Comparación de copias de seguridad consistentes con fallas y aplicaciones
La fiabilidad de los backups, y de las estrategias de protección de datos en general, depende de si los datos de la copia de seguridad son válidos y utilizables inmediatamente cuando se necesitan. Algunas organizaciones han informado de fallos de restauración en 2021 en el 34% de los jobs.
La cuestión de las restauraciones rápidas y satisfactorias es especialmente preocupante para las cargas de trabajo de bases de datos activas como Microsoft SQL Server y Exchange Server. Suelen ser críticas y no pueden detenerse mientras dura el backup de la máquina virtual o física, que dependiendo del tamaño de la máquina puede tardar horas a veces. Para hacer frente a este problema, las soluciones modernas ofrecen varios tipos de backups, entre los que se incluyen los backups coherentes con los fallos y los coherentes con las aplicaciones.
Lea esta entrada para descubrir las principales diferencias entre estos tipos de backups y comprender cómo afecta cada uno de ellos a las copias de seguridad y a la recuperación de los datos de las aplicaciones.
Copia de seguridad consistente contra fallas
Un backups coherentes con los fallos toma una instantánea de todos los datos que se encuentran en un disco exactamente al mismo tiempo, conservando el orden de escritura. Esto significa que los archivos que dependen unos de otros se respaldan en el mismo punto en el tiempo, y por lo tanto son consistentes. El término «crash-consistent» describe la captura de los datos para el backup, ya que es similar a la captura de un punto de restauración en el instante previo a que un servidor se caiga o se apague.
¿Cómo hacen los programas de backups una instantánea de todo un conjunto de datos en el mismo momento? Esto se consigue aprovechando el servicio Volume Shadow Copy Service (VSS) de Microsoft, que forma parte del sistema operativo Windows a partir de Microsoft Server 2003. El servicio VSS facilita la comunicación entre los distintos componentes de un entorno: el software de backup, las aplicaciones de producción que no pueden cerrarse (con los cambios escritos en ellas mientras se hacen backups) y el almacenamiento. Para que Microsoft VSS funcione, todos estos componentes deben ser compatibles con estas funciones.
El «solicitante de VSS», es decir, el software de backup, pide la creación de una copia sombra. VSS congela rápidamente las operaciones de E/S en un volumen, que luego se ponen en cola. A continuación, registra los bloques actualmente en uso por el volumen. A continuación, el software de backup copia todos los datos del disco, incluso después de que los bloques hayan cambiado, ya que sabe qué bloques estaban en uso para la instantánea.
Tenga en cuenta que la copia de seguridad coherente es muy superior a la antigua copia de seguridad incoherente, que básicamente consiste en hacer una copia de los archivos del disco. Esto significaba que si los archivos cambiaban durante la duración del proceso de backup, los archivos que dependieran unos de otros quedarían en un estado inconsistente, ya que un archivo del que dependiera otro archivo podría haber cambiado durante la ventana de backup.
Incluso con las ventajas sobre el backups coherentes, los backups coherentes tienen sus limitaciones. Y lo que es más importante, no se tiene en cuenta la información que se encuentra en la memoria o en cualquier transacción de E/S pendiente. Esto es especialmente crítico en el caso de aplicaciones de bases de datos como Microsoft SQL Server y Microsoft Exchange Server. Con los backups coherentes con los fallos de este tipo de aplicaciones, se requieren procedimientos posteriores a la recuperación de los datos para que los datos del backup vuelvan a un estado coherente, lo que conlleva tiempos de recuperación más largos y riesgos de pérdida de datos.
Copia de seguridad coherente con las aplicaciones
Los backups coherentes con las aplicaciones, también conocidos como backups conscientes de las aplicaciones, pueden capturar la información de las aplicaciones tanto en la memoria como en las operaciones de E/S pendientes. Esto es posible utilizando componentes específicos de la aplicación para el servicio de Microsoft conocidos como VSS writers. Estos escritores garantizan la coherencia de los datos de la aplicación cuando se crea una copia sombra. Cuando el software de backup solicita la creación de una copia sombra, los escritores de VSS de Microsoft o de terceros permiten que VSS tenga control sobre los datos de aplicaciones específicas, no sólo sobre los archivos en disco, y permiten hacer backups de esas aplicaciones con coherencia transaccional.
Por ejemplo, Microsoft SQL Server puede tener datos residiendo en memoria y en operaciones de E/S pendientes. Un backup regular de ficheros en disco, aunque sea consistente a nivel de fichero, perderá los datos que residen en esas ubicaciones. Sin embargo, con los backups coherentes con la aplicación, el escritor de VSS para Microsoft SQL Server permite purgar la información de la memoria y las operaciones de E/S pendientes se vuelcan al disco en el orden transaccional correcto para que el backup del disco con los datos de la aplicación contenga datos transaccionales coherentes.
Copia de seguridad coherente con las aplicaciones para máquinas Linux
Para máquinas basadas en Linux para las que los servicios VSS no están disponibles, puede utilizar los comandos Linux pre-script y post-script.
- Las secuencias de comandos de congelación previa pueden ejecutarse justo antes de tomar la instantánea de la máquina virtual para detener las operaciones de E/S y transferir la información en memoria al disco.
- Las secuencias de comandos posteriores a la descongelación se ejecutan inmediatamente después de tomar la instantánea de la máquina virtual para descongelar las operaciones de E/S de modo que la aplicación pueda reanudar sus operaciones habituales.
Recuperación de backups coherentes con la aplicación
Otra diferencia crítica entre los backups coherentes con las aplicaciones y los coherentes con los fallos es la cantidad de trabajo que hay que hacer al restaurar los datos, especialmente después de que se haya producido la recuperación.
- Con los backups coherentes, como los datos de la aplicación pueden no ser coherentes, debes seguir un procedimiento específico para hacer que las aplicaciones vuelvan a un estado coherente. Este proceso varía entre productos como Microsoft Exchange Server o Microsoft SQL Server.
- Con los backups coherentes con la aplicación, los datos de la aplicación ya son coherentes. En un escenario de recuperación ante desastres de datos de aplicaciones, es enormemente beneficioso hacer backups coherentes con las aplicaciones en lugar de backups coherentes con los fallos, ya que el proceso de recuperación es mucho más rápido y fiable.
Comandos de VSS Writers
El vssadmin es una poderosa herramienta de solución de problemas para los escritores VSS, y muchas opciones están disponibles desde la línea de comandos. Puede ver el estado de los escritores VSS en Windows utilizando el comando vssadmin list writers. La imagen de abajo muestra el VSS especial SqlServerWriter así como para Exchange Microsoft Exchange Writer.
A continuación se muestra Microsoft Exchange Writer.
A continuación se muestran los comandos compatibles con la vssadmin utility.
Copias de seguridad consistentes con fallas versus aplicaciones consistentes
A continuación se describen brevemente las diferencias entre los backups coherentes con los fallos y los coherentes con las aplicaciones:
| Operación | Coherente con los choques | Aplicación coherente |
| Backups puntuales y coherentes de archivos | Sí | Sí |
| Volume Shadow Copy se utiliza para hacer backups a nivel de bloque | Sí | Sí |
| Coherencia de la aplicación | No | Sí |
| Conocimiento de la información de memoria y de las transacciones de E/S pendientes | No | Sí |
| Escritores VSS utilizados | No | Sí |
| No requiere pasos especiales para restaurar los datos de la aplicación. | No | Sí |
Conclusión
Existen diferencias claras en la forma en que los backups coherentes con los fallos y los coherentes con las aplicaciones gestionan los datos en aplicaciones activas como Microsoft SQL Server o Microsoft Exchange Server. Los backups coherentes no copian los datos en memoria ni las operaciones de E/S pendientes. Los backups conscientes de las aplicaciones son conscientes de estos tipos de datos transitorios y los capturan aprovechando los escritores VSS como componentes del servicio VSS en Windows para poner en reposo correctamente la aplicación mediante el lavado de la memoria y las E/S pendientes en el disco, lo que permite hacer backups de ella correctamente con coherencia transaccional.
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