Panoramica di Hyper-V Replica

Hyper-V Replica è una funzionalità predefinita di Hyper-V in Windows Server che consente la replica di macchine virtuali tra Hyper-V host per la continuità aziendale e il ripristino di emergenza (BCDR). Consente di creare e gestire copie offline di macchine virtuali in un host secondario e persino di estendersi a un terzo host, che è possibile usare per il failover in caso di errore di un host primario. Hyper-V Replica non è disponibile in Hyper-V nei sistemi operativi client Windows.

Hyper-V failover clustering e Hyper-V Replica risolvono scenari di disponibilità che sono correlati ma distinti. Un cluster di failover Hyper-V offre disponibilità elevata locale per l'esecuzione di macchine virtuali usando più host (nodi) che in genere accedono alla stessa risorsa di archiviazione in cluster. Se un nodo non riesce, il servizio cluster riavvia la macchina virtuale interessata in un altro nodo, senza perdita di dati (o minima) perché i dischi rigidi virtuali della macchina virtuale rimangono nell'archiviazione condivisa. Hyper-V Replica, al contrario, è una tecnologia di ripristino di emergenza che gestisce una copia asincrona dell'archiviazione di una macchina virtuale in un altro host o cluster, spesso in un sito diverso, in modo da poter avviare manualmente il failover se l'host primario, il cluster o il sito non è più disponibile. La replica non richiede l'archiviazione condivisa, introduce un obiettivo del punto di ripristino (potenziale perdita di dati fino all'intervallo di replica) e integra anziché sostituire il clustering di failover. Molte organizzazioni usano entrambi: il clustering per la disponibilità elevata all'interno del sito e la replica Hyper-V per la resilienza e il ripristino tra siti.

Questo articolo offre una panoramica di Hyper-V Replica, delle relative funzionalità chiave, del suo funzionamento e del modo in cui è possibile usarla per migliorare la strategia BCDR.

Funzionalità principali di Hyper-V Replica

Hyper-V Replica offre diverse funzionalità chiave che lo rendono uno strumento potente e conveniente per la replica di macchine virtuali e il ripristino di emergenza:

• Carico di lavoro e applicazione indipendente: Hyper-V Replica funziona a livello di hypervisor, rendendolo adatto per replicare un'ampia gamma di carichi di lavoro e applicazioni senza richiedere agenti o configurazioni specifici dell'applicazione.

• Replica asincrona: le modifiche apportate alla macchina virtuale primaria vengono confrontate usando il rilevamento delle modifiche resilienti (RCT) a livello di blocco e possono essere inviate alla macchina virtuale di replica a intervalli regolari di 30 secondi, 5 minuti o 15 minuti, a seconda dei requisiti dell'obiettivo del punto di ripristino (RPO). RCT riduce la necessità di controlli di coerenza dispendiosi in termini di tempo e offre una grande resilienza.

• Failover pianificato e non pianificato: in un failover pianificato, la macchina virtuale primaria si arresta normalmente e replica le modifiche rimanenti prima di passare alla replica. In un failover non pianificato, la macchina virtuale di replica viene avviata senza arrestare la macchina virtuale primaria, con conseguente perdita di dati. Dopo aver ripristinato l'host primario, è possibile eseguire una replica inversa per sincronizzare le modifiche alla macchina virtuale primaria originale. Per altre informazioni, vedere Failover e recupero.

• Topologie flessibili: replicare tra singoli host, host in cluster o una combinazione di entrambi, consentendo di progettare una strategia di replica adatta all'infrastruttura. Gli host possono trovarsi nello stesso sito o in posizioni geografiche diverse.

• Crittografia e autenticazione: supporto sia per Kerberos (per gli host aggiunti a un dominio) che per l'autenticazione basata su certificati (per gli host non aggiunti a un dominio), offrendo flessibilità nella protezione del traffico di replica. Crittografare il traffico di replica con un certificato per proteggere i dati in transito. È possibile limitare la replica tra host di Hyper-V specifici per migliorare la sicurezza.

• Opzioni di archiviazione flessibili: replica basata su file indipendente dall'archiviazione e dal carico di lavoro, consentendo flessibilità nella progettazione dell'infrastruttura per l'uso di diversi tipi di soluzioni di archiviazione per gli host primario e di replica. È possibile scegliere di replicare tutti i dischi rigidi virtuali per una macchina virtuale o solo un subset di essi, consentendo di ottimizzare l'utilizzo dell'archiviazione e le prestazioni di replica.

• Rete e compressione: la replica è basata su TCP tramite HTTP o HTTPS. È possibile abilitare la compressione per ridurre l'utilizzo della larghezza di banda durante la replica.

• Cronologia di ripristino: fino a 24 punti di ripristino orari consentono di ripristinare uno stato precedente della macchina virtuale, se necessario. L'integrazione del Volume Shadow Copy Service (VSS) può fornire punti di ripristino consistenti con le applicazioni per le macchine virtuali che eseguono applicazioni che supportano VSS, come Microsoft SQL Server.

• Test failover: eseguire test failover per convalidare il piano di disaster recovery senza influire sull'ambiente di produzione. Per altre informazioni, vedere Failover e ripristino.

• Replica estesa: è possibile estendere la replica dall'host secondario a un terzo host Hyper-V, creando una topologia di replica a tre livelli. Questo approccio offre un ulteriore livello di ridondanza e offre strategie BCDR più complesse. È possibile usare un intervallo di replica diverso per la replica estesa per bilanciare gli obiettivi del punto di ripristino (RPO) e l'utilizzo della larghezza di banda in diversi siti. La replica non viene eseguita dal server primario a due altri server di replica. Invece, il server primario replica al server di replica, che a sua volta replica al server di replica estesa.

• Nessun costo aggiuntivo per le licenze: Hyper-V Replica è incluso in Windows Server senza costi aggiuntivi, rendendola una soluzione conveniente per la replica di macchine virtuali e il ripristino di emergenza.

componenti di replica Hyper-V

Hyper-V Replica include i componenti descritti nella tabella seguente:

Componente	Description
Motore di replica	Gestisce la replica iniziale, i dettagli di configurazione della replica, la replica delle modifiche differenziali e le operazioni di failover e test. Tiene traccia degli eventi di mobilità delle macchine virtuali e dell'archiviazione e esegue le azioni appropriate quando necessario.
Modulo di rilevamento delle modifiche	Tiene traccia delle modifiche apportate alla macchina virtuale in un host di Hyper-V di origine monitorando le operazioni di scrittura nei dischi rigidi virtuali ,indipendentemente dalla posizione di archiviazione (locale, SAN, NAS, SMB 3 o versione successiva o volume condiviso cluster).
Modulo di rete	Fornisce un modo sicuro ed efficiente per trasferire i dati delle macchine virtuali tra Hyper-V host. Riduce al minimo il traffico comprimendo i dati per impostazione predefinita e può crittografare i dati quando viene usata l'autenticazione basata su HTTPS e su certificato.
Gestore di replica Hyper-V	Usato solo quando un host Hyper-V è un nodo in un cluster di failover. Consente l'uso di Hyper-V Replica con macchine virtuali a disponibilità elevata che possono spostarsi tra i nodi del cluster eseguendo query sul database del cluster e reindirizzando le richieste al nodo in cui è in esecuzione la macchina virtuale.
Strumenti di gestione	Configurare e gestire Hyper-V Replica con Hyper-V Manager e Windows PowerShell. Usare Gestore cluster di failover per la gestione delle macchine virtuali e le configurazioni di Hyper-V Replica quando gli host di origine o di replica fanno parte di un cluster di failover.

Funzionamento di replica Hyper-V

Hyper-V Replica funziona replicando le modifiche apportate a una macchina virtuale primaria in una macchina virtuale di replica in un host secondario Hyper-V. L'approccio adottato dipende dal fatto che si stia eseguendo la replica in un cluster Hyper-V o in un singolo host. Si configura il cluster o l'host ricevente, non il cluster o l'host primario. Configurare sia gli host primari che secondari per la replica per assicurarsi che sia possibile eseguire il failback nell'host primario originale dopo un failover.

Hyper-V Replica può avere le due istanze seguenti di una singola macchina virtuale che si trovano in host Hyper-V diversi:

• La macchina virtuale principale, che esegue attivamente, denominata macchina virtuale primaria.
• Una copia offline della macchina virtuale primaria, denominata macchina virtuale di replica.

Il processo di replica prevede diversi componenti chiave e passaggi, descritti nel diagramma seguente:

1. Quando si abilita Hyper-V Replica per una macchina virtuale, si crea una copia iniziale della macchina virtuale nell'host secondario. È possibile inviare questa copia in rete o usando supporti esterni.

2. Hyper-V usa un meccanismo di rilevamento delle modifiche per monitorare le modifiche apportate ai dischi rigidi virtuali della macchina virtuale primaria. Archivia le modifiche nei .hrl file nella stessa posizione. Questo approccio consente di Hyper-V identificare i blocchi di dati modificati dall'ultimo ciclo di replica.

3. All'intervallo di replica configurato (30 secondi, 5 minuti o 15 minuti), Hyper-V invia le modifiche all'host secondario. Il processo di replica è asincrono, quindi la macchina virtuale primaria continua a funzionare mentre Hyper-V replica le modifiche.

4. L'host secondario riceve le modifiche e le applica ai dischi rigidi virtuali della macchina virtuale di replica, assicurando che la macchina virtuale di replica rimanga up-to-date con la macchina virtuale primaria.

5. Se un host primario ha esito negativo, si avvia un failover nella macchina virtuale di replica. A seconda che si tratti di un failover pianificato o non pianificato, il processo è leggermente diverso, ma il risultato finale è che la macchina virtuale di replica diventa la nuova macchina virtuale primaria. È possibile avviare il failover manualmente o tramite script di automazione.

6. Dopo aver ripristinato l'host primario, è possibile eseguire una replica inversa per sincronizzare le modifiche apportate alla macchina virtuale di replica alla macchina virtuale primaria originale, consentendogli di riprendere il ruolo come host primario.

Pianificare la replica Hyper-V

Quando si prevede di implementare Hyper-V Replica come parte della strategia BCDR, prendere in considerazione e prendere decisioni sui punti di progettazione seguenti:

Punto di decisione	Dettagli di supporto
Quali carichi di lavoro si vuole replicare?	Elencare le macchine virtuali di destinazione e i relativi carichi di lavoro. La replica predefinita protegge lo stato del sistema operativo, non lo stato in esecuzione dell'applicazione. Se è necessario ripristinare lo stato dell'applicazione, abilitare (e pianificare) punti di ripristino coerenti con l'applicazione.
Quali VHD devono essere replicati?	Escludere i dischi i cui dati modificati non sono necessari dopo il failover (ad esempio, file di pagine o dischi dati temporanei) per risparmiare larghezza di banda e archiviazione. Esclusioni di documenti.
Con quale frequenza è necessario sincronizzare i dati?	Scegliere 30 secondi, 5 minuti o 15 minuti in base a RPO, criticità e larghezza di banda. Una maggiore urgenza e un RPO inferiore devono favorire intervalli più brevi; verificare la capacità di rete disponibile.
Qual è la frequenza di modifica dei dati in ogni macchina virtuale?	Un alto turnover aumenta il consumo di banda e di archiviazione delle repliche. Prendere in considerazione la compressione o un intervallo più lungo se si verifica la saturazione. Includere ogni macchina virtuale nei calcoli di ridimensionamento.
Quale metodo di autenticazione si userà e si richiede la crittografia?	Usare Kerberos quando entrambi gli host sono aggiunti a un dominio e non è necessaria la crittografia. Usare l'autenticazione basata su certificati per crittografare il traffico di replica e/o se uno degli host non è aggiunto a un dominio; effettuare il provisioning e considerare attendibili i certificati necessari in anticipo.
È necessario eseguire il failover a un punto precedente nel tempo?	Il valore predefinito è un singolo (più recente) punto di ripristino. Configurare fino a 24 punti orari per il recupero temporizzato; più punti aumentano l'overhead di archiviazione e I/O.
Come si esegue il seeding della replica iniziale dei dati della macchina virtuale?	Options: - Invia in rete immediatamente. - Pianificare il trasferimento di rete per un intervallo di tempo successivo. - Usare una macchina virtuale ripristinata esistente nell'host di replica. - Esporta su supporti esterni, spedisci e importa presso il sito di replica.

Failover e ripristino

È importante testare regolarmente il piano BCDR per assicurarsi che Hyper-V Replica funzioni come previsto e che sia possibile eseguire correttamente il failover e il ripristino delle macchine virtuali. È necessario eseguire failover di test, convalidare i punti di ripristino e assicurarsi che tutti i componenti della strategia di replica funzionino correttamente. I test regolari consentono di identificare potenziali problemi e di assicurarsi che il team abbia familiarità con i processi di failover e ripristino.

Esistono tre tipi di scenari di failover in Hyper-V Replica:

• È possibile eseguire un failover di test in qualsiasi momento senza influire sull'ambiente di produzione. Un failover di test crea una copia temporanea della macchina virtuale di replica nell'host secondario, consentendo di convalidare il processo di failover e assicurarsi che la macchina virtuale venga avviata correttamente. La macchina virtuale di test è isolata dalla rete di produzione per evitare conflitti. La macchina virtuale primaria continua a essere eseguita durante un failover di test, quindi non si verificano tempi di inattività e il processo di replica non è interessato. Dopo aver completato il test, inclusi gli altri componenti del piano BCDR, è possibile eliminare la macchina virtuale di test senza influire sulla macchina virtuale di replica o sulla macchina virtuale primaria.

• In un failover pianificato, la macchina virtuale primaria viene arrestata normalmente e tutte le modifiche rimanenti vengono replicate nella macchina virtuale di replica prima di cambiare i ruoli. Questo approccio garantisce che non si verifichi alcuna perdita di dati durante il processo di failover. Durante un failover pianificato non viene creata alcuna macchina virtuale duplicata. L'azione di failover viene avviata dall'host primario. È possibile invertire la replica dopo che l'host primario è nuovamente disponibile per sincronizzare le modifiche apportate alla macchina virtuale di replica alla macchina virtuale primaria originale, quindi eseguire un altro failover pianificato per tornare indietro.

• In un failover non pianificato, la macchina virtuale di replica viene avviata senza arrestare la macchina virtuale primaria, con conseguente perdita di dati. La macchina virtuale di replica diventa la nuova macchina virtuale primaria e successivamente è possibile eseguire una replica inversa per sincronizzare le modifiche alla macchina virtuale primaria originale dopo il ripristino. Durante un failover non pianificato non viene creata alcuna macchina virtuale duplicata. L'azione di failover viene avviata dall'host secondario.

Per ulteriori informazioni sull'esecuzione di operazioni di failover e ripristino con Hyper-V Replica, vedere Failover di una macchina virtuale replicata con Hyper-V Replica.

Passo successivo

Per configurare Hyper-V Replica, selezionare uno degli articoli seguenti in base all'ambiente:

Abilitare Hyper-V Replica su un cluster di failover

Abilitare replica Hyper-V in un singolo host