HYCU assure la protection des fichiers Nutanix

À propos de DeepStorage

DeepStorage, LLC. s'attache à mettre en lumière les réalités profondes du stockage, des réseaux et des technologies associées aux centres de données, afin d'aider les professionnels des technologies de l'information à fournir des services de qualité supérieure à leurs utilisateurs tout en rentrant chez eux à une heure raisonnable.

Les rapports DeepStorage s’appuient sur nos tests pratiques et sur plus de 30 ans d’expérience dans la mise en œuvre de technologies en conditions réelles.

Notre philosophie de tests en conditions réelles implique que nous configurons les systèmes tels que la plupart des clients sont susceptibles de les utiliser, évitant ainsi les configurations « Lab Queen » conçues pour optimiser les performances lors des tests de performance.

Ce rapport a été parrainé par l’un de nos clients. Cependant, DeepStorage conserve toujours le contrôle éditorial final sur ses publications.

Introduction

Chaque fois que le marché informatique adopte une nouvelle plateforme, les équipes chargées de son fonctionnement doivent déterminer comment la sauvegarder.

Elles pourraient intégrer la nouvelle plateforme à leur solution de sauvegarde d’entreprise, mais les solutions d’entreprise mettent du temps à utiliser les API spécifiques à la plateforme et à s’optimiser pour celle-ci. Ce manque d’optimisation signifie que les sauvegardes peuvent être lentes et avoir un impact significatif sur les performances du système.

Au début d’une nouvelle vague technologique, le marché n’est pas suffisamment important pour que les grands acteurs du moment s’y intéressent, ce qui ouvre la voie à des start-ups plus agiles. Les systèmes RISC/UNIX/ouverts des années 1990 nous ont apporté NetBackup, NetWorker et TSM — le « Big 3 » actuel du secteur d’entreprise. ArcServ et Backup Exec ont commencé par sauvegarder des serveurs NetWare, mais ont véritablement pris leur essor à l’ère Windows.

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

Ce schéma se répète aujourd’hui, alors que Nutanix promeut son hyperviseur maison, AHV.

La première génération d’utilisateurs d’AHV a dû revenir à l’âge des ténèbres de la sauvegarde, en sauvegardant les machines virtuelles via l’installation d’agents. L’équipe de Comtrade Software y a vu une opportunité ; elle a créé puis cédé HYCU, la première application de sauvegarde conçue pour protéger les systèmes AHV et intégrée aux instantanés d’AHV.

Au cours des derniers mois, d’autres fournisseurs de solutions de sauvegarde ont ajouté une prise en charge de base d’AHV, mais l’engagement de HYCU envers cette plateforme signifie que HYCU prend en charge un ensemble plus large de fonctionnalités Nutanix plus rapidement que ses concurrents.

Dans le cadre de cette note de validation technologique, nous avons examiné la prise en charge par HYCU de Nutanix Files, la fonctionnalité de services de fichiers de la plateforme Nutanix.

En février 2019, date de rédaction de la présente note de validation technologique, HYCU est la seule application de sauvegarde prenant en charge l’API « Changed File Tracking » de Nutanix.

Conclusion

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

Bien que les applications de sauvegarde d’entreprise offrent une certaine prise en charge de l’hyperviseur AHV et du serveur de gestion Prism de Nutanix, les solutions spécifiques à une plateforme telles que HYCU se sont toujours révélées plus faciles à utiliser et offrent une intégration plus étroite avec les plateformes sur lesquelles elles sont déployées.

Avec HYCU, cette intégration plus étroite se traduit par :

• Des instantanés Nutanix gérés par HYCU servant de points de restauration
• Protection automatique des machines virtuelles nouvellement créées grâce à une politique par défaut
• Prise en charge du suivi des fichiers modifiés
• Élimine la charge liée aux analyses du système de fichiers
• Accélère considérablement les sauvegardes incrémentielles

Test de HYCU pour la protection d’un système de fichiers de 3,8 millions de fichiers, 587 GiB :

• Définitions des politiques alignées sur des RPO/RTO adaptés aux besoins de l'entreprise
• La conformité aux politiques inclut le temps de restauration estimé
• Énumération des fichiers de sauvegarde incrémentielle en moins de 10 secondes
• Aucun impact notable sur les performances

Les organisations qui envisagent d’investir dans une infrastructure Nutanix devraient s’intéresser de près à HYCU afin de tirer pleinement parti de cet investissement.

Services de fichiers : le chaînon manquant de l’HCI

Les solutions HCI utilisent des logiciels pour transformer les supports de stockage installés dans les hôtes d’hyperviseur en un pool de stockage résilient que les machines virtuelles s’exécutant sur ces hôtes peuvent utiliser. Ce qui manque à la plupart des solutions HCI, ce sont les services de fichiers.

Votre cluster VSAN offre un espace de stockage abondant pour les machines virtuelles, mais si vous avez besoin de partages de fichiers, vous devrez recourir à une autre solution — et vous avez toujours besoin de partages de fichiers. Même la VDI, application HCI par excellence, nécessite des services de fichiers fiables et hautement performants pour stocker toutes les informations de profil et les fichiers de données des utilisateurs.

Certaines entreprises exploitent des serveurs de fichiers Windows virtuels ou des clusters de serveurs de fichiers. Les serveurs Windows sont plus robustes qu’on ne le pense et constituent la référence en matière d’intégration avec les PME et Active Directory. En revanche, fournir des services de stockage au sein d’une ou plusieurs machines virtuelles implique davantage de machines virtuelles à gérer et à mettre à jour, ce qui complique le démarrage du cluster. D’autres organisations utilisent des systèmes de stockage NAS d’entreprise, passant ainsi à côté de l’avantage de l’HCI qui consiste à éliminer le matériel de stockage dédié et coûteux.

Découvrez Nutanix Files

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 au moins trois machines virtuelles pour créer un serveur de fichiers à extension horizontale. Nutanix Files prend mieux en charge les clients Windows que la plupart des systèmes NAS basés sur Linux. Nutanix Files utilise des listes de contrôle d’accès (ACL) NTFS conformes et prend même en charge la fonctionnalité « Versions précédentes » de l’Explorateur de fichiers Windows, permettant ainsi aux utilisateurs de restaurer eux-mêmes à partir de snapshots.

Les serveurs de fichiers et les partages sont créés et gérés via l’interface utilisateur de Prism, ce qui rend Nutanix Files nettement plus facile à gérer qu’un cluster de serveurs de fichiers Windows fonctionnant sous forme de machines virtuelles. Pour créer un nouveau serveur de fichiers, il vous suffit de saisir les adresses IP et la taille des machines virtuelles dans un assistant, puis d’attendre que Prism se charge de 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 protégeant les ressources d’un hyperviseur, HYCU est distribué sous la forme d’une image de machine virtuelle. Cela évite aux administrateurs la tâche fastidieuse de créer une machine virtuelle, d’appliquer les correctifs et les prérequis (tels que les environnements d’exécution), et d’installer l’application de sauvegarde, tout en garantissant que la machine virtuelle inclut toutes les bibliothèques et tous les paquets dont HYCU dépend.

Une fois le fichier image déployé et une adresse IP attribuée, l’interface HTTP d’HYCU facilite la configuration, notamment la connexion du contrôleur de sauvegarde à Prism ou vCenter, ainsi que l’exploitation d’HYCU.

Image

Pour commencer à protéger vos données, il vous suffit de configurer une cible de sauvegarde sur un partage SMB ou NFS, tel qu’un autre cluster Nutanix Files, Azure, un stockage d’objets compatible S3 ou un LUN iSCSI. (À l’heure actuelle, vous ne pouvez pas utiliser de bandes ou de bibliothèques de bandes virtuelles, ce qui est probablement une bonne chose.) Il vous suffit ensuite d’attribuer des politiques de sauvegarde aux machines virtuelles, aux partages de fichiers et aux applications que HYCU a détectées dans Prism ou vCenter, puis de les rediriger vers une cible.

La sauvegarde moderne : des politiques, pas des tâches

Les applications de sauvegarde traditionnelles s’articulent autour des tâches de sauvegarde. Les administrateurs doivent décider de la fréquence des sauvegardes complètes et incrémentielles, puis attribuer un calendrier à chaque type. Très vite, la console de l’application de sauvegarde se transforme en un calendrier comportant des centaines de tâches, dont les dépendances entre elles sont enfouies dans des notes et la mémoire institutionnelle.

Les solutions de sauvegarde plus modernes, telles que HYCU, utilisent des politiques.

Les administrateurs spécifient la fréquence, la durée de conservation et l’emplacement des copies de sauvegarde pour les ressources à protéger. La définition d’une politique nécessite uniquement de préciser la fréquence de sauvegarde, qui correspond au RPO (objectif de temps de récupération) ou à la fois au RPO et à une période de conservation.

HYCU teste les performances de sauvegarde et de restauration au fur et à mesure de chaque copie, et signale qu’une ressource n’est pas conforme à sa politique non seulement en cas d’échec d’une tâche de sauvegarde, mais également si HYCU prévoit que la restauration de cette ressource dépassera le RPO défini par la politique.

Plutôt que de planifier des sauvegardes complètes et incrémentielles selon un calendrier statique, les politiques HYCU définissent un seuil de modification. HYCU exécute une sauvegarde complète lorsque les modifications dépassent 25 % dans le profil par défaut. À lui seul, ce principe devrait réduire considérablement le trafic de sauvegarde sur les volumes importants de données inactives présents dans la plupart des centres de données d’entreprise.

Certaines des options de politique les plus avancées révèlent l’étroite intégration entre HYCU et l’infrastructure AHV. L’option Restauration rapide, par exemple, gère la durée de conservation des instantanés Nutanix, tandis que l’option Sauvegarde à partir d’une réplique crée des sauvegardes à partir de copies répliquées de machines virtuelles distantes.

Instantanés et suivi des fichiers modifiés
– La méthode moderne de sauvegarde des fichiers

Les applications de sauvegarde lancent traditionnellement leurs sauvegardes incrémentielles en parcourant les métadonnées du système de fichiers. Elles examinent la date de dernière modification ou le bit d’archivage afin de dresser une liste des fichiers qui ont été modifiés et qui doivent donc être sauvegardés. Mais l’analyse d’un système de fichiers demande beaucoup de travail, ce qui peut ralentir l’accès réel des utilisateurs aux fichiers et prendre beaucoup de temps.

Avec des systèmes de fichiers volumineux, il n’est pas rare que l’analyse du système de fichiers au début de chaque tâche de sauvegarde prenne en réalité plus de temps que la copie du nombre relativement restreint de fichiers modifiés vers le référentiel de sauvegarde. Nous avons constaté plusieurs cas où les utilisateurs n’ont pas pu respecter leur SLA de sauvegarde incrémentielle quotidienne, car l’analyse initiale du système de fichiers a duré plus de 24 heures.

Pour éviter ce problème, Nutanix a intégré des API de suivi des fichiers modifiés dans Nutanix Files. Plutôt que de parcourir le système de fichiers et de copier les fichiers modifiés via SMB ou NDMP, HYCU tire parti de ces API pour effectuer une sauvegarde bien plus efficace.

Lorsque HYCU appelle les API de sauvegarde Nutanix, Nutanix Files crée un instantané du système de fichiers et fournit à HYCU non seulement l’accès aux données de l’instantané, mais également la liste des fichiers ayant été modifiés depuis le dernier appel de l’API de sauvegarde par une application.

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

L’instantané fournit une version cohérente du système de fichiers à un moment donné, ce qui évite deux autres problèmes liés aux sauvegardes traditionnelles : les fichiers ouverts et les fichiers 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 en écriture. Or, 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 plusieurs minutes, voire plusieurs heures, entre le moment où le premier fichier est sauvegardé et la fin de la tâche. Si une application apporte des modifications à deux fichiers ou plus pendant l'exécution de la sauvegarde, le système de sauvegarde peut sauvegarder un fichier avant que le groupe ne soit modifié et les autres fichiers après la modification. Cela rend le groupe incohérent. Étant donné que Nutanix Files crée un instantané de l’ensemble du système de fichiers à un instant donné, tous les fichiers sont à la fois disponibles et cohérents.

Une fois qu’HYCU a accès à la liste des fichiers modifiés et à l’instantané, il utilise ces 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 les accepter.

À l’heure actuelle, HYCU est la seule application de sauvegarde à exploiter pleinement ces API Nutanix pour éliminer la surcharge liée à l’analyse du système de fichiers, produire des sauvegardes complètes et cohérentes, et transférer les données en parallèle. Par rapport aux solutions plus conventionnelles, les sauvegardes HYCU devraient s’exécuter plus rapidement et réduire l’impact sur les autres applications.

Comment nous avons effectué nos tests - Comment HYCU protège Nutanix Files

L’intégration d’HYCU dans l’écosystème Nutanix minimise la charge liée à la protection des machines virtuelles AHV et facilite la conservation d’un historique d’environ deux jours de snapshots sur le cluster Nutanix, permettant ainsi des restaurations rapides de machines virtuelles complètes ou de fichiers individuels. Mais la sauvegarde des machines virtuelles n’est que la première étape pour prendre en charge l’ensemble de l’écosystème Nutanix.

Nous avons souhaité examiner comment HYCU protège Nutanix Files.

Notre expérience nous montre que, s’il est facile d’assurer une protection de base d’un partage SMB, une sauvegarde efficace du système de fichiers nécessite une intégration plus poussée entre le système de fichiers et l’application de sauvegarde.

Tout d’abord, nous avons créé un ensemble de données à protéger. L’équipe d’HYCU nous a fourni un accès à distance à un cluster Nutanix AHV à 3 nœuds situé à son siège social de Boston, comprenant un serveur Nutanix Files et une instance HYCU. Elle nous a également donné accès à une cible de sauvegarde au sein de l’environnement HYCU.

Étant donné que les performances réelles de sauvegarde dépendent d’un grand nombre de facteurs et que nous travaillions sur une infrastructure partagée, nous pensons que le débit de sauvegarde de 15 Mo/s observé lors des tests pourrait être amélioré grâce à quelques ajustements au niveau 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, puis avons exécuté un script pour créer un système de fichiers de test.

Le système de fichiers ainsi obtenu contenait :

L’ensemble de données initial est suffisamment volumineux, tant en nombre de fichiers qu’en taille totale, pour rendre impraticables à la fois la recherche des fichiers modifiés dans le système de fichiers et les sauvegardes complètes fréquentes.

Nous avons défini une politique de sauvegarde visant à sauvegarder notre système de fichiers toutes les deux heures. Nous avons ensuite lancé un script qui créait de nouveaux fichiers, ajoutait des données à la fin des fichiers existants, supprimait des fichiers et, d’une manière générale, simulait l’activité d’un groupe d’utilisateurs travaillant pendant une journée selon ce même rythme de deux heures.

Au bout de quelques jours, nous disposions d’une simulation assez fidèle du travail des utilisateurs sur un mois ; nous avons donc examiné les résultats.

Notre script était programmé pour créer environ 5 % de nouvelles données à chaque exécution. En examinant les résultats, nous avons constaté que chaque 5e ou 6e sauvegarde correspondait à une copie complète, ce qui respectait le seuil de 25 % spécifié dans notre politique.

Nous étions également curieux de savoir à quelle vitesse HYCU répertorierait le partage de fichiers, le talon d’Achille des solutions de sauvegarde traditionnelles. HYCU mettait régulièrement moins d’une minute entre le lancement de la tâche et le transfert effectif des données vers la cible de sauvegarde générique, la majeure partie de ce temps étant consacrée à la création d’un instantané par le système Nutanix.

Que nous ayons modifié 100 fichiers ou 100 000, HYCU n’a jamais mis plus de 10 secondes pour cataloguer le partage et commencer à transférer les données une fois l’instantané prêt.

Nous effectuons des sauvegardes pour pouvoir restaurer

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

Tout d’abord, sélectionnez le partage pour afficher les différents points de restauration disponibles.

Sélectionnez un point de restauration, puis cliquez sur le bouton « Parcourir et restaurer » pour ouvrir une arborescence du partage telle qu’elle se présentait au moment de la sauvegarde sélectionnée.

Sélectionnez le ou les fichiers dont vous avez besoin, puis indiquez si vous souhaitez que les fichiers restaurés soient redirigés ou renommés. Et voilà ! Ce contrat important que votre PDG avait « égaré » se trouve exactement là où il devrait être.

Le bouton « Exporter le partage », que nous n’avons pas testé, permet de restaurer l’intégralité du partage vers un autre serveur de fichiers ou NAS.

Conclusions

HYCU démontre clairement les avantages d’une application de sauvegarde moderne, axée sur les politiques et étroitement intégrée à la plateforme qu’elle protège.

Les administrateurs peuvent raisonner en termes de RPO/RTO adaptés aux besoins de l’entreprise pour définir des politiques, et vérifier si le système respecte ces politiques.

L’intégration étroite avec Nutanix permet à HYCU de gérer les instantanés Nutanix comme points de restauration, d’affecter automatiquement les machines virtuelles nouvellement créées à une politique par défaut et d’exploiter l’API « Changed File Tracking » de Nutanix pour sauvegarder les partages Nutanix Files avec un impact minimal.

Nos tests d’HYCU pour la protection de Nutanix Files ont montré qu’il était capable d’identifier les fichiers modifiés pour une sauvegarde incrémentielle en dix secondes, même lorsque nous n’avions modifié que 100 fichiers dans un système de fichiers comptant plus de 3,8 millions de fichiers. Un défi qui aurait pris des heures à une solution de sauvegarde classique, tout en imposant une charge importante au système de fichiers lors de l'analyse des métadonnées.

Les entreprises qui investissent dans une infrastructure Nutanix devraient s’intéresser de près à HYCU. Les solutions spécifiques à une plateforme telles que HYCU ont, par le passé, pris en charge les API de sauvegarde telles que CFT six à dix-huit mois plus tôt que les fournisseurs de solutions de sauvegarde d’entreprise.