Rozwiązanie QNAP dla małych i średnich firm - Tworzenie migawek z uwzględnieniem aplikacji przy użyciu funkcji Migawka i programu Snapshot Agent firmy QNAP

1. Wprowadzenie

1.1. Wyzwania i rozwiązania

Funkcja migawek w Menedżerze pamięci systemu QTS 4.2 obsługuje nie tylko woluminy, ale też jednostki LUN iSCSI, dzięki czemu można szybko tworzyć i przywracać kopie zapasowe cennych danych.

Podczas tworzenia migawki jednostki LUN trudno jest zapewnić uwzględnienie wszystkich danych, takich jak niezapisane dane aplikacji, dane buforowane, dane z pamięci i dzienniki.

Firma QNAP proponuje rozwiązanie polegające na tworzeniu migawek iSCSI z opcją uwzględnienia aplikacji. Umożliwia to program QNAP Snapshot Agent do środowisk Windows Server i VMware vCenter. Dzięki temu serwer NAS może się komunikować z serwerem zdalnym w celu zapewnienia kompletności kopii zapasowej tworzonej przy użyciu funkcji migawek QNAP.

1.2. Odbiorcy

Niniejszy opis aplikacji jest przeznaczony dla wszystkich użytkowników serwera QNAP NAS działającego jako obiekt docelowy iSCSI na potrzeby tworzenia jednostki LUN iSCSI dla innych urządzeń lub maszyn wirtualnych. Niektóre pojęcia używane w tym dokumencie nie będą szczegółowo wyjaśniane. 

2. Pierwsze kroki

2.1. Zasada działania

Aplikacja QNAP Snapshot Agent służy przede wszystkim do tworzenia migawek jednostek LUN iSCSI z uwzględnieniem aplikacji, a jednocześnie udostępnia funkcję dostawcy sprzętu VSS.

Pierwszy przedstawiony poniżej proces wykonywania migawki jednostki LUN iSCSI z serwera NAS rozpoczyna się od wysłania przez agenta do serwera zdalnego żądania zapisania wszystkich danych w jednostce LUN iSCSI (w środowisku Windows Server) lub wykonania migawki maszyny wirtualnej przed migawką jednostki LUN iSCSI (w środowisku VMware). W ten sposób migawka z serwera NAS będzie zawierać wszystkie dane aplikacji niezbędne do zapewnienia spójności.

Przykłady:

• Microsoft Hyper-V Server utworzy punkt kontrolny maszyny wirtualnej łącznie z jej pamięcią w celu uniknięcia utraty danych i zapewnienia spójnego stanu migawki.
• SQL Server zapisze dzienniki bazy danych na dysku, aby zapewnić spójny stan migawki.
• Środowisko VMware utworzy migawkę każdej maszyny wirtualnej znajdującej się w jednostce LUN w celu zapewnienia spójnego stanu migawki, jak pokazano poniżej:

QNAP Snapshot Agent obejmuje też funkcję dostawcy sprzętu VSS w środowisku Windows Server. Podczas tworzenia kopii zapasowej jednostki LUN iSCSI z systemu Windows przy użyciu oprogramowania do kopii zapasowych*, które obsługuje funkcję VSS, dostawca sprzętu VSS umożliwia wykonanie kopii zapasowej na serwerze Windows Server z wykorzystaniem przekierowania przy zapisie (ROW) zamiast stosowanego w systemie Windows kopiowania przy zapisie (COW). Zwiększa to wydajność tworzenia kopii zapasowych.

*Oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych musi obsługiwać migawki VSS.

2.2. Wymagania systemowe

1. Aplikacja Snapshot Agent wymaga systemu QTS 4.2 (lub nowszego).
2. Aplikacja QNAP Snapshot Agent jest zgodna z systemem Windows Server 2008 i nowszymi wersjami. Musi być włączony graficzny interfejs zarządzania. Nie są obsługiwane środowiska Windows Server Core i Windows Hyper-V.
3. Jeśli aplikacja Snapshot Agent będzie używana z maszynami wirtualnymi w środowisku VMware, poza systemem Windows Server wymagane jest także oprogramowanie VMware vCenter.
4. Aby umożliwić działanie programu Snapshot Agent, otwórz w systemie Windows Server port TCP 11169 dla połączeń przychodzących. W celu otwarcia portu skorzystaj z instrukcji firmy Microsoft. Jeśli serwer należy do rejestru Active Directory, a zapora jest kontrolowana przez obiekt GPO, może być wymagane użycie zasad grupy. W celu wykonania tych czynności skorzystaj z instrukcji firmy Microsoft na następujących stronach:
   http://windows.microsoft.com/en-us/windows/open-port-windows-firewall
   https://technet.microsoft.com/en-us/library/cc753295
5. Zdecydowanie zaleca się stosowanie stałego adresu IP na serwerze NAS.

2.3. Znane ograniczenia

1. Aby można było wykonać migawkę maszyny wirtualnej z uwzględnieniem aplikacji w środowisku Windows Hyper-V lub VMware, konfiguracja maszyny wirtualnej, dysk oraz migawka/punkt kontrolny muszą znajdować się w tej samej jednostce LUN iSCSI w celu ich uwzględnienia w migawce.
2. Nie można zainstalować aplikacji Snapshot Agent, jeśli na serwerze jest już zainstalowany dostawca SMI-S.
3. Snapshot Agent nie obsługuje funkcji Extents w VMware — magazyn danych może mieć tylko JEDNĄ jednostkę LUN iSCSI.
4. Snapshot Agent nie obsługuje jednostki LUN zamapowanej na obiekt docelowy z wieloma jednostkami LUN.
5. Snapshot Agent nie obsługuje jednostki LUN połączonej przy użyciu MPIO.
6. Snapshot Agent nie obsługuje jednostki LUN zamapowanej na obiekt docelowy przy użyciu CHAP.
7. Podczas przywracania aplikacja Snapshot Agent przywraca jedynie te maszyny wirtualne, które są obecnie zarejestrowane w inwentarzu vSphere. Jeśli maszyna wirtualna została już usunięta ze środowiska vSphere, aplikacja Snapshot Agent nie doda jej do inwentarza.

2.4. Pobieranie i instalowanie aplikacji Snapshot Agent

Aby pobrać aplikację Snapshot Agent, przejdź do Centrum pobierania QNAP > Narzędzia:
https://www.qnap.com/utility

Aby można było zainstalować aplikację Snapshot Agent, należy zainstalować dodatek „.Net Framework 3.5” i włączyć go w sekcji „Serwer aplikacji” w Menedżerze serwerów. Aby zainstalować tę funkcję, wybierz opcję „Menedżer serwerów” > „Dodaj role i funkcje”, w sekcji Role wybierz opcję „Serwer aplikacji”, a w sekcji Funkcja wybierz opcję „Funkcja .Net Framework 3.5”.

Po potwierdzeniu instalacji tej funkcji otwórz plik aplikacji Snapshot Agent, aby uruchomić instalację. Po zakończeniu instalacji powinien być widoczny na pulpicie skrót QNAP Agent Manager.

Postępuj zgodnie z instrukcjami Kreatora instalacji, aby dokończyć instalację aplikacji Snapshot Agent.

Na pulpicie będzie wyświetlany skrót do aplikacji QNAP Agent Manager.

3. Konfigurowanie aplikacji Snapshot Agent

3.1. Konfigurowanie aplikacji Snapshot Agent w środowisku Windows Server

Po zainstalowaniu aplikacji Snapshot Agent otwórz aplikację „QNAP Agent Manager”. Dodaj serwer QNAP NAS, którego Windows Server używa jako pamięci masowej iSCSI, podając adres IP lub klikając przycisk „Skanuj NAS”, aby pozwolić agentowi na bezpośrednio znalezienie serwera NAS w sieci lokalnej.

Po wprowadzeniu danych serwera QNAP NAS lub wybraniu go pojawi się monit o podanie danych logowania, potwierdzenie portu połączenia i włączenie funkcji, z których użytkownik chce korzystać. W tym przykładzie wybieramy dostawcę sprzętu VSS i aplikację Snapshot Agent dla systemu Windows. Kliknij przycisk “OK”, aby potwierdzić te ustawienia. Aplikacja Snapshot Agent połączy się z serwerem QNAP NAS, który zostanie dodany do listy na stronie startowej.   

3.2. Konfigurowanie aplikacji Snapshot Agent w środowisku vCenter

Aby utworzyć kopię zapasową jednostek LUN iSCSI używanych na potrzeby maszyn wirtualnych w środowisku VMware, przejdź w aplikacji Agent Manager do sekcji „Ustawienia VMware”. W ustawieniach Poświadczenia vCenter wprowadź adres IP serwera vCenter oraz nazwę konta i hasło do jednokrotnego logowania, a następnie określ, w jaki sposób środowisko VMware ma wykonywać migawkę maszyny wirtualnej na żądanie serwera NAS.

Od tego momentu przy dodawaniu serwera QNAP NAS w aplikacji QNAP Agent Manager opcja „Snapshot Agent dla VMware” będzie włączona. Opcję można też włączyć, klikając prawym przyciskiem myszy dowolny istniejący serwer NAS i wybierając polecenie „Edytuj”.

4. Wykonywanie migawki jednostki LUN iSCSI

4.1. Wykonywanie migawki jednostki LUN iSCSI w środowisku Windows Server

W interfejsie serwera NAS można sprawdzić, czy agent jest prawidłowo połączony z serwerem QNAP NAS. Otwórz przeglądarkę internetową, zaloguj się w systemie QTS i otwórz stronę „Menedżer pamięci”. W sekcji „Pamięć iSCSI” > „Migawka” otwórz menu „Snapshot Agent”. Zostanie wyświetlona lista wszystkich aplikacji Snapshot Agent obecnie połączonych z serwerem NAS.

Aby wykonać migawkę z uwzględnieniem aplikacji, na stronie „Pamięć iSCSI” wybierz jednostkę LUN iSCSI, a z menu rozwijanego „Migawka” wybierz polecenie „Wykonaj migawkę”.

Kiedy pojawi się okno potwierdzenia, wybierz opcję „Z uwzględnieniem aplikacji” w polu „Typ migawki” i kliknij przycisk „OK”, aby rozpocząć tworzenie migawki.

Uwaga: Migawki z uwzględnieniem uszkodzenia są standardowymi migawkami serwera NAS i podczas ich wykonywania nie jest nawiązywany kontakt z serwerem zdalnym.

Podczas tworzenia migawki z uwzględnieniem aplikacji serwer QNAP NAS wysyła żądanie do serwera Windows Server. Przed wykonaniem migawki serwer zapisuje na dysk wszystkie stosowne dane jednostki LUN iSCSI.

W poniższym przykładzie dla środowiska Hyper-V jednostka LUN iSCSI zawiera maszynę wirtualną pracującą nieprzerwanie. W chwili uruchomienia na serwerze NAS funkcji migawki z uwzględnieniem aplikacji system Windows Server otrzymuje żądanie z serwera NAS i tworzy punkt kontrolny maszyny wirtualnej.

Operacja ta może być przez krótki czas widoczna w interfejsie programu Menedżer funkcji Hyper-V*: Podczas tworzenia punktu kontrolnego następuje zmiana stanu maszyny wirtualnej. Migawka jednostki LUN iSCSI będzie uwzględniać stan maszyny wirtualnej, pamięci i dysku.

*Konfiguracja maszyny wirtualnej, dysk i punkt kontrolny muszą znajdować się w jednostce LUN iSCSI, której migawka jest wykonywana.

4.2. Wykonywanie migawki jednostki LUN iSCSI w środowisku VMware

Czynności niezbędne do wykonania migawki jednostki LUN iSCSI w środowisku VMware są takie same jak w środowisku Windows Server. Zaloguj się w systemie QTS, otwórz stronę „Menedżer pamięci” i w sekcji „Pamięć iSCSI” wybierz jednostkę LUN iSCSI używaną do przechowywania maszyn wirtualnych w środowisku VMware. Wybierz polecenie „Migawka” > „Wykonaj migawkę”.

Po odebraniu z serwera QNAP NAS żądania utworzenia migawki serwer vCenter wykona migawkę VMware każdej maszyny wirtualnej przechowywanej w jednostce LUN iSCSI na serwerze NAS i zapisze te migawki w jednostce LUN iSCSI. Następnie serwer NAS wykona kolejną migawkę jednostki LUN iSCSI z uwzględnieniem aplikacji, która obejmuje migawki VMware dla każdej maszyny wirtualnej. To działanie jest widoczne w sekcji Zadania programu vSphere Web Client. Migawki VMware zostaną usunięte po uwzględnieniu ich w migawce jednostki LUN iSCSI. 

Można także użyć funkcji „Menedżer migawek” lub „Replika migawek” w celu utworzenia zaplanowanego zadania kopii zapasowej. Opcja „Z uwzględnieniem aplikacji” jest dostępna.

4.3. Przywracanie migawki

Migawkę z uwzględnieniem aplikacji można przywrócić na jednostkę LUN iSCSI w identyczny sposób jak na wolumin serwera NAS. Aby sprawdzić, czy migawkę wykonano z uwzględnieniem aplikacji, wybierz jednostkę LUN i otwórz stronę „Menedżer migawek”. W widoku listy można odczytać, które migawki wykonane przez program Snapshot Agent wykonano z uwzględnieniem aplikacji.

Aby przywrócić migawkę jednostki LUN iSCSI podłączonej do systemu Windows Server, najpierw odłącz jednostkę LUN, a następnie wybierz ją, kliknij opcję „Migawka” > „Menedżer migawek” i wybierz migawkę, której chcesz używać.

Przed przywróceniem migawki koniecznie odłącz jednostkę iSCSI LUN od systemu Windows Server.

W przeciwnym razie proces przywracania migawki zakończy się niepowodzeniem.

Po odłączeniu potwierdź operację przywracania w Menedżerze migawek.

Po potwierdzeniu rozpocznie się wyświetlanie postępu przywracania w Menedżerze migawek.

Po zakończeniu procesu przywracania można ponownie podłączyć jednostkę LUN iSCSI w systemie Windows Server. W środowisku Hyper-V jednostka LUN iSCSI zawiera wszystkie konfiguracje maszyn wirtualnych, włącznie z punktami kontrolnymi.

W przypadku środowiska VMware po zainstalowaniu i połączeniu programu Snapshot Agent można bezpośrednio przywrócić migawkę jednostki LUN iSCSI bez odłączania tej jednostki. Program Snapshot Agent automatycznie odłączy jednostkę LUN iSCSI (magazyn danych) od hostów ESXi, przywróci migawkę, a następnie ponownie połączy przywróconą jednostkę LUN (magazyn danych) i przywróci maszynę wirtualną. Jeśli maszyna wirtualna zostanie usunięta przed przywróceniem, może jednak nadal być konieczne ręczne wczytanie maszyny wirtualnej z inwentarza. Po dodaniu serwer vCenter może dalej używać migawki VMware do przywrócenia maszyny wirtualnej w jednostce LUN iSCSI, aby zapewnić uwzględnianie aplikacji w przywracanych maszynach wirtualnych w jednostce LUN iSCSI.

5. Dostawca sprzętu VSS w środowisku Windows Server

Aplikacja Snapshot Agent zawiera dostawcę sprzętu VSS. Do korzystania z tej funkcji jest wymagane oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych, które obsługuje funkcję migawek VSS. W podanych tutaj przykładach użyto programu QNAP NetBak Replicator. Pierwszym krokiem przy używaniu funkcji dostawcy sprzętu VSS jest włączenie usługi VSS w konfiguracji oprogramowania do tworzenia kopii zapasowych, aby umożliwić oprogramowaniu wykonywanie migawek. Po wprowadzeniu tych ustawień można użyć oprogramowania do tworzenia kopii zapasowych, aby utworzyć zadanie kopii zapasowej dla jednostki LUN iSCSI na serwerze QNAP NAS.

Gdy oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowych używa usługi VSS do utworzenia migawki, migawka jest wykonywana na serwerze NAS, a nie na serwerze Windows Server.

Jest to widoczne w interfejsie użytkownika serwera NAS podczas tworzenia kopii zapasowej: na stronie „Menedżer pamięci” > „Pamięć iSCSI” można zobaczyć nową jednostkę LUN iSCSI o nazwie „vss” utworzoną na czas tworzenia kopii zapasowej. Ta jednostka LUN jest migawką utworzoną przez serwer NAS na potrzeby zadania tworzenia kopii zapasowej, więc oprogramowanie do tworzenia kopii zapasowej użyje tej migawki jednostki LUN iSCSI do utworzenia kopii zapasowej danych.

Po potwierdzeniu ukończenia zadania tworzenia kopii zapasowej można zauważyć, że migawka „vss” jednostki LUN iSCSI na serwerze NAS została usunięta przez usługę VSS systemu Windows Server.