De meeste bedrijfskritische workloads worden tegenwoordig op virtuele machines uitgevoerd. Domeincontrollers, SQL Server-instanties, applicatieservers en bestandsservers draaien als VM’s in omgevingen van elke omvang, en die verschuiving heeft de praktische betekenis van back-ups ingrijpend veranderd.
Een VM is geen fysieke machine. Het is een verzameling bestanden: virtuele schijfimages, configuratiebestanden en de geheugentoestand, die samen een compleet, draaiend systeem vormen. Om van deze bestanden een correcte back-up te maken, is een andere aanpak nodig dan bij traditionele back-ups op bestandsniveau, en de gevolgen van een foutieve uitvoering zijn dezelfde als bij elke andere mislukte back-up: gegevensverlies, langdurige uitval en herstel dat niet werkt wanneer dat nodig is.
In deze handleiding wordt uitgelegd wat een VM-back-up is, hoe je een back-up van een virtuele machine maakt, wat de belangrijkste methoden zijn en wat de voor- en nadelen daarvan zijn, wat applicatieconsistentie inhoudt en waarom dit belangrijk is, en wat de best practices zijn voor het beveiligen van VMware- en Hyper-V-omgevingen. Voor MSP's is Datto SIRIS een speciaal ontwikkeld BCDR-platform dat VMware- en Hyper-V-omgevingen beschermt met agentloze en agentgebaseerde back-ups, directe virtualisatie en onveranderlijke cloudopslag. Voor bedrijven die hun eigen infrastructuur beheren, biedt Unitrends verkrijgbaar als fysieke back-upappliance of back-upsoftware voor ondernemingen) VM-back-up voor beide hypervisors vanuit één enkele beheerinterface.
Wat is een VM-back-up?
Een VM-back-up is het proces waarbij een beveiligde kopie wordt gemaakt van een virtuele machine, inclusief de bestanden van de virtuele schijf, de configuratie en de status van de applicaties. Deze kopie kan worden gebruikt om de VM na een storing, gegevensverlies of beschadiging weer in een bekende, goed functionerende toestand te herstellen.
Een virtuele machine wordt door meer dan alleen haar gegevens bepaald. Om een VM in een volledig functionele toestand te herstellen, moet een back-up de afbeelding(en) van de virtuele schijf (VMDK-bestanden in VMware, VHD- of VHDX-bestanden in Hyper-V), het configuratiebestand van de VM (waarin het aantal CPU's, de geheugentoewijzing, de instellingen van de netwerkadapter en de hardwareversie zijn gedefinieerd) en, voor applicatieworkloads, de toestand van het werkgeheugen en het transactielogboek van de actieve applicaties op het moment dat de back-up werd gemaakt, vastleggen.
Het maken van back-ups van VM’s kan plaatsvinden op het niveau van het gastbesturingssysteem via een geïnstalleerde agent, of op het niveau van de hypervisor zonder het gastbesturingssysteem ook maar aan te raken. Beide benaderingen hebben hun legitieme toepassingen en in de meeste productieomgevingen worden uiteindelijk beide gebruikt.
Een back-up maken van een virtuele machine
De basisvolgorde voor het maken van back-ups is op alle platforms hetzelfde, ongeacht de gebruikte methode. Zo werkt het:
- Een momentopname maken: De back-uptool maakt een momentopname van de schijven van de VM. In VMware-omgevingen maakt dit gebruik van VMware’s vStorage API’s voor gegevensbescherming (VADP), die een consistente kopie van de schijfgegevens van de VM aan het back-upsysteem doorgeeft zonder dat de VM hoeft te worden gepauzeerd of uitgeschakeld. In Hyper-V maakt een soortgelijk proces gebruik van de Volume Shadow Copy Service (VSS) in combinatie met Hyper-V-checkpoints.
- Gewijzigde gegevens naar de back-upbestemming overbrengen: De back-uptool leest de schijfgegevens en brengt deze over naar de back-upbestemming: een lokaal apparaat, een NAS-apparaat of een cloudopslagplaats. De meeste moderne tools houden bij welke blokken sinds de laatste back-up zijn gewijzigd en zetten alleen die blokken over, in plaats van de volledige schijf. VMware noemt dit Changed Block Tracking (CBT); Hyper-V maakt gebruik van Resilient Change Tracking (RCT). Deze mogelijkheden zorgen ervoor dat incrementele back-ups snel en opslagvriendelijk zijn, zonder dat dit ten koste gaat van de volledigheid van het herstel.
- De snapshot verwijderen: Zodra de gegevensoverdracht is voltooid, wordt de snapshot van de productie-VM verwijderd. Als hypervisor-snapshots gedurende langere tijd blijven staan, leidt dit tot verminderde prestaties van de VM en neemt het risico op fouten bij het samenvoegen van snapshots toe. Speciaal hiervoor ontwikkelde back-uptools ruimen snapshots onmiddellijk na elke taak op.
- De back-up opslaan en controleren: Het resultaat is een volledige kopie van de VM op de back-upbestemming, die de toestand van de VM op het moment van de snapshot weergeeft. Die kopie kan worden gebruikt om afzonderlijke bestanden te herstellen, de volledige VM te herstellen of de VM rechtstreeks op te starten als een virtuele herstelomgeving. Een geautomatiseerde controle na elke taak, zoals het testen van de opstartbaarheid aan de hand van schermafbeeldingen, bevestigt dat de back-up daadwerkelijk herstelbaar is en niet alleen maar aanwezig is.
Opties voor VM-back-ups: met agent versus zonder agent
De methode die wordt gebruikt om een back-up van een VM te maken, bepaalt waar het back-upproces wordt uitgevoerd, wat er kan worden vastgelegd en hoe de administratieve overhead er op grote schaal uitziet.
Back-up op basis van agents
Bij een agentgebaseerde back-up wordt een back-upclient geïnstalleerd in het gastbesturingssysteem van elke VM. De agent werkt samen met VSS in Windows om applicatieconsistente snapshots te maken en regelt de gegevensoverdracht rechtstreeks vanuit de VM. Dit biedt het hoogste niveau van granulariteit en applicatieconsistentie, waardoor het de juiste keuze is voor VM’s waarop SQL Server, Exchange Server, Active Directory of andere transactionele applicaties draaien.
Het nadeel op administratief vlak is de schaalbaarheid. Voor elke VM moet een eigen agent worden geïnstalleerd en moeten de versiebeheer- en communicatie-instellingen worden geconfigureerd. In omgevingen met tientallen of honderden VM’s is deze overhead aanzienlijk. Datto SIRIS back-ups op basis van agents via de Datto Windows Agent en de Datto Linux Agent. Unitrends een eigen agent voor Windows- en Linux-VM’s, inclusief Hyper-V-omgevingen.
Back-up zonder agent
Agentloze back-up werkt op hypervisorniveau, zonder dat er software in de gast-VM’s hoeft te worden geïnstalleerd. Het back-upsysteem maakt rechtstreeks verbinding met de hypervisor en maakt gebruik van de API’s daarvan om een momentopname te maken van de gegevens op de virtuele schijf van de VM en deze te lezen. Er hoeven geen agents te worden geïnstalleerd, bijgewerkt of opgelost binnen de gastmachines. Het back-upsysteem koppelt zich eenmalig aan de hypervisorhost en heeft inzicht in alle VM’s op die host.
Voor VMware-omgevingen SIRIS Datto SIRIS volledig agentloze back-ups via VADP, waarbij gebruik wordt gemaakt van ‘quiesced’ snapshots via VMware Tools voor applicatieconsistente back-ups. Dankzij ‘Changed Block Tracking’ blijven de back-upvensters bij incrementele back-ups kort. Agentloze back-ups op SIRIS momenteel beschikbaar voor VMware vSphere; virtuele machines op andere hypervisors maken gebruik van agentgebaseerde bescherming.
Het belangrijkste aandachtspunt bij agentloze back-ups is de ondersteuning van applicaties. Zonder een agent in het gastbesturingssysteem die de communicatie met VSS coördineert, is voor volledige applicatieconsistentie bij transactionele applicaties vereist dat VMware Tools in elke VM is geïnstalleerd en correct is geconfigureerd. Voor omgevingen met oudere versies van het gastbesturingssysteem of niet-standaard applicatiestacks is een back-up met agent de betrouwbaardere keuze.
VM-snapshot versus back-up
Er wordt vaak verwarring gemaakt tussen momentopnames en back-ups, en het onderscheid is van belang voor het vertrouwen in het herstelproces.
Een VM-snapshot is een momentopname van de schijfstatus van een virtuele machine, die binnen de hypervisor als een deltabestand naast de primaire schijf van de VM wordt bewaard. Snapshots kunnen snel worden aangemaakt en er kan snel naar worden teruggekeerd, waardoor ze handig zijn voor kortstondige situaties, zoals het ongedaan maken van een mislukte software-update.
Ze vormen geen vervanging voor een back-up. Snapshots staan op dezelfde datastore als de productie-VM, wat betekent dat een opslagstoring, een ransomware-aanval of een beschadiging van de datastore beide tegelijkertijd treft. Meerdere snapshots leiden na verloop van tijd tot verminderde prestaties van de VM. In de richtlijnen van VMware zelf wordt aanbevolen om niet meer dan twee of drie snapshots per VM te bewaren en deze niet langer dan 24 tot 72 uur te bewaren. Het samenvoegen van langdurige snapshots is traag, vergt veel resources en kan downtime van de VM veroorzaken.
Bij een VM-back-up wordt een volledige kopie opgeslagen op een aparte locatie, los van de productie-infrastructuur, en deze is bedoeld voor langdurige bewaring. Speciaal voor dit doel ontwikkelde back-upplatforms gebruiken kortstondige hypervisor-snapshots uitsluitend als middel om consistente schijfgegevens te lezen tijdens een back-uptaak. De snapshot wordt aangemaakt, de gegevens worden overgezet naar het back-upapparaat en de snapshot wordt binnen enkele minuten verwijderd. Wat blijft bestaan, is de back-upkopie, niet de hypervisor-snapshot.
Toepassingsconsistente versus crash-consistente VM-back-up
Twee termen duiden op een wezenlijk kwaliteitsverschil in wat VM-back-ups daadwerkelijk vastleggen.
Back-up die consistent is met de applicatie
Een applicatieconsistente back-up werkt samen met de applicaties die binnen de VM draaien om gegevens in het geheugen te legen en schrijfbewerkingen te onderbreken voordat de snapshot wordt gemaakt. Op Windows-VM’s gebeurt dit via VSS, dat geregistreerde VSS-schrijvers (SQL Server, Exchange, Active Directory en andere) laat weten dat ze hun transactielogboeken moeten leegmaken en de gegevens in een herstelbare toestand moeten brengen. Op Linux-VM’s wordt in plaats daarvan het bestandssysteem stilgelegd. Het resultaat is een back-up die kan worden hersteld naar een volledig consistente, direct bruikbare toestand, zonder dat er handmatige herstelstappen nodig zijn.
Om op betrouwbare wijze applicatieconsistentie te waarborgen, is ofwel een agent binnen de gast nodig die VSS coördineert, ofwel een agentloze back-up waarbij VMware Tools correct is geconfigureerd voor ‘quiesced’ snapshots. Beide benaderingen werken; het gaat erom dat de applicatieconsistentie wordt bevestigd, en niet zomaar wordt aangenomen.
Back-up die consistent is met de crash
Een crash-consistente back-up legt de toestand van de schijven van een VM precies vast zoals die op het moment van het maken van de snapshot was, inclusief alle gegevens die op dat moment in het geheugen stonden of nog werden geschreven. Dit komt overeen met de toestand bij een plotselinge stroomuitval: de gegevens op de schijf zijn consistent op blokniveau, maar lopende transacties zijn nog niet vastgelegd.
Voor VM’s waarop stateless workloads draaien of workloads die een onjuiste uitschakeling kunnen verdragen, zijn crash-consistente back-ups aanvaardbaar. Voor VM’s waarop databases, e-mailservers of Active Directory draaien, is dat niet het geval. Het terugzetten van een SQL Server-database vanuit een crash-consistente back-up kan het uitvoeren van herstelprocedures vereisen en in sommige gevallen kunnen gegevens verloren gaan of beschadigd raken.
Aanbevolen werkwijzen voor het maken van back-ups van virtuele machines
Een back-upschema voor virtuele machines dat probleemloos verloopt, is slechts het halve verhaal. Wat daadwerkelijk bepaalt of een gevirtualiseerde omgeving goed beveiligd is, is de combinatie van de manier waarop back-ups worden gemaakt, waar ze worden opgeslagen en of het herstelproces is getest. Deze werkwijzen gelden zowel voor VMware- en Hyper-V-omgevingen als voor gemengde omgevingen.
Gebruik een back-up op image-niveau, geen back-up op bestandsniveau
Een back-up op bestandsniveau binnen een VM legt bestanden en mappen vast, maar kan de hardwareconfiguratie van de VM, de toestand van het besturingssysteem of de mogelijkheid om een volledig opstartbaar systeem te herstellen niet vastleggen. Een back-up op image-niveau legt alles vast wat nodig is om de VM als een functionerende machine te herstellen, ook op andere hardware of een andere hypervisorhost.
Controleer de applicatieconsistentie voor transactionele workloads
Ga er niet zomaar vanuit dat agentloze back-ups automatisch applicatieconsistente kopieën opleveren. Controleer of VMware Tools in elke gast-VM is geïnstalleerd en up-to-date is, en of de VSS-writers voor actieve applicaties correct functioneren. Controleer voor Hyper-V-omgevingen of de integratieservices zijn geïnstalleerd en ingeschakeld.
Vertrouw niet op hypervisor-snapshots als back-ups
Snapshots op de productiedatastore bevinden zich niet op een externe locatie, zijn niet onveranderlijk en leiden na verloop van tijd tot verminderde prestaties. Uw back-uptool moet tijdens elke taak automatisch zijn eigen snapshots aanmaken en verwijderen. Handmatig aangemaakte snapshots die lang blijven bestaan, vormen een apart probleem en moeten regelmatig worden opgeruimd.
Maak regelmatig genoeg back-ups om aan uw RPO te voldoen
. De RPO is het maximaal aanvaardbare gegevensverlies in het geval van een storing, niet een streefwaarde voor ideale omstandigheden. Als uw RPO voor een SQL Server-VM in productie 15 minuten bedraagt, moeten er ten minste om de 15 minuten back-ups worden gemaakt. Datto SIRIS back-upintervallen van zelfs elke vijf minuten.
Sla back-upkopieën op buiten de productieomgeving
Pas de 3-2-1-regel toe: drie kopieën, op twee verschillende opslagmedia, waarvan één kopie buiten de locatie of in een onveranderlijke cloud. In het geval van ransomware is onveranderlijkheid absoluut noodzakelijk. Ransomware richt zich steeds vaker rechtstreeks op de back-upinfrastructuur.
Test het herstel, niet alleen of de back-up is voltooid
Een voltooide back-uptaak betekent dat de gegevens ergens zijn opgeslagen. Het betekent niet dat de VM opstartbaar is of dat applicaties probleemloos zullen starten. Test het herstel regelmatig, zowel op bestandsniveau als het volledige VM-herstel, en maak waar mogelijk gebruik van geautomatiseerde verificatie via schermafbeeldingen om na elke taak te controleren of de VM opstartbaar is.
Hoe een VM vanuit een back-up te herstellen
Hoe u een virtuele machine herstelt, hangt af van wat er mis is gegaan, hoeveel er moet worden hersteld en hoe snel de systemen weer operationeel moeten zijn. Overweeg de volgende herstelprocedures:
- Bij herstel op bestandsniveau worden afzonderlijke bestanden of mappen hersteld zonder dat de volledige VM hoeft te worden hersteld. Dit is de snelste oplossing bij onbedoeld verwijderen of bij geïsoleerde bestandsbeschadiging, en hiervoor hoeft de productie-VM niet offline te worden gehaald.
- Bij een volledige VM-herstelbewerking wordt de gehele virtuele machine, inclusief de configuratie, het besturingssysteem, de applicaties en de gegevens, hersteld naar een gedefinieerd herstelpunt. De herstelde VM kan op de oorspronkelijke host of op een andere host worden opgestart. Volledige herstelbewerkingen duren langer omdat de volledige schijfimage naar de doeldatastore wordt geschreven, maar ze zijn geschikt wanneer de VM beschadigd is of het gastbesturingssysteem niet kan opstarten.
- Bij onmiddellijk herstel van een VM wordt de VM binnen enkele minuten rechtstreeks vanaf de back-upimage opgestart, doorgaans op het back-upapparaat of in een cloudomgeving. De VM draait vanaf de back-upopslag terwijl het onderliggende herstel of de vervanging van de hardware op de achtergrond plaatsvindt. Hierdoor wordt de tijd tussen een storing en het herstel van de bedrijfsvoering aanzienlijk verkort.
- Bij ‘bare metal recovery’ (BMR) wordt een back-upimage van een VM teruggezet op een fysieke machine of een nieuwe VM op een andere hypervisor, zonder dat er vooraf een besturingssysteem op het doelapparaat hoeft te zijn geïnstalleerd. Dit is de juiste aanpak wanneer er sprake is van hardwarevervanging, wanneer de hypervisorhost is uitgevallen, of wanneer een migratie van fysiek naar virtueel (P2V) of van virtueel naar fysiek (V2P) deel uitmaakt van het herstelproces. Raadpleeg voor meer informatie onze handleiding over bare metal recovery.
- Met gedetailleerd herstel op applicatieniveau kunnen afzonderlijke objecten, zoals een enkele mailbox, een specifieke SQL-database of afzonderlijke Active Directory-objecten, worden hersteld zonder dat een volledige VM hoeft te worden hersteld. Hiervoor is applicatiebewuste back-upsoftware nodig en het proces verloopt aanzienlijk sneller dan een volledig herstel wanneer alleen specifieke gegevensitems moeten worden hersteld.
Het juiste hersteltraject is niet altijd het meest uitgebreide. Door herstelscenario’s van tevoren aan de juiste methode te koppelen en elk traject te testen voordat het nodig is, onderscheidt een back-upprogramma dat echt werkt zich van een programma dat alleen maar zo lijkt te werken.
VM-back-up voor VMware- en Hyper-V-omgevingen
De twee hypervisors die de MKB- en middenmarkt domineren, beschikken elk over hun eigen back-upmechanismen, API’s en operationele overwegingen. Door inzicht te krijgen in de specifieke kenmerken van beide, kunnen veelvoorkomende configuratiefouten worden voorkomen en wordt gewaarborgd dat back-ups zo worden ingesteld dat ze daadwerkelijk applicatieconsistente, herstelbare kopieën opleveren.
Back-up van VMware vSphere
VADP van VMware is de standaard-API die door alle grote back-upplatforms wordt gebruikt voor agentloze back-ups op image-niveau van VM’s op ESXi-hosts. In combinatie met Changed Block Tracking maakt dit efficiënte incrementele back-ups op grote schaal mogelijk zonder de VM te hoeven stoppen.
Belangrijke aandachtspunten zijn onder meer het controleren of VMware Tools in alle gast-VM’s is geïnstalleerd en up-to-date is (vereist voor ‘quiesced’, applicatieconsistente snapshots), het monitoren van CBT-resetgebeurtenissen die onverwachte volledige back-ups kunnen activeren, en het koppelen van back-upsoftware op vCenter-niveau in plaats van rechtstreeks aan individuele ESXi-hosts. Connectiviteit op vCenter-niveau waarborgt de continuïteit van back-ups tijdens vMotion- en opslagmigraties en biedt inzicht in de volledige VM-inventaris.
Hyper-V-back-up
Hyper-V maakt gebruik van VSS en zijn eigen Hyper-V VSS-writer om back-ups op hostniveau te coördineren. Hyper-V-checkpoints werken op dezelfde manier als VMware-snapshots, maar hebben dezelfde beperkingen: ze mogen niet worden gebruikt als vervanging voor een back-up en lange reeksen checkpoints leiden tot een verminderde prestatie van de VM.
Agentgebaseerde bescherming is de standaardaanpak voor Hyper-V-omgevingen, waarbij een agent op hostniveau VSS en Resilient Change Tracking coördineert voor efficiënte, applicatieconsistente incrementele back-ups. Een architectonisch aspect dat het vermelden waard is: het maken van een back-up van de Hyper-V-host zelf (de bovenliggende partitie) staat los van het maken van een back-up van de virtuele machines die daarop draaien. Beide moeten deel uitmaken van een complete beschermingsstrategie.
Bescherm virtuele machines met Kaseya
Kaseya biedt VM-back-ups voor zowel MSP- als directe bedrijfsomgevingen, met voor elk daarvan speciaal ontwikkelde platforms.
Voor MSP’s beschermt Datto SIRIS VMware ESXi-omgevingen met agentloze back-ups via VADP, waarbij gebruik wordt gemaakt van ‘quiesced’ snapshots via VMware Tools voor applicatieconsistente opnames. Datto Windows Agent en Datto Linux Agent bieden agentgebaseerde dekking voor Hyper-V-VM’s en niet-VMware-omgevingen. Dankzij Inverse Chain Technology vormt elke incrementele snapshot een volledig onafhankelijk herstelpunt, waardoor de storingen als gevolg van ketenafhankelijkheid die bij traditionele incrementele methoden voorkomen, worden geëlimineerd. Back-upintervallen kunnen zo vaak als om de vijf minuten plaatsvinden en AI-aangedreven screenshotverificatie bevestigt na elke taak met een nauwkeurigheid van meer dan 99% of de back-up opstartbaar is. Wanneer een VM moet worden hersteld, SIRIS onmiddellijke lokale virtualisatie, 1-Click Disaster Recovery in de Datto Cloud, herstel op bestandsniveau en bare-metal-herstel, met gemiddelde RTO’s van minder dan zes minuten.
Voor bedrijven die hun eigen infrastructuur beheren, Unitrends VM-back-up voor zowel VMware vSphere als Microsoft Hyper-V, met geautomatiseerde back-upverificatie, onmiddellijk herstel en voor WAN geoptimaliseerde cloudreplicatie. Het is beschikbaar als fysieke back-upapparaat of als back-upsoftware voor bedrijven op bestaande hardware; beide opties beschikken over dezelfde beheerinterface en herstelmogelijkheden.
Voor een breder overzicht van hoe VM-back-ups passen in een strategie voor serverbeveiliging en -herstel, raadpleeg je onze gids over serverback-ups.
