Hyper-V レプリカは、ビジネス継続性とディザスター リカバリー (BCDR) の目的で、Hyper-V ホスト間の仮想マシン (VM) のレプリケーションを可能にする Windows Server の Hyper-V の組み込み機能です。 これにより、セカンダリ ホスト上に VM のオフライン コピーを作成して保持したり、3 つ目のホストまで拡張したりできます。これは、プライマリ ホストが失敗した場合にフェールオーバーに使用できます。 Hyper-V レプリカは、Windows クライアント オペレーティング システムの Hyper-V では使用できません。
Hyper-VフェールオーバークラスタリングとHyper-Vレプリカは、関連するが異なる可用性シナリオを解決します。 Hyper-V フェールオーバー クラスターでは、通常は同じクラスター化ストレージにアクセスする複数のホスト (ノード) を使用して、VM を実行するためのローカル高可用性が提供されます。 ノードで障害が発生した場合、クラスター サービスは、影響を受ける VM を別のノードで再起動します。VM の仮想ハード ディスクは共有ストレージ上に残るため、データ損失は発生しません (または最小限)。 対照的に、Hyper-V レプリカは、VM のストレージの非同期コピーを別のホストまたはクラスター (多くの場合は別のサイト) に保持するディザスター リカバリー テクノロジであるため、プライマリ ホスト、クラスター、またはサイトが使用できなくなった場合に手動でフェールオーバーを開始できます。 レプリカは共有ストレージを必要とせず、目標復旧ポイント (レプリケーション間隔までのデータ損失の可能性) を導入し、フェールオーバー クラスタリングを置き換える代わりに補完します。 多くの組織では、サイト間の高可用性のためのクラスタリングと、サイト間の回復性と回復のための Hyper-V レプリカの両方が使用されています。
この記事では、Hyper-V レプリカの概要、その主な機能、動作方法、および BCDR 戦略を強化するためにそれを使用する方法について説明します。
Hyper-V レプリカの主な機能
Hyper-V レプリカには、VM レプリケーションとディザスター リカバリーのための強力で手頃な価格のツールとなるいくつかの重要な機能が用意されています。
ワークロードとアプリケーションに依存しない: Hyper-V レプリカはハイパーバイザー レベルで動作するため、アプリケーション固有のエージェントや構成を必要とせずに、幅広いワークロードやアプリケーションをレプリケートするのに適しています。
非同期レプリケーション: プライマリ VM に加えられた変更は、回復性の高い変更追跡 (RCT) を使用してブロック レベルで照合され、復旧ポイント目標 (RPO) の要件に応じて、30 秒、5 分、または 15 分の一定の間隔でレプリカ VM に送信できます。 RCT を使用すると、時間のかかる整合性チェックの必要性が減少し、回復性が向上します。
計画されたフェールオーバーと計画されていないフェールオーバー: 計画されたフェールオーバーでは、プライマリ VM は正常にシャットダウンされ、レプリカに切り替える前に残りの変更がレプリケートされます。 計画外のフェールオーバーでは、プライマリ VM をシャットダウンせずにレプリカ VM が開始され、データが失われる可能性があります。 プライマリ ホストを復旧したら、レプリケーションの反転を実行して、変更を元のプライマリ VM に同期させることができます。 詳細については、「 フェールオーバーと復旧」を参照してください。
柔軟なトポロジ: 単一のホスト、クラスター化されたホスト、またはその両方の組み合わせ間でレプリケートすることで、インフラストラクチャに合ったレプリケーション戦略を設計できます。 ホストは、同じサイト内に配置することも、異なる地理的な場所に配置することもできます。
暗号化と認証: Kerberos (ドメイン参加ホストの場合) と証明書ベースの認証 (ドメインに参加していないホストの場合) の両方がサポートされ、レプリケーション トラフィックをセキュリティで保護する柔軟性が提供されます。 転送中のデータを保護するために、証明書を使用してレプリケーション トラフィックを暗号化します。 セキュリティを強化するために、特定の Hyper-V ホスト間のレプリケーションを制限できます。
柔軟なストレージ オプション: ストレージとワークロードに依存しないファイル ベースのレプリケーションにより、プライマリ ホストとレプリカ ホストにさまざまな種類のストレージ ソリューションを使用するインフラストラクチャ設計の柔軟性が可能になります。 VM のすべての仮想ハード ディスクをレプリケートすることも、そのサブセットのみをレプリケートすることもできます。これにより、ストレージの使用状況とレプリケーションのパフォーマンスを最適化できます。
ネットワークと圧縮: レプリケーションは、HTTP または HTTPS を使用して TCP ベースです。 圧縮を有効にして、レプリケーション中の帯域幅の使用量を減らすことができます。
復旧履歴: 最大 24 時間の復旧ポイントを使用すると、必要に応じて VM の以前の状態に戻ることができます。 ボリューム シャドウ コピー サービス (VSS) 統合では、Microsoft SQL Server などの VSS 対応アプリケーションを実行している VM に対して、アプリケーション整合性復旧ポイントを提供できます。
テスト フェールオーバー: テスト フェールオーバーを実行して、運用環境に影響を与えずにディザスター リカバリー計画を検証します。 詳細については、「 フェールオーバーと復旧」を参照してください。
拡張レプリケーション: セカンダリ ホストから 3 つ目の Hyper-V ホストにレプリケーションを拡張し、3 層レプリケーション トポロジを作成できます。 この方法では、冗長性の追加レイヤーが提供され、より複雑な BCDR 戦略に対応できます。 拡張レプリケーションに異なるレプリケーション間隔を使用して、異なるサイト間で復旧ポイント目標 (RPO) と帯域幅の使用量のバランスを取ることができます。 プライマリ サーバーから他の 2 つのレプリカ サーバーへのレプリケーションは行われません。 代わりに、プライマリ サーバーはレプリカ サーバーにレプリケートされ、拡張レプリカ サーバーにレプリケートされます。
追加のライセンス コストなし: Hyper-V レプリカは追加コストなしで Windows Server に含まれるため、VM レプリケーションとディザスター リカバリーのためのコスト効率の高いソリューションになります。
Hyper-V レプリカ コンポーネント
Hyper-V レプリカには、次の表で説明するコンポーネントが含まれています。
| コンポーネント | Description |
|---|---|
| レプリケーション エンジン | 初期レプリケーション、レプリケーション構成の詳細、差分変更のレプリケーション、フェールオーバー操作、およびテストフェールオーバー操作を管理します。 VM とストレージ のモビリティ イベントを追跡し、必要に応じて適切なアクションを実行します。 |
| 変更追跡モジュール | ストレージの場所 (ローカル、SAN、NAS、SMB 3 以降の共有、またはクラスター共有ボリューム) に関係なく、仮想ハード ディスク (VHD) への書き込み操作を監視することで、ソース Hyper-V ホスト上の VM に対する変更を追跡します。 |
| ネットワーク モジュール | Hyper-V ホスト間で VM データを転送するためのセキュリティで保護された効率的な方法を提供します。 既定でデータを圧縮してトラフィックを最小限に抑え、HTTPS と証明書ベースの認証を使用するときにデータを暗号化できます。 |
| Hyper-V レプリカ ブローカー | Hyper-V ホストがフェールオーバー クラスター内のノードである場合にのみ使用されます。 クラスター データベースに対してクエリを実行し、VM が実行されているノードに要求をリダイレクトすることで、クラスター ノード間を移動できる高可用性 VM で Hyper-V レプリカを使用できるようにします。 |
| 管理ツール | Hyper-V Manager と Windows PowerShell を使用して、Hyper-V レプリカを構成および管理します。 ソース ホストまたはレプリカ ホストがフェールオーバー クラスターの一部である場合は、すべての VM 管理と Hyper-V レプリカ構成にフェールオーバー クラスター マネージャーを使用します。 |
レプリカの Hyper-V のしくみ
Hyper-V レプリカは、プライマリ VM に加えた変更をセカンダリ Hyper-V ホスト上のレプリカ VM にレプリケートすることによって機能します。 実行する方法は、Hyper-V クラスターにレプリケートするか、単一のホストにレプリケートするかによって異なります。 プライマリ クラスターまたはホストではなく、受信クラスターまたはホストを構成します。 フェールオーバー後に元のプライマリ ホストにフェールバックできるように、レプリケーション用にプライマリ ホストとセカンダリ ホストの両方を構成します。
Hyper-V レプリカは、異なる Hyper-V ホスト上に存在する 1 つの VM の次の 2 つのインスタンスを持つことができます。
- アクティブに実行されているメイン VM。 プライマリ VM と呼ばれます。
- レプリカ VM と呼ばれるプライマリ VM のオフライン コピー。
レプリケーション プロセスには、次の図に示すいくつかの主要なコンポーネントと手順が含まれます。
VM Hyper-V レプリカを有効にすると、セカンダリ ホスト上に VM の初期コピーが作成されます。 このコピーは、ネットワーク経由で送信することも、外部メディアを使用して送信することもできます。
Hyper-V では、変更追跡メカニズムを使用して、プライマリ VM の仮想ハード ディスク (VHD) に加えた変更を監視します。 同じ場所にある
.hrlファイルに変更が格納されます。 この方法により、Hyper-V は、最後のレプリケーション サイクル以降に変更されたデータ ブロックを識別できます。構成されたレプリケーション間隔 (30 秒、5 分、または 15 分) で、Hyper-V はセカンダリ ホストに変更を送信します。 レプリケーション プロセスは非同期であるため、プライマリ VM は引き続き動作し、Hyper-V は変更をレプリケートします。
セカンダリホストは変更を受け取り、レプリカVMのVHDに適用し、レプリカVMがプライマリVMと同様に最新の状態が維持されるようにします。
プライマリ ホストが失敗した場合は、レプリカ VM へのフェールオーバーを開始します。 計画フェールオーバーか計画外フェールオーバーかに応じて、プロセスは若干異なりますが、最終的にはレプリカ VM が新しいプライマリ VM になります。 フェールオーバーは、手動または自動化スクリプトを使用して開始できます。
プライマリ ホストを復元したら、レプリケーションの反転を実行して、レプリカ VM に加えられた変更を元のプライマリ VM に同期し直し、プライマリ ホストとしての役割を再開できます。
Hyper-V レプリカを計画する
BCDR 戦略の一環として Hyper-V レプリカを実装する場合は、次の設計ポイントを考慮して決定します。
| 決定ポイント | サポートの詳細 |
|---|---|
| どのワークロードをレプリケートしますか? | ターゲット VM とそのワークロードを一覧表示します。 既定のレプリケーションでは、インフライト アプリケーションの状態ではなく、OS の状態が保護されます。 アプリケーションの状態を回復する必要がある場合は、アプリケーション整合性復旧ポイントを有効 (およびスケジュール) します。 |
| レプリケートする必要がある VHD はどれですか? | 帯域幅とストレージを節約するために、フェールオーバー後にデータの変更が必要ないディスク (ページ ファイルや一時データ ディスクなど) を除外します。 ドキュメントの排除設定。 |
| どのくらいの頻度でデータを同期する必要がありますか? | RPO、重要度、帯域幅に基づいて、30 秒、5 分、または 15 分を選択します。 重要度が高く、RPO が低いほど、より短い間隔が必要です。使用可能なネットワーク容量を検証します。 |
| 各 VM 上のデータの変化率は何ですか? | チャーンが高い場合、帯域幅とレプリカ ストレージの消費量が増加します。 飽和状態が発生した場合は、圧縮またはより長い間隔を検討してください。 サイズ設定の計算にすべての VM を含めます。 |
| どのような認証方法を使用し、暗号化が必要ですか? | 両方のホストがドメインに参加していて、暗号化を必要としない場合は、Kerberos を使用します。 レプリカ トラフィックの暗号化や、いずれかのホストがドメインに参加していない場合は、証明書ベースの認証を使用します。必要な証明書を事前にプロビジョニングして信頼します。 |
| 以前の時点にフェールオーバーする必要がありますか? | 既定値は、1 つの (最新の) 復旧ポイントです。 ポイントインタイム リカバリー用に最大 24 時間単位のポイントを構成します。ポイントが多いほど、ストレージと I/O のオーバーヘッドが増加します。 |
| VM データの初期レプリケーションはどのようにシード処理しますか? | オプション: - ネットワーク経由ですぐに送信します。 - 後の時間枠でネットワーク転送をスケジュールします。 - レプリカ ホストで既存の復元された VM を使用します。 - レプリカ サイトで外部メディアへのエクスポート、発送、インポートを行います。 |
フェールオーバーと復旧
BCDR 計画を定期的にテストして、Hyper-V レプリカが期待どおりに機能し、VM を正常にフェールオーバーして復旧できることを確認することが重要です。 テスト フェールオーバーを実行し、復旧ポイントを検証し、レプリケーション戦略のすべてのコンポーネントが正しく動作していることを確認する必要があります。 定期的なテストは、潜在的な問題を特定し、チームがフェールオーバーと復旧のプロセスに精通していることを確認するのに役立ちます。
Hyper-V レプリカには、次の 3 種類のフェールオーバー シナリオがあります。
運用環境に影響を与えることなく、任意の時点でテスト フェールオーバーを実行できます。 テスト フェールオーバーでは、セカンダリ ホスト上にレプリカ VM の一時的なコピーが作成されるため、フェールオーバー プロセスを検証し、VM が正しく起動することを確認できます。 テスト VM は、競合を防ぐために運用ネットワークから分離されます。 プライマリ VM はテスト フェールオーバー中も引き続き実行されるため、ダウンタイムはなく、レプリケーション プロセスには影響しません。 BCDR プランの他のコンポーネントを含むテストが完了したら、レプリカ VM またはプライマリ VM に影響を与えずにテスト VM を削除できます。
計画されたフェールオーバーでは、プライマリ VM が正常にシャットダウンされ、残りの変更はロールを切り替える前にレプリカ VM にレプリケートされます。 この方法により、フェールオーバー プロセス中にデータ損失が発生しないようにします。 計画されたフェールオーバー中に重複する VM は作成されません。 フェールオーバー アクションは、プライマリ ホストから開始されます。 プライマリ ホストが再び使用可能になった後にレプリケーションを元に戻し、レプリカ VM に加えられた変更を元のプライマリ VM に同期し、別の計画されたフェールオーバーを実行して切り替えることができます。
計画外のフェールオーバーでは、プライマリ VM をシャットダウンせずにレプリカ VM が開始され、データが失われる可能性があります。 レプリカ VM が新しいプライマリ VM になり、後で逆レプリケーションを実行して、復元された変更を元のプライマリ VM に同期させることができます。 計画外のフェールオーバー中に重複する VM は作成されません。 フェールオーバー アクションは、セカンダリ ホストから開始されます。
Hyper-V レプリカでのフェールオーバー操作と復旧操作の実行の詳細については、「レプリケート された仮想マシンを Hyper-V レプリカでフェールオーバーする」を参照してください。
次のステップ
Hyper-V レプリカを構成するには、環境に基づいて次のいずれかの記事を選択します。