Problematiche relative al backup e ripristino dei sistemi NAS

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1 White Paper Problematiche relative al backup e ripristino dei sistemi NAS A cura di Terri McClure Settembre 2010 La presente white paper di ESG è stata commissionata da EMC e distribuita sotto licenza di ESG. Copyright

2 Sommario White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 2 Introduzione... 3 Problematiche odierne relative alla protezione dei dati nei sistemi NAS... 3 Panoramica del mercato NAS... 4 Adozione della tecnologia NAS... 4 Backup e ripristino in ambienti NAS... 5 Alternative per il backup e ripristino... 5 EMC Avamar, l'innovativa soluzione di backup e ripristino per ambienti NAS... 6 Avamar: backup e ripristino... 6 Funzionamento di Avamar... 7 Migliori processi di backup e ripristino NAS con Avamar... 7 Nessun compromesso... 7 La verità più importante... 8 Tutti i nomi dei marchi sono di proprietà delle rispettive aziende. Le informazioni contenute in questa pubblicazione sono state ottenute da fonti che Enterprise Strategy Group (ESG) considera affidabili, ma che non garantisce. Questa pubblicazione può contenere pareri di ESG periodicamente soggetti a modifiche. La presente pubblicazione è protetta da copyright di ESG. La riproduzione o la distribuzione integrale o parziale della pubblicazione, in formato cartaceo, elettronico o altro, rivolta a persone non autorizzate e senza l'espresso consenso di The Enterprise Strategy Group, Inc., costituisce violazione della legge sul copyright vigente negli Stati Uniti ed è passibile di azione legale per il risarcimento dei danni e, se applicabile, di azione penale. Per ulteriori domande, contattare ESG Client Relations al numero (508)

3 Introduzione White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 3 Il rispetto degli SLA (Service Level Agreement) per i processi di backup e ripristino NDMP (Network Data Management Protocol) completi presenta spesso una serie di problematiche. Un backup NDMP completo ha, con molta probabilità, una durata maggiore rispetto alle ordinarie procedure di backup e può compromettere la availability delle applicazioni e la produttività degli utenti finali. Questo processo utilizza inoltre una grande quantità di risorse di rete e di sistema. EMC utilizza una tecnologia integrata di replica e deduplicazione globale dei dati lato client che consente di effettuare il backup dei sistemi NAS (Network Attached Storage) in poche ore anziché giorni. Questo approccio è decisamente più efficiente rispetto agli approcci più tradizionali per la protezione dei sistemi NAS, in quanto consente di risparmiare tempo per le operazioni di backup e ripristino e di ridurre al minimo l'uso della capacità di storage e la larghezza di banda della rete. Problematiche odierne relative alla protezione dei dati nei sistemi NAS In termini di gestione nel settore commerciale, la maggior parte della capacità è rappresentata da rich content digitale basato su file. I dati di file comprendono diverse tipologie di documenti, tra cui Word, Excel, PDF, PowerPoint, immagini digitalizzate, CAD/CAM, codici origine, immagini digitali di assegni e raggi-x, nonché rich content digitale ottimizzato per Internet, ad esempio file video/audio, blog e wiki (raccolta di documenti ipertestuali). Dati non strutturati e aree condivise stanno aumentando in modo esponenziale. Una ricerca ESG evidenzia che la crescita dei dati in quest'area è maggiore rispetto a quella per le altre tipologie di dati; secondo le previsioni, entro il 2012 i dati di file archiviati raggiungeranno i 62 esabyte, superando di gran lunga i dati archiviati provenienti da database ed (vedere la Figura 1). 1 Figura 1. Crescita stimata per i dati archiviati in base al tipo Fonte: Enterprise Strategy Group, La proliferazione dei dati di file ha creato diverse problematiche in termini di gestione e backup/ripristino. Infatti, ottimizzare i processi di backup e ripristino è considerato uno dei tre investimenti IT prioritari per il 2010, come hanno evidenziato gli intervistati di un recente sondaggio condotto da ESG. 2 Garantire processi di backup e ripristino completi e affidabili, a prestazioni elevate, è un problema pressante per le organizzazioni IT e spesso la costante crescita dei dati non fa che peggiorare la situazione. Le principali problematiche relative 1 Fonte: Report di ricerca ESG, Digital Archiving: End-User Survey & Market Forecast , gennaio Fonte: Report di ricerca ESG, 2010 IT Spending Intentions Survey, gennaio 2010.

4 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 4 alla protezione dei dati sono legate alla crescita dei dati: tenere il passo con la capacità dei dati di proteggere e ridurre i tempi di backup e ripristino e nel contempo coprire i costi per l'hardware di backup. 3 Gli ambienti NAS contribuiscono alla crescita della capacità di storage in quanto presentano un grado di ridondanza elevato in termini di aree condivise. Le soluzioni di backup che non offrono funzionalità di filtraggio ed eliminazione dei dati duplicati rischiano di occupare molto spazio di storage e di compromettere I collegamenti di rete, nonché di rallentare il completamento dei processi di backup. Un altro problema è costituito dal fatto che diversi sistemi NAS sono ubicati in sedi remote. I backup locali sono complicati da eseguire in quanto, spesso, tali sedi non dispongono di amministratori di backup. Il backup centralizzato non è una soluzione pratica, a causa del potenziale impatto dei backup giornalieri sulla larghezza di banda della rete. Panoramica del mercato NAS Le esigenze di storage e gestione dei dati basati su file hanno dato vita ad una tecnologia ottimizzata per questa funzionalità. Un dispositivo NAS ha la specifica funzione di archiviare i file ed effettuare attività di file serving. I sistemi NAS sono generalmente sistemi di storage dei dati dedicati, ad alte prestazioni, che eseguono sistemi operativi proprietari integrati ottimizzati per le operazioni di I/O del disco. È possibile accedere, tramite connessione Ethernet, allo spazio su disco rigido del dispositivo NAS, che può quindi essere utilizzato come storage device primario da parte di alcuni o tutti i dispositivi host disponibili sulla rete. Adozione della tecnologia NAS L'ingente crescita dei dati di file sta determinando una sempre maggiore adozione delle soluzioni NAS. Una ricerca ESG ha rivelato che il 55% delle organizzazioni del segmento midmarket e il 70% delle organizzazioni del segmento enterprise si avvale della tecnologia NAS per lo storage primario. 4 ESG ha inoltre evidenziato che gli acquisti per i nuovi sistemi di storage NAS sono considerati uno dei cinque principali investimenti di storage per il Come illustrato nella Figura 2, la capacità di storage NAS (35% della capacità totale di storage su disco dichiarata dagli intervistati nel corso della ricerca ESG) è superiore rispetto alla capacità di storage SAN (Storage Area Network) (33%) e DAS (Direct Attached Storage) (31%). Con i sistemi SAN, i dati vengono trasferiti attraverso la rete in forma di blocchi di disco, mentre con i sistemi NAS vengono trasferiti i dati di file. I sistemi SAN e NAS sono specifici per lo storage di rete mentre i sistemi DAS sono dedicati al file server al quale sono collegati. Figura 2. Capacità di storage in base alla tipologia 100% Nella sua azienda, quale percentuale approssimativa della capacità di storage su disco comprende i seguenti tipi di storage? (media, N=504) 90% 80% 70% 60% 50% 40% SAN (Storage Area Network), 33% NAS (Network Attached Storage), 35% 30% 20% 10% DAS (Direct Attached Storage), 31% 0% Fonte: Enterprise Strategy Group, Fonte: Report di ricerca ESG, 2010 Data Protection Trends, aprile Fonte: Ricerca ESG, iscsi Market Update, Fonte: Report di ricerca ESG, 2010 IT Spending Intentions Survey, gennaio 2010.

5 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 5 Diverse organizzazioni si avvalgono dei sistemi NAS perché sono semplici da installare/distribuire, sono accessibili e affidabili e riducono al minimo i tempi di supporto. Altri fattori che favoriscono l'adozione includono la facilità di espansione della capacità e la semplicità di amministrazione, specialmente in termini di file serving per client eterogenei. Gli intervistati nel corso della ricerca ESG che utilizzano sistemi di storage NAS, riferiscono una crescita costante delle soluzioni di storage. Il 49% degli intervistati riferisce un tasso di crescita della capacità di storage NAS superiore al 20% annuo (vedere la Figura 3). 6 Figura 3. Capacità di storage in base alla tipologia Qual è il tasso di crescita annuo approssimativo della capacità di storage dei dati NAS? (percentuale di intervistati, N=338) 40% 35% 36% 30% 28% 25% 20% 21% 15% 13% 10% 5% 0% da 1% a 10% da 11% a 20% da 21% a 50% Oltre il 50% Non so 2% Fonte: Enterprise Strategy Group, Backup e ripristino in ambienti NAS Le architetture tradizionali di backup di tipo file/server utilizzano un agente software in esecuzione su ciascun server su cui risiedono i dati. L'agente client di backup facilita l'acquisizione e il trasferimento dei dati e comunica con il motore di backup centralizzato. Poiché il dispositivo NAS esegue un sistema operativo proprietario ed è dedicato al file serving, non gestisce i componenti del software di backup, ad esempio la tecnologia dell'agente di backup generalmente necessaria per semplificare i processi di backup e ripristino a livello di file o applicazione. Alternative per il backup e ripristino Backup proxy Uno dei metodi più semplici per effettuare il backup in ambienti NAS consiste nell'utilizzo di un sistema di backup proxy sulla rete sulla quale è installato l'agente di backup. Ciascun volume NAS che necessita del backup può essere sottoposto a mounting tramite protocolli di condivisione CIFS (Common Interface File System) o NFS (Network File System) sul server su cui risiede l'agente di backup. Questo approccio è meno efficiente a causa dell'eccessivo consumo della larghezza di banda di rete necessaria per spostare i dati da un sistema all'altro, con potenziale peggioramento delle prestazioni per le operazioni di backup. Protezione dei dati specifici dei sistemi NAS I sistemi NAS possono offrire funzionalità di protezione dei dati per semplificare i processi di backup e ripristino dei dati. Ad esempio, una funzionalità snapshot consente di effettuare copie point-in-time 6 Fonte: Report di ricerca ESG, 2008 Enterprise Storage Systems Survey, novembre 2008.

6 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 6 a livello di blocco in locale o in remoto. Tuttavia, è possibile che vi sia un limite al numero di snapshot eseguibili (ad esempio, un massimo di 250), e ciò potrebbe causare problemi a livello di conservazione. La replica offre funzionalità di mirroring sincrono o asincrono in locale o in remoto. Questi strumenti nativi potrebbero richiedere costi di licenza aggiuntivi e probabilmente funzioneranno solo su sistemi di storage omogenei. Le copie di snapshot generalmente acquisiscono solo i blocchi modificati dopo la prima copia completa, riducendo al minimo la capacità dei dati acquisiti, trasferiti e archiviati. Una maggiore frequenza di snapshot permette di migliorare gli obiettivi RPO (Recovery Point Objectives). In termini di costi, questo approccio nasconde delle sorprese: infatti, il dispositivo NAS potrebbe pre-allocare lo spazio su disco per le snapshot (circa il 20% del volume totale) sul più costoso storage primario. Backup NDMP Il protocollo NDMP (Network Data Management Protocol) è un'interfaccia standard di settore che fornisce funzionalità di backup e ripristino basate su best practice per i sistemi NAS. Un approccio NDMP consente al server di backup di comunicare direttamente con l'appliance NAS e trasmettere I dati allo storage device di backup specificato. Il protocollo solleva i fornitori di backup dalla necessità di scrivere codice specifico per i dispositivi NAS al fine di semplificare i processi di backup. Eventuali applicazioni di backup terze parti in esecuzione su un altro server in rete hanno accesso ad una serie di comandi per la lettura dei dati e la relativa scrittura sul supporto (per il backup) o per la lettura dei dati dal supporto e la scrittura di un flusso di dati NDMP (per il ripristino). Il vantaggio di questo approccio consiste nel fatto che elimina il carico dai server di produzione ed esclude il traffico di backup dalla rete LAN di produzione, dal momento che il dispositivo NAS invia singoli file e metadati direttamente ai supporti di backup. Questa tecnica presenta alcuni svantaggi, tra cui i costi aggiuntivi per le licenze NDMP del fornitore del software di backup. La maggior parte delle soluzioni di backup tradizionali che utilizzano la tecnologia NDMP richiede un backup settimanale completo (livello 0) e backup incrementali giornalieri (livello 1). Riuscire a portare a termine backup completi nell'arco di tempo prestabilito è il più delle volte una sfida, data l'ingente quantità di dati presenti oggigiorno sui sistemi NAS. Processi di backup completi prolungati possono minare la produttività dell'utente finale e l'availability delle applicazioni. La difficoltà a portare a termine il backup settimanale completo impedisce il raggiungimento degli obiettivi di consolidamento del sistema NAS e ciò significa che le organizzazioni IT non possono ottimizzare i propri investimenti NAS. Generalmente, le scansioni di file system di grandi dimensioni prolungano i processi di backup incrementali in quanto richiedono l'analisi dettagliata dell'intero file system (diversi milioni di file e directory) per verificare la presenza di eventuali modifiche (file nuovi, modificati o eliminati). Le modifiche apportate ad un file di grandi dimensioni richiedono il backup dell'intero file (non delle sole modifiche). I dati ridondanti avranno inoltre un impatto sui tempi di backup e la capacità di storage. Vi sono ripercussioni anche sui processi di ripristino. Il ripristino a seguito di un errore di backup è un processo ancora più lento, in quanto non è previsto il supporto in termini di check point. Per individuare le informazioni necessarie, il software di backup deve procedere ad una lettura sequenziale dell'immagine di backup. Il processo potrebbe richiedere più operazioni che prevedono il ripristino di una directory, di un singolo file o di un gruppo di file, a meno che il fornitore della soluzione di backup non preveda il supporto della funzionalità DAR (Direct Access Restore). EMC Avamar, l'innovativa soluzione di backup e ripristino per ambienti NAS Avamar: backup e ripristino EMC Avamar è un software di backup e ripristino con tecnologia integrata di deduplicazione dei dati. Consente di identificare ed eliminare i segmenti di dati di sottofile e livello di sistema client, riducendo le dimensioni dei dati di backup prima del relativo trasferimento attraverso la rete, garantendo backup giornalieri completi e veloci anche in caso di collegamenti lenti o congestionati. Riduce inoltre lo storage del disco di backup tramite

7 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 7 deduplicazione a livello di siti e server su vasta scala, rendendo il backup da disco a disco più accessibile dal punto di vista finanziario rispetto ad un approccio da disco a nastro. La creazione di copie dei dati fuori sede ai fini del disaster recovery è facilitata dalla deduplicazione della replica da sito a sito tramite connessione WAN. I dati possono essere crittografati al volo e archiviati per garantire una maggiore sicurezza e privacy. I dati di backup di Avamar possono essere esportati anche su nastri fisici. La soluzione è ideale per un processo di backup e ripristino rapido e sicuro in diverse tipologie di ambienti, non solo NAS; EMC Avamar è particolarmente adatto per gli ambienti con server virtualizzati VMware, sistemi desktop e laptop e uffici remoti. Funzionamento di Avamar La deduplicazione a livello di client è la tecnologia alla base di Avamar ed è il motivo per cui Avamar è in grado di risolvere le principali problematiche in termini di protezione dei dati aziendali. I dati aziendali sono estremamente ridondanti, con file e segmenti di dati di sottofile identici archiviati all'interno dei singoli sistemi e dei sistemi a livello aziendale. Continuando ad archiviare dati ridondanti, i tradizionali software di backup non fanno altro che aggravare ulteriormente la situazione. Avamar consente di risolvere questo problema visualizzando i dati principali in blocchi di sottofile denominati segmenti di dati. Il software genera e assegna a ciascun segmento di dati un ID univoco, basato sul contenuto, che viene utilizzato per eseguire un confronto con i segmenti di dati già sottoposti a backup. Solo i segmenti nuovi e unici vengono trasferiti durante il processo di backup, assicurando così il salvataggio di una singola istanza di ciascun segmento in una postazione centrale. Avamar elimina i dati di backup ridondanti a livello di client prima del relativo trasferimento in rete. Offre inoltre funzionalità di deduplicazione a livello di siti e server e questo spiega il termine "globale". Di conseguenza, Avamar è in grado di effettuare backup giornalieri completi e di ridurre drasticamente i tempi di backup, l'impatto sulla rete di backup e lo storage back-end su disco necessario, garantendo una conservazione su disco efficiente ed economica e un ripristino rapido, in un unico passaggio. Migliori processi di backup e ripristino NAS con Avamar Per rispondere alle problematiche sopra descritte, relative alla protezione dei dati che risiedono sullo storage NAS, EMC propone Avamar NDMP Accelerator. Un unico Avamar NDMP Accelerator Node dedicato utilizza il protocollo NDMP e funge da corridoio tra uno o più dispositivi NAS e il server Avamar. La deduplicazione a livello di Avamar NDMP Accelerator Node aumenta l'efficienza riducendo la richiesta di risorse di rete e di sistema e ottimizzando le prestazioni rispetto ai backup completi NDMP tradizionali. Il risultato? Con Avamar, i backup settimanali completi fanno parte del passato. Il backup NDMP iniziale dell'ambiente NAS effettuato con Avamar è un backup completo (livello 0). Pertanto, Avamar richiede esclusivamente backup giornalieri incrementali (livello 1), il cui completamento richiede una quantità di tempo notevolmente minore, ma che vengono archiviati come backup completi sul sistema Avamar. Poiché ogni backup effettuato con Avamar viene archiviato come backup completo, il ripristino diventa un processo più semplice e rapido, in un'unica fase. Avamar elimina la necessità di eseguire processi di ripristino in più fasi (un ripristino completo e uno o più processi di ripristino incrementali) per raggiungere il punto di ripristino stabilito, garantendo un ripristino immediato in un'unica fase nell'ubicazione desiderata (originaria o alternativa) con una sola operazione. Nessun compromesso EMC Avamar e NDMP Accelerator Node accelerano il processo di backup e ripristino NAS, senza compromessi. I processi di backup e ripristino NDMP effettuati con Avamar offrono numerosi vantaggi: Rapidi backup completi su base giornaliera. Dal momento che Avamar richiede solo dati modificati (livello 1) per il backup giornaliero, effettuandone la deduplicazione a livello locale, il fornitore sostiene che i backup sono fino a 10 volte più veloci rispetto ai backup NDMP tradizionali. Ciò significa che I backup giornalieri completi vengono effettuati in poche ore anziché giorni e che viene eliminata la necessità di effettuare backup lunghi e frequenti, di livello 0.

8 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 8 Ripristino completo in un unico passaggio. Avamar crea sempre un'immagine del backup completo, eliminando la necessità di ricrearne un'immagine in base all'ultimo backup completo effettuato e ad uno o più backup incrementali. Ciò semplifica e accelera il processo di ripristino dei dati NAS. Avamar offre opzioni di ripristino flessibili, tra cui la possibilità di ripristinare l'intero file system o solo singoli file. Inoltre, il ripristino può essere indirizzato a qualsiasi altro client Avamar su qualsiasi sistema operativo supportato. Impatto minimo sulle risorse di rete e storage di backup. Dal momento che gestisce esclusivamente dati modificati, Avamar riduce significativamente il volume dei dati di backup trasferiti e archiviati. Ciò semplifica il backup dei sistemi NAS remoti a livello centralizzato. Supporto del consolidamento NAS. Avamar garantisce livelli di consolidamento NAS più elevati. I vantaggi offerti da Avamar Accelerator Node ottimizzano le attività rimuovendo i colli di bottiglia create dai processi di backup. Facilità di ripristino garantita grazie ad availability e integrità. Le funzionalità integrate di high availability e controllo di integrità dei dati su base giornaliera aumentano il livello di fiducia in termini di facilità di ripristino dei dati. La replica dei dati crittografati su un server Avamar remoto offre una soluzione di disaster recovery semplice e sicura. Nessun limite in termini di conservazione. A differenza delle strategie di protezione NAS basate esclusivamente su snapshot, Avamar non presenta limiti in merito al numero di copie point-in-time (backup di Avamar) che è possibile conservare. Policy engine, interfaccia e indice centralizzati integrati. Il backup specifico per l'applicazione è integrato mediante un unico policy engine centralizzato, gestito da un un'unica interfaccia utente e gestito mediante un unico indice. La verità più importante La crescita dei dati, in particolar modo dei dati di file, sta portando ad una sempre maggiore diffusione dei sistemi NAS. Con l'architettura NAS sorgono anche dei problemi in termini di esecuzione efficiente di processi di backup e ripristino dei dati che risiedono sullo storage NAS da parte delle soluzioni di backup client/server tradizionali. Le organizzazioni IT sono state costrette ad eseguire il mounting di ciascun volume NAS originato da un server sulla rete su cui risiede un agente di backup. Il peggioramento delle prestazioni e l'overhead delle operazioni derivanti da questo approccio hanno favorito lo sviluppo del protocollo NDMP. Il protocollo NDMP ha consentito di semplificare i processi di backup e ripristino, ma a tutt'oggi presenta ancora dei limiti, in particolare il rispetto degli intervalli di tempo prestabiliti per l'esecuzione degli stessi. Le tecnologie di snapshot e replica specifiche NAS offrono un'alternativa ai processi di backup NDMP; tuttavia, presentano anch'esse degli svantaggi. EMC Avamar NDMP Accelerator Node è interoperabile con il software Avamar in esecuzione in un repository di dati (server) Avamar a gestione centralizzata e consente di eliminare duplicati dei dati di backup su vasta scala nell'intera organizzazione. Mediante una policy logica per il backup completo e successivamente incrementale, unitamente ad un processo globale di deduplicazione e compressione dei dati basati su client, è possibile garantire processi di backup e ripristino rapidi ed efficienti. L'architettura basata su grid N-way offre la massima scalabilità in termini di prestazioni e capacità, mediante la semplice aggiunta di nodi (server) al grid. Inoltre, l'architettura RAIN (Redundant Array of Independent Nodes) di Avamar garantisce funzionalità di high availability, mediante l'eliminazione dei singoli point of failure e di fault tolerance a livello di tutti i nodi. Avamar effettua inoltre controlli dell'integrità su base giornaliera dei dati di backup e del server Avamar, garantendone il rapido ripristino in caso di necessità. Alle organizzazioni che si avvalgono della tecnologia NAS e hanno difficoltà a rispettare gli obiettivi di backup e ripristino per i dati basati su NAS, consigliamo di valutare EMC Avamar e la relativa tecnologia NDMP Accelerator. Avamar garantisce un'efficienza end-to-end per gli ambienti NAS, acquisendo un numero di dati all'origine significativamente inferiore, riducendo i requisiti di larghezza di banda e di capacità, nonché

9 White paper: Problematiche delle soluzioni NAS di backup e ripristino 9 gli intervalli di tempo per l'esecuzione dei processi di backup. Avamar offre un approccio basato su un unico backup completo e incrementale che garantisce l'availability di un processo di ripristino rapido e in un unico passaggio. Di conseguenza, EMC Avamar offre una soluzione di backup e ripristino più efficiente per gli ambienti NAS, senza conseguenze svantaggiose né compromessi.

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