VMwareにはこれに適したバックアップ手段がある：使えば使うほど得になる

導入も進んで珍しいものではなくなっている仮想化環境だが、物理環境とは異なる点を考慮しなければならない問題も存在する。その1つがバックアップだ。仮想化環境にはそれに適したバックアップのやり方がある

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仮想化環境のバックアップの課題

　事業継続や災害対策のための施策の基本はバックアップだ。ビジネスに必須のシステムが止まってしまった時にいかに短時間で復旧できるかは、いかに適切にバックアップを取っているかにかかっている。そしてそのバックアップは、確実にリストアできるものでなければならない。

　バックアップにはいくつかの課題がある。1つは、バックアップに時間が掛かりすぎることだ。バックアップは一時的に多くのリソースを必要とする処理であり、このため業務時間外の夜間にバックアップを取ることが多い。しかし、データはどんどん増加するため、フルバックアップにはかなりの時間が掛かり、業務時間に食い込んでしまうという事態も起きる。もちろん、リストアにも同じように時間が掛かる。

　また、とりあえずバックアップを取っているが、本当にリストアできるか自信がないという話もよく聞かれる。特にテープにバックアップを取っている場合、実際にリストアできるのかどうかはやってみなければ分からない、というケースも多い。

　そして最近新たに浮かび上がったのが、仮想化環境のバックアップという問題だ。仮想化は、複数の仮想マシンを稼働させることでハードウェアのリソースを効率よく使うものであり、物理リソースはかなり高い使用率で動いている。そこに、負荷の掛かるバックアップの処理を追加するのは過負荷になることが心配される。また、物理サーバの環境では、それぞれのアプリケーションやOSに応じたバックアップの仕組みが構築され、業務に支障の出ないようにスケジュールが組まれる。しかし仮想化環境では、それぞれの仮想サーバは異なる業務を行っていてもハードウェアは同じものであるため、バックアップのタイミングが重なってリソース不足になる可能性がある。

　一方で、仮想化によってバックアップがやりやすくなる面もある。仮想化環境では、システム全体をファイルとしてカプセル化するため、そのファイルをコピーするだけでシステム全体のバックアップが可能だし、OSにも依存しない。つまり、個々のアプリケーションごとに異なるシステムと異なる運用が必要だったバックアップを、統一できるようになるのだ。しかも、ハードウェアとの依存関係がないので信頼性も高く、リストアもファイルをコピーするだけでできる。

　ただし、その簡単さがバックアップデータの増大という新たな問題も引き起こす。仮想マシンは簡単に複製できるため、増える。それに合わせて、バックアップストレージの容量も増やさなければならないからだ。さらに、仮想サーバが増えることで、バックアップソフトウェアのライセンスを増やさなければならないという問題もある。柔軟な拡張性の影で、いつの間にか膨大なバックアップソフトウェアライセンス料が必要になっていたということもあり得る。

バックアップ対象で重複排除することの重要さ

　EMC Avamarは、重複排除バックアップのエージェントソフトウェアと、バックアップストレージのAvamar Data Storeを組み合わせたソリューションだ。重複排除の技術としては歴史が古く、バックアップ対象をブロックレベルで細分化し、圧縮や重複したデータの排除によってデータを1/500に縮小する。

　その処理はバックアップ対象のサーバにインストールしたエージェントが行うため、バックアップ保存用ディスク容量だけでなく転送のためのネットワーク帯域も節約できる。また、複数のバックアップ対象マシンがそれぞれAvamarサーバに問い合わせ、保存済みのブロックは排除して新しいブロックのみバックアップするため、バックアップ対象マシンが増えるほど圧縮の効果が高くなる。

　保存用ストレージを節約するためにストレージ側で重複排除を行うのと違い、バックアップ対象側で重複排除するため、保存用ストレージに転送するデータ自体が少なく、バックアップ時間が短縮できる。初回バックアップはフルバックアップだが、これも圧縮するため通常のフルバックアップよりも転送データ量が少ない。2回目以降は差分ブロックのみのバックアップで、短時間で終わる。ただし、Data Storeでは過去のバックアップデータと差分ブロックを合成して、常にフルバックアップのイメージを作成する。

バックアップ対象で重複排除することで、バックアップ量が減り、所要時間が短縮される（クリックで拡大します）

　リストアの際は、バックアップイメージの中からリストアに必要なブロックデータを抽出して対象マシンに送信し、再結合してファイルを復元する。このため、リストア時間も短縮でき、操作はひとつの画面操作でシンプルに行える。

　バックアップ対象が多いほど効果があるので、クライアントPCのバックアップにも向いているし、複数のバックアップ対象間で重複排除を行い、ネットワーク帯域をあまり消費しないことから、複数の遠隔地オフィスのバックアップにも適している。また、データをバックアップする前に重複排除することで、ハードウェアへの負荷を軽減しバックアップ時間を短縮できることから、仮想化環境での使用にも適している。Avamarは仮想化環境への対応を進めており、VMware向けの機能としてVMware vStorage APIのサポートやVMware vCenter Serverとの緊密な統合が図られている。また、エージェントはストレージのアプライアンスであるData Storeにバンドルされており、いくつ使ってもライセンス料は不要であるため、仮想サーバがどんどん増えても心配ない。仮想化環境でのバックアップには、ゲストレベルとイメージレベルの2つの方法が選択可能だ。

アプリケーションデータのバックアップ

　データベースなどのアプリケーションのバックアップには、ゲストOSにインストールするエージェントを使う手法が最適だ。この場合、Avamarのエージェントは、対象アプリケーションが物理サーバで動いているか仮想サーバで動いているかは区別しない。このため、仮想サーバにも同様にエージェントをインストールして使用することができる。仮想マシン上で重複排除を行ったのちに、少なくなったデータのみを転送するため、通常のバックアップに比べてリソース負荷が少なく、時間も短縮される。

ゲストOSにインストールしたバックアップエージェントが、重複排除をしたうえで転送

　また、重複排除は仮想マシン内だけでなく同一仮想インフラ上の仮想マシン間でも行われる。このため、さらに高速化が可能だ。バックアップのパフォーマンスでは、12台の仮想マシンの乗っているESXサーバのバックアップを、重複排除なしで行うと1時間20〜30分かかるのに対して、Avamarでは12分で終わったというデータがある。また、重複排除の処理はCPUの負荷が高いので、これを平準化する機能を使うこともできる。この場合でも36分となり、複数の仮想マシンを同時にバックアップするのに有効な手法だ。

　特定アプリケーション向けAvamarエージェントでは、そのアプリケーションの静止点を取りバックアップデータの整合性を保証する。また、Windows、Linux、Solaris用のファイルレベルでのリストアは、ワンステップで実行可能だ。

仮想マシンのシステム全体をバックアップ

　仮想マシンを丸ごとバックアップするイメージレベルのバックアップでは、VMware仮想レイヤ上にバックアップ用のプロキシサーバを仮想マシンとして用意し、Avamarエージェントはこのプロキシ上で動作する。それぞれの仮想サーバにはエージェントを入れないため、リソースを消費しない。また、OSやアプリケーションごとに異なるバックアップ手法を導入している場合は運用が煩雑になるのに比べて、どのようなアプリケーションであろうと同じ手法でバックアップを取ることができるようになるというメリットもある。

仮想マシン全体のバックアップは、VMwareとの連携で非常に効率的（クリックで拡大します）

　VMwareの仮想化環境では、仮想マシンそのものをVMDKファイルとして扱える。このVMDKファイルをバックアップすることで、OSとデータ含む仮想マシン全体をバックアップすることになる。Avamarでは、VMwareのVADP（vStorage APIs for Data Protection）と連携し、このバックアップの際にVMDKファイル内およびファイル間で重複排除を行う。仮想マシンとして立てたAvamarエージェントのプロキシサーバは、この重複排除の処理とData Storeとの通信を行う。また、vSphereの機能であるCBT（Changed Block Tracking）によって、変更ブロックのみをAvamarのプロキシサーバに転送するため、バックアップ時間を短縮できる。CBTを使わないと、差分バックアップを行うたびに、どこが変更したかを知るために、対象ボリューム全体をスキャンしなければならず、時間のロスが発生する。

　リストアの方法は3つある。元の仮想マシンにリストアするか、既存の仮想マシンにリストアするか、あるいは新しい仮想マシンにリストアするという方法だ。従来は、CBTによって更新ブロックだけをバックアップしていても、リストアの際は仮想マシン全体のイメージを戻す必要があったが、現在ではリストアにもCBTを利用できるようになった。これにより変更ブロックのみのリストアが可能になり、時間が短縮される。

　新しい仮想マシンにリストアするということは、システムのレプリケーションを行うことだ。双方向レプリケーションも設定可能で、遠隔地にレプリケーションを行うことでディザスタリカバリの対策にもなる。いつ使うか分からない災害対策のために広帯域のネットワークを用意することは難しいが、送られるのは重複排除されたデータなので、ネットワーク帯域が節約できる。また、通信プロトコルにはTCP/IPを使っているので、災害対策のために設備を追加する必要もない。

エージェントソフトは無償

　Avamarではエージェントソフトウェアのライセンスが無償であるため、バックアップ対象が増えるほどコスト効率が高まる。このためデスクトップ仮想化を含め、仮想サーバがどんどん増えるような環境に適している。増加した場合にはストレージの拡張性も必要だが、AvamarのバックアップストレージであるData Storeは、1.3TBから7.8TBまで4種類のラインナップがあり、最大16台、124TBまで拡張できる。

　また、EMCはAvamar以外にData DomainやNetWorkerといったバックアップ製品を持っている。Data DomainはAvamar同様に重複排除を行うストレージ製品だが、Avamarよりもさらに大規模なバックアップに適した製品だ。このData DomainシステムとAvamarを統合することにより、285TBまで拡張可能になる。

　EMCの重複排除機能は歴史が古く、成熟した技術として信頼性が高い。また、仮想化環境への対応も進んでおり、VMwareとは統合が進んでいる。仮想化を進める際には、バックアップについてもあらかじめ最適化を行っておけば、全体的な効率化を進めることができる。

■この記事に関連するホワイトペーパー

課題別、6つのバックアップ問題解決集

「システム数やデータ量が増加し、バックアップの運用・管理負担が増加している」「確実なBCP／DR対策を実施したい」「テープバックアップに限界を感じている」「バックアップの信頼性を高めたい」「仮想環境に最適なバックアップ環境を構築したい」。現在のIT部門にとって、バックアップに関する課題は頭の痛い項目が多い。特に大容量データへの対応や仮想化環境のバックアップなどは、従来の手法では対応が難しくなってきている。また大規模災害にも対応できるBCP／DR対策も急がれているだろう。

　このホワイトペーパーでは、バックアップに関する6つの問題解決策を紹介している。システム運用管理の負荷軽減、大量データのバックアップ、テープからディスクバックアップへの移行、確実なリストアの実施、仮想化環境のバックアップといった課題に直面する企業にぜひ読んでほしい資料だ。