VMware-back-up: hoe maak je een back-up van virtuele VMware-machines

VMware vSphere draait een aanzienlijk deel van de wereldwijde gevirtualiseerde infrastructuur. Voor de meeste organisaties die VMware gebruiken, bevatten de virtuele machines die op ESXi-hosts draaien de applicaties, databases en gegevens waar het bedrijf dagelijks van afhankelijk is. Die afhankelijkheid maakt de manier waarop u back-ups maakt van die VM’s tot een van de meest ingrijpende technische beslissingen in uw omgeving.

Een VMware-back-up is niet één enkele methode. Het is een categorie die verschillende benaderingen omvat, elk met hun eigen afwegingen op het gebied van snelheid, opslagefficiëntie, consistentie van applicaties en administratieve overhead. De keuze van de juiste benadering voor elke workload maakt het verschil tussen een back-upprogramma dat probleemloos herstelt en een programma dat bij een storing meer problemen veroorzaakt dan het oplost.

In deze handleiding wordt uitgelegd hoe VMware-back-ups werken, welke belangrijke methoden er beschikbaar zijn, wat ‘Changed Block Tracking’ en VADP in de praktijk betekenen, wat de best practices zijn voor vSphere-omgevingen en hoe je het herstel moet aanpakken wanneer een VM uitvalt. Voor MSP’s biedt Datto SIRIS ondersteuning voor agentloze VMware-back-ups via VADP en agentgebaseerde back-ups voor gemengde omgevingen, met directe virtualisatie en onveranderlijke cloudopslag. Voor bedrijven die hun eigen VMware-infrastructuur beheren, biedt Unitrends (verkrijgbaar als fysieke back-upappliance of als back-upsoftware voor ondernemingen) bescherming voor VMware vSphere vanuit één enkele beheerinterface.

Wat is een VMware-back-up?

Een VMware-back-up is het proces waarbij een beveiligde kopie wordt gemaakt van een virtuele machine die in een VMware vSphere-omgeving draait, en die op een aparte locatie wordt opgeslagen, zodat de VM na een storing, gegevensverlies of een ransomware-incident weer in een werkende toestand kan worden hersteld.

Een virtuele machine van VMware bestaat uit verschillende bestanden die samen het volledige systeem vormen: VMDK-bestanden (virtuele schijfimages), een .vmx-configuratiebestand waarin de CPU-toewijzing, het geheugen, de netwerkadapters en de hardwareversie zijn vastgelegd, plus bijbehorende snapshot- en logbestanden. Een back-up die slechts een deel van deze set bevat, kan mogelijk niet correct of helemaal niet worden hersteld, afhankelijk van wat er ontbreekt.

Wat het maken van back-ups in VMware onderscheidt van het maken van back-ups van fysieke servers, is dat VMware een reeks API’s beschikbaar stelt, met name VADP (vStorage APIs for Data Protection), waarmee back-uptools rechtstreeks kunnen communiceren met de ESXi-hypervisor om consistente, volledige kopieën te maken van actieve VM’s zonder het gastbesturingssysteem te beïnvloeden. Deze integratie op hypervisorniveau zorgt voor de efficiëntie, applicatieconsistentie en schaalbaarheid die moderne VMware-omgevingen vereisen. De rest van deze handleiding is gericht op het begrijpen en correct gebruiken van die architectuur.

Hoe VMware-back-ups werken

De meeste moderne VMware-back-upoplossingen maken gebruik van twee in VMware ingebouwde functies die het de moeite waard zijn om te begrijpen voordat u een specifiek product of een specifieke methode gaat evalueren.

VADP (vStorage API’s voor gegevensbescherming)

VADP is het raamwerk van VMware waarmee back-uptoepassingen rechtstreeks via de ESXi-host of vCenter Server back-ups op image-niveau van virtuele machines kunnen maken, zonder dat er in elke VM een agent nodig is. Met VADP kan een back-upsysteem een snapshot van de virtuele schijf van een VM opvragen, de gegevens van die schijf rechtstreeks uit de opslaglaag lezen en deze naar een back-updoel overbrengen, zonder het gastbesturingssysteem te beïnvloeden. Deze aanpak wordt ‘agentloze back-up’ genoemd en is de standaardmethode voor het op grote schaal beveiligen van VMware-omgevingen.

Voordat VADP bestond, moest je voor het maken van back-ups van VM’s back-upagenten in elke gastinstallatie installeren, waarbij VM’s als fysieke machines werden behandeld. Die methode werkt nog steeds, maar brengt aanzienlijke overhead met zich mee: agenten die in elke VM moeten worden geïnstalleerd, bijgewerkt en onderhouden, plus de netwerk- en CPU-belasting die het uitvoeren van back-uptaken binnen productiegastinstallaties met zich meebrengt. VADP neemt die complexiteit weg door het back-upproces naar het hypervisorniveau te verplaatsen.

CBT (Changed Block Tracking)

CBT is het mechanisme van VMware waarmee wordt bijgehouden welke opslagblokken op de virtuele schijf van een VM sinds de laatste back-up zijn gewijzigd. Zonder CBT zou een incrementele back-up de volledige huidige schijf moeten vergelijken met de laatste back-up om gewijzigde gegevens te vinden, wat traag is en veel systeembronnen vergt. Als CBT is ingeschakeld, houdt de hypervisor een bitmap bij van gewijzigde blokken en geeft die informatie rechtstreeks door aan de back-uptool, waardoor incrementele back-ups snel en efficiënt verlopen, zelfs bij grote VM’s.

CBT wordt op VM-niveau ingeschakeld en is een voorwaarde voor efficiënte incrementele back-ups met VADP. De meeste back-upplatforms voor bedrijven schakelen deze functie automatisch in wanneer ze worden gekoppeld aan een VMware-host. Een belangrijke operationele opmerking: CBT kan onder bepaalde omstandigheden stilzwijgend worden gereset, waaronder bij opslagmigraties, snapshot-bewerkingen in de uitgeschakelde toestand en bepaalde vMotion-scenario’s. Wanneer CBT wordt gereset, wordt de volgende back-uptaak uitgevoerd als een volledige back-up. Het monitoren op onverwachte volledige back-ups is een praktische indicator dat CBT mogelijk op één of meer VM’s is gereset.

Een back-up maken van virtuele VMware-machines

Er zijn drie belangrijke methoden om back-ups te maken van virtuele VMware-machines. Deze sluiten elkaar niet uit; in de meeste productieomgevingen wordt, afhankelijk van de werklast, een combinatie van deze methoden gebruikt.

Back-up op beeldniveau zonder agent (VADP)

Dit is de aanbevolen methode voor het op grote schaal maken van back-ups van de meeste VMware-virtuele machines. De back-uptool maakt verbinding met de vCenter Server of rechtstreeks met een ESXi-host, gebruikt VADP om een snapshot van de virtuele schijf van elke virtuele machine op te vragen, leest de schijfgegevens via CBT en slaat het resultaat op bij een back-updoel. Er wordt geen software geïnstalleerd in de gast-VM’s. Het back-upsysteem koppelt zich eenmalig aan de hypervisorhost en heeft vervolgens inzicht in alle virtuele machines die daarop draaien.

Om de consistentie van applicaties bij transactionele workloads (SQL Server, Exchange, Active Directory) te waarborgen, werkt de agentloze back-up samen met de VMware Tools die in elke gast-VM zijn geïnstalleerd om een ‘quiesced’ snapshot aan te vragen. Door het ‘quiescing’-proces worden schrijfactiviteiten van applicaties kortstondig onderbroken en wordt het bestandssysteem in een stabiele toestand gebracht voordat de snapshot wordt gemaakt. Dit zorgt ervoor dat de back-up kan worden hersteld naar een schone, direct bruikbare toestand zonder handmatige herstelprocedures. VMware Tools moet in elke gast-VM zijn geïnstalleerd en up-to-date zijn, zodat ‘quiesced’ snapshots betrouwbaar werken.

Datto SIRIS past deze aanpak toe voor VMware-omgevingen, waarbij via VADP rechtstreeks verbinding wordt gemaakt met vSphere en via VMware Tools ‘quiesced’ snapshots worden gemaakt. De back-upgegevens worden overgebracht naar de SIRIS -appliance, waarna de snapshot onmiddellijk wordt verwijderd. Het resultaat is een volledig onafhankelijk herstelpunt dat buiten de productieomgeving wordt opgeslagen.

Back-up op basis van agents

Bij een agentgebaseerde back-up wordt een back-upclient geïnstalleerd in het gastbesturingssysteem van elke VM en wordt de back-uptaak vanuit het gastbesturingssysteem uitgevoerd. De agent zorgt rechtstreeks voor het stilzetten van de applicatie, de gegevensoverdracht en de applicatiespecifieke verwerking. Deze aanpak biedt de meest directe en fijnmazige applicatieconsistentie, met name voor workloads waarbij het stilzetten op basis van VADP de volledige applicatiestatus mogelijk niet op betrouwbare wijze vastlegt.

De afweging betreft de schaalbaarheid. Elke VM vereist een eigen agentinstallatie, versiebeheer en configuratie. In omgevingen met grote VM-parken is agentgebaseerde back-up operationeel zwaarder dan agentloze back-up. Het blijft de juiste keuze voor specifieke workloads: fouttolerante VM's (waarvan VMware geen snapshot kan maken, waardoor agentloze back-up onmogelijk is), oudere versies van het gastbesturingssysteem waarbij het stilzetten van VMware Tools onbetrouwbaar is, en complexe applicatieomgevingen waar directe coördinatie tussen agent en applicatie consistentere resultaten oplevert.

Zowel Datto SIRIS (via de Datto Windows Agent en de Datto Linux Agent) als Unitrends (via een eigen agent) bieden agentgebaseerde bescherming voor VMware-omgevingen waarin agentloze back-ups niet geschikt zijn.

Ingebouwde VMware-back-uptools

VMware biedt in vSphere enkele ingebouwde back-upmogelijkheden, die in de eerste plaats bedoeld zijn voor de vCenter Server Appliance zelf en niet zozeer voor het maken van algemene back-ups van virtuele machines. De vCenter Server Appliance (VCSA) beschikt over een ingebouwd hulpprogramma voor bestandsgebaseerde back-ups waarmee de vCenter-configuratie volgens een schema naar een netwerklocatie kan worden geëxporteerd. Dit is met name nuttig voor het beveiligen van de vCenter-configuratie en dient te worden gebruikt als aanvulling op een back-upoplossing van een derde partij, niet in plaats daarvan.

Voor de bescherming van individuele VM’s zijn de ingebouwde snapshot-functionaliteit van VMware en de inmiddels verouderde vSphere Data Protection-appliance geen geschikte alternatieven voor een speciaal voor dit doel ontwikkelde back-uptool. In de richtlijnen van VMware wordt expliciet aangeraden om gecertificeerde, op VADP gebaseerde back-upoplossingen te gebruiken voor de bescherming van VM’s in productieomgevingen, met name voor database- en transactionele workloads.

Aanbevolen werkwijzen voor VMware-back-ups

VMware-omgevingen hebben specifieke storingspatronen en operationele kenmerken waar generieke back-upadviezen geen rekening mee houden. Deze werkwijzen zijn gebaseerd op hoe vSphere zich daadwerkelijk gedraagt, en niet alleen op algemene back-upprincipes.

Sluit back-upsoftware aan op vCenter-niveau, niet rechtstreeks op ESXi-hosts

Als je een back-uptool koppelt aan afzonderlijke ESXi-hosts, blijft het overzicht beperkt tot alleen de VM’s op die hosts en wordt de continuïteit van de back-up onderbroken wanneer een VM via vMotion naar een andere host wordt verplaatst. Door de koppeling op vCenter-niveau te maken, krijgt het back-upsysteem volledig inzicht in de inventaris en blijven back-uptaken intact, ongeacht op welke host een VM draait.

Zorg ervoor dat VMware Tools in alle gast-VM’s up-to-date blijft

Quiesced snapshots, die nodig zijn voor applicatieconsistente back-ups van transactionele workloads, zijn afhankelijk van de installatie van VMware Tools in elke gast-VM en van het feit dat deze up-to-date is. Een verouderde of ontbrekende installatie van VMware Tools zorgt ervoor dat het quiescing-proces stilzwijgend mislukt, waardoor in plaats daarvan crash-consistente back-ups worden gemaakt. Voor VM’s met SQL Server, Exchange en Active Directory is dit het verschil tussen een vlekkeloze herstelbewerking en een herstelbewerking waarbij handmatige databaseherstelprocedures nodig zijn.

Controleer of CBT is gereset

Wanneer CBT op een VM wordt gereset, schakelt de volgende back-uptaak automatisch over op een volledige back-up. Dit kost aanzienlijk meer tijd en bandbreedte dan een incrementele back-up en kan wijzen op een onderliggend vSphere-probleem, zoals een opslagmigratie, een snapshotconsolidatie of een VM die werd uitgeschakeld terwijl er een snapshot actief was. Controleer de logboeken van de back-uptaak op onverwachte volledige back-ups en onderzoek de betrokken VM’s onmiddellijk.

Houd er rekening mee dat snapshots geen back-ups zijn

Een VMware-snapshot maakt een deltabestand aan op dezelfde datastore als de productie-VM. Elke schrijfbewerking wordt naar dat deltabestand geschreven, terwijl de oorspronkelijke VMDK wordt bevroren. De snapshot verplaatst geen gegevens. Naarmate het deltabestand groeit, nemen de I/O-prestaties af en neemt het consolidatierisico toe. Een storing in de opslagarray, beschadiging van de datastore of een ransomware-aanval heeft tegelijkertijd gevolgen voor zowel de VMDK als alle snapshots op dezelfde datastore. VMware raadt het gebruik van snapshots als back-upmechanisme uitdrukkelijk af en adviseert gecertificeerde, op VADP gebaseerde tools die kopieën buiten de productieomgeving opslaan. Controleer handmatig aangemaakte snapshots regelmatig en handhaaf een opschoningsbeleid. De geautomatiseerde levenscyclus van snapshots in uw back-uptool (aanmaken, lezen, verwijderen binnen enkele minuten) staat hier los van en mag nooit worden verward met handmatig bewaarde snapshots.

Maak apart een back-up van de vCenter-configuratie

De VCSA is niet alleen een cruciaal onderdeel van de vSphere-omgeving, maar ook een onderdeel dat door de meeste back-upplatforms niet op dezelfde manier wordt beschermd als virtuele machines. Gebruik het ingebouwde, op bestanden gebaseerde back-upprogramma van de VCSA om de vCenter-configuratie volgens een schema naar een netwerkpad te exporteren en registreer elke ESXi-host afzonderlijk in uw back-upplatform. Als vCenter uitvalt en alleen de virtuele machines waren geregistreerd, ontbreekt de bescherming op hostniveau die nodig is om ESXi te herstellen.

Gebruik onveranderlijke opslag in een afzonderlijk storingsdomein

Bij ransomware-aanvallen die gericht zijn op VMware-omgevingen wordt steeds vaker geprobeerd om via het netwerk back-updoelen in kaart te brengen. Back-upkopieën die zijn opgeslagen op hetzelfde netwerksegment of in een NFS-datastore die zichtbaar is voor de VMware-omgeving, lopen risico. De back-upopslag moet logisch worden geïsoleerd en tegen schrijven worden beveiligd ten opzichte van de VMware-omgeving. Onveranderbare objectopslag of een back-upapparaat met een air gap zijn geschikte oplossingen; een back-upmap die op de ESXi-host is gekoppeld, is dat niet.

Test vSphere-specifieke herstelscenario’s, niet alleen of de back-up is voltooid

Naast het controleren of back-uptaken zijn voltooid, is het in VMware-omgevingen noodzakelijk om de vMotion-compatibiliteit van herstelde VM’s te testen (om te controleren of ze na het herstel tussen hosts kunnen worden gemigreerd), te verifiëren of VMware Tools in de herstelde VM naar behoren functioneert en het herstel naar een andere ESXi-host te testen om de paraatheid voor noodherstel te valideren. Geautomatiseerde verificatie via schermafbeeldingen zorgt voor een continue controle van de opstartbaarheid tussen handmatige testcycli door.

Hoe een virtuele VMware-machine te herstellen

Het herstel vanuit een VMware-back-up kan op verschillende manieren plaatsvinden, afhankelijk van wat er is misgegaan, hoeveel er moet worden hersteld en hoe snel de systemen weer operationeel moeten zijn.

• Herstel op bestandsniveau: maakt gebruik van de VADP-back-upimage om de VMDK van de VM als virtuele schijf te koppelen, waardoor afzonderlijke bestanden en mappen kunnen worden geëxtraheerd zonder de volledige VM te hoeven herstellen. De meeste op VADP gebaseerde back-upplatforms presenteren de gekoppelde schijf via de interface van het back-upapparaat of door deze tijdelijk als extra schijf aan een actieve VM te koppelen. Een specifiek punt voor VMware: als de back-up crash-consistent was in plaats van applicatieconsistent (omdat het stilzetten van VMware Tools mislukte), kunnen afzonderlijke bestanden weliswaar worden hersteld, maar zijn voor SQL Server-databases of Exchange-mailboxen mogelijk aanvullende herstelstappen nodig voordat ze bruikbaar zijn.
• Volledige VM-herstel: schrijft de VMDK-bestanden en de .vmx-configuratie terug naar een doeldatastore en registreert de VM opnieuw bij vCenter. De herstelde VM kan worden geregistreerd op de oorspronkelijke ESXi-host of op een willekeurige compatibele host in de vSphere-omgeving. Controleer na het herstel, als de VM naar een andere datastore of een ander cluster is verplaatst, of de toewijzingen van opslagbeleidsregels correct zijn en of eventuele configuraties van gedistribueerde virtuele switches intact zijn gebleven. Voor bij vCenter geregistreerde VM’s moet tijdens het herstelproces ook worden gecontroleerd of de UUID en het MAC-adres van de VM behouden zijn gebleven, om problemen met applicatielicenties of netwerkidentiteit te voorkomen.
• Onmiddellijk herstel van VM’s via ESXi-upload of iSCSI/NFS-koppeling: in plaats van te wachten tot een volledige VMDK naar een productiedatastore is geschreven, wordt bij onmiddellijk herstel de back-upimage rechtstreeks in de vSphere-omgeving gekoppeld. Platforms zoals Datto SIRIS bieden een ESXi-uploadoptie die gebruikmaakt van VMware Converter om de back-up rechtstreeks op een aangesloten ESXi-host als VM te registreren, waarbij de host zelf wordt gebruikt voor rekenkracht en de SIRIS via iSCSI of NFS als opslagbackend fungeert. De VM draait vanaf het back-upapparaat terwijl het herstel naar de productieomgeving op de achtergrond wordt voltooid. Zodra het onderliggende herstel is voltooid, synchroniseert Fast Failback (in het geval van SIRIS) alle gegevenswijzigingen die tijdens de herstelperiode zijn opgebouwd terug naar de productie-VM, voordat de definitieve omschakeling plaatsvindt.
• Herstel van een ESXi-host: Wanneer niet een afzonderlijke VM, maar een ESXi-host volledig uitvalt, moet voor het herstel eerst de hostconfiguratie worden hersteld voordat de VM’s weer kunnen worden opgestart. Daarom is het van cruciaal belang om afzonderlijke ESXi-hosts in uw back-upplatform te registreren (naast de VM’s die daarop draaien). Zonder een back-up op hostniveau vereist een volledig verlies van de host een handmatige herinstallatie van ESXi, herregistratie in vCenter en het opnieuw koppelen van de opslag, voordat met het herstel van VM’s kan worden begonnen. Als er een back-up van de hostconfiguratie is gemaakt, verloopt het proces aanzienlijk sneller.
• Terugzetten naar een andere ESXi-host of vSphere-omgeving: Back-ups op basis van VADP zijn overdraagbaar tussen compatibele ESXi-versies. Een VM-back-up kan worden hersteld op elke ESXi-host waarop een ondersteunde vSphere-versie draait, waardoor herstel over verschillende hosts en locaties heen praktisch is voor DR-scenario's. Bij herstel naar een host in een andere vCenter-instantie moet de VM opnieuw worden geregistreerd bij het nieuwe vCenter en moeten alle vSphere-specifieke configuraties (gedistribueerde switches, opslagbeleidsregels, resourcepools) opnieuw worden toegepast.

Voor situaties waarin een back-up van een VMware-VM op fysieke hardware moet worden teruggezet (V2P-migratie of bare-metal-herstel), raadpleeg je onze handleiding voor bare-metal-herstel.

Back-up en herstel van VMware met oplossingen van Kaseya

Kaseya biedt VMware-back-ups aan via twee platforms, die elk geschikt zijn voor een ander implementatiemodel.

Voor MSP’s die VMware-omgevingen van klanten beheren, biedt Datto SIRIS agentloze VMware-back-up via VADP, waarbij verbinding wordt gemaakt met VMware vSphere om via VMware Tools ‘quiesced’ en applicatieconsistente snapshots te maken. 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 kort zijn als elke vijf minuten en AI-gestuurde screenshotverificatie bevestigt na elke taak met een nauwkeurigheid van meer dan 99% of de back-up opstartbaar is. Wanneer een VMware-VM uitvalt, ondersteunt ‘ SIRIS ’ onmiddellijke lokale virtualisatie (het rechtstreeks opstarten van de VM vanaf het apparaat), ‘1-Click Disaster Recovery’ in de Datto Cloud, herstel op bestandsniveau en ‘bare metal’-herstel, met gemiddelde RTO’s van minder dan zes minuten. Gecentraliseerd beheer via het Datto Partner Portal biedt MSP’s inzicht in alle beschermde klantomgevingen vanuit één enkele interface.

Voor bedrijven die hun eigen VMware-infrastructuur beheren, biedt Unitrends agentloze VMware vSphere-back-ups in combinatie met agentgebaseerde bescherming voor gemengde omgevingen. Directe herstelmogelijkheden, bare-metal-herstel en voor WAN geoptimaliseerde cloudreplicatie zorgen voor flexibele herstelopties. Het is beschikbaar als fysieke back-upappliance of als back-upsoftware voor grote ondernemingen die als virtuele appliance op bestaande hardware draait; beide opties maken gebruik van dezelfde beheerinterface en herstelmogelijkheden.

Voor een breder overzicht van hoe VMware-back-up past in een complete strategie voor de bescherming van virtuele machines en servers, raadpleeg je onze handleidingen over back-up van virtuele machines en back-up van servers.