两日一概念之Azure篇 —— Azure Backup

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发布日期: 2024-07-05

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前面介绍了Azure VM。
当部署了 VM 之后，如何从 VM 层面保证 “业务连续性和灾备（BCDR）”计划呢？

Azure 为 VM 在这方面提供了多个选项和方案：

高可用方面：Availability Sets（可用性集）、Availability Zone（可用性区）、VM Scale Sets（虚拟机规模集）。
备份冗余：Azure Backup、Azure Site Recovery。
这篇聊的就是Azure Backup。

Azure Backup 是 Azure 的一项内置的功能，涉及到多个 Azure 产品和服务。
它为 Azure 管理的数据资产提供安全备份，并将备份数据保存到 Recovery Services Vault(恢复服务保管库，Azure Site Recovery 也将数据保存在此处)。

一、Azure Backup 支持的场景

Azure VM —— 无需额外安装软件即可轻松备份和还原Azure VM。
本地服务器（本地物理机或虚拟机） —— 需要安装 Microsoft Azure Recovery Service (MARS) Agent。或者在本地部署 Microsoft Azure Backup Service (MABS) 或 Data Protection Manager (DPM) ，然后由 MARS Agent 将备份服务器的数据备份到 Azure 云。
Azure File Share（Azure文件共享）
Azure VM 中的工作负载 —— 仅包括 SQL Server 和 SAP HANA 两种数据库。

然而，近期 Azure Backup 的服务边界在不断扩展，新出现了“Backup Vault（备份保管库）”，并对应了新的支持场景（有待观察）:

Azure Database for PostgreSQL
Azure Blob
Azure Kubernetes

二、与 Azure Site Recovery 的区别

Recovery Services Vault 是备份的存储实体。
它除了对 Azure Backup 提供支持以外，同时提供了对 Azure Site Recovery 的支持。

这两者的区别：
Azure Backup 的主要目标是 —— 维护让你能够及时回退到目标状态的数据副本，但Azure Site Recovery 几乎可实时复制数据，并允许故障转移。

从业务连续性和可用性上说：

如果存在网络或断电等问题，你可使用 Availability Zone（可用性区）。
对于 Region（区域）范围的灾难（如自然灾害），使用 Azure Site Recovery。
在出现意外数据丢失、数据损坏或勒索软件攻击的情况时使用 Azure Backup。

三、特性和机制

备份 VM 遵循简单的三步骤：
创建恢复服务保管库、定义备份策略、执行备份作业。

创建 Recovery Services Vault
创建保管库时，需要选择保管库的冗余复制机制。
- 本地冗余存储 (LRS)。这是成本最低的选项，针对服务器机架和驱动器故障提供基本保护。建议将此选项用于非关键方案。
- 异地冗余存储 (GRS)：此中间选项在 Paired Regions 的次要区域中具有故障转移功能。建议将此选项用于备份方案。
- 区域冗余存储 (ZRS)：此选项通过跨三个 Azure 可用性区域同步复制存储帐户，来防范数据中心级别的故障。建议将此选项用于高可用性方案。
以上三项，也是 Azure 各服务中常见的三种冗余选项，经常会看见它们。
Snapshots（快照）
Azure Backup 对每种支持的操作系统使用不同的扩展，以生成快照：
OS 扩展
Windows VMSnapshot：使用VSS可获取磁盘和内存中数据的副本。
Linux VMSnapshotLinux：快照仅是磁盘数据的副本。
可见，Azure Backup 针对 Windows 系统可以自带内存数据的复制，但 Linux 则没有此特性。
生成快照的一致性，分以下三种：
- Application consistent(应用程序一致性)
  将整个 VM 作为一个整体进行快照捕获和生成。快照为 VM 及所有正在运行的应用程序提供完全一致性。
  注意，Linux 系统要落实此特性，需要自己编写每个应用的pre \ post scripts，以捕获应用程序的状态。
- File system consistent(文件系统一致性)
  如果VSS在 Windows 上出现故障，或 pre \ post scripts 在 Linux 上出现故障，则仅会创建文件系统一致的快照。
- Crash consistent(崩溃一致性)
  当正在备份时，VM 出现了关闭的情况，快照会被标记为“Crash consistent”。此快照既不能保证应用程序一致性，也不能保证操作系统的一致性。
  除非实在没有办法，尽量不要使用Crash consistent的快照。
Backup policy（备份策略）
备份策略，可定义备份的备份频率和保存时长。
- 备份频率
  目前，VM 备份可每天或每周触发，并且可存储多年。如果使用”增强策略“，可以触发每小时备份。
- 保存时长
  先来了解一下，Azure 备份作业分为两个阶段：
  - 阶段 1：根据设置的备份时间点，捕获和生成虚拟机数据的快照。
  - 阶段 2：将快照传输到 Recovery Services Vault。
    一般，阶段1是实时完成，但阶段2的完成时长从1小时~24小时内不等。
  因此，这两个阶段拥有不同的保存时长。
  在第一阶段，快照在 VM 本地进行了“instant store（即时存储）”，存储在 VM 本地的备份又称为“快照层”。
  在第二阶段，当备份被上传到 Recovery Service Vault 中，称为“保管库层”。
  - 快照层策略
    默认备份在 VM 本地保存的时长为 2 天，可配置为 1 ~ 5 天。
    在本地存在快照的情况下，可以使用“instant restore（即时还原）”，从而减少等待备份数据上传到保管库、又从保管库下载恢复的时间。
    因此，如果本地快照保存时长是2天，instant restore 仅可还原两天内的备份数据。
  - 保管库层策略
    默认备份在保管库保存的时长为 30 天，可延长存储数年。
    保存保管库里的备份，默认开启了软删除。即在删除备份项后，备份数据也将保留 14 天。这可防止意外删除或恶意删除情况，从而允许恢复这些备份，不会丢失数据。
Restore
对于还原 VM，可以支持多种还原方式：
- 创建新 VM —— 从还原点快速创建一个新的 VM。
- 还原磁盘 —— 还原某个 VM 磁盘，然后使用它来创建新的 VM。
- 替换现有项 —— 可还原某个磁盘，并用它来替换现有 VM 上的磁盘。
- 跨区域（次要区域） —— 支持 创建新 VM、还原磁盘 ，暂不支持替换现有项。
- 跨订阅还原、跨区域还原。
- 选择性磁盘备份 ——允许通过增强策略，备份和还原 VM 磁盘子集。