VeeamとCephを使用したバックアップソリューションアーキテクチャ

VMWareとHyper-Vで仮想マシンをバックアップするアーキテクチャは似ています。Veeamは、データムーバーを使用して、ソースホストからバックアップリポジトリにデータを転送します。データムーバーは、プロキシサーバーとリポジトリサーバーで実行されます。Cephをバックアップリポジトリのバックエンドストレージとして使用するには、RBDまたはCephFSをLinux物理サーバーまたは仮想マシンにリポジトリサーバーとしてマウントします。 

プロキシサーバーとリポジトリサーバーがハイパーバイザークラスター内の仮想マシンである場合、VMディスク、プロキシサーバー、およびリポジトリサーバー間でネットワークを使用しない高速データ転送を利用できます。大規模なハイパーバイザークラスターの最適な構成は、各VMWareホストに1つのプロキシサーバーVMと1つのリポジトリサーバーVMを展開することです。それ以外の場合は、すべてのVMWareホストに1つのバックアッププロキシVMをデプロイし、1つのオフホストリポジトリホストをデプロイして、運用VMWareからワークロードを削除できます。

AmbeddedCephアプライアンスをVeeamBackupandReplicationのリポジトリとして使用する方法は3つあります。CephFSおよびRBDブロックデバイスは、オンプレミスのバックアップリポジトリとして使用できます。S3オブジェクトストレージは、リモートロケーションの容量階層として使用できます。

仮想マシンとファイルをバックアップするためのVeeamのバックアップリポジトリとしてCephRBDブロックデバイスとCephFSファイルシステムを設定する方法については、このページの最後にあるホワイトペーパーで詳細を確認できます。

テスト環境

Ceph Cluster

• 3xモニター、20 OSD、および1x MDS（メタデータサーバー）を備えた3つのMars 400
• 各Cephデーモンは、1つのデュアルコアArmA72マイクロサーバーで実行されます
• オペレーティングシステム：CentOS 7
• Cephソフトウェア：Nautilus 14.2.9 Arm64
• ネットワーク：火星400あたり4x10Gbネットワーク 

Veeam Backup＆Replication 10、バージョン：10.0.1.4854

Veeamバックアップサーバー

• CPU：Intel Xeon E5-2630 2.3GHz DUAL
• DRAM：64GB
• ネットワーク：2x 10Gbsfp+ボンディング
• ディスク：システム用に1TB、ボリューム用に256GB SATA3 SSD
• Windows Server 2019

 Veeamプロキシサーバー

• VeeamBackupServerと併置

 リポジトリサーバー

• 仮想マシン

◇CPU：4コア2.3GHz

◇DRAM：8GB

◇ネットワーク：ブリッジ

◇ディスク：50GB仮想ディスク

◇OS：CentOS 7.8.2003

• ベアメタルサーバー

◇CPU：Intel Xeon X5650 2.67GHz DUAL

◇DRAM：48GB

◇ネットワーク：2ポート10Gbsfp+ボンディング

◇ディスク：システム用1TB

◇OS：CentOS 7.6.1810

Hyper-Vホスト

◇   CPU：Intel Xeon E5-2630 2.3GHz DUAL

◇   DRAM：64GB

◇  ネットワーク：2ポート10Gbsfp+ボンディング

◇  ディスク：システム用1TB

◇   WindowsServer2019

VMWareホスト

◇   CPU：Intel Xeon E5-2630 2.3GHz DUAL

◇   DRAM：64GB

◇  ネットワーク：2ポート10Gbsfp+ボンディング

◇  ディスク：システム用1TB

◇   ESXi6.5

ネットワーク：10GbEスイッチ

さまざまなセットアップのベンチマーク

さまざまなバックアップリポジトリのバックアップパフォーマンスをベンチマークするために、さまざまなバックアップリポジトリと3つのバックアップソースを使用してテストを設定しました。 

テストに使用するバックアップソースは、サーバー上のSATA SSDベースのボリューム、Hyper-VのWindows VM、およびVMWareのCentOS7VMとWindowsVMです。

（1）SSDドライブにボリュームをバックアップする

表1.SATASSDを使用してサーバーからボリュームをバックアップします。

表2。

注：平均データ書き込み速度は、転送されたデータを期間で割って計算されます。これらのレートは、これらのバックアップジョブにおけるCephクラスターのワークロードを表します。

（2）HDD上のHyper-VでWindows10VMをバックアップします

このベンチマークでは、SATAハードドライブに保存されているHyper-Vインスタンスをバックアップします。これらのジョブの処理速度は、HDD帯域幅の上限に達します。また、ジョブ期間の99％の間、負荷がビジーであるため、ボトルネックが原因であることがわかります。VeeamバックアップジョブからのターゲットであるCephクラスターのワークロードは軽いです。Cephクラスターは、稼働時間の6％から1％でのみビジーです。

以前のベンチマークと比較して、VMバックアップの処理速度はSSDバックアップよりもはるかに低くなっています。これは主に、VMデータがハードドライブに保存されているためです。 

表3。

表4.SATA3HDD上の仮想マシンイメージのバックアップ

注：平均データ書き込み速度は、転送されたデータを期間で割って計算されます。これらのレートは、これらのバックアップジョブにおけるCephクラスターのワークロードを表します。

（3）HDD上のESXi上の仮想マシンのバックアップ

このテストは、VMWare ESXi6.5ホストのHDDで実行されているCentOS7およびWindows10仮想マシンを、4+2イレイジャーコード保護を備えたCephRBDによってバックアップされたリポジトリにバックアップします。 

表5。

表6。

注：平均データ書き込み速度は、転送されたデータを期間で割って計算されます。これらのレートは、これらのバックアップジョブにおけるCephクラスターのワークロードを表します。

結論

テスト結果によると、CephRBDとCephFSのパフォーマンスは類似しています。これは、RBDとCephFSのパフォーマンスのベンチマークに関する私たちの経験を満たしています。CephFSとRBDの特性を比較すると、長所と短所があります。複数のリポジトリサーバーをデプロイする必要がある場合は、Ceph RBDを1つのホストにしかマウントできないため、バックアップリポジトリサーバーごとにRBDイメージを作成する必要があります。CephFSと比較すると、メタデータサーバーを必要としないため、RBDの使用は簡単です。作成時にRBD容量サイズを割り当てる必要があるため、より多くのスペースが必要な場合は容量のサイズを変更する必要があります。

CephFSをリポジトリーとして使用する場合は、Cephクラスターに少なくとも1つのメタデータサーバー（MDS）をデプロイする必要があります。高可用性を実現するには、スタンバイメタデータサーバーも必要です。Ceph RBDと比較すると、ファイルシステムに割り当てを与える必要はありません。したがって、CephFSを無制限のストレージプールとして扱うことができます。

このユースケースのデモンストレーションでは、テストは各バックアップジョブで1つのVMのみをバックアップします。上記のテストレポートによると、平均データ書き込み速度は、処理速度とデータ重複排除および圧縮効率に関連していることがわかります。ソースディスクが高速になると、バックアップジョブの時間が短縮され、処理速度が速くなります。ユーザーのインフラストラクチャに応じて、ユーザーは複数の同時ジョブをデプロイして、異なるオブジェクトを同時にバックアップできます。Cephストレージは、複数の同時ジョブをサポートするのに非常に優れています。 

3x AmbeddedMars400を搭載した20xHDDOSD Cephクラスターは、4+2イレイジャーコードプールへの最大700MB/秒の集約書き込みスループットを提供できます。複数の現在のバックアップジョブを展開すると、全体的なバックアップ期間を短縮できるという利点があります。Cephクラスターの最大パフォーマンスは、クラスター内のディスクドライブの総数にほぼ直線的に比例します。

このユースケースでは、バックアップリポジトリとしてS3オブジェクトストレージを使用してテストしていません。S3オブジェクトストレージは、VeeamScale-OutバックアップリポジトリおよびNASバックアップのターゲットアーカイブリポジトリの容量階層として使用できます。Ambedded UVSマネージャー（ceph管理Web GUI）を使用して、RADOSゲートウェイを簡単にセットアップし、オブジェクトストレージユーザーを簡単に作成できます。