fréquentes. Pour l'évaluer, nous avons élaboré une politique de sauvegarde visant à sauvegarder notre système de fichiers toutes les deux heures. Ensuite, nous avons lancé un script simulant l'activité de l'utilisateur, créant de nouveaux fichiers, ajoutant des données aux fichiers existants, supprimant des fichiers et reproduisant le travail d'une journée selon un calendrier de deux heures.

Après avoir fait fonctionner cette émulation pendant quelques jours, soit environ un mois d'activité des utilisateurs, nous avons évalué les résultats. Notre script a été conçu pour générer environ 5 % de nouvelles données à chaque itération. Après examen, nous avons constaté que toutes les cinq ou six sauvegardes comportaient une copie complète, ce qui correspond au seuil de 25 % spécifié dans notre politique.

De plus, nous avons été intrigués par la vitesse à laquelle HYCU a catalogué le partage de fichiers - un point de douleur commun dans les solutions de sauvegarde traditionnelles. Remarquablement, HYCU a toujours catalogué le partage en moins d'une minute entre l'initiation de la tâche et le mouvement réel des données vers la cible de sauvegarde générique, la création de snapshot du système Nutanix consommant la plus grande partie de ce temps.

Notamment, que l'ensemble de données comprenne 100 fichiers ou 100 000, HYCU n'a jamais eu besoin de plus de 10 secondes pour cataloguer le partage et commencer le transfert de données une fois que l'instantané était prêt. Cette efficacité souligne la capacité de HYCU à gérer les sauvegardes, même avec des ensembles de données importants et des sauvegardes fréquentes.

Nous sauvegardons pour restaurer

Plus précisément, nous sauvegardons les partages de fichiers afin de pouvoir restaurer les fichiers que nos utilisateurs et leurs applications ont écrasés, renommés ou supprimés. La restauration de fichiers avec HYCU est simple.

Tout d'abord, choisissez le partage pour afficher les différents points de restauration disponibles.

Sélectionnez un point de restauration et cliquez sur le bouton "Parcourir et restaurer" pour ouvrir une arborescence du partage au moment de la sauvegarde sélectionnée.

Sélectionnez le(s) fichier(s) dont vous avez besoin, puis choisissez si vous souhaitez que les fichiers restaurés soient redirigés ou renommés. Et voilà ! Le contrat important que votre PDG a "égaré" se trouve là où il devrait être.

Le bouton "Exporter le partage", que nous n'avons pas testé, permet de restaurer l'ensemble du partage sur un autre serveur de fichiers/NAS.

Conclusions

HYCU est un excellent exemple des avantages offerts par une application de sauvegarde moderne, axée sur les politiques et intégrée de manière transparente à la plateforme qu'elle protège. Les administrateurs peuvent adopter une approche centrée sur l'entreprise, en définissant des politiques basées sur des objectifs de point de récupération (RPO) et des objectifs de temps de récupération (RTO) adaptés aux besoins de l'entreprise, tout en contrôlant la conformité à ces politiques.

L'intégration étroite avec Nutanix permet à HYCU de gérer les snapshots Nutanix comme points de restauration, d'assigner automatiquement les VM nouvellement créées aux politiques par défaut, et d'utiliser l'API Changed File Tracking (CFT) de Nutanix pour sauvegarder les partages de fichiers Nutanix avec un impact minimal.

Lors de nos tests de la protection HYCU pour Nutanix Files, nous avons constaté qu'elle pouvait identifier les fichiers modifiés pour les sauvegardes incrémentales en moins de dix secondes, même en modifiant seulement 100 fichiers dans un système de fichiers comptant plus de 3,8 millions de fichiers. Il s'agit d'une performance remarquable comparée aux solutions de sauvegarde conventionnelles, qui peuvent prendre des heures et exercer une pression significative sur le système de fichiers lors de l'analyse des métadonnées.

Les organisations qui investissent dans une infrastructure Nutanix seraient bien avisées de considérer HYCU. Historiquement, les solutions spécifiques aux plateformes comme HYCU ont été plus rapides à supporter les APIs de sauvegarde comme CFT, typiquement six à dix-huit mois avant les fournisseurs de sauvegarde d'entreprise. Cela souligne l'agilité d'HYCU et son alignement avec l'écosystème évolutif de Nutanix, ce qui en fait un choix convaincant pour les utilisateurs de Nutanix à la recherche de solutions de sauvegarde robustes.