Backup de Hyper-V a nivel de host y a nivel de invitado
Al utilizar la plataforma de virtualización Hyper-V de Microsoft, hacer backups de sus máquinas virtuales es de vital importancia. Para mantener a salvo los datos de su VM, debe conocer los diferentes métodos para hacer backup de Hyper-V VM y cuáles pueden satisfacer mejor sus necesidades. Hay dos enfoques diferentes para hacer backup de Hyper-V VM: a nivel de invitado y a nivel de host.
El método a nivel de invitado se asemeja al backup de máquinas físicas, trabajando a nivel de VM con la ayuda de agentes instalados en cada una de ellas. Los backups a nivel de host ofrecen más ventajas, ya que funcionan a nivel de hipervisor y hacen backups de máquinas virtuales enteras, incluidas sus configuraciones, lo que facilita la recuperación. Ambos se exploran en detalle en esta entrada del blog, junto con las funciones de NAKIVO Backup & Replication para copias de seguridad a nivel de host.
Backup de Hyper-V a nivel de invitado
El backup de VM a nivel de invitado es similar a hacer backups de un host físico. Se instala un software especial basado en agentes en el sistema operativo (SO) invitado para hacer el proceso de backups. Casi todos los productos de backup para Windows utilizan el servicio Volume Shadow Copy Service (VSS – también conocido como Volume Snapshot Service) de Microsoft. VSS es una tecnología desarrollada para hacer backups coherentes con las aplicaciones mediante instantáneas. Para este proceso se utilizan componentes especiales de VSS denominados escritores de VSS. En Linux, las instantáneas LVM (Logical Volume Manager) pueden utilizarse para un propósito similar.
El papel de los agentes
Un agente es una pieza de software de backup que se instala en un ordenador físico o máquina virtual para interactuar con el sistema de archivos y las aplicaciones. Los agentes pueden utilizarse para crear copias de todo el sistema o de archivos o programas individuales. Los agentes suelen ejecutarse como un proceso del sistema dentro del SO invitado; establecen una conexión de red con un servidor en el que se pueden gestionar los backups. Las soluciones de backup que utilizan agentes suelen denominarse soluciones de backup heredadas.
Casos prácticos para hacer backup de nivel invitado en el entorno virtual
Los backups a nivel de invitado pueden utilizarse por las siguientes razones:
- Si un sistema operativo invitado no está soportado oficialmente por el hipervisor, lo que significa que hacer un backup de aplicaciones coherentes utilizando un método a nivel de host no es posible.
- Si una máquina virtual está conectada a un almacenamiento compartido en el nivel del sistema operativo invitado o tiene un disco físico conectado directamente (incluido un disco pass-through) que no es compatible con el software de backup a nivel de host. Por ejemplo, supongamos que una máquina virtual está conectada a un LUN (número de unidad lógica) SAN (red de área de almacenamiento) a través del protocolo iSCSI (utilizando un iniciador iSCSI in-guest), y un software como un servidor de base de datos o un servidor de archivos está utilizando ese volumen. En este caso, el escritor VSS de Hyper-V sería incapaz de hacer un backup completamente coherente de todos los discos utilizados por la máquina virtual (los volúmenes dentro de los discos virtuales VHD y los volúmenes de los discos físicos conectados directamente). Esto se debe a que para hacer un backup de forma adecuada, las aplicaciones y ambos tipos de disco deben estar en reposo cuando se toma la instantánea. Los discos de paso pueden convertirse en discos virtuales VHD para hacer backups a nivel de host. Tenga en cuenta que la máquina virtual puede estar ubicada en un almacenamiento compartido, como un dispositivo NAS (Network Attached Storage) o SAN. Estas soluciones se utilizan para hacer backups a nivel de host con clustering.
- Algunas organizaciones con entornos virtualizados pequeños utilizan backups de máquinas virtuales a nivel de invitado porque quieren ahorrar costes. Sin embargo, este enfoque no es recomendable. Aunque en el pasado esto podía tener sentido, porque las soluciones heredadas basadas en agentes eran más económicas para entornos con pocas máquinas virtuales, ahora existen soluciones de backup de máquinas virtuales a nivel de host igual de asequibles (o más) para entornos Hyper-V pequeños.
Desventajas de los backups a nivel de invitado
- Los agentes deben instalarse en cada máquina virtual, lo que resulta incómodo y lleva mucho tiempo.
- El proceso de recuperación es más difícil. Primero hay que crear una máquina virtual vacía y, a continuación, configurar los ajustes de la máquina virtual (CPU virtual, memoria, discos, red, etc.). Sólo entonces podrás restaurar la máquina virtual, y necesitarás un medio de restauración para reiniciarla.
- El consumo de recursos informáticos es mucho mayor, especialmente cuando se hacen backup de varias máquinas virtuales que residen en un mismo host Hyper-V a la vez.
- El software de backup basado en agentes requiere el uso de credenciales de root o administrativas para configurar los agentes, lo que puede resultar inseguro.
- No hay instantáneas a nivel de máquina virtual.
Backup de Hyper-V a nivel de host
Los métodos de backup a nivel de host son los preferidos para hacer backups de Hyper-V VM. Los métodos de backup de nivel de host funcionan a nivel de hipervisor en lugar de a nivel de máquina virtual invitada, y pueden hacer backups de máquinas virtuales independientemente del sistema operativo que se ejecute en ellas. Se puede hacer backup de las máquinas virtuales por completo, incluidos los archivos de disco virtual (indicados por el formato VHD en Hyper-V) y los archivos de configuración en los que se almacenan los ajustes de la máquina virtual, como CPU, memoria, red, etc. Existen dos tipos de métodos para hacer backups a nivel de host: el método de estado guardado y el método de instantánea de VM infantil.
Método de estado guardado
El método del estado guardado es un método offline que no es coherente con las aplicaciones. Cuando se utiliza este método, el servicio Volume Shadow Copy Service de Hyper-V asigna al escritor VSS para hacer el proceso de backup. Si la máquina virtual está funcionando en ese momento, se pone en «estado guardado». Esto significa que la máquina virtual se desconecta durante un breve periodo de tiempo mientras se toma la instantánea. El escritor VSS de Hyper-V pone la máquina virtual en estado de hibernación. Esto garantiza que los archivos abiertos puedan guardarse y que el estado de las aplicaciones en ejecución pueda registrarse en el disco duro virtual.
¿Cómo funciona el método del estado guardado?
Desglosado en detalle, este proceso consta de las siguientes etapas:
- Evento PrepareForSnapshot. En este punto, el software de backup inicia la preparación de la VM para el backup y el estado de la VM se guarda utilizando el modo de hibernación.
- Tomar la instantánea. En este paso se utiliza el escritor VSS de Hyper-V, que se ejecuta como proceso VMMS.exe (Virtual Machine Management Service). Se toma la instantánea (que también se denomina punto de control de VM en el entorno Hyper-V); el software de backup crea una copia de seguridad basada en la instantánea. La creación de la instantánea permite hacer backup de los datos de la máquina virtual evitando cualquier modificación de los datos durante el proceso de copia. Una vez completado esto, se activa el evento PostSnapshot.
- Evento PostSnapshot. La máquina virtual vuelve al estado anterior (es decir, se despierta de la hibernación).
Método de instantánea de máquina virtual infantil
El método Child VM Snapshot es un método coherente con las aplicaciones, y es preferible para hacer backup de VMs que se están ejecutando. Este método puede utilizarse para entornos de producción de alta disponibilidad. La máquina virtual permanece en línea durante la operación de backup, pero la copia de seguridad creada sigue siendo transaccionalmente coherente. Mientras que el método de estado guardado utiliza Hyper-V VSS fuera de las máquinas virtuales hijas, el método de instantáneas de máquinas virtuales hijas utiliza el mecanismo VSS dentro de la máquina virtual hija (el término «máquina virtual hija» es sinónimo de «máquina virtual invitada») para hacer backups.
¿Cómo funciona el método de instantánea de máquina virtual infantil?
La secuencia de eventos es parcialmente similar al Método de Estado Guardado.
- Evento PrepareForSnapshot . El Hyper-V VSS Requestor Service en la VM hija activa el evento PrepareForSnapshot para iniciar la creación de backups.
- Evento de toma de instantánea. Una vez recibida la solicitud del servicio VSS Requestor, se crea la instantánea. A continuación, el servicio Hyper-V VSS Requestor devuelve el control a Hyper-V VSS Writer.
- Evento PostSnapshot. El escritor VSS activa el evento PostSnapshot para informar al software de backup que la creación de la instantánea de la VM ha finalizado. El software de backup puede entonces copiar la instantánea como parte del proceso de backup de la máquina virtual.
El papel de Hyper-V Integration Services
Los Servicios de Integración de Hyper-V se utilizan para hacer backups con el método Child VM Snapshot; proporcionan una interacción especial entre el hipervisor y la VM hija. Estos servicios comprenden una colección de controladores y servicios que pueden activarse o desactivarse individualmente en función de sus necesidades. El servicio VSS Requestor del que hablamos anteriormente forma parte del conjunto de servicios de integración, que deben instalarse en la máquina virtual para poder hacer backups a nivel de host.
Desde Windows Server 2008 R2 y Windows 7, los Servicios de Integración se incluyen con el sistema operativo. Si desea instalar o actualizar los Integration Services en la VM manualmente, puede hacerlo utilizando el Hyper-V Manager y montando la imagen de disco virtual vmguest.iso en la unidad virtual de la VM. Para actualizar los Integration Services manualmente en un host Hyper-V, puede descargarlos del sitio de Microsoft e instalarlos a través de PowerShell. Windows 10 y Windows Server 2016 pueden actualizar los Servicios de integración tanto en hosts como en invitados a través del servicio Windows Update.
Requisitos para utilizar el método de instantánea de máquina virtual hija
Deben cumplirse las siguientes condiciones para hacer backup de con el método Child VM Snapshot:
- Hyper-V Integration Services, incluyendo Hyper-V VSS Requestor, debe estar instalado en la VM hija.
- Todos los volúmenes de la máquina virtual deben configurarse como discos básicos en lugar de dinámicos. Los sistemas de archivos de los discos dentro de la máquina virtual hija deben ser compatibles con las instantáneas (por ejemplo, el sistema de archivos NTFS cumpliría este criterio).
- Los archivos de instantánea de la VM deben estar ubicados en el mismo volumen que los archivos VHD.
- La máquina virtual hija debe estar en ejecución.
Si no se cumple alguna de las condiciones anteriores, no se puede utilizar el método de instantánea de máquina virtual hija. En este caso se utilizaría un método de estado guardado como método por defecto.
Ventajas de los métodos de backup a nivel de host
Como se muestra arriba, los métodos de backups a nivel de host son los preferidos para hacer backups de máquinas virtuales Hyper-V y ofrecen muchas ventajas sobre el método a nivel de invitado. Estas ventajas pueden resumirse del siguiente modo:
- Un backup de nivel de hipervisor es más fácil de gestionar. No se necesitan agentes. El producto backup puede gestionar todo el host Hyper-V y todas las máquinas virtuales que residen en este host. Puede seleccionar las máquinas virtuales concretas de las que desea hacer backup.
- Todo el contenido de la máquina virtual, incluidos los discos virtuales, las instantáneas y los ajustes de la máquina virtual, se captura durante el proceso de hacer backup de. Sólo es necesario seleccionar el hipervisor junto con una ubicación de almacenamiento para la recuperación de la máquina virtual; no es necesario crear y configurar manualmente una nueva máquina virtual.
- Capacidad para hacer backups de las máquinas virtuales Hyper-V en línea coherentes con las aplicaciones mediante el método de instantáneas de máquinas virtuales infantiles, que es de vital importancia para los entornos de producción. No se interrumpe el funcionamiento de la máquina virtual y el backup es transaccionalmente coherente.
- Economía de recursos (procesador, memoria y espacio en disco).
Uso de NAKIVO Backup & Replication para mejorar el backup de Hyper-V
NAKIVO Backup & Replication utiliza métodos a nivel de host para hacer backups de máquinas virtuales Hyper-V y simplifica el proceso de configuración de los jobs de backup. NAKIVO Backup & Replication ofrece backup nativo para Hyper-V Server 2012 R2 así como Hyper-V Server 2016 y puede hacer backups basados en imágenes a nivel de bloque de máquinas virtuales en ejecución sin tiempo de inactividad.
El producto también utiliza varias tecnologías de ahorro de almacenamiento. Los backups de Hyper-V son incrementales gracias a Resilient Change Tracking (RCT), que rastrea los bloques de datos que cambiaron desde el último backup. Los datos de backups de Hyper-V se almacenan en el repositorio utilizando el modo sintético completo. Los archivos de intercambio se excluyen durante el proceso de backup de Hyper-V, y los datos se deduplican globalmente para reducir aún más el tamaño.
Funciones de NAKIVO Backup & Replication que mejoran el backup de Hyper-V
- El modo backups coherentes con las aplicaciones permite hacer backups coherentes de las máquinas virtuales que ejecutan Microsoft Exchange, SQL Server, Active Directory y otras aplicaciones o bases de datos.
- Almacenar backups de Hyper-V de forma remota en la nube de Azure o AWS proporciona un nivel adicional de protección contra desastres.
- La verificación de backups integrada comprueba que la copia de seguridad es coherente y le ayuda a garantizar que los datos de la copia de seguridad almacenados en el repositorio son idénticos a los datos de la máquina virtual de origen. Con la función de verificación de capturas de pantalla, las capturas de pantalla de los sistemas operativos cargados de las máquinas virtuales de prueba recuperadas se envían por correo electrónico inmediatamente después de hacer backups, de forma automática.
- Las funciones compatibles con clústeres le ayudan a hacer backup de máquinas virtuales en clústeres de conmutación por recuperación de Hyper-V. Las máquinas virtuales pueden cambiar su ubicación entre los distintos hosts del clúster. El producto rastrea automáticamente la ubicación de las máquinas virtuales y siempre se pueden hacer backup de ellas.
Conclusión
Cubrimos métodos de backup tanto a nivel de huésped como de host para máquinas virtuales Hyper-V. El backup a nivel de huésped requiere el uso de agentes, mientras que el backup a nivel de host ofrece una serie de ventajas, como una recuperación más sencilla y el ahorro de recursos. Por este motivo, NAKIVO Backup & Replication realiza backups de Hyper-V a nivel de host y coherentes con las aplicaciones.
El método Child VM Snapshot suele ser el preferido para entornos de producción debido a la capacidad de crear backups coherentes transaccionalmente en línea sin interrumpir el funcionamiento de la máquina virtual. Cuando una máquina virtual está desconectada, se puede utilizar el método de estado guardado. Si no se puede utilizar ningún método de backup a nivel de host, ya sea por motivos de compatibilidad u otras restricciones, se puede realizar un backup a nivel de invitado.
