Backup e recuperação do Linux KVM: dicas de especialistas

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A virtualização é um pilar fundamental dos processos de negócios modernos orientados pela TI, principalmente devido às suas capacidades de otimização de recursos. Os dados que circulam por ambientes virtualizados podem ser essenciais para que as organizações funcionem adequadamente e ofereçam suporte à produção e aos serviços. Quando a estabilidade e a geração de receita da sua organização dependem tanto dos dados e dos nós da infraestrutura virtual, a execução de fluxos de trabalho confiáveis de backup e recuperação é vital para garantir a recuperabilidade dos dados e a continuidade dos negócios.

O KVM (Kernel-based Virtual Machine) é uma solução de virtualização de código aberto para ambientes Linux. A principal vantagem do KVM para Linux é o preço – você pode baixar e executar esse hipervisor gratuitamente. Além disso, você pode aproveitar a flexibilidade do código aberto do KVM e adaptar as funcionalidades às especificidades da sua infraestrutura e das suas tarefas.

Nesta publicação, apresentamos recomendações sobre como aprimorar o backup e a recuperação do KVM. Considere implementar as dicas a seguir em seus fluxos de trabalho para proteger os dados e a infraestrutura virtual da sua organização, minimizar o tempo de inatividade e garantir a continuidade da produção.

Entendendo o KVM e suas necessidades de backup

O KVM é parte integrante do núcleo do Linux e não um módulo separado. Portanto, o desenvolvimento do KVM acompanha ativamente o das distribuições, especialmente as dos sistemas baseados no Red Hat. Você pode escolher entre vários sistemas de gerenciamento de servidores KVM, tais como SolusVM, que é um painel universal.

Outras vantagens e recursos notáveis do KVM incluem:

Suporte ao overcommitting da CPU
Provisionamento dinâmico
Recursos de adição dinâmica de CPUs virtuais
Equilíbrio automático de NUMA
Privacidade avançada
Independência de recursos
Emulação de placa de rede, suporte avançado a protocolos e firewalls

Criar e manter um ambiente KVM eficiente pode ser um desafio por si só. O hipervisor pode levar um tempo considerável para dominar as funcionalidades e aprender a realizar o diagnóstico correto de problemas. Além disso, os usuários que criam backups do KVM podem enfrentar os seguintes desafios:

Problemas com instantâneos que não funcionam corretamente
O agendamento e a automação de backups por meio de scripts Bash podem ser complicados
Fluxos de trabalho não confiáveis para testes de backup e verificação da capacidade de recuperação

Considerando as dificuldades e os pontos fracos dos fluxos de trabalho de backup do hipervisor KVM, qualquer organização precisa de uma estratégia de backup confiável. É possível criar um sistema eficiente de backup e recuperação se forem implementados alguns pontos-chave.

Melhores práticas para backup do KVM no Linux

Para fazer um backup eficaz de uma máquina virtual ou infraestrutura KVM, recomenda-se levar em consideração o seguinte:

Backups completos e incrementais

Um backup completo de uma máquina virtual KVM copia essa VM na íntegra. Em seguida, você pode enviar essa cópia para um repositório independente do ambiente da máquina original. Essa cópia inicial do backup completo é o seu principal recurso de recuperação, que você pode utilizar quando a máquina virtual estiver fora do ar devido a uma interrupção.

No entanto, os backups precisam estar atualizados se você quiser contar com recursos de recuperação eficientes e retomar a produção com o mínimo de perda de dados. Os backups incrementais podem ser a solução ideal nesse caso. Um backup incremental é aquele que registra apenas os blocos de dados que foram alterados desde o último backup.

A principal diferença entre backups completos e incrementais está no equilíbrio entre a velocidade do backup e a velocidade da recuperação:

Os backups completos exigem mais tempo para serem criados e muito espaço livre de armazenamento, já que é necessário gravar grandes quantidades de dados no repositório de backup. No entanto, um backup completo é a solução mais rápida quando se deseja recuperar dados com o mínimo de tempo de inatividade.
Os backups incrementais reduzem significativamente as janelas de backup (ou seja, encurtam a duração do fluxo de trabalho de backup), pois rastreiam e registram apenas os blocos de dados alterados. No entanto, os procedimentos de recuperação que envolvem backups incrementais podem levar mais tempo, pois precisam processar todas as iterações e registros realizados desde o último backup completo.

Portanto, ao pensar em como fazer backup de máquinas virtuais e ambientes KVM, considere criar um sistema que envolva tanto backups completos quanto incrementais. Essa estratégia permite que você tenha uma cópia de backup relativamente recente para uma recuperação completa e rápida em caso de um desastre global, além de um conjunto de backups incrementais para recuperar máquinas virtuais específicas durante incidentes menores.

Backups a partir de instantâneos de armazenamento

Na virtualização, os snapshots são cópias de máquinas virtuais (VMs) em um determinado momento, que podem ser usadas para reverter uma máquina para um estado “capturado” anteriormente. Às vezes, os usuários podem tratar os snapshots de VMs como backups. Essa percepção sobre os snapshots não é correta e pode levar à perda de dados e a problemas de conformidade.

Um snapshot depende do disco virtual da respectiva VM. Qualquer interrupção no hipervisor ou no hardware que hospeda seu ambiente virtual pode tornar os snapshots inacessíveis. É por isso que um snapshot, por si só, não é um backup.

No entanto, as soluções modernas de proteção de dados podem utilizar instantâneos de máquinas virtuais para criar cópias de backup. Elas capturam o estado de uma máquina virtual em um determinado momento e replicam essa máquina virtual como um todo para um repositório diferente. Com essa abordagem, você pode:

Garanta o controle de versões dos backups (é possível ter vários instantâneos de uma única VM em um backup para escolher) a fim de melhorar seu RPO (objetivo de ponto de recuperação) e a flexibilidade de recuperação;
Acelere os fluxos de trabalho de backup e recuperação para atingir um RTO (objetivo de tempo de recuperação) mais rigoroso e reduzir o impacto das atividades de proteção de dados em sua infraestrutura.

Programação de backups regulares

A regularidade é fundamental para garantir a relevância dos dados caso seja necessário recuperar-os a partir de cópias de backup. Dada a complexidade das infraestruturas KVM e a variedade de dados que circulam pelos sistemas de TI, um backup KVM deve ter como base uma automação abrangente. Além disso, o ritmo das alterações e atualizações nos dados torna a frequência dos backups essencial para garantir uma recuperação rápida.

Além da automação, talvez seja interessante programar seus backups. Dependendo da importância das suas máquinas virtuais KVM para a produção, você pode definir backups diários, semanais e mensais para cada uma delas. Além disso, é possível configurar ferramentas modernas de proteção de dados para fazer backups de máquinas virtuais de missão crítica a cada minuto, garantindo perda mínima ou nenhuma perda de dados e tempo de inatividade mínimo.

Garantindo a consistência e a integridade dos backups

O pior momento para descobrir que seus backups são irrecuperáveis é quando um desastre já ocorreu e sua infraestrutura de produção está fora do ar. Infelizmente, devido à frequência e à carga típica do sistema nos fluxos de trabalho de backup do KVM, os testes podem exigir muito tempo e recursos.

Você pode garantir a consistência e a integridade de seus backups de KVM com as ferramentas certas de proteção de dados. Soluções modernas de backup e recuperação para KVM e outras infraestruturas virtuais podem executar backups com reconhecimento de aplicativos, garantindo assim a integridade dos dados nas cópias de segurança sem afetar a produção. Além disso, algumas soluções permitem a verificação contínua e testes de recuperabilidade sem interrupções, tanto de forma programada quanto sob demanda.

Escolhendo as ferramentas de backup certas para KVM

O mercado oferece diversas soluções de proteção de dados para ambientes virtualizados. Elas possuem recursos semelhantes e funcionalidades específicas para aprimorar os fluxos de trabalho de backup e recuperação. Entre essas soluções estão:

Bacula
BDRSuite
NAKIVO
Backup e recuperação do Storware
Vinchin Backup e Recuperação

Os principais pontos a serem considerados ao escolher sua solução para fazer backup e restaurar dados do hipervisor KVM e das máquinas virtuais são:

Recursos de backup e recuperação
Consumo de recursos
RPO e RTO
Recursos de recuperação de desastres
TCO

Talvez seja interessante analisar as funcionalidades e os recursos de cada solução e definir seu próprio valor para cada uma delas, de acordo com seu orçamento. Algumas soluções podem ter ou não recursos específicos, como backup de imagem KVM ou recuperação granular.

Melhores práticas para uma recuperação confiável do KVM

Assim como no caso do backup para Hyper-V, VMware e outras soluções de virtualização, como o Proxmox VE, a recuperação de dados no KVM pode ser mais eficiente se você organizar corretamente os fluxos de trabalho. Aqui estão os pontos a serem considerados ao criar e configurar suas sequências de recuperação de dados no KVM:

Teste e verificação de backups

O primeiro passo é garantir que você possa usar seus dados de backup do KVM para recuperação em casos de emergência. Para verificar se os backups podem ser recuperados, é preciso testar todas as cópias de backup que você possui.

Considere implementar procedimentos regulares de teste de backup nos fluxos de trabalho de proteção de dados da sua organização. Você pode configurar sua solução de backup KVM para verificar a recuperabilidade dos dados após cada sessão de backup. Além disso, considere utilizar recursos de teste sem interrupção para testar os backups sob demanda. Esses testes não afetam sua infraestrutura de produção nem o desempenho da rede.

Planejamento de recuperação e treinamento de pessoal

Priorize e planeje suas sequências de recuperação. Por exemplo, talvez você queira restaurar máquinas virtuais críticas e os registros mais confidenciais o mais rápido possível após uma emergência. Por isso, é preciso saber quais cargas de trabalho e armazenamentos devem ser recuperados primeiro. Faça uma lista dos seus recursos, mapeie os nós da sua infraestrutura, defina o impacto que cada máquina e armazenamento tem na produção, e você terá uma base sólida sobre a qual construir um plano de recuperação completo.

Seus especialistas em segurança de TI e outros membros da equipe devem estar cientes desses planos e procedimentos de recuperação. Além disso, você pode considerar a realização de sessões de treinamento específicas para seus funcionários, a fim de garantir que eles conheçam suas funções e responsabilidades em diferentes cenários de desastre.

Minimização do tempo de inatividade durante a recuperação

O Tempo Objetivo de Recuperação (RTO) define o tempo máximo de inatividade que sua organização pode tolerar sem consequências inaceitáveis. As soluções modernas de backup KVM podem garantir tempo de inatividade e perda de dados praticamente nulos, utilizando funcionalidades de replicação de fluxo de trabalho. Sempre que sua máquina principal ficar fora de serviço, basta fazer o failover para uma réplica sincronizada e retomar as operações sem interrupções.

No entanto, a principal desvantagem de se concentrar na replicação de máquinas virtuais é o custo total desses sistemas. Manter infraestruturas paralelas pode ser muito caro tanto para pequenas e médias empresas quanto para grandes corporações. O custo do sistema aumenta com o número de nós e com a complexidade das infraestruturas a serem replicadas.

Você também pode reduzir seu RTO otimizando o desempenho do hardware e da rede ou programando backups completos para serem executados com maior frequência. Por outro lado, é possível reestruturar sua infraestrutura para adaptá-la a um RTO mais longo. Quanto mais você reduzir o tempo de inatividade, mais investimentos e recursos do sistema seus fluxos de trabalho de recuperação exigirão.

Dicas adicionais sobre backup e recuperação do KVM

Além das três práticas recomendadas acima, talvez seja interessante implementar outras recomendações em seu sistema de backup e recuperação do KVM.

Backups incrementais e diferenciais

Compreender as diferenças entre backups incrementais e diferenciais pode ajudá-lo a equilibrar a velocidade de backup e recuperação para atender aos seus requisitos de tempo. Ao contrário dos backups incrementais, que registram os blocos que foram alterados desde o último backup, os backups diferenciais incluem as alterações ocorridas desde o último backup completo backup. Um backup diferencial do KVM pode ajudá-lo a ajustar o equilíbrio na duração dos fluxos de trabalho.

As janelas de backup diferencial podem se tornar mais longas a cada nova sessão e ocupar mais espaço de armazenamento. No entanto, os backups diferenciais podem ser usados para uma recuperação mais rápida, pois apresentam menos alterações intermediárias a serem processadas antes da restauração dos dados.

Desduplicação e compactação de dados

Com backups completos, diferenciais e incrementais configurados para proporcionar um tempo de recuperação equilibrado, o consumo de espaço de armazenamento pode aumentar significativamente. Para reduzir custos com discos físicos e assinaturas de espaço na nuvem, é possível utilizar os recursos de compactação e deduplicação de dados integrados às soluções modernas de backup KVM.

A deduplicação de dados exclui blocos de dados repetidos (duplicatas) para reduzir o tamanho das cópias de backup no disco. Os algoritmos de compactação podem recodificar os dados para que mais elementos de código caibam em um único bit. Quando combinadas, a deduplicação e a compactação podem reduzir significativamente o tamanho dos backups. No entanto, os backups compactados e deduplicados levam mais tempo para serem recuperados.

Criptografia de backup

Caso você tenha vários sites e/ou utilize a nuvem para armazenar backups, criptografar os dados “em trânsito” é uma forma confiável de mantê-los confidenciais. Para registros confidenciais, a criptografia durante a transferência é obrigatória para fins de conformidade.

Outra questão a ser considerada é a criptografia durante o período de retenção. Hackers em busca de dados podem ter como alvo os backups, além dos dados de produção. Ao criptografar os backups do KVM, é possível reduzir a probabilidade de vazamento de dados.

Conclusão

Os backups são necessários para garantir a capacidade de recuperação dos dados KVM da sua organização e a resiliência da infraestrutura. Os recursos integrados de proteção e recuperação de dados podem ser insuficientes para ambientes virtuais complexos e grandes volumes de dados. Considere instalar e configurar uma solução especializada de backup para KVM a fim de possibilitar a automação, o agendamento, o teste e o armazenamento confiáveis dos backups. Você também pode se beneficiar de recursos avançados de recuperação e segurança, como criptografia de backup e recuperação de desastres para KVM no NAKIVO Backup & Replication.

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