backy ist ein Backup-/Recovery-Werkzeug, das speziell für den Einsatz in VM-Hosting-Umgebungen entwickelt wurde. Klassische Backup-Werkzeuge haben wegen ihrer Datei-Orientierung eine für diesen Fall unnötig hohe Komplexität. backy sichert komplette VM-Images und nutzt schon vorhandene Infrastruktur wie Storage-Virtualisierung (z.B. Ceph), VM-Instrumentierung (z.B. Qemu-Monitor) sowie copy-on-write-Dateisysteme (z.B. btrfs). Das ermöglicht netzwerk- und speichereffizientes Backups sowie schnelle Massen-Restores. In dem Vortrag wird die Architektur und Funktionsweise von backy erläutert. Webseite: https://pypi.python.org/pypi/backy

1. .
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backy
Image-basiertes Backup für virtuelle Maschinen
Christian Kauhaus
<kc@flyingcircus.io>
Chemnitzer Linux-Tage 2016

2. .
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Einführung

3. .
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Wer ist… Christian Kauhaus?
Seit 2008 bei Flying Circus (gocept)
Systems Engineer: Infrastruktur, Storage, Netzwerk
Linuxer seit 1995
Pythonista
@ckauhaus

4. .
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Flying Circus Internet Operations
https://flyingcircus.io

5. .
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Flying Circus Internet Operations
Operations as a Service
Betriebsunterstützung für komplexe Webanwendungen
Betrieb einer Hosting-Plattform
ca. 350 virtuelle Maschinen in 3 RZ
10 Jahre Bacula
davon 9 Jahre unglücklich

6. .
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Motivation
Größter anzunehmender Unfall
Architektur-Probleme
Praktische Probleme
Design
VMs. Nur VMs.
Nutzen, was da ist
Bedienbarkeit
Technik
Effiziente Backups
Scheduling
Restore & Monitoring
Ausblick

7. .
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Motivation

8. .
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Größter anzunehmender Unfall
Nobody needs backup.
Everybody needs restore.

9. .
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Größter anzunehmender Unfall
Montag 14:48 Uhr

10. .
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Größter anzunehmender Unfall
Montag 15:03 Uhr (t+15 min)

11. .
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Größter anzunehmender Unfall
Montag 16:37 Uhr (t+2 h)

12. .
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Größter anzunehmender Unfall
Dienstag 05:47 Uhr (t+15 h)

13. .
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Größter anzunehmender Unfall
Dienstag 13:09 Uhr (t+22.5 h)

14. .
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Architektur-Probleme
Ist eine Architektur aus den 70ern noch angemessen?

15. .
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Architektur-Probleme
Virtual Tape Library

16. .
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Architektur-Probleme
Backup Agent Inside
1975

17. .
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Architektur-Probleme
Backup Agent Inside
2016

18. .
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Architektur-Probleme
Dateibasiertes Backup
Sichert nicht alles: Bootloader, Partitionstabelle, …
Ineffizient für große, langsam wachsende Dateien
Ineffizient für viele kleine Dateien
Gelöschte Dateien
Hardlink-Farmen

19. .
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Architektur-Probleme
Zentraler Director
Flaschenhals für Parallelisierung
Single Point of Failure
Fetter Katalog

20. .
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Praktische Probleme
Im Prinzip ja, aber…

21. .
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Praktische Probleme
Komplexität
32 MB Konfiguration (generiert)
Explizite Schedules
Aufwändiges Scripting

22. .
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Praktische Probleme
Mangelnde Parallelität
VTL-“Laufwerke”
Single-threaded Director
Katalog-Datenbank überlastet
Warten, warten, warten
Backup-Frequenz zu niedrig

23. .
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Design
Wie soll ein stressfreies Backup-System aussehen?

24. .
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VMs. Nur VMs.
Konzentration auf eine Aufgabe

25. .
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VMs. Nur VMs.
So simpel wie möglich
Was backy nicht macht:
Backup physischer Maschinen
Bandlaufwerke
Client/Server
Eigene Datenformate
Fixe Schedules
Katalog
Self-service

26. .
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VMs. Nur VMs.
Imagebasiertes Backup
Dateien in Verzeichnissen

27. .
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VMs. Nur VMs.
Parallelisierung
Unabhängige Prozesse
global:
base-dir: /srv/backy
worker-limit: 3

28. .
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Nutzen, was da ist
Das Rad nicht neu erfinden

29. .
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Nutzen, was da ist
RZ-Infrastruktur
Netzwerk-Dateisystem
Snapshots
Copy-on-write
Virtual Machine Monitor
Koordination

30. .
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Bedienbarkeit
Der Pager klingelt nachts um 3

31. .
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Bedienbarkeit
Ziele
Restore nur mit UNIX-Werkzeugen
Keine neuen Formate erfinden!
So einfach wie möglich!
Recovery Point Objective (RPO)
Tägliches/halbtägliches/stündliches Backup?
Sicherung manuell einschieben?
Recovery Target Objective (RTO)
Sport: Wiederherstellung eines ganzen RZ in …?

32. .
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Technik

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Effiziente Backups
Spart Zeit, spart Platz, spart Bandbreite

34. .
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Effiziente Backups
Interaktion

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Effiziente Backups
Interaktion

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Effiziente Backups
Interaktion

37. .
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Effiziente Backups
Interaktion

38. .
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Effiziente Backups
Interaktion

39. .
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Effiziente Backups
Konfiguration
Kurzes YAML-Snippet pro VM
jobs:
test10:
schedule:
default
source:
type: flyingcircus
vm: test10
pool: rbd
image: test10.root

40. .
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Effiziente Backups
Imaging
Storage: Snapshot-Delta anfertigen
backy: Klonen eines alten Image (copy-on-write)
backy: Einpflegen des Deltas
Verifikation/Scrubbing

41. .
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Effiziente Backups
Snapshot-Delta im Storage

42. .
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Effiziente Backups
Snapshot-Delta im Storage

43. .
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Effiziente Backups
Snapshot-Delta im Storage

44. .
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Effiziente Backups
Snapshot-Delta im Storage

45. .
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Effiziente Backups
Einpflegen des Deltas

46. .
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Effiziente Backups
Einpflegen des Deltas

47. .
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Effiziente Backups
Einpflegen des Deltas

48. .
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Effiziente Backups
Einpflegen des Deltas

49. .
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Effiziente Backups
CLI

50. .
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Effiziente Backups
CLI

51. .
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Scheduling
Hauptsache regelmäßig

52. .
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Scheduling
Konzept
Intervalle (RPO/SLA)
Tags und Keep
Randomisierung der Zeiten
schedule1
daily
interval: 24h keep: 7
weekly
interval: 7d keep: 4

53. .
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Scheduling
Konfiguration
schedules:
default:
daily:
interval: 1d
keep: 30
monthly:
interval: 30d
keep: 4
frequent:
hourly:
interval: 1h
keep: 25
daily:
interval: 1d
keep: 30

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Scheduling
CLI

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Scheduling
Telnet-Shell

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Restore & Monitoring
Jetzt fängt der Spaß erst richtig an!

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Restore & Monitoring
Ganze VM wiederherstellen

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Restore & Monitoring
Einzelne Dateien wiederherstellen

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Restore & Monitoring
Selbstcheck

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Ausblick

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Ausblick
Die nächsten Schritte
Sichern auf Dateisystemen ohne COW
FUSE-Treiber
Plugins für weitere Sourcen

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Ausblick
Backy ist Open Source
Dokumentation:
http://pythonhosted.org/backy/
Code:
https://bitbucket.org/flyingcircus/backy
Pull Requests sind willkommen (GPL)
Autoren/Maintainer:
Christian Kauhaus <kc@flyingcircus.io>
Christian Theune <ct@flyingcircus.io>
Daniel Kraft <daniel.kraft@d9t.de>

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Vielen Dank!

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