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Azure VM备份服务详解：功能、过程与最佳实践

创作时间:

作者:

@小白创作中心

Azure VM备份服务详解：功能、过程与最佳实践

引用

来源

https://learn.microsoft.com/zh-cn/azure/backup/backup-azure-vms-introduction

Azure备份服务为Azure虚拟机（VM）提供独立且隔离的备份方案，以防止数据意外破坏。备份存储在恢复服务保管库中，支持配置和缩放，并经过优化以实现快速还原。备份过程包括创建快照并将数据传输到保管库，支持多种加密方式，同时提供详细的性能优化建议和成本计算方法。

本文介绍Azure备份服务如何备份Azure虚拟机（VM）。Azure备份提供独立且隔离的备份来防止VM上的数据被意外破坏。备份存储在提供恢复点内置管理的恢复服务保管库中。配置和缩放很简单，备份经过优化，可以轻松地根据需要还原。

在备份过程中，将创建快照，并会将数据传输到恢复服务保管库，而不影响生产工作负荷。快照提供了不同的一致性级别，如此文所述。可以选择在备份策略中选择基于代理的应用程序一致/文件一致备份或无代理崩溃一致备份。

Azure备份还针对数据库工作负荷（例如SQL Server和SAP HANA）提供了专门的工作负荷感知型产品/服务，可提供15分钟RPO（恢复点目标），并允许备份和还原单个数据库。

备份过程

下面介绍Azure备份如何对Azure VM完成备份：

对于选择进行备份的Azure VM，Azure备份服务将根据指定的备份计划启动备份作业。
如果选择了应用程序或文件系统一致备份，VM需要安装备份扩展才能协调快照过程。
如果选择了崩溃一致备份，则VM中不需要代理。
首次备份期间，如果VM已运行，则会在VM上安装备份扩展。

对于Windows VM，将安装VMSnapshot扩展。
对于Linux VM，将安装VMSnapshotLinux扩展。

对于正在运行的Windows VM，Azure备份会与卷影复制服务（VSS）互相配合，来创建VM的应用一致快照。

备份服务默认创建完整的VSS备份。
如果备份服务无法创建应用一致性快照，则会创建基础存储的文件一致性快照（因为当VM停止时，不会发生应用程序写入）。

对于Linux VM，Azure备份将创建文件一致性备份。对于应用一致性快照，需要手动自定义前脚本/后脚本。
对于Windows VM，Microsoft Visual C++ 2013 Redistributable（x64）版本12.0.40660已安装，卷影复制服务（VSS）的启动更改为自动，并添加了Windows Service IaaSVmProvider。
备份服务创建快照后，会将数据传输到保管库。

可以通过并行备份每个VM磁盘来优化备份。
对于每个要备份的磁盘，Azure备份将读取磁盘上的块，识别并只传输自上次备份以来已发生更改的数据块（增量传输）。
快照数据可能不会立即复制到保管库。在高峰期，可能需要好几个小时才能完成复制。每日备份策略规定的VM备份总时间不会超过24小时。

加密Azure VM备份

使用Azure备份备份Azure VM时，将使用存储服务加密（SSE）对VM进行静态加密。Azure备份还可以备份使用Azure磁盘加密进行加密的Azure VM。

加密	详细信息	支持
SSE	Azure存储使用SSE提供静态加密，在存储数据之前，它会自动加密数据。Azure存储还会在检索数据之前解密数据。Azure备份支持使用两种类型的存储服务加密对VM进行备份：具有平台托管密钥的SSE：默认情况下，此加密适用于VM中的所有磁盘。在此处了解详细信息。具有客户管理密钥的SSE。使用CMK，可以管理用于对磁盘进行加密的密钥。在此处了解详细信息。	Azure备份使用SSE对Azure VM进行静态加密。
Azure磁盘加密	Azure磁盘加密可以加密Azure VM的OS磁盘和数据磁盘。Azure磁盘加密与在Key Vault中作为机密受到保护的BitLocker加密密钥（BEK）相集成。Azure磁盘加密还与Azure Key Vault密钥加密密钥（KEK）相集成。	Azure备份支持备份仅使用BEK加密的，或者同时使用BEK和KEK加密的托管型和非托管型Azure VM。BEK和KEK都会得到备份和加密。由于KEK和BEK都会得到备份，拥有相应权限的用户可根据需要，将密钥和机密还原到Key Vault。这些用户还可以恢复已加密的VM。未经授权的用户或Azure无法读取已加密的密钥和机密。

对于托管和非托管Azure VM，备份服务支持仅经过BEK加密的或者同时经过BEK和KEK加密的VM。

备份的BEK（机密）和KEK（密钥）将会加密。只有在经授权的用户将它们还原到Key Vault之后，才能读取和使用它们。未经授权的用户和Azure都无法读取或使用备份的密钥或机密。

同时会备份BEK。因此，在BEK丢失的情况下，经授权的用户可将BEK还原到Key Vault并恢复加密的VM。只有拥有所需的权限级别的用户才可以备份和还原加密的VM或密钥和机密。

快照创建

Azure备份根据备份计划创建快照。如果选择了应用程序或文件系统一致备份，VM需要安装备份扩展才能协调快照过程。对于无代理多磁盘崩溃一致备份，则快照不需要VM代理。

Windows VM：对于Windows VM，备份服务将与VSS相配合，来创建VM磁盘的应用一致性快照。默认情况下，Azure备份会执行完整的VSS备份（它在备份时会截断SQL Server等应用程序的日志，以获取应用程序级别的一致备份）。如果在Azure VM备份时使用SQL Server数据库，则可以修改设置以执行VSS副本备份（以保留日志）。有关详细信息，请参阅此文章。
Linux VM：若要创建Linux VM的应用一致性快照，请使用Linux前脚本和后脚本框架编写自己的自定义脚本，以确保一致性。
Azure备份只调用你编写的前脚本/后脚本。
如果前脚本和后脚本成功执行，Azure备份会将恢复点标记为应用程序一致。但是，在使用自定义脚本时，你最终需要为应用程序一致性负责。
详细了解如何配置脚本。

快照一致性

下表解释了不同的快照一致性类型：

快照	详细信息	恢复	注意事项
应用程序一致	这是VM备份策略中的默认设置。应用一致性备份捕获内存内容和挂起的I/O操作。应用一致性快照使用VSS编写器（或适用于Linux的前/后脚本）来确保备份之前的应用数据一致性。	使用应用一致性快照恢复VM时，VM将会启动。不会发生数据损坏或丢失。应用将以一致的状态启动。	Windows:所有VSS编写器均成功Linux：前/后脚本已配置并成功
文件系统一致性	这是VM备份策略中的默认设置。文件系统一致性备份通过同时创建所有文件的快照来提供一致性。	使用文件系统一致性快照恢复VM时，VM将会启动。不会发生数据损坏或丢失。应用需要实现自己的“修复”机制以确保还原的数据一致。	Windows：某些VSS编写器失败Linux：默认值（如果前/后脚本未配置或失败）
崩溃一致	崩溃一致快照是VM备份策略中的选择加入设置。如果VM在备份期间未运行，并且应用程序/文件一致备份失败，则Azure备份也会执行崩溃一致备份。只会捕获并备份在备份操作时磁盘上已存在的数据；不会捕获读/写主机缓存中的数据。	从VM启动过程开始，然后进行磁盘检查以修复损坏错误。在崩溃之前未传输到磁盘的任何内存中数据或写入操作将会丢失。应用实现自身的数据验证。例如，数据库应用可以使用其事务日志进行验证。如果事务日志中有条目不在数据库中，则数据库软件将回滚事务，直到数据一致。	当你选择应用程序/文件系统备份且VM处于关闭状态（已停止/解除分配）时以及重试快照时。你已选择无代理崩溃一致备份

注意：如果预配状态为“成功”，则Azure备份会执行文件系统一致性备份。如果预配状态为“不可用”或“失败”，则会执行崩溃一致性备份。如果预配状态为“正在创建”或“正在删除”，则意味着Azure备份正在重试操作。

备份和还原注意事项

注意事项	详细信息
磁盘	备份VM磁盘属于并行操作。例如，如果VM有4个磁盘，则备份服务会尝试并行备份所有4个磁盘。备份是增量式的（仅备份已更改的数据）。
计划	若要减少备份流量，请在一天的不同时间备份不同的VM，并确保时间不重叠。同时备份VM会导致流量拥塞。
准备备份	注意准备备份所需的时间。准备时间可能包括安装或更新备份扩展的时间，以及按照备份计划触发快照的时间。
数据传输	考虑Azure备份识别上一备份中的增量更改所需的时间。在增量备份中，Azure备份将通过计算块的校验和来确定更改。如果某个块发生更改，则将该块标识为要传输到保管库。该服务将分析已标识的块，以试图进一步地尽量减少要传输的数据量。评估完所有更改的块后，Azure备份会将更改传输到保管库。创建快照之后，可能要经过一段滞后时间才会将它复制到保管库。在高峰时段，将快照传输到保管库可能需要长达8小时的时间。对于每日备份，VM的备份时间小于24小时。
初始备份	增量备份的总备份时间少于24小时，但第一次备份可能并非如此。初始备份所需的时间取决于数据大小和备份处理时间。
还原队列	Azure备份同时处理来自多个存储账户的还原作业，因此还原请求会排入队列中。
还原副本	在还原过程中，将保管库中的数据复制到存储帐户。总还原时间取决于存储帐户的每秒I/O操作次数（IOPS）和吞吐量。若要减少复制时间，请选择一个不带其他应用程序写入和读取负载的存储帐户。

注意：Azure备份现在允许使用增强策略每天多次备份Azure VM。借助此功能，还可以定义备份作业触发的持续时间，并在Azure虚拟机频繁更新时将备份计划与工作时间保持一致。了解详细信息。

备份性能

这些常见的场景可能会影响总备份时间：

将新磁盘添加到受保护的Azure VM：如果VM正在进行增量备份，此时将一个新磁盘添加到其中，则备份时间将会增大。总备份时间可能会超过24小时，因为需要对新磁盘进行初始复制，并且需要对现有磁盘进行增量复制。
磁盘有碎片：如果磁盘上的更改是相邻的，则备份操作会更快。如果更改分散在磁盘的各个位置并出现碎片，则备份会变慢。
磁盘变动率：如果正在进行增量备份的受保护磁盘的每日变动率超过200GB，则备份可能需要花费很长时间（8小时以上）才能完成。
备份版本：最新版本的备份（称为“即时还原”版本）使用比校验和比较更佳的优化进程来识别更改。但是，如果使用即时还原并删除了备份快照，则备份将改用校验和比较。在这种情况下，备份操作将超过24小时（或失败）。

还原性能

这些常见的场景可能会影响总还原时间：

总还原时间取决于存储帐户的每秒输入/输出操作次数（IOPS）和吞吐量。
如果目标存储帐户加载了其他应用程序读写操作，则总还原时间可能会受到影响。若要改进还原操作，请选择未加载其他应用程序数据的存储帐户。

最佳实践

我们建议在配置VM备份时遵循以下做法：

修改策略中设置的默认计划时间。例如，如果策略中的默认时间是凌晨12:00，请将时间递增几分钟，确保以最佳方式使用资源。
如果从单个保管库还原VM，强烈建议你使用不同的常规用途v2存储帐户，以确保目标存储帐户不会受到限制。例如，每个VM必须具有不同的存储帐户。例如，如果还原10个VM，请使用10个不同的存储帐户。
若要通过“即时还原”对使用高级存储的VM进行备份，建议从总的已分配存储空间中分配50%的可用空间，这只在首次备份时是必需的。首次备份完成后，50%的可用空间不再是备份的要求
每个存储帐户的磁盘数量限制与在基础结构即服务（IaaS）VM上运行的应用程序访问磁盘的频率有关。通常情况下，如果单个存储帐户上存在5至10个或以上磁盘，则可通过将一些磁盘移动到单独的存储帐户来均衡负载。
若要使用PowerShell还原具有托管磁盘的VM，请提供附加参数TargetResourceGroupName指定要将托管磁盘还原到的资源组，请在此了解详情。