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從基礎談起:SnapManager
Santhosh Rao
Santhosh Rao
作者:Santhosh Rao | NetApp 技術行銷工程師


「從基礎談起」系列文章探討廣受歡迎的 NetApp® 技術基礎,本文是這系列的第九篇文章。

備份應用程式越瞭解應用程式的運作方式,備份程序就越有效率。可惜的是,後端儲存系統通常只瞭解一小部分或完全不瞭解其中所含的應用程式資料,以至於您必須在儲存系統上使用「蠻力」來執行備份,或者必須讓各個應用程式執行自己的備份。這兩種方法都不怎麼令人滿意。

為了解決這項缺點,NetApp 創造了 SnapManager® 軟體,SnapManager 是一套智慧型工具,可讓應用程式和儲存設備彼此協調,以快速備份並節省空間、加快還原程序速度及簡化一般資料管理工作。自 2000 年推出初版 SnapManager for Exchange 產品開始,SnapManager 套件就代表數千工時得來的成果。

NetApp 使用者現在有七種 SnapManager 工具可以選擇,這些工具提供協調儲存管理活動與熱門企業軟體程式(Microsoft® SQL Server®、Exchange、SharePoint®、Oracle® 及 SAP®)以及虛擬基礎架構(VMware® 和 Microsoft Hyper-V™)的深度整合。這些工具為應用程式備份帶來重大優勢。它們可以:

  • 與每個應用程式的獨特功能緊密整合。
  • 充分運用 NetApp 資料保護功能(包括 Snapshot™、SnapMirror® 、SnapRestore® 及 FlexClone® 技術),以提供快速高效的備份和還原、災難恢復複寫以及複製(並非所有的 SnapManager 產品都支援複製功能。)
  • 可在更短的時間內更快完成備份(通常是幾分鐘而非幾小時),因此能更頻繁地進行備份,並減少應用程式的中斷情況。
  • 分攤伺服器的大部分資料保護工作。
  • 提供以應用程式為中心的介面,可讓應用程式管理員無需瞭解儲存設備的詳細資料即順利執行備份,或是讓儲存管理員參與例行活動。
  • 支援以 7-Mode 和叢集式 Data ONTAP 運作的 Data ONTAP® 技術。

SnapManager 的運作方式

SnapManager 軟體是在伺服器上(或虛擬機器中)執行,並會直接與應用程式進行溝通。各個 SnapManager 工具都有自己的使用者介面,可讓您建立及執行備份和複寫排程,以及執行還原。視版本而定,SnapManager 可能也可協助您執行與應用程式有關的其他工作。例如,SnapManager for Exchange 提供單一信箱恢復,而 SnapManager for Oracle 提供部分檔案 SnapRestore。命令列介面 (CLI) 能夠撰寫指令碼來整合 SnapManager 動作,例如 Snapshot(快照)複本,將其做為應用程式正常作業的一部分。

SnapManager 為了完成工作,也必須與伺服器上(或 VM 中)執行的作業系統和 NetApp 儲存設備進行溝通。SnapManager 使用 NetApp SnapDrive® 來達到此目的。SnapDrive 提供一組所有 SnapManager 產品都需要的核心功能。很久以前,SnapDrive 確實是 SnapManager for Exchange(第一項 SnapManager 產品)的一部分,但是 NetApp 瞭解將 SnapDrive 獨立出來,NetApp 便可運用其功能來創造更多的 SnapManager 產品。

新一代的 SnapDrive 產品包括 SnapDrive for Windows® 和 SnapDrive for UNIX®(支援 Solaris、HP-UX、AIX、Red Hat、SUSE 及 Oracle Enterprise Linux®)。這兩套解決方案都支援 iSCSI 和光纖通道傳輸。SnapDrive for UNIX 也可透過 NFS 運作。

SnapManager 和 SnapDrive 之間的關係。

圖 1)SnapManager 和 SnapDrive 之間的關係。

SnapManager 作業的重要功能是在 NetApp 儲存設備上建立應用程式一致的 Snapshot 複本。這需要下列幾個一般步驟。

  • 建立 Snapshot 複本中要包含的 LUN 清單。Snapshot 複本可以包含數個磁碟區,也可橫跨數個儲存系統。
  • 停止所有受影響之磁碟區上的活動,或將應用程式設為「熱備份」模式。
  • 在 Snapshot 複本中,清除所有磁碟區中主機作業系統的資料。
  • 在儲存系統上建立必要的 Snapshot 複本。
  • 繼續執行正常作業(請注意,有了 SnapManager,在進行這些步驟的同時,仍可繼續執行應用程式)。

在建立 Snapshot 複本之後,此複本本身可以做為備份,也可為不需要進一步與應用程式協調的其他資料保護活動提供運作基礎。舉例來說,請想想使用 SnapManager for SQL Server (SMSQL) 的典型資料保護程序。在 SnapDrive for Windows 執行 Windows 環境之適用步驟的同時,SMSQL 會在應用程式端進行必要步驟。

  • SnapManager 會為此應用程式叫用 Microsoft 磁碟區陰影複製服務 (VSS) Snapshot 複本呼叫。VSS 允許應用程式在備份期間繼續寫入磁碟區。VSS 包含三個元件:VSS 要求者、VSS 寫入器及 VSS 硬體提供者。
  • Microsoft 應用程式為 VSS 寫入器,負責準備應用程式以便製作 VSS Snapshot 複本。
  • SnapManager 為 VSS 要求者,呼叫 SnapDrive 以建立 Snapshot 複本。
  • SnapDrive 則為 VSS 硬體提供者,並會叫用一線儲存設備的 NetApp Snapshot 複本。
  • SnapManager 會通知 SnapDrive 關於 SnapMirror 的更新事宜。
  • 由 SnapDrive 叫用 SnapMirror 複寫至 DR 站台。
  • SnapManager 則執行 Snapshot 複本的驗證。

若是非 Windows 環境,請考慮針對 UNIX 或 Linux 上執行的 Oracle 進行類似程序。SnapManager for Oracle 可選擇進行完整備份或部分備份。

若要執行完整備份,SnapManager for Oracle 必須:

  • 同時將所有資料表空間設為熱備份模式。
  • 建立相關磁碟區的 Snapshot 複本。
  • 讓資料表空間返回正常作業。
  • 執行記錄檔切換。
  • 將記錄檔歸檔。
  • 製作已歸檔記錄檔的 Snapshot 複本。

完整備份可使用較少的 Snapshot 複本來完成這項工作,但可能會將資料表空間長時間保持在熱備份模式。基本上,部分備份也是執行相同的動作,但會以一次一個資料表空間的方式重複執行,以縮短備份所需的時間。

再次強調,除了看似複雜的程序以外,整個過程速度極快,您無需瞭解資料在儲存系統上的組織方式,或瞭解它會如何透過網路傳送。SnapManager 和 SnapDrive 會互相搭配以協助應用程式管理員完成工作,無需讓儲存管理員一直介入處理。

SnapManager 採用的還原程序會依應用程式而有所差異。資料庫導向的應用程式通常會使用 NetApp SnapRestore 來進行完整的資料庫還原。這可在幾秒內將資料庫還原至儲存的 Snapshot 複本,然後複寫記錄檔,將資料庫更新到最新狀態,然後重新啟動資料庫。相較於使用其他方法還原可能需要數小時,此程序通常只需數分鐘即可完成。大多數的 SnapManager 工具提供都豐富的還原選項,以滿足不同的需求。此處簡單說明每個工具的獨特功能。

Microsoft 環境的獨特功能

在 Microsoft 環境中執行 SnapManager 軟體時,SnapManager 軟體會利用多項獨特功能。

  • 磁碟區陰影複製服務 (VSS) 可用來提供應用程式一致的備份,如上所述。
  • 許多 SnapManager 工具都提供 Windows PowerShell™ cmdlet。這些 cmdlet 提供一個簡單又功能強大的方式來擴充 SnapManager 工具的功能,並整合主要功能以做為管理指令碼的一部分。

適用於 Microsoft 產品的 SnapManager 解決方案堆疊。

圖 2)適用於 Microsoft 產品的 SnapManager 解決方案堆疊。

SnapManager 的版本與使用案例

SnapManager 系列有三項 SnapManager 產品可支援重要的 Microsoft 應用程式。這些產品包括:

  • SnapManager for Microsoft Exchange Server
  • SnapManager for Microsoft SQL Server
  • SnapManager for Microsoft SharePoint Server

因為 NetApp 致力於整合這些和其他產品,使 NetApp 榮獲「Microsoft 2012 年度私有雲端合作夥伴」的名號。

另有兩項 SnapManager 產品可支援在 UNIX 或 Windows 上執行的企業應用程式:

  • SnapManager for Oracle
  • SnapManager for SAP

最後兩項 SnapManager 產品可為虛擬基礎架構提供資料保護:

  • SnapManager for Hyper-V
  • SnapManager for Virtual Infrastructure (VMware)

本節將介紹使用案例,以及每個 SnapManager 版本所提供的獨特功能。所有的 SnapManager 軟體都提供全自動化的自動備份、還原及災難恢復複寫。

本文僅討論這些使用案例的獨特功能。另外也會介紹特定 SnapManager 產品的獨有功能,例如使用 SnapVault® 技術的複製或協調。

SnapManager for Microsoft Exchange Server (SME)
  • 單一信箱恢復(選用):選用「單一信箱恢復 (SMBR)」之後,即可輕鬆還原單一信箱,而無需維護一部獨立的恢復伺服器。您可將個別的 Exchange 項目還原到正式作業伺服器。
  • 彈性還原:SME 提供多種還原選項。您可執行完整的 Exchange Server 內容恢復,包括 Exchange Server 2010 資料庫可用性群組 (DAG)、個別的 Exchange 2003/2007 還原群組、個別的 Exchange 資料庫及 LUN。
  • 備份驗證:SME 內建了不中斷、自動化及並行備份驗證等功能。可將驗證的負荷分攤給非正式作業主機。
  • 縮短資料可用度群組 (DAG) 的重新編定時間:當利用使用中的資料庫複本進行還原,或當複寫至一或多個被動副本時,重新編定是不可或缺的步驟。重新編定程序需要極大的頻寬。SME 可降低頻寬需求,使 DAG 重新編定的速度加快好幾倍。

SnapManager for Microsoft SQL Server (SMSQL)

  • 建立聯合備份:可將多個 SQL Server 執行個體和資料庫新增至同一個聯合群組,以便群組中的所有資料庫都使用 NetApp Snapshot 技術在同一時間進行備份。
  • SQL Server 2012 Always-On Availability Groups (AG) 的資料保護:利用 SMSQL,您能加速 AG 設定、迅速備份及還原 AG 中的所有資料庫、針對 AG 中的資料庫建立極具空間效益的複製,以及迅速重新同步 AG 中的資料庫。此外,您可將 AG 鏡射至遠端位置。
  • 開發 / 測試的複製生命週期管理:在應用程式開發和測試環境中,提供多個正式作業資料集複本的能力至為關鍵。因為複本會佔用空間,所以不能浪費,幾乎所有複本都備受重視。SMSQL 使用 NetApp FlexClone 技術來建立資料集的複製,這些複製只有在出現變更時才會佔用額外的磁碟空間。

以原則為基礎的複製刪除和更新功能可讓複製管理的程序變簡單。PowerShell 2.0 cmdlet 則可讓您將複製整合到測試指令碼中。

  • 資料生命週期管理:您可將已歸檔的 SQL Server 2012 資料放在表格分割區中,並使用次要資料檔案做為備援。這些資料可透過 SMSQL 資料庫移轉精靈,輕鬆搬移至二線儲存設備。

SnapManager for Microsoft SharePoint Server

  • 自動化恢復:設定、監控及管理整個企業中 SharePoint Server 陣列的成長幅度。
  • 保護重要的 FAST 搜尋伺服器資料:使用 SnapManager for SharePoint,即可自動備份及還原 FAST Content SSA、FAST Search 伺服器陣列和 FAST 憑證。
  • 歸檔資料:您可將 SharePoint 資料歸檔到 NetApp SnapLock® 設備,以滿足法律規範。
  • 儲存內容資料庫以外的大型資料檔案:透過檔案共享連接器和儲存管理程式,您可以即時或根據已定義的排程,將大型的非結構化資料檔案搬移並儲存到外部 BLOB(二進位大型物件)儲存設備或遠端 BLOB 儲存設備。
  • 端點對端點的 SharePoint 儲存、管理、監控及治理:整合 SnapManager for SharePoint 與 AvePoint DocAve 軟體,可簡化 SharePoint 部署、監控及強制執行管理等原則。透過應用程式生命週期管理,來管理您的開發、測試、生產陣列及控制解決方案部署。

SnapManager for Oracle (SMO)

  • 進階 Oracle 支援:SMO 可完整支援採用進階 Oracle 技術的環境,包括:Direct NFS、Oracle Recovery Manager、Real Application Clusters、Data Guard 及 Automatic Storage Management。
  • 完整 SnapVault 整合:所有的 SnapManager 產品都能與 NetApp Snapshot 複本和 SnapMirror 複寫進行整合。SMO 也提供與 NetApp SnapVault 的完全整合,針對本機位置或遠端位置提供快速且省空間的磁碟對磁碟備份。
  • 複製以進行開發 / 測試:在應用程式開發和測試環境中,提供多個正式作業資料集複本的能力至為關鍵。因為複本會佔用空間,所以不能浪費,幾乎所有複本都備受重視。SMO 使用 NetApp FlexClone 技術來建立正式作業資料的複製。這些複製只有在出現變更時才會佔用額外的磁碟空間。

    SMO 也支援在複製前後執行指令碼。如此可加強資料遮罩,以隱藏機密客戶資料。
  • 細部恢復:SMO 可讓您在還原資料時指定精細度,小自資料表空間或資料檔案的子集,大至整個資料庫均可。
  • 彈性記錄備份原則:SMO 可指定不同的備份保留和保護原則,讓您單獨從資料檔案中備份已歸檔的記錄檔。

SnapManager for SAP (SMSAP)

  • 與 BR*Tools 整合:SnapManager for SAP 已完全通過 SAP BR*Tools 認證。例如,它會自動與 SAP BR*BACKUP 工具協調,找出備份資料集,並將適當的資料庫設為熱備份模式。
  • 完整 SnapVault 整合:SnapManager for SAP 也提供與 NetApp SnapVault 的完全整合,針對本機位置或遠端位置提供快速且省空間的磁碟對磁碟備份。
  • 複製以進行開發 / 測試:在應用程式開發和測試環境中,提供多個正式作業資料集複本的能力至為關鍵。因為複本會佔用空間,所以不能浪費,幾乎所有複本都備受重視。
    SMSAP 使用 NetApp FlexClone 技術來建立正式作業資料的複製。這些複製只有在出現變更時才會佔用額外的磁碟空間。

    SMSAP 也支援在複製前後執行指令碼。如此可加強資料遮罩,以隱藏機密客戶資料。
  • 彈性記錄備份原則:SMSAP 可指定不同的備份保留和保護原則,讓您單獨從資料檔案中備份已歸檔的記錄檔。

SnapManager for Hyper-V (SMHV)

SnapManager for Hyper-V 會為在 Hyper-V 伺服器上執行的虛擬機器提供備份、還原及災難恢復。

  • 支援 VHDx:VHDx 是新的 Windows Server® 2012 Hyper-V 虛擬硬碟 (VHD) 格式。SMHV 可讓您維護動態 VHD 的正確組合和組態,並因其儲存效率而從中受益,同時達到通常只有靜態 VHD 才可達到的卓越效能。
  • 應用程式整合的備份:因為 SMHV 使用 VSS 整合,所以能建立應用程式整合的備份。因為在建立 Snapshot 複本之前已先叫用 VSS,所以當備份 VM 時,在 Hyper-V VM 中執行的 Microsoft 應用程式會在一致的狀態下進行備份。
  • 損毀狀況一致的備份支援:在某些情況下,最好是不叫用 VSS 來備份 Hyper-V 環境。SMHV 支援此選項,可在 VM 和在 VM 上執行的應用程式中,提供損毀狀況一致的備份,保證絕對的一致性。
  • 自訂的工作流程:SMHV 包括 Windows PowerShell 2.0 cmdlet、快速配置指令程式的 OnCommand® 外掛程式,以及 System Center Orchestration Integration Pack,這些都可簡化自訂工作流程的建立程序。

SnapManager for Virtual Infrastructure (SMVI)

SnapManager for Virtual Infrastructure 是用於保護 VMware 虛擬機器的 SnapManager 解決方案。SMVI 提供獨立的介面,也是 NetApp Virtual Storage Console (VSC) 的一部分,VSC 是 VMware vCenter™ 的外掛程式。

  • 細部還原:還原整個資料存放區、VM、VMDK 及來賓 OS 檔案。
  • 單一檔案恢復:此功能可讓您還原 VMDK 中的一或多個檔案,而無需還原整個 VM。安裝在虛擬 VM 上的還原代理程式 (RA) 可用來瀏覽內含欲還原檔案的「磁碟」。RA 可供來賓 OS 掃描全新的儲存設備,並將磁碟掛載到使用中的檔案系統上。要求者可以查看備份清單、自備份磁碟掛載,以及複製所需的檔案。

SnapManager 入門

SnapManager 軟體可以安裝在實體伺服器上和虛擬機器內。您必須在伺服器和儲存設備上安裝特定的軟體和(或)取得授權。在伺服器端,如果伺服器執行的是 Windows,則您必須安裝 NetApp DSM(設備專屬模組)。DSM 可外掛至 Microsoft 多重路徑 I/O 架構,以及提高識別 SAN 附加 LUN 並與其互通的能力。NetApp DSM 提供功能更強的 NetApp 多重路徑 I/O 子系統管理。

接下來,安裝適當的 SnapDrive 版本和所需的 SnapManager 軟體版本。如果您打算在 Windows 叢集上進行安裝,則必須在叢集的每個節點上進行安裝。

在 NetApp 儲存端,您必須擁有適當的授權,這可能包括:

  • SnapRestore
  • 傳輸協定
  • SnapMirror
  • SnapVault
  • FlexClone

所需的特定授權會依所要安裝的 SnapManager 產品功能而有所不同。

SnapManager 與其他 NetApp 技術

由於 SnapManager 軟體安裝在伺服器上,並主要透過 NetApp SnapDrive 已定義的 API 呼叫,來與 NetApp 儲存系統進行溝通,因此它可與其他在儲存系統本身上執行的 NetApp 軟體並存。如您所見,SnapManager 確實直接使用許多其他 NetApp 軟體功能。

SnapManager 軟體能與 7-Mode 和叢集式 Data ONTAP 組態搭配運作,無需變更。在叢集式 Data ONTAP 組態中,SnapDrive 會連線到 Vserver,而非實體儲存系統。Vserver 可搬移至叢集內的不同位置,而不會中斷 SnapManager 作業。

結論

NetApp SnapManager 軟體是資料保護工具的套件,可為企業應用程式(包括 Exchange、SQL Server、SharePoint、Oracle 和 SAP,以及 VMware 和 Hyper-V 虛擬機器)提供領先業界的資料保護力。

如需深入瞭解 NetApp SnapManager,包括特定版本的詳細資料,請參閱 SnapManager 產品頁面

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Santhosh Rao NetApp 技術行銷工程師

Santhosh 在高科技產業擁有超過 8 年的工作經驗。他在 NetApp 服務已有 2 年的時間,擔任 SnapManager for Hyper-V、SnapDrive for Windows 及 SMI-S(儲存管理方案規格)等 Microsoft 相關產品的技術行銷工程師。Santhosh 與 NetApp 客戶密切合作以瞭解客戶需求,並與產品行銷和工程團隊合作,以擬定解決客戶優先事項的藍圖。Santhosh 和 NetApp Microsoft 其他團隊成員會為部落格 NetApp for Microsoft Environments 撰稿。

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