虛擬環境中的資料保護技巧

江志祥 Falconstor亞太區行銷副總裁，曾於趨勢科技、夏恩電腦（Cheyenne）、組合國際（CA）負責亞洲區OEM、經銷拓展與技術行銷等業務，在資訊安全、資料備份/回復、災難復原/異地備援等領域擁有超過10年以上的實務經驗。

隨著處理器效能的不斷提高，企業透過虛擬機器（Virtual Machine）充分利用閒置的處理器資源已成為越來越普遍的作法。虛擬機器可將一臺伺服器的資源模擬成多臺虛擬伺服器，替代原來的實體伺服器，從而可以達到資源集中管理、提高空間利用率，以及降低維護成本的效果。另外還能在建置備援主機或異地備援方面產生新的應用方式。

但虛擬機器的應用也帶來了副作用，過去在由多臺不同實體伺服器分別處理業務的作法，若有任一伺服器損壞，頂多就是部分業務停擺。然而在導入虛擬機器後，由於是以一臺實體伺服器模擬出多臺虛擬機器同時負擔多個任務，一旦實體伺服器出狀況，那麼在該實體伺服器上透過虛擬機器執行的所有業務，都可能會因此而受影響，也就是說「資源集中，風險也集中」，虛擬環境雖然立意良好，但相關的的資料保護也不能因此而輕忽。

問：虛擬機器的應用，產生了哪些儲存或資料保護方面的新應用？
答：最大差異是在備援主機建置方面，過去在建置備援方案時，都必須尋找相同硬體的伺服器擔任備援主機，而在應用虛擬機器後，就可以擺脫硬體限制，利用虛擬主機作為異地端的備援。而還能利用一臺高性能伺服器，模擬出多個虛擬機器同時充任多臺前端主機的備援。

問：除了可以一臺伺服器兼任多臺主機的備援外，虛擬機器在建置備援主機上還有什麼特性？
答：伺服器的保護可以分為硬體、作業系統與應用程式資料三部份，一般備份只能針對應用程式資料提供保護，某些軟體可以擷取整個主機硬碟的映像，所以兼顧了系統的保護，但即使有了主機的磁碟映像檔，一旦主機硬體發生故障，還是要找到一臺硬體相同的伺服器，才能順利把磁碟映像部署到伺服器上，接手原來伺服器的工作。

如果改用虛擬機器，就能利用所謂實體轉虛擬（Physical to Virtual ，P2V）的方式擺脫硬體的限制。也就是說把實體伺服器的磁碟，轉為虛擬的格式，成為虛擬機器使用的磁碟副本，再利用類似VMWare Converter的程式，將驅動程式或其他工具匯入磁碟副本，就能啟動備援的虛擬伺服器，完成從硬體、系統到資料的保護，同時又能繼續維持檔案與驅動程式的相容。

問：P2V對建置備援系統來說非常方便，在使用上是不是有什麼限制？
答：實體伺服器的磁碟資料如果要讓虛擬化系統掛載，通常必須轉為特定格式。以VMWare的虛擬化應用來說，就是要轉換成VMDK檔。問題就在於從既有檔案系統轉換為虛擬機器格式的動作耗時相當久。如果實體伺服器的資料量達到數百GB或數TB等級，光是P2V的轉換往往就要耗掉好幾個小時，甚至是十幾個小時，這段時間內伺服器的資源將完全被佔用。更麻煩的是，前端不是只有一臺實體伺服器的磁碟需要轉換，整個程序非常耗時，反而會影響到企業利用虛擬機器建置備援伺服器的意願。

問：有任何方式可以擺脫P2V的麻煩嗎？
答：有一種方式是透過儲存區域網路（SAN）的架構，只要在SAN環境下使用複製或快照工具為前端伺服器建立鏡像磁碟，再把建立起來的複本磁碟指派給虛擬機器使用，就能免去轉換的問題。以VMWare為例，在如果已在SAN底下為前端磁碟建立了副本磁碟，那麼就可以透過原生磁碟映射（Raw Disk Mapping，RDM）模式，將磁碟副本指派給虛擬機器使用，不用再進行VMDK轉換動作。關鍵是，要有能在SAN下為前端磁碟建立磁碟副本的工具。

問：這種方式除了可以免去P2V的轉換麻煩外，還有什麼特點？
答：可以加速備份還原或啟動備援的時間，解決虛擬機器保護的問題。由於虛擬機器集中了資源，但也集中了風險，所以為虛擬機器製作備份將是不可或缺的工作，但虛擬機器在架構上仍和實體機器相同，如果使用一般備份軟體來備份，除了速度慢以外，還會碰上由備份格式轉換為虛擬格式的麻煩，這時候前述這種方式就可以解決這方面的問題。

問：除了建置備援主機外，接下來虛擬機器還有什麼應用？
答：我認為，下一步發展就是「虛擬應用伺服器（Virtual Appliance）」，現在市面上有許多為特定用途設計的專屬應用伺服器，如掃毒、防火牆、郵件過濾，或是磁碟快照等，這類伺服器的核心其實是軟體，只是搭配一臺x86伺服器來使用。透過虛擬技術，其實可以把這些應用伺服器製作成在虛擬機器上運作的「虛擬應用伺服器」，這樣就能讓一臺實體伺服器同時兼有原先依賴特定應用伺服器提供的服務。雖然虛擬出來的應用伺服器從架構上來看，與原先的硬體應用伺服器完全相同，但本質上是軟體，因此也可簡化配置上的麻煩，就企業來說也可省下硬體部分的成本。整理⊙張明德