VMware: «To quiesce or not to quiesce?», бэкапим вирутальные машины правильно

Про моментальные снимки (снапшоты) виртуальных машин было написано великое множество статей, где чрезмерно подробно описана теоретическая часть сего действа. В своей статье я сфокусируюсь на практической стороне вопроса и исключительно на платформе VMware vSphere.

    Так зачем нужны «quiesced» снапшоты, с чем их едят, и какие типичные проблемы с ними возникают? Взгляд на снапшоты будет представлен в первую очередь с точки зрения резервного копирования, но постараюсь в какой-то мере раскрыть и другие аспекты использования. (Если кто готов подсказать подходящий русскоязычный термин — милости прошу в комментарии, будет хороший вариант — заменю в тексте англицизм.)

Использование снапшотов для резервного копирования

В окружении VMware vSphere процесс создания снапшота контролируется двумя опциями:

  • Снапшот включающий состояние памяти виртуальной машины
  • Снапшот предваряемый так называемым quiescing-ом гостевой файловой системы

В случае резервного копирования виртуальной машины посредством VMware vStorage API for Data Protection первая опция просто не используется, и основная причина этого поведения такова: если у виртуальной машины большое количество RAM (а вируталки по 8-16ГБ RAM уже давно не редкость), то при включении данной опции время создания и размер инкрементального бэкапа будет существенным (каждый инкрементальный бэкап будет дополнительно включать размер RAM). Помимо этого есть ещё ряд технических сложностей, но сегодня они нас мало интересуют, т.к. мы рассматриваем альтернативный вариант развития событий.Собственно, альтернативный вариант и есть наша вторая опция — quiescing. Она представляет намного больший интерес и суть её в том, чтобы подготовить гостевую операционную систему (файловую систему в первую очередь) к снятию бэкапа. 

Что же представляет из себя quiescing?

Если мы будем переводить официальную статью, то получится примерно следующее:

«Это процесс приведения данных на виртуальном диске в состояние „подходящее“ для резервного копирования. Данный процесс может включать в себя операции по „сливу грязных буферов“ (flushing dirty buffers) из памяти операционной системы на диск или другие высокоуровневые операции специфичные для конкретных приложений.»

Из данного описания о том, что с виртуальномй машиной происходит на самом деле понятнее не стало. Давайте разбираться сами.Сначала VMware Tools через свой сервис VMware Snapshot Provider инициируют создание VSS снапшота внутри гостевой ОС. Далее все зарегистрированные VSS writers (посмотреть их можно командой "vssadmin list writers") в гостевой ОС получают запрос и подготавливают соответствующие приложения к бэкапу (происходит запись всех транзакций из памяти на диск). Когда все VSS writers заканчивают работу, они рапортуют об этом сервису VMware Tools (опять же, через сервис VMware Snapshot Provider), который, в свою очередь, говорит VMware о том, что снапшот можно снять.Таким образом все приложения резервного копирования для VMware vSphere используют следующие комбинации при отдании команды на создание снапшота VMware (заметьте, что процесс непосредственно создания снапшота целиком и полностью контроллируется самой VMware):

Quiesced = ON, Memory = OFF

Quiesced = OFF, Memory = OFF

Вторую комбинацию мы рассматривать в данной статье не будем и сфокусируемся на процессе quiescing. 

Зачем нужен quiescing?

Самый наглядный пример — это проблема USN rollback при восстановлении домен контроллера из бэкапа. Возникает она, если виртуализованный домен контроллер был забэкаплен без использования VSS (то есть без опции quiescing или других средств, которые обеспечивают запись транзакций на диск).Никаких дополнительных действий и танцев с бубном производить не потребуется, если восстанавливать бэкап, сделанный с опцией quiescing. InvocationID будет корректно сброшен и вы увидите следующую запись в Event Log на загруженном после восстановления домен контроллере:

Event ID 1109: Active Directory has been restored from backup media, or has been configured to host an application partition. The invocationID attribute for this domain controller has been changed.

Подобное корректное поведение можно наблюдать при использовании Acronis vmProtect 9. Собственно, его мы специально тестировали в рамках резервного копирования и восстановления виртуальных машин с домен контроллером внутри.

USN rollback, очевидно, не единственная возможная проблема при использовании «сырых» снапшотов и другие приложения (например Exchange/SQL — приложения в явном виде поддерживающие VSS) могут быть подвержены сбоям при восстановлении из таких снапшотов.

Как проверить, что снапшот создается корректно с использованием VSS?

Существует несколько способов определения корректности создания консистентного (до уровня приложения) снапшота:

Самый простой способ: войти в гостевую операционную систему и проверить «Просмотр Событий» (надо же было так перевести бедный Event Viewer). После создания снапшота с опциями quiesced=ON, snapshot memory=OFF (см скриншот в начале статьи) должны присутствовать события от соответствующих VSS writers в логах приложений:

Прим.: Ошибка от VSS с Event ID 12289, которую можно заметить на скриншоте, в реальности не является проблемой. Она относится к 3.5'' диску и, чтобы от нее избавиться, достаточно убрать флопик из конфигурации виртуальной машины:

Способ посложнее: использовать компонент Datastore Browser из vSphere клиента: в папке виртуальной машины на датасторе после создания quiesced снапшота должен появиться файл***vss_manifests*.zip.

Внутри файла содержится backup.xml с описанием всех найденных VSS writers в гостевой системе + метаданные по каждому райтеру в writerX.xml.

ВАЖНО: если в vss_manifests.zip содержится только backup.xml — это как правило означает, что снапшот по факту был сделан без использования VSS. Таким образом мы плавно подходим к самому интересному: исследованию проблем со снапшотами. Ниже я перечислю основные причины неработающих снапшотов. Стоит отметить, что основную опасность представляют не неработающие снапшоты (их легко детектировать), а именно те, которые VMware рапортует как успешные, в то время как данные снапшоты не являются таковыми.

Требования к окружению

Если с полезностью опции quiescing все более менее понятно, то при практическом использовании часто возникают проблемы, как правило связанные с некорректностью изначальной конфигурации окружения. Официальное описание части требований находится здесь, и я попытаюсь раскрыть их более наглядно, чтобы было понятно куда смотреть, когда вы столкнетесь с проблемами на практике:

Во-первых, убедитесь, что ваша комбинация vSphere + гостевой ОСи поддерживается для снапшотинга с консистентностью на уровне приложений по данной табличке.

Данные актуальны для vSphere 5.0 и выше. Как вы можете заметить, для самых популярных на данный момент ОС (Windows 2008 и выше) стоят звездочки — в них то и зарыта главная собака, раскопками которой мы сейчас займемся.

Во-вторых, для того, чтобы quiescing реально работал, необходимо убедиться, что VSS компоненты VMware Tools действительно установлены (и естественно VMware Tools должны быть самой актуальной версии).

 

На старых версиях vSphere (3.5 и ранее) для quiescing использовался в том числе Legato Sync Driver, который гарантировал консистентность на уровне файловой системы, но не на уровне приложений (для чего как раз и нужны VSS компоненты). В настоящее время этот драйвер практически не используется и повсеместно заменен на VMware Snapshot Provider. Корректность установки можно проверить в гостевой операционной системе (на виртуальной машине) по наличию сервиса VMware Snapshot Provider + соответствующего COM+ компонента.

Какие могут быть косяки на данном этапе?

Если сервис VMware Snapshot Provider отключен, либо совсем не установлен, то VMware при снятии снапшота с опциями quiescing = ON, snapshot memory = OFF отрапортует, что он успешен, однако по факту снапшот будет произведен без использования VSS внутри системы, то есть посредством Legato Sync драйвера.

Заметьте, что в случае Windows 2008 и выше поведение отличается — там подобных событий в логе не наблюдается, а просто сервис Volume Shadow Copy переходит в запущенное, а затем в остановленное состояние.

В-третьих, одной из типичных проблем настройки quiescing'а является параметр disk.EnableUUID=true в конфигурации .vmx виртуальной машины.

Эта настройка имеет смысл только для гостевых систем под управлением Windows 2008 и выше (для Windows 2003 настройка игнорируется). Дополнительной особенностью является тот факт, что данный параметр автоматически прописывается при создании новой виртуальной машины только начиная с vSphere 4.1. Другими словами если виртуальная машина была смигрирована с более старой версии vSphere, то настройки может и не быть.

При отсутствии параметра, или же если он выставлен в «false», поведение при создании снапшота будет аналогично предыдущему случаю: снапшот создастся успешно, но по факту VSS будет не задействован и в результате мы можем получить неконсистентный бэкап. Второй симптом отключенного параметра — это пустой backup.xml (без описания VSS райтеров) в vss_manifests.zip.

В-четвёртых, проверьте наличие динамических дисков внутри гостевой машины. Если внутри гостевой системы будет присутствовать хоть один динамический диск — не важно системный он или нет, то VSS задействован не будет. Снапшот будет создаваться успешно, но vss_manifests.zip будет пустым, как и логи событий внутри гостевой ОСи. Это правило действует для гостевых ОСей Windows 2008 и выше.

То же самое касается IDE дисков — их не должно быть в конфигурации виртуальной машины (но наличие IDE CD-ROM устройств допустимо и на снапшоты не влияет). При этом надо учитывать, что количество свободных SCSI слотов на одном SCSI контроллере должно быть равно количеству дисков. Например: если на SCSI1 уже присутствуют 8 SCSI дисков, то слотов не хватит.

В-пятых: Неработающий VSS внутри гостевой машины. Это основной пункт вызывающий тонны негодования и обращений в техподдержку VMware. Часто люди, видящие неудачный снапшот, грешат на VMware, хотя винить стоит совсем другого гиганта мысли — Microsoft. Примерно такую картину я получил при попытке создать quiesced снапшот машины после неудачной установки новой базы SQL (виртуальный .iso привод был отмонтирован в процессе установки, что очень не понравилось установщику. :-\

Данная проблема была решена банальной перезагрузкой виртуальной машины, и хотя такой метод помогает очень часто, бывают запущенные случаи, когда VSS внутри сломан чуть менее, чем полностью. В этих случаях самый простой способ выяснить, действительно ли Microsoft виноват — это запустить Windows Backup и сделать резервную копию системного состояния (Backup of System State, если кто привык к английским терминам). Windows Backup (или NTBackup) работает — то проблема на стороне VMware, не работает — косяк Microsoft.

У VMware на эту тему есть несколько официальных статей: например тут и тут. Но есть интересная особенность — для упрощения себе жизни (возможно есть и какие-нибудь другие причины) во второй статье VMware в явном виде рекомендует выставить disk.EnableUUID в «false», что означает отказ от использования VSS при создании quiesced снапшота («quiesced-то не настоящий!»). В общем случае такой метод является не решением, а только временным обходным путем, так как последствия подобного подхода могут проявить себя при восстановлении, то есть именно тогда, когда консистентность приложений является ключевой (вспомнить хотя бы тот же USN rollback).

Подводим итоги

По моему опыту, самыми частыми проблемами при создании снапшотов (их неконсистентность) являются пункты 2, 3 и 5, в то время как IDE или динамические диски встречаются гораздо реже.

Конечно же, не исключены и совершенно мистические случаи: например снапшот не создавался (VMware рапортовала невнятную ошибку) по причине того, что iSCSI LUN (датастор), на котором располагалась проблемная виртуальная машина, был подключен физически через 2 сетевые карты в режиме teaming и при этом одна работала на 100MBit, а вторая на 1Gbit.

Тему quiesced снапшотов можно копать чуть ли не вечность — чего стоит хотя бы факт того, что Windows 2008 при создании quiesced снапшота создает не одну, а две дельты на датасторе и по факту пишет в уже созданный снапшот (это, кстати, одна из корневых причин звездочек напротив данных ОСей в табличке выше); или наличие возможности отключать определенные VSS райтеры через конфигурацию vmbackup.conf на гостевой системе. Мир чудесен и удивителен, но граблей хватит на всех. Если будет желание — я с радостью напишу что-нибудь ещё на эту тему. Как обычно, комментарии привествуются, уточнения — тоже, об ошибках и опечатках — в личку, на вопросы постараюсь ответить asap.

Не забывайте подписываться на наш Хаб, у нас запланировано огромное количество статей на тему бэкапа и восстановления данных, быть может, именно наши статьи помогут вам решить определённые проблемы (а лучше — избежать их).

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

СОЦИАЛЬНЫЕ ГРУППЫ САЙТА

Яндекс.Метрика
Рейтинг@Mail.ru
© Все права защищены. 2015–2018