Update: Windows Server 2016, ReFS und Backup & Replication 9.5 bringen grundlegende Verbesserungen, die Sie am Ende des Artikels finden.
Einleitung
Die Entscheidung, welcher Backupmodus für welche Situation der richtige ist, ist nicht immer einfach. Veeam Backup & Replication bietet dafür eine Reihe von Konfigurationsmöglichkeiten, die es ermöglichen jede Umgebung optimal zu sichern.
Bei der Auswahl des Modus spielen hauptsächlich zwei Faktoren eine Rolle:
- Platzverbrauch
- Geschwindigkeit
Die optimale Veeam Backup Architektur
Wir empfehlen für Veeam Backup & Replication ein zweistufiges Storagekonzept, um ein optimales Sicherheit / Preis / Performance Verhältnis zu erreichen. Wie Abbildung 1 zeigt und unterstützt dieses zweistufe Konzept die Einhaltung der 3-2-1 Regel (3 Kopien der Daten, 2 verschiedene Medien, 1 Medium ausgelagert):
Abbildung 1: Veeam Referenz-Architektur
Als erste Stufe (das Backup-Job Ziel) empfehlen wir eine „möglichst performante“ Storage Lösung, um Features wie Instant VM Recovery, SureBackup und Virtual Lab optimal nutzen zu können. Die genaue Konfiguration ist natürlich im Einzelfall zu betrachten.
Ein wichtiger Hinweis: Inline-Deduplizierungs-Appliances bieten üblicherweise keine ausreichende Random I/O Performance für Instant VM Recovery und SureBackup.
Vorwärts und Rückwärts
Veeam Backup & Replication ist dafür ausgelegt, nach der initialen Voll-Sicherung aus der Produktionsumgebung, im weiteren Verlauf anschließend inkrementelle Sicherungen durchzuführen. Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Modi zur Auswahl: „Reverse Incremental“ (Umgekehrt-inkrementelle Sicherung) und „Forward Incremental“ Backup.
Abbildung 2 stellt die Funktionsweise des „Reverse Incremental“ Modus schematisch dar:
Abbildung 2: Reverse Incremental
Das „Full Backup“ (Vollbackup) befindet sich immer am Anfang der Kette und die inkrementellen Sicherungen werden „hinten angehängt“. Das entgegengesetzte Konzept steht hinter dem „Forward Incremental“ Backup, welches in Abbildung 3 zu sehen ist:
Abbildung 3: Forward Incremental
Beim „Forward Incremental“ ist die Vollsicherung an hinterster Stelle der Sicherungskette zu finden und die inkrementellen Sicherungen sind vorne angestellt.
Detaillierte Informationen über die Funktionsweise der Backupmodi finden Sie auch in meiner Whiteboardsession.
Active Full Backup
Wie eingangs beschrieben, ist Veeam Backup & Replication dafür ausgelegt, nach dem ersten Vollbackup alle weiteren Sicherungen inkrementell durchzuführen. Es gibt aber einige Gründe, die dafür sprechen weitere Vollsicherungen aus dem Produktivumgebung durchzuführen.
- Compliance Vorgaben & Regularien
- „Das haben wir schon immer so gemacht“
- Vermeidung von Transform Operationen um Virtual Lab / SureBackup während der Sicherung ausführen zu können
- Niedrige Performance des Backupstorage bei Transform-Operationen
Während die ersten beiden Gründe organisatorischer Natur sind, ist der letztgenannte Grund ein sehr gewichtiger Grund, der vor allem bei I/O performancemäßig unterdimensionierten Backupstorages oder Inline-Deduplizierungs-Appliances zum Tragen kommt.
Die „Reverse Incremental“ (Abbildung 4) Sicherung erzeugt während der Zeit der Sicherung die höchste Last am Backupstorage. „Forward incremental Forever“ (Abbildung 5) hingegen verschiebt die Transform-Operation auf die Zeit nach der Sicherung, wodurch die Backupzeit verkürzt und Hypervisor-Snapshots schneller aufgelöst werden. Dieser für die I/O Performance positive Effekt relativiert sich allerdings, bei der parallelen Durchführung mehrerer gleichzeitiger „Forward Incremental Forever“ Backup Jobs und den daraus resultierenden Transform-Operationen.
Abbildung 4: „Reverse Incremental“
Abbildung 5: „Forward Incremental Forever“
Forward Incremental Backups mit „Synthetic Full“ (Abbildung 6) bzw. mit „Synthetic Full mit transform“ (Abbildung 7) erzeugen periodisch (üblicherweise am Wochenende) eine sehr hohe I/O Last am Backupstorage, währenddessen die vorher genannten Varianten die I/O Last auf die einzelnen Sicherungsvorgänge Aufteilen.
Abbildung 6: „Forward Incremental mit Synthetic Full“
Abbildung 7: „Forward Incremental mit Synthetic Full und Transform“
Der Hauptgrund für das sogenannte „Active Full Backup“, also der erneuten Übertragung der Daten aus dem Produktivstorage, ist die Vermeidung jeglicher Transform Operationen, um die I/O Belastung am Backupstorage zu reduzieren. Dies ist ausschließlich im Zusammenspiel mit der klassischen „Forward Incremental“ Sicherung relevant (Abbildung 8).
Abbildung 8: „Forward incremental“ mit „Active Full“
Ein häufiges Missverständnis ist die Kombination von „Forward Incremental Forever“ (um Festplattenplatz zu sparen) und „Active Full Backup“ (aus einem der genannten Gründe). Sobald „Active Full“ verwendet werden, verhält sich auch die Version 8 von Backup & Replication genau wie die vorherigen Versionen: es werden zwei Full Backups und die entsprechend benötigten inkrementellen Sicherungen abgelegt.
Die Entlastung des Backup Storages bei der „Active Voll-Sicherung“ durch höhere I/O Last am Produktivstorage erkauft, da in diesem Fall alle Sicherungsdaten aus der Produktivumgebung ausgelesen werden müssen.
Pro & Contra auf einen Blick
In der nachfolgen Abbildung sind die verschiedenen genannten Kriterien gegenübergestellt und Empfehlungen nach dem Ampelsystem vergeben. Hierbei ist klar zu stellen, dass „langsam“ und „schnell“ je nach Umgebung und Anforderung sehr unterschiedlich zu bewerten sind. Während kleinere Kunden oft mit Processing Rates unter 100Mbyte/s zufrieden sind, schätzen größere Kunden Raten von mehreren GByte/s sehr um die Backupfenster klein zu halten und mehrfach am Tag Sicherungen durchführen zu können.
Um die Übersichtlichkeit zu wahren beinhaltet die Matrix nicht die Anforderung täglich eine Vollsicherung auf Band zu schreiben. Diese Anforderung ist bis einschließlich Version 7 mit dem „Reverse Incremental“ Backup gelöst. Ab Version 8 besteht in Kombination mit dem „Forward Incremental Forever“ die Möglichkeit ein so genanntes „Virtual Synthetic Backup“ auf Band zu schreiben, welches aus dem Vollbackup und den inkrementellen Sicherungen „on the fly“ eine Vollsicherung generiert.
Abbildung 9: Übersicht
Die meisten Einordnungen der nachfolgenden Matrix sind sehr leicht nach zu vollziehen, bei anderen jedoch nicht. Daher nachfolgend einige Erklärungen für bestimmte Einordnungen. Alle „Forward Incremental“ Kombinationen mit „transform“ sind gelb oder rot eingeordnet, da diese Option sehr hohe I/O Last während der Transformoperationen erzeugt.
1) Je nachdem ob mehrere Jobs parallel laufen (Transform Operation nach erfolgter Sicherung)
2-5) Gelbe Einordnung, da Virtual Lab an Tagen mit Transformationen beeinträchtigt wird.
Generell gibt es nur ganz wenige Situationen, in denen „transform“ eine gute Idee ist. Oft ist „transform“ eine Altlast aus Zeiten, in denen Veeam noch keine Backup Copy Job hatte, eine hohe Anzahl Restore-Points benötigt wurde und das Backup Repository zu wenig I/O Performance für „Reverse Incremental“ hatte. In ähnlichen Konstellationen kann es in seltenen Fällen Sinn machen, wenn eine andere Software verwendet wird um die Daten auf Band zu schreiben. Generell sollte die „transform“ Operation aufgrund der I/O Last vermieden werden, da sich diese Situationen mit den neuen Backup-Modi im Normalfall abdecken lassen.
Zusammenhang Backup-Modus und Backup Copy Job
Eine Möglichkeit die 3-2-1 Regel mit Veeam Backup & Replication einzuhalten ist der Backup Copy Job. Das Handbuch beschreibt in diesem Zusammenhang, dass der der Forward Incremental Modus in Kombination mit dem Backup Copy Job aus Performancegründen vor zu ziehen ist, wie Abbildung 9 zeigt
Abbildung 10: Backup Copy Job
In der Praxis spielt der Unterschied, ob die Daten sequenziell oder zufällig gelesen werden müssen nur selten eine Rolle, da die Datenblöcke bei Raid-Systemen (Ausnahme Raid1 mit zwei Festplatten) über mehrere Festplatten verteilt liegen. Des Weiteren relativieren sich Performanceunterschiede durch (read-ahead) Lese-Caches im Betriebssystem und Raid Controllern bzw. Storage-Systemen.
Update: Windows Server 2016, ReFS und Veeam Backup & Replication 9.5
Die Integration mit Windows Server 2016, ReFS und Backup & Replication 9.5 relativiert einige der vorher genannten Punkte hinsichtlich Performance und Platzverbrauch. Eine kurze Übersicht, wie die ReFS Integration funktioniert bietet.
Den Erfahrungen der ersten Monate zufolge erhöht sich die Geschwindigkeit je nach Modus dramatisch (Faktor 2 bis über Faktor 100 sind bekannt).
Daraus ergibt sich eine neue Matrix:
* Gelbe Einordnung, da Virtual Lab an Tagen mit Transformationen beeinträchtigt wird.
Kehrseite: bei aller Euphorie über den potenziell geringeren Platzverbrauch darf man natürlich nicht vergessen, dass defekte Blöcke auf den Festplatten jetzt potenziell mehrere Full-Backups beschädigen können.
Fazit
Veeam Backup & Replication bietet eine Vielzahl Möglichkeiten bei der Konfiguration des Backup Modus, um möglichst viele Anforderungen an Platz, Performance und Regularien abzudecken. Den „richtigen“ Backup-Modus zu finden sollte Ihnen nun möglich sein.
Mit Windows Server 2016, ReFS und Backup & Replication 9.5 verbessert sich die Performance massiv bei gleichzeitig weniger Platzverbrauch. Mehr als nur „einen Blick“ wert!