Che cos’è il tracciamento delle modifiche (CBT) di VMware e come funziona?
VMware mette a disposizione delle API per semplificare la protezione dei dati negli ambienti virtuali aziendali, con funzioni che consentono di eseguire backup senza agenti e migliorano l’efficienza dei backup incrementali delle VM. I backup incrementali consentono di risparmiare una notevole quantità di spazio di storage rispetto ai backup completi
Quando si parla di moderne Soluzioni di backup di VMware, la maggior parte si affida alle API di VMware e utilizza la tecnologia Changed Block Tracking (CBT) per facilitare e velocizzare la creazione di backup incrementali delle VM. In questo post del blog spieghiamo il Changed Block Tracking, illustrandone il principio di funzionamento e le applicazioni pratiche.
Che cos’è il Changed Block Tracking?
Il Changed Block Tracking (CBT) è una funzionalità nativa di VMware che registra i blocchi modificati in un file di tracciamento. Il CBT fa parte del framework VMware vSphere Storage APIs – Data Protection, rilasciato per la prima volta nella versione 4.0, che consente alle applicazioni di protezione dei dati di terze parti di sfruttare il CBT per eseguire backup e repliche più efficienti.
Il CBT opera a livello dello stack di storage ESXi e consente alle soluzioni di backup di terze parti di eseguire il backup solo dei blocchi di dati modificati dall’ultimo backup, ovvero di creare backup incrementali, oppure dei blocchi in uso anziché dell’intera VM. Ciò consente di ridurre drasticamente la quantità di dati da sottoporre a backup, specialmente in ambienti di grandi dimensioni con centinaia di VM, e di accelerare il processo di backup.
Il CBT di VMware riduce significativamente il tempo impiegato dal software di backup per eseguire i backup incrementali, poiché tiene traccia delle modifiche in uno speciale file di log. Le soluzioni di backup di terze parti causano un maggiore carico sulla CPU di un server ESXi se eseguono il tracciamento delle modifiche senza CBT utilizzando altri metodi. Pertanto, il CBT ottimizza anche le prestazioni di un server ESXi durante il backup dei dati.
Il CBT viene utilizzato anche dal processo VMware Storage vMotion che consente di spostare i file del disco di una VM da un archivio dati a un altro mentre è in esecuzione.
Come funziona il Changed Block Tracking di VMware
La funzione CBT opera confrontando gli ID degli ultimi e degli attuali set di modifiche e individuando i settori del disco che sono stati alterati tra questi ID. Il CBT di VMware identifica inoltre tutti i blocchi del Virtual Machine File System (VMFS) presenti su un disco virtuale che sono in uso. Il tracciamento viene eseguito dall’hypervisor stesso e avviene al di fuori della VM.
Requisiti del CBT
I requisiti per il Changed Block Tracking includono:
- Hardware virtuale versione 7 o successive
- , NFS o iSCSI Archivio dati VMFS, NFS o iSCSI
- Provisioning “thick” o “thin”
- , NFS o iSCSI
- Nessuna mappatura di dischi RAW. La mappatura dei dispositivi RAW (RDM) in modalità di compatibilità fisica non è supportata. Una VM non deve avere snapshot per poter utilizzare CBT VMware
Come abilitare il tracciamento delle modifiche alle modifiche
Per impostazione predefinita, il tracciamento delle modifiche alle modifiche è disabilitato poiché consuma una piccola quantità di tempo della CPU dell’host. Tuttavia, per una soluzione di backup di terze parti come NAKIVO Backup & Replication, il tracciamento delle modifiche alle modifiche deve essere abilitato per consentire al prodotto di eseguire backup incrementali veloci e affidabili.
Il tracciamento delle modifiche alle modifiche viene abilitato nelle impostazioni di configurazione avanzate di una VM:
- Aprire le impostazioni della VM. È possibile farlo in VMware vSphere Client facendo clic con il tasto destro del mouse su una macchina virtuale e selezionando Modifica impostazioni .
- Nella finestra Modifica impostazioni , fare clic sulla scheda Opzioni VM .
- Fare clic sulla categoria di opzioni Avanzate per espandere le impostazioni e fare clic su Modifica configurazione nella riga Parametri di configurazione . Si aprirà la finestra Parametri di configurazione per la macchina virtuale, che contiene più righe, ciascuna delle quali include un nome e un valore di parametro.
- L’attivazione del CBT è determinata dalla seguente riga nella configurazione .vmx :
ctkEnabled = "TRUE"
Inoltre, per ogni disco su cui è abilitato il CBT, verrà inclusa una voce:
scsix:x.ctkEnabled = "TRUE"
Questi parametri devono essere impostati per abilitare il Changed Block Tracking.
Nota : Per disabilitare il CBT, modificare TRUE in FALSE nelle righe ctkEnabled e scsi0:0.ctkEnabled (utilizzare il numero appropriato del dispositivo SCSI).
Quando la CBT è abilitata su una VM, il VMkernel crea un file aggiuntivo denominato -ctk.vmdk nella directory della VM, utilizzato per memorizzare la mappatura dei blocchi del disco virtuale. Questo file è associato al rispettivo . vmdk disco e contiene un elenco dei blocchi modificati in questo disco virtuale tra il momento identificato dall’ID dell’ultimo changeset e lo stato attuale. La dimensione del file CTK che viene creato rimane invariata e non supera la dimensione originale a meno che non venga aumentata la dimensione del disco virtuale. La dimensione del file CTK è di circa 5 MB di ogni 10 GB di dimensione del disco della VM.
La maggior parte delle soluzioni di backup utilizza il metodo VMware SDK per abilitare a livello di programmazione la CBT per una VM e utilizza un ciclo di stun/unstun, che include l’accensione o lo spegnimento, la sospensione/ripresa o la creazione/eliminazione di uno snapshot. Durante un ciclo di stun/unstun, viene inserito nello stack di storage VMware relativo a quella specifica macchina virtuale uno speciale filtro di tracciamento delle modifiche, che consente l’attivazione della CBT sulla macchina virtuale.
Come verificare se la CBT è abilitata
Nei casi in cui la CBT non sia stata abilitata manualmente, è possibile verificare se il software di backup l’ha abilitata per eseguire il backup della macchina virtuale. I passaggi per verificare le impostazioni della CBT sono simili a quelli necessari per abilitare questa funzione. Ma qui tratteremo un metodo leggermente diverso utilizzando un .vmx file di configurazione.
Per verificare se il CBT è abilitato per la VM, procedere come segue:
- Aprire VMware vSphere Client .
- Individuare la VM desiderata e assicurarsi che sia spenta.
- Accedere alla cartella della VM su un datastore.
- Individuare un file di configurazione della VM (.vmx ).
ctkEnabled . Il valore della voce deve essere “TRUE”. Se non lo è, modificare il valore in “TRUE” per abilitare il CBT per la VM.
Con il CBT abilitato, ogni disco virtuale è accompagnato da un file xxx-ctk.vmdk , dove “xxx” è il nome del disco virtuale. La presenza di questi file CTK indica che la funzione CBT è attiva.
In alcuni casi, come lo spegnimento inappropriato dell’host o un’interruzione di corrente, la CBT può perdere traccia delle modifiche mentre la VM è accesa. Ciò può causare il ripristino della CBT, il che significa che tutti i dati CBT raccolti in precedenza verranno cancellati e i nuovi dati inizieranno a essere raccolti dal momento del ripristino. Se si esegue un backup della VM dopo il ripristino della CBT, viene effettuato un backup completo. Dopo aver eseguito un backup completo e aver tracciato le nuove modifiche, è possibile eseguire nuovamente backup incrementali.
Utilizza CBT VMware in NAKIVO Backup & Replication
NAKIVO Backup & Replication è una soluzione universale di protezione dei dati in grado di eseguire il backup, il ripristino e la replica delle VM in VMware vSphere. Per accelerare i backup incrementali eseguiti con la soluzione NAKIVO, la tecnologia CBT è abilitata per impostazione predefinita in ogni nuovo lavoro di backup.
Esistono diversi casi in cui NAKIVO Backup & Replication, come qualsiasi altra soluzione di backup vSphere, non può utilizzare VMware CBT:
- VMware CBT non è supportato da una macchina virtuale : Possibile causa – L’host VMware ESXi è di versione inferiore alla v4.1, oppure la versione dell’hardware virtuale è inferiore alla v7.
- I dati VMware CBT non sono stati forniti : Possibile causa: interruzione di corrente dell’host ESXi e perdita di tracciamento delle modifiche incrementali della VM da parte del CBT.
Nelle impostazioni aggiuntive del tracciamento delle modifiche , è possibile trovare le azioni che la soluzione deve intraprendere quando rileva un errore durante l’utilizzo del CBT.
Diamo un’occhiata più da vicino a queste azioni in caso di errore :
- Passa al metodo proprietario : verrà utilizzato il metodo di tracciamento delle modifiche proprietario di NAKIVO Backup & Replication, che è più lento del CBT di VMware e consuma più risorse dell’host ESXi.
- Reimposta CBT : il CBT verrà reimpostato in caso di errore del CBT.
- Interrompi elaborazione VM : l’elaborazione della VM verrà interrotta.
Inoltre, è possibile specificare quando applicare l’azione selezionata In caso di errore :
- Immediatamente : L’azione in caso di errore viene applicata immediatamente (ad eccezione dell’azione “Reset CBT”).
- Al prossimo tentativo : L’azione in caso di errore viene applicata al prossimo tentativo.
- All’ultimo tentativo : L’azione in caso di errore viene applicata all’ultimo tentativo.
È inoltre possibile selezionare la casella di controllo Ricontrolla i blocchi modificati forniti da CBT . In questo caso, i dati forniti da VMware CBT saranno ulteriormente verificati rispetto al tracciamento delle modifiche proprietario di NAKIVO Backup & Replication. Questo approccio è più affidabile, ma potrebbe risultare più lento rispetto al normale CBT di VMware.
Conclusione
Il Changed Block Tracking di VMware è una potente funzione che rende il processo di backup più veloce e affidabile sotto ogni aspetto. La tecnologia è ben testata e ampiamente utilizzata nelle tecnologie native di VMware, come Storage vMotion.
Il CBT di VMware è parte integrante delle moderne soluzioni di backup come NAKIVO Backup & Replication, che garantiscono backup efficienti degli ambienti VMware senza alcun carico aggiuntivo sugli host.
