如何选择适合超融合的备份方案 | SmartX 趋势分享
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SmartX 趋势分享由 SmartX 团队内部分享的权威机构市场报告、全球重要媒体文章精选整理而成。内容涉及现代数据中心相关产业趋势以及金融、医疗、制造等行业全球用户需求与实践前沿洞察。本期，我们分享两篇技术洞察文章*，帮助读者更好地了解超融合备份及其挑战，以及怎样选择适合超融合基础架构的备份方案。
由于架构的区别，在通用硬件上运行的虚拟化管理程序（hypervisor）可以使用的备份方案可能不完全适用于超融合基础设施（HCI）。这就给使用超融合的企业在选择备份方案时带来了一些挑战，但同时也让专为超融合设计的备份和恢复方案能够充分发挥这一现代化基础设施的架构优势。
超融合备份及其挑战
传统 Hypervisor 备份
在备份物理服务器时，用户可以同时对所有服务器执行完整备份，这是没有问题的。但当备份源变成了共享同一物理服务器的虚拟机时，想要顺利完成同样的操作，难度将直线上升。即便只是同时对若干文件进行增量备份（只有一个字节的修改也会备份整个文件），也会显著影响 hypervisor 的性能。正因如此，大多数使用 VMware 或 Hyper-V 等服务器虚拟化产品的用户已经转而采用更适合虚拟化环境的备份方式。
这其中就包括块级增量（block-level incremental）和源端去重（source-side deduplication）。虽然这两种方法在技术层面并非专为 VM 备份而设计，但可以显著降低备份的 I/O 需求——降低幅度可达一个或更多个数量级，因此非常有用。同时，这两种方法可以保证运行 VM 层面的备份时不会影响到 hypervisor 的整体性能。但由于 VM 层面的备份要求每台 VM 上都必须安装客户端软件并进行维护，会导致虚拟化的效率有所下降，因此，大多数用户在备份 VM 时都会选择 hypervisor 层面的备份方案。
Hypervisor 层面的备份会利用到 hypervisor 级别的软件或 API，每个主流的 hypervisor 都提供这样的 API。通过与 API 的交互，备份系统能够在 hypervisor 上访问上次备份后发生变化的数据块，并仅针对这些发生改变的数据块进行备份。这样可以显著降低 I/O 需求，并减少识别和定位改变块所需的 CPU 数量。在这两项功能的共同作用下，备份对 hypervisor 的性能影响能明显下降。
基于快照的备份
一些存储产品已将 hypervisor 备份 API 配合其快照能力作为一种新的备份方式。用户只需将他们的数据存储置于相关存储系统上，并按适当级别提供进入 hypervisor 的身份验证。快照系统会按照设定好的计划与 hypervisor 进行交互，针对各种 VM 采取适当的备份模式并创建存储层面的快照。创建快照只需几秒钟，然后就可以让 VM 退出备份模式。这种方法比以前的备份方法更快，对备份性能的影响也更小。
而且，虽然快照需要被复制到其他存储系统上才能达成有效备份，这种复制对带宽和 CPU 的要求通常很低，完成起来相对容易。如此一来，企业就可以利用这种备份方法同时获得本地和异地副本，而不必执行一般意义上的备份。
快照备份和超融合
虽然基于快照的备份方式（只要快照能被复制到另一存储位置）可以实现业内最小的 RTO 和 RPO，这种备份还是存在一个缺点：它们通常还是需要使用单独的存储产品，而且这些产品可能相当昂贵。
许多超融合基础设施（HCI）可以克服这个缺点。由于超融合将计算、网络和存储捆绑成一个套件，它通常内置了基于快照的数据保护机制。因此，超融合虽然采用基于快照的备份方法，却不要求用户使用单独的存储系统。这种单一的、整合的架构不仅简化了 VM 的创建和管理，同时还能确保备份通过超融合快照备份系统稳定进行。而且，HCI 系统仅靠单一供应商就能满足计算、网络、存储和备份全方位需求，而不是由四家不同供应商分别提供对应的系统。实际上，正是这一亮点让许多公司（特别是小型公司）青睐 HCI。
甚至，一些超融合产品还在集成数据保护上更进一步，将这些备份整合到云端，从而能够同时提供灾难恢复（Disaster Recovery）功能。如此一来，用户就可以从云端还原整个数据中心，而不必再像典型 DR 场景中那般使用传统备份或复制数据的方法。
超融合备份挑战
基于快照完成超融合备份固然是一项性价比较高的数据保护选项。但是，一些超融合产品使用的不是主流 hypervisor（即不使用 Hyper-V 或 VMware 的产品），而是使用 KVM hypervisor，或自主研发的 hypervisor。这些 hypervisor 有一个潜在的隐患，即用户需要判断它们是否具备主流 hypervisor 所提供的相同级别的数据保护 API，以及备份供应商是否能够调用这些 API。
如果用户使用的超融合产品采用非主流 hypervisor，那么用户在数据保护方面基本上有两种选择：找到一家支持该 hypervisor 的备份软件供应商，或继续使用超融合产品中提供的集成数据保护功能（前提是这些功能能达到第三方工具的水平）。
如何选择适合超融合的备份方案
TechTarget 指出，在考察超融合备份方案时应重点关注备份方案与超融合架构的兼容性和同步速度，以及方案成本。具体而言，用户需要：
确保备份软件通过了与超融合平台的兼容性认证。虽然通用备份工具可以兼容超融合部署，但用户最好还是采用能确保与整个平台相兼容的备份产品。超融合供应商或许可以推荐一款专为超融合架构设计的备份产品。
核实超融合备份产品与运行在超融合平台上的工作负载的兼容性，尤其当用户使用超融合运行混合工作负载时（如 VM 和容器），这一点需要格外注意。
考虑备份系统将采用何种方式与超融合平台建立物理连接。由于超融合备份可能涉及大量的数据运行和频繁的数据修改，用户很可能需要配置高速数据链路。因此，用户有必要先咨询备份供应商，了解备份产品支持的连接类型，然后再确定在备份服务器和超融合设施之间建立高速连接的最佳方式。
如果使用超融合作为数据保护平台，用户需要关注产品的可扩展性，因为随着数据的增加，用户自身的数据保护需求也会同步增长。
最后，还要考虑系统将备份复制到其他数据中心或云端的能力和成本。
SmartX 超融合备份与恢复方案
为了满足更多用户对超融合平台上虚拟机备份的需求，SmartX 于近日发布了数据保护产品 SMTX 备份与恢复。作为一款面向 SmartX IT 基础设施的备份与恢复产品，SMTX 备份与恢复可为数据中心的工作负载提供数据备份和数据恢复解决方案以及企业级的数据保护。目前，SMTX 备份与恢复 1.0 版本支持将运行在 SmartX 原生虚拟化 ELF 平台上的虚拟机备份到集群外部的 NAS 存储。
作为 SmartX 自主研发的备份与恢复产品，SMTX 备份与恢复针对超融合基础架构从产品兼容、代理、运维、成本等角度进行了全面的优化：
兼容性：完美支持 SmartX 超融合和原生虚拟化 ELF，同时可广泛兼容主流操作系统。
无代理：部署 SMTX 备份与恢复时，用户无需在虚拟机内安装代理，减少了安装、运维和管理的复杂性，且备份过程对虚拟机性能无影响。
运维管理：SMTX 备份与恢复使用 CloudTower 作为管理界面，用户可通过单一平台统一管理备份和集群资源，实现备份服务的一键部署和升级，提升运维效率。
成本：支持将数据备份到相对廉价的存储介质上，支持增量备份和目标端压缩，进一步节省备份所需的带宽和空间，降低硬件成本。
SmartX 还和爱数等专业厂商合作，推出了无代理模式备份的联合解决方案，为用户提供更多超融合备份方案选择。
关于 SMTX 备份与恢复的更多信息，可阅读：SmartX 发布数据保护产品 SMTX 备份与恢复。
* 本文由 SmartX 团队基于现有文章进行翻译整理，部分内容涉及少量改动。
文章来源：
1. How to backup hyperconverged infrastructure，W. Curtis Preston，NetworkWorld
https://www.networkworld.com/article/3541326/how-to-backup-hyperconverged-infrastructure.html?upd=1662963519855
2. What are 5 hyper-converged backup best practices? Brien Posey，TechTarget
https://www.techtarget.com/searchdatabackup/answer/What-are-5-hyper-converged-backup-best-practices
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