Azureにおけるコンシスタントなバックアップ

投稿日: 2024年12月12日 作成者: climb
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Azureのワークロードのバックアップを行う場合、バックアップの種類はすべて同じというわけではありません。アプリケーション一貫性(コンシスタント)バックアップについて詳しく検証して行きます。アプリケーション一貫性バックアップとは何か、どのように機能するのか、そしてなぜリカバリ戦略にとって重要なのかについてです。

アプリケーションの一貫性（コンシスタント）とは？

アプリケーション一貫性は、バックアップ操作中にアプリケーションがデータの整合性とトランザクションの一貫性を維持することを保証します。アプリケーション一貫性について語る場合、実際には、データ処理における3つの重要な側面について語っていることになります。

  1. メモリ状態の保持 SQL Server のようなアプリケーションはパフォーマンスを考慮してデータをメモリバッファに保持し、ファイルサーバは頻繁にアクセスされるファイルをキャッシュします。 アプリケーションの一貫性を保つバックアップでは、バックアップ開始前にこのメモリ内のデータを確実にディスクに書き出すことができます。
  2. トランザクション処理 複数のテーブルにまたがるデータベースのトランザクションであれ、大規模なファイルコピー操作であれ、アプリケーションの一貫性を保つバックアップでは、操作が確実に完了するか、または確実にロールバックされます。
  3. 書き込み順序の正確性 アプリケーションやファイルシステムでは、データファイルと同期するデータベースログから、実際のファイル変更とペアになったファイルシステム・ジャーナリング・エントリまで、特定の書き込み順序が求められることがよくあります。

これは、データベースアプリケーションとファイルサーバの両方にとって重要であり、バックアップの状態が調整されていることで、リカバリが確実に成功します。

クラッシュ一貫性のあるバックアップは、競技者が走っている最中に捕まえるようなものです。技術的には正確ですが、スタートが厄介です。アプリケーション一貫性のあるバックアップは、自然な立ち位置で一時停止するのを待つようなものです。再開するにははるかに良い状態です。

💡 N2Wの優位性: Azure Backupでは各VMに対して手動でVSSライター構成を行う必要がありますが、N2WではWindowsにビルトインされたVSS統合とLinux用の自動化されたプリ/ポストスクリプトフレームワークにより、整合性管理を自動化します。VSSライターの状態監視、整合性チェックの失敗時の自動再試行、整合性プロセスの詳細ログの提供など、すべてを手動操作なしで行います。

技術的な実装

Windows VMでは、Azureはボリュームシャドウコピーサービス（VSS）を活用してアプリケーションと連携します。バックアップが開始されると、VSSはアプリケーションのVSSライターと通信し、インメモリデータをディスクにフラッシュするよう指示します。その後、VSSはバックアップがこの一貫した状態をキャプチャする間、I/O操作を一時的にフリーズします。

Linux VMの場合、Azure Backupは異なるアプローチを使用します。デフォルトでは、クラッシュ一貫性のあるバックアップに似たファイルシステム一貫性のあるバックアップが採用されており、ディスク上のすべてのデータが一貫性のある状態であることを保証します。Linuxのアプリケーションの一貫性を確保するために、Azure Backupはカスタムのスナップショット前およびスナップショット後のスクリプトを実行するフレームワークを提供します。以下に、その動作の概念的な例を示します。

まずは毎日のバックアップから開始し、その後、個別のRTO（目標復旧時間）およびRPO（目標復旧時点）要件に基づいて頻度を調整します。特にリソース集約的な作業負荷の場合、頻度を高くするとパフォーマンスに影響が出る可能性があることを考慮してください。

必須のベストプラクティス

アプリケーションの一貫性を保ったバックアップには、テストが不可欠です。 復元後にアプリケーションが正しく起動することを定期的に確認し、実際の復旧時間を測定する必要があります。 データベースの場合は、整合性チェックを実行し、最近のトランザクションが存在することを確認します。 ウェブアプリケーションの場合は、完全な起動シーケンスを実行し、主要なエンドポイントが正しく応答することを確認します。

バックアッププロセスを注意深く監視します。Windowsシステムの場合は、「vssadmin list writers」を使用してVSSライターの状態を定期的に確認します。頻度に関する公式な推奨事項はありませんが、毎日チェックすることで問題を早期に発見することができます。特に、SQL ServerやExchangeなどの重要なアプリケーションについては、エラー状態のライターがないか確認します。

パフォーマンスへの影響は、ワークロードの種類によって大きく異なります。SQL Serverデータベースの場合は、トランザクション量が少ない時間帯にフルバックアップをスケジュールすることを検討してください。バックアップ中のSQL Serverの待機統計を監視し、リソースのボトルネックを特定します。ファイルサーバの場合は、バックアップ中のディスクキューの長さを追跡します。高い値が継続的に表示される場合は、IOの競合が発生している可能性があります。

💡 N2Wの優位性：N2Wリカバリシナリオにより、バックアップリカバリプロセスを自動化し、定期的にテストすることができます。Azureバックアップとは異なり、複雑なリカバリワークフローを調整し、アプリケーションの一貫性を自動的に検証することができます。

一般的な課題とソリューション

タイムアウトの問題は、特に大規模なデータベースや高負荷のシステムでは、VSS操作にしばしば発生します。解決策は、タイムアウト設定を増やすという単純なものではありません。時には、バックアップスケジュールを再考したり、非常に大規模なデータベースを分割することを検討する必要があります。

Linux環境では、プリ/ポストスクリプトが潜在的にサイレントで失敗する可能性があり、独自の課題に直面しています。 堅牢なエラー処理と詳細なログの実施が不可欠です。 一部のアプリケーションでは、VSSリクエストに問題が生じる場合があり、VSSライターの互換性の検証または代替のバックアップアプローチが必要となります。

💡 N2W の優位性: N2Wは包括的なバックアップレポートとモニタリングを提供し、整合性の問題を特定してトラブルシューティングを容易にします。 Azureの基本的なレポートとは異なり、バックアップ操作に特化した詳細な洞察を得ることができます。

実環境での実装のヒント

バックアップ戦略では、以下の重要な要素を考慮する必要があります。

  1. アプリケーションの種類 ：データベース、メールサーバ、ファイルサーバでは、整合性の要件が異なります。各アプリケーションがクリーンなリカバリに必要なものを理解します。
  2. 目標復旧時間（RTO）： 各アプリケーションには、バックアップの頻度と整合性アプローチを決定するRTOを定義する必要があります。
  3. テストスケジュール： バックアップの整合性とリカバリ手順の両方を検証する定期的なテストカレンダーを実装します。

💡 N2W の優位性: Azure Backupではバックアップ間隔に制限がありますが、N2Wでは5分間隔でのバックアップが可能であり、リカバリポイントと潜在的なデータ損失リスクをより詳細に制御できます。

結論

アプリケーションの一貫性を維持したバックアップは、Azureワークロードの信頼性の高い復旧を確保するために不可欠です。クラッシュ一貫性のあるバックアップよりも設定に手間がかかりますが、アプリケーションの一貫性が保証され、復旧時間が短縮されるというメリットは、その手間を十分に補って余りあるものです。適切なツールと組み合わせた定期的なバックアッププロセスのテストと監視は、重要なアプリケーションが常に復旧可能であることを保証するのに役立ちます。

💡 N2WのAzureサポートについてはこちらへ

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