Sauvegarde GPFS : Guide de sauvegarde du système de fichiers IBM Spectrum Scale

Qu’est-ce que GPFS et pourquoi la sauvegarde des données est-elle importante ?

Le paysage entrepreneurial moderne devient de plus en plus axé sur les données au fil du temps, ce qui nécessite une infrastructure sous-jacente capable de gérer de grands volumes de données sur des systèmes distribués et qui présente des défis uniques pour la plupart des systèmes de fichiers classiques. Dans ce contexte, nous aimerions examiner plus en détail IBM Spectrum Scale, une solution précédemment connue sous le nom de General Parallel File System, ou GPFS.

GPFS est une solution extrêmement utile pour les entreprises qui sont confrontées à une croissance explosive des données tout en ayant besoin d’un accès fiable et d’une protection de toutes les informations couvertes. Cependant, avant d’entrer dans les détails des stratégies de sauvegarde pour cet environnement, il est important d’expliquer ce qui rend ce système de fichiers si unique et pourquoi il est si difficile de protéger les informations dans cet environnement à l’aide de moyens conventionnels.

Comprendre IBM Spectrum Scale et GPFS

IBM Spectrum Scale est issu du General Parallel File System, qui a été initialement développé pour les environnements informatiques haute performance. IBM Spectrum Scale est une solution de stockage complexe permettant de gérer les informations réparties sur des ressources dispersées, en exploitant plusieurs périphériques de stockage physique comme une seule entité logique. Le fait que Spectrum Scale puisse fournir un accès simultané aux fichiers à partir de plusieurs nœuds signifie qu’il élimine pratiquement les goulots d’étranglement généralement associés aux systèmes de fichiers traditionnels qui traitent des charges de travail importantes.

La transition de GPFS à Spectrum Scale est plus qu’un simple changement de nom. La technologie de base reste fondée sur l’architecture GPFS, mais IBM a réussi à étendre ses capacités pour répondre aux exigences commerciales modernes, telles que la prise en charge de l’analyse des données, les fonctionnalités de sécurité améliorées, l’intégration dans le cloud, etc. Mis à part les efforts de rebranding, la plupart des administrateurs et des sources de documentation font toujours référence à ce système sous le nom de GPFS lorsqu’ils discutent de ses aspects opérationnels.

Nous faisons également référence au système sous le nom de GPFS tout au long de ce guide, par souci de cohérence et de clarté avec les ressources techniques existantes.

L’importance des sauvegardes de données dans GPFS

La nature critique des charges de travail traitées par les systèmes rend la perte de données particulièrement dévastatrice dans un environnement Spectrum Scale. Les applications exécutées sur GPFS ne peuvent souvent pas tolérer des temps d’arrêt prolongés ou l’indisponibilité des données, que ce soit dans la production multimédia, la formation en IA, la modélisation financière, la recherche scientifique, etc. C’est l’une des principales raisons pour lesquelles des stratégies de sauvegarde robustes ne sont pas seulement recommandées pour ces environnements, mais absolument essentielles.

La nature distribuée de GPFS peut créer des défis inhabituels dans les approches traditionnelles de sauvegarde. Avec des informations potentiellement réparties sur des dizaines, voire des centaines de nœuds, la coordination adéquate de sauvegardes cohérentes nécessite des techniques hautement spécialisées. De plus, le volume considérable d’informations gérées régulièrement dans les environnements GPFS (atteignant souvent plusieurs pétaoctets) implique que les fenêtres de sauvegarde et les besoins en stockage doivent également faire l’objet d’une planification très minutieuse.

Les entreprises qui utilisent GPFS doivent également composer avec des facteurs de conformité réglementaire qui imposent souvent des politiques de conservation des données spécifiques. La mise en œuvre d’une infrastructure de sauvegarde et de restauration adéquate n’est pas seulement un risque pour la continuité des opérations, elle peut également exposer l’organisation à des sanctions juridiques et financières importantes dans les secteurs réglementés.

Principales fonctionnalités d’IBM Spectrum Scale pour la gestion des sauvegardes

IBM a réussi à intégrer un certain nombre de fonctionnalités puissantes directement dans Spectrum Scale, améliorant ainsi considérablement les capacités natives en matière de sauvegarde. Ces fonctionnalités constituent la base de stratégies complètes de protection des données, alliant performances, fiabilité et efficacité.

Voici les exemples les plus remarquables de ces fonctionnalités dans Spectrum Scale :

• Gestion des fichiers basée sur des politiques – Capacités d’automatisation des opérations de cycle de vie, de sélection des sauvegardes et de déplacement des données basées sur des règles personnalisables.
• Instantanés cohérents à l’échelle mondiale : création de copies ponctuelles sur l’ensemble du système de fichiers sans interruption des opérations en cours.
• Intégration avec TSM/Spectrum Protect : la connexion directe avec la plate-forme de sauvegarde d’entreprise d’IBM rationalise considérablement les sauvegardes.
• Options de redondance des données : les capacités de réplication et de codage d’effacement protègent contre les pannes matérielles.
• Récupération en cluster : disponibilité maintenue même en cas de pannes partielles du système.

Aucune de ces fonctionnalités ne remplace une stratégie de sauvegarde adéquate, mais elles offrent au personnel administratif des capacités puissantes pour créer des schémas de protection complexes. Lorsqu’elles sont utilisées correctement, les fonctionnalités natives de Spectrum Scale améliorent considérablement l’efficacité et la fiabilité des opérations de sauvegarde, en particulier par rapport aux approches génétiques appliquées aux systèmes de fichiers classiques.

Cependant, la véritable puissance de Spectrum Scale se révèle lorsque les entreprises personnalisent leurs outils en fonction de leurs propres objectifs de temps de récupération, de leurs hiérarchies de valeur des données et de leurs modèles de charge de travail spécifiques. Une stratégie de sauvegarde correctement conçue pour les environnements GPFS doit s’appuyer sur ses capacités natives tout en répondant aux exigences spécifiques des processus métier pris en charge par le système.

Quelles sont les différentes options de sauvegarde disponibles dans GPFS ?

La conception d’une stratégie de protection des données solide pour IBM Spectrum Scale nécessite que les administrateurs analysent plusieurs approches de sauvegarde présentant des avantages distincts dans des scénarios particuliers. La complexité même des déploiements GPFS d’entreprise exige une très bonne compréhension de toutes les options disponibles. Le choix de la bonne combinaison de méthodes de sauvegarde n’est pas seulement une décision technique ; il a également un impact direct sur l’utilisation des ressources, la continuité des activités et les capacités de conformité, sans frais opérationnels ou financiers inutiles.

Sauvegardes complètes ou sauvegardes incrémentielles

La sauvegarde complète est l’approche la plus simple dans le domaine de la protection des données. Une opération de sauvegarde complète copie chaque fichier du système de fichiers ou du répertoire sélectionné vers la destination de sauvegarde, quel que soit son état actuel. Cette approche globale crée un instantané complet et autonome des informations qui peut être restauré entièrement sans dépendre d’autres jeux de sauvegarde.

Le principal avantage d’une sauvegarde complète réside dans sa simplicité de restauration : les administrateurs n’ont besoin d’accéder qu’à un seul jeu de sauvegarde lorsqu’une opération de récupération est nécessaire. Les temps de récupération sont ainsi réduits, ce qui constitue un avantage considérable dans diverses situations stressantes liées à une défaillance du système. Cela dit, les sauvegardes complètes peuvent consommer d’importantes quantités de ressources de stockage et de bande passante réseau, ce qui rend les sauvegardes complètes quotidiennes peu pratiques pour la plupart des déploiements GPFS à grande échelle.

La sauvegarde incrémentielle est l’une des alternatives les plus courantes aux sauvegardes complètes. Elle offre une méthode efficace de protection des données en ne capturant que les informations qui ont été modifiées depuis la dernière opération de sauvegarde. Elle réduit considérablement les fenêtres de sauvegarde et les besoins en stockage, ce qui facilite grandement la réalisation d’opérations de sauvegarde fréquentes. Le compromis apparaît lors des processus de restauration, où chaque processus de récupération doit accéder à plusieurs jeux de sauvegarde dans un ordre très précis, ce qui tend à allonger le temps total de récupération. Les sauvegardes incrémentielles sont considérées comme particulièrement efficaces dans les environnements GPFS, grâce aux capacités robustes de suivi des modifications de GPFS, car le système peut facilement et efficacement identifier les fichiers modifiés sans avoir besoin d’opérations de comparaison exhaustives.

Quand utiliser les sauvegardes différentielles dans GPFS ?

En parlant de compromis, les sauvegardes différentielles constituent un compromis entre les approches complètes et incrémentielles. Les sauvegardes différentielles capturent spécifiquement toutes les modifications apportées depuis la dernière sauvegarde complète, plutôt que depuis la dernière sauvegarde récente. Les sauvegardes différentielles méritent une attention particulière dans les environnements GPFS, étant donné que certains modèles de charge de travail de cet environnement rendent les sauvegardes différentielles particulièrement utiles.

L’un des principaux avantages des sauvegardes différentielles est la simplicité de la récupération des ensembles de données dont les taux de modification sont modérément élevés. Lors de la restauration d’une sauvegarde différentielle, les administrateurs n’ont qu’à y ajouter la dernière sauvegarde complète pour terminer l’opération. Il s’agit d’un processus de récupération beaucoup plus simple que l’exécution d’une chaîne potentiellement longue de sauvegardes incrémentielles dans un ordre précis. Cette différence de complexité peut être cruciale pour les systèmes de fichiers GPFS critiques avec des RTO stricts, où le long processus de récupération d’une sauvegarde incrémentielle peut dépasser les accords de niveau de service existants.

Les environnements GPFS utilisant des applications à forte intensité transactionnelle constituent un autre exemple où les sauvegardes différentielles sont particulièrement adaptées. Lorsque les données subissent des modifications fréquentes dans un sous-ensemble de fichiers plus petit, une approche incrémentielle traditionnelle crée inévitablement des chaînes de sauvegarde très inefficaces, avec une myriade de petits ensembles de sauvegarde qui doivent être restaurés en une seule fois lorsque cela est nécessaire. Les sauvegardes différentielles sont bien plus efficaces pour consolider ces modifications en unités beaucoup plus faciles à gérer, tout en restant plus efficaces que les sauvegardes complètes. De nombreuses charges de travail de base de données qui exécutent GPFS présentent exactement ce schéma : systèmes financiers, applications ERP et diverses charges de travail similaires avec des mises à jour régulières à petite échelle des informations critiques.

Utilisation de l’interface graphique pour la gestion des sauvegardes dans IBM Spectrum Scale

Bien que les interfaces de ligne de commande puissent offrir de puissantes capacités de contrôle aux utilisateurs expérimentés, IBM reconnaît également la nécessité de disposer d’outils de gestion plus accessibles. Il s’agit d’un sujet particulièrement important pour les environnements dans lesquels les spécialistes du stockage peuvent ne pas avoir une connaissance et une expertise suffisantes de GPFS. Spectrum Scale GUI offre une interface Web qui tend à simplifier de nombreux aspects de la gestion des sauvegardes grâce à une visualisation intuitive et à des conseils pratiques sur le déroulement des tâches.

Les capacités de gestion des sauvegardes de l’interface graphique aident les administrateurs à :

• Configurer les politiques de sauvegarde à l’aide de générateurs de politiques visuels.
• Générer des rapports détaillés sur la réussite ou l’échec des sauvegardes et leur consommation de stockage.
• Visualiser les dépendances entre les sauvegardes afin d’éviter autant que possible les erreurs de configuration.
• Planifier et surveiller les tâches de sauvegarde à l’aide d’un tableau de bord centralisé.
• Gérer les instantanés et les restaurations à l’aide d’opérations simples de type pointer-cliquer.

Dans le même temps, certaines configurations de sauvegarde avancées peuvent encore nécessiter une intervention à l’aide de l’interface de ligne de commande dans des cas spécifiques. La plupart des entreprises matures s’efforcent de maîtriser les deux méthodes, en effectuant les opérations de routine dans l’interface graphique et en réservant les outils de ligne de commande aux scripts automatisés ou aux cas complexes.

Comprendre les différentes options de stockage pour les sauvegardes

Étonnamment, la destination des sauvegardes GPFS a un impact considérable sur l’efficacité d’une stratégie de sauvegarde. Les méthodes d’exécution des sauvegardes peuvent rester similaires, mais la technologie de stockage sous-jacente tend à varier considérablement, ce qui influence la vitesse de récupération, la rentabilité et les capacités globales de conservation. Les administrateurs avisés doivent évaluer toutes les options possibles plutôt que de se concentrer uniquement sur la capacité brute.

Le stockage sur bande est un bon exemple d’option de stockage quelque peu non conventionnelle qui joue encore un rôle crucial dans de nombreuses architectures de sauvegarde GPFS. Il n’existe pratiquement aucune alternative à la bande lorsqu’il s’agit de stocker de grandes masses de données à des fins de conservation à long terme avec des capacités de sécurité air-gapped. Les capacités des bandes modernes sont très pratiques pour les données de sauvegarde rarement consultées, les dernières générations LTO offrant plusieurs téraoctets de capacité par cartouche pour un coût bien inférieur à celui du stockage sur disque. L’intégration d’IBM Spectrum Scale et de Spectrum Protect (la solution de sauvegarde d’IBM) permet de rationaliser le transfert des données vers les bibliothèques de bandes, tout en conservant des catalogues consultables qui peuvent atténuer les limitations d’accès des bandes.

Les cibles de sauvegarde sur disque sont nettement plus rapides que les opérations de restauration sur bande, mais elles constituent également une forme de stockage beaucoup plus coûteuse. Dans cette catégorie, les entreprises peuvent choisir entre des baies de stockage à usage général et des appliances de sauvegarde dédiées, ces dernières utilisant souvent des capacités de déduplication dédiées intégrées pour améliorer l’efficacité du stockage. Le stockage objet doit également être mentionné ici comme une sorte de compromis qui a gagné en popularité ces dernières années, offrant à la fois des performances raisonnables pour les charges de travail de sauvegarde et une meilleure situation économique que les solutions SAN/NAS traditionnelles.

Comment effectuer des sauvegardes de données dans GPFS ?

Pour passer de la théorie à la pratique, les sauvegardes dans IBM Spectrum Scale nécessitent la maîtrise d’outils et de techniques spécifiques conçus pour ce système de fichiers distribués complexe. La réussite de l’exécution dépend de nombreux facteurs, depuis l’émission des commandes appropriées jusqu’à la compréhension de toutes les considérations architecturales qui influencent le comportement des sauvegardes dans les environnements de systèmes de fichiers parallèles. Cette section passe en revue les principaux aspects opérationnels des sauvegardes GPFS, des utilitaires en ligne de commande aux garanties de cohérence.

Utilisation de la commande mmbackup pour les sauvegardes complètes

La commande mmbackup est la colonne vertébrale des opérations de sauvegarde standard pour les environnements IBM Spectrum Scale. Elle a été spécialement conçue pour fonctionner avec les caractéristiques uniques du GPFS, avec ses structures de métadonnées étendues, ses modèles d’accès parallèle et sa nature distribuée. La commande mmbackup offre une approche spécialisée des sauvegardes avec des performances et une fiabilité supérieures à celles des utilitaires généraux, ce qui est particulièrement remarquable lors d’opérations à grande échelle.

De manière générale, mmbackup crée une interface efficace entre Spectrum Scale et Spectrum Protect, gérant pratiquement tout, du déplacement des données et de la sélection des fichiers à la préservation des métadonnées, le tout simultanément. Sa syntaxe de base utilise un modèle logique simple :

• Limiter les opérations à des ensembles de fichiers spécifiques,
• Définir des modèles d’exclusion ou d’inclusion,
• Contrôler le parallélisme, etc.

Il est particulièrement important de bien réfléchir à ces paramètres dans les environnements de production, où les fenêtres de sauvegarde sont souvent limitées et ne laissent aucune place aux conflits de ressources.

Pour les organisations qui n’utilisent pas Spectrum Protect, il existe également plusieurs alternatives tierces sur le marché pour les logiciels de sauvegarde prenant en charge l’intégration GPFS, même si elles ne bénéficient souvent pas de l’intégration approfondie de mmbackup.

Il existe également une solution entièrement personnalisée, qui utilise la commande mmapplypolicy pour identifier les fichiers à sauvegarder et des scripts complexes pour le déplacement des données. Il s’agit de l’approche la plus flexible disponible, mais elle nécessite des efforts et des ressources importants pour le développement et la maintenance continue.

Étapes de création d’instantanés dans IBM Spectrum Scale

Les instantanés sont très utiles lorsqu’ils sont utilisés en tandem avec des sauvegardes traditionnelles dans les environnements GPFS, avec des points de protection quasi instantanés sans impact sur les performances ni durée des sauvegardes complètes. Contrairement aux sauvegardes classiques qui copient les données sur un support externe, les instantanés utilisent la structure interne du système de fichiers pour conserver des vues ponctuelles tout en partageant les blocs inchangés avec le système de fichiers actif.

Le processus de création d’un instantané de base dans Spectrum Scale est relativement simple et ne nécessite que quelques étapes :

1. Identification de la cible : déterminez si vous avez besoin d’un instantané d’un ensemble de fichiers spécifique ou de l’ensemble du système.
2. Établissement d’une convention de dénomination : choisissez un schéma de dénomination cohérent qui peut être utilisé pour identifier l’objectif de la sauvegarde tout en incluant un horodatage.
3. Création d’un instantané : exécutez la variante de commande appropriée à l’un des choix de l’étape 1 :
   1. Instantanés au niveau du jeu de fichiers – mmcrsnapshot FILESYSTEM snapshot_name -j FILESET
   2. Instantanés au niveau du système de fichiers – mmcrsnapshot FILESYSTEM snapshot_name
4. Vérification des fichiers : confirmez l’intégralité du nouvel instantané à l’aide de mmlssnapshot.

Les instantanés deviennent encore plus puissants lorsqu’ils sont intégrés à des stratégies de protection plus larges et plus complexes. De nombreuses entreprises créent des instantanés immédiatement avant et après des opérations importantes, telles que les mises à niveau d’applications, les intégrations avec des applications de sauvegarde, etc. Les instantanés peuvent également être effectués à intervalles réguliers dans le cadre d’efforts continus de protection des données.

Malgré leurs nombreux avantages, les instantanés ne doivent jamais être confondus avec de véritables sauvegardes. Ils restent vulnérables aux pannes de stockage physique et ont souvent des périodes de conservation limitées par rapport aux copies de sauvegarde externes. Les stratégies efficaces de protection des données combinent souvent les instantanés et les sauvegardes traditionnelles afin de bénéficier à la fois d’une protection hors système à long terme et de points de restauration rapides et fréquents.

Comment garantir la cohérence des instantanés et des sauvegardes GPFS

La cohérence des données est un facteur essentiel de toute stratégie de sauvegarde efficace. Dans les environnements GPFS, il peut être difficile d’obtenir une cohérence totale. La nature distribuée du système de fichiers GPFS et le risque de modifications simultanées à partir de plusieurs nœuds créent un certain nombre de défis uniques. Des mécanismes de cohérence appropriés sont nécessaires pour garantir que les sauvegardes ne capturent pas d’états d’application incohérents ou de transactions partielles, qui rendraient ces sauvegardes inefficaces pour les scénarios de restauration futurs.

La coordination avec le logiciel utilisant le système de fichiers est essentielle pour des sauvegardes cohérentes avec les applications. De nombreuses applications d’entreprise fournissent leurs propres hooks pour les systèmes de sauvegarde. Par exemple, les systèmes de gestion de bases de données offrent des commandes pour vider les transactions sur le disque et mettre temporairement en pause les processus d’écriture pendant les opérations de sauvegarde critiques. Une scriptage et une orchestration minutieux sont nécessaires pour intégrer ces processus spécifiques aux applications aux opérations de sauvegarde GPFS, ce qui implique souvent des commandes pré-sauvegarde et post-sauvegarde qui signalent aux applications d’entrer ou de sortir du mode sauvegarde.

La fonctionnalité de snapshot de Spectrum Scale offre un certain nombre de fonctionnalités spécialement conçues pour relever les défis liés à la cohérence :

• Groupes de cohérence
• Cohérence globale
• Suspension de l’écriture

Cela dit, la cohérence dans des environnements plus exigeants nécessite souvent des outils supplémentaires, par exemple lors de l’exécution de bases de données ou de systèmes de traitement des transactions. Certaines entreprises déploient des technologies de cohérence tierces pour assurer la coordination entre les couches applicative, base de données et stockage. D’autres choisissent de mettre en œuvre des approches spécifiques aux applications, en s’appuyant sur des API de sauvegarde de bases de données pour maintenir l’intégrité des transactions tout en générant des copies de sauvegarde vers des emplacements GPFS.

Stratégies de sauvegarde hybrides : combinaison de sauvegardes complètes, incrémentielles et instantanées

Les stratégies de protection des données les plus efficaces dans les environnements GPFS reposent rarement sur une approche de sauvegarde unique, mais combinent plutôt plusieurs techniques afin d’améliorer les vitesses de restauration, l’efficacité du stockage, etc. Les approches hybrides reconnaissent la nécessité d’adapter les mesures de protection à des types de données spécifiques, en fonction de la valeur, du taux de modification et des exigences de restauration des informations. Les approches hybrides permettent aux entreprises de concentrer leurs ressources là où elles apportent la plus grande valeur ajoutée, tout en réduisant les frais généraux liés aux données moins importantes.

Une approche hybride bien conçue tend à intégrer :

• Des sauvegardes complètes hebdomadaires comme points de récupération autonomes.
• Des sauvegardes incrémentielles quotidiennes pour capturer efficacement les changements en cours.
• Des instantanés plus fréquents pour fournir des points de récupération quasi instantanés pour les informations les plus récentes.
• Une réplication continue pour les sous-ensembles de données critiques afin de réduire autant que possible le temps de récupération.

La puissance de cette approche devient évidente lorsque l’on compare différents scénarios de récupération. Les approches hybrides permettent aux administrateurs de restaurer des suppressions accidentelles récentes à partir d’instantanés en quelques minutes, tout en conservant un ensemble complet de fonctionnalités de protection contre les pannes catastrophiques via la chaîne de sauvegarde traditionnelle.

Cependant, la mise en œuvre d’infrastructures de sauvegarde hybrides n’est pas un processus facile ; elle nécessite une orchestration minutieuse pour garantir que tous les composants de la configuration peuvent fonctionner en harmonie et n’interfèrent pas les uns avec les autres. Les conflits de ressources, les duplications inutiles et les menaces inhérentes à la prise de décision manuelle ne sont que quelques exemples des façons dont une configuration hybride peut être mal configurée, causant plus de tort que de bien.

C’est dans le coût total de possession que les entreprises peuvent voir la véritable valeur des approches hybrides. La possibilité d’aligner les coûts de protection sur la valeur des données tend à générer des économies considérables au fil du temps, qui compensent largement les investissements initiaux nécessaires à la mise en place de plusieurs couches de protection de sauvegarde. Une sauvegarde hybride correctement configurée peut offrir une protection intensive des données critiques tout en garantissant que les données moins précieuses consomment moins de ressources et nécessitent des cycles de sauvegarde moins fréquents, ce qu’une approche traditionnelle ne peut pas faire.

Comment gérer les processus de sauvegarde dans GPFS ?

Une stratégie de protection des données efficace repose sur un cadre de gestion robuste, qui transforme les capacités techniques en fiabilité opérationnelle. Une configuration adéquate des tâches de sauvegarde reste nécessaire, mais la véritable sécurité n’apparaît que lorsque les mesures de sauvegarde sont associées à des processus rigoureux de dépannage, de surveillance et de planification. Dans les environnements GPFS, ces aspects opérationnels requièrent une attention particulière, compte tenu de leur taille moyenne et de leur complexité. La réactivité face aux problèmes, l’automatisation et la vérification sont quelques exemples de fonctionnalités de gestion qui contribuent à transformer des systèmes de sauvegarde fonctionnels en une infrastructure de protection véritablement résiliente.

Planification des tâches de sauvegarde dans IBM Spectrum Scale

La planification stratégique transforme les processus de sauvegarde manuels et imprévisibles en opérations automatisées fiables, capables de maintenir un équilibre délicat entre les exigences de disponibilité du système et les besoins de protection de l’entreprise. Trouver les fenêtres de sauvegarde appropriées dans les environnements GPFS nécessite une analyse minutieuse des modèles d’utilisation, ce qui va plus loin que la simple planification nocturne.

Les planificateurs GPFS natifs offrent des capacités de synchronisation de base, mais de nombreuses entreprises du secteur utilisent des règles de planification beaucoup plus complexes à l’aide d’outils externes, avec gestion des dépendances, notifications intelligentes, synchronisation tenant compte de la charge de travail et autres fonctionnalités avancées.

Dans les environnements avec opérations mondiales ou exigences 24/7, le concept de fenêtres de sauvegarde est souvent remplacé par des stratégies de protection continue. Ces approches permettent de répartir les opérations de sauvegarde sur toute la journée tout en évitant les pics de consommation de ressources, ce qui est très différent des tâches de sauvegarde « monolithiques » standard. Les moteurs de règles GPFS peuvent être particulièrement utiles dans ce cas, car ils automatisent l’identification des fichiers modifiés pour ces opérations de protection par roulement et contribuent à les diriger vers des processus de sauvegarde avec peu ou pas de frais administratifs.

Surveillance et vérification des résultats des tâches de sauvegarde

La vérification et la surveillance des sauvegardes sont des fonctionnalités destinées à lutter contre le problème des sauvegardes non vérifiées qui créent une illusion de protection alors qu’il n’y a aucune garantie que la sauvegarde puisse être restaurée correctement en cas de besoin. La surveillance complète est censée résoudre ce problème en transformant l’incertitude en confiance grâce à une visibilité sur les opérations de sauvegarde et à l’identification des problèmes avant qu’ils n’aient un impact sur la récupérabilité. Dans les environnements Spectrum Scale, cette visibilité est particulièrement importante pour garantir une protection complète, car une opération de sauvegarde moyenne dans cet environnement s’étend simultanément sur plusieurs nœuds et plusieurs niveaux de stockage.

De nombreuses entreprises mettent en œuvre des tableaux de bord de surveillance dédiés pour agréger les mesures de protection dans leur environnement GPFS. Ces outils de visualisation peuvent aider le personnel administratif à identifier rapidement les problèmes potentiels, les tendances, etc. Les systèmes de surveillance efficaces ont également tendance à disposer de réponses d’alerte multifacettes en fonction de la priorité de l’entreprise et de la gravité de l’impact, au lieu de produire des notifications excessives et de créer ce que l’on appelle une « fatigue des alertes ». L’une des situations les plus courantes dans les grands environnements GPFS est l’utilisation d’environnements de surveillance automatisés avec des contrôles manuels périodiques afin d’identifier les modèles de dégradation subtils qui auraient pu échapper aux systèmes automatisés.

Reprise des opérations pour les sauvegardes interrompues

Lorsque les processus de sauvegarde rencontrent des interruptions inattendues, la capacité à reprendre les opérations de manière efficace est ce qui distingue les systèmes de protection fragiles des systèmes puissants. Heureusement, IBM Spectrum Protect dispose de capacités de reprise intégrées spécialement conçues pour les environnements distribués, qui conservent des métadonnées détaillées sur la progression afin de permettre la reprise des opérations interrompues à partir du point où elles ont été interrompues, plutôt que de les redémarrer entièrement.

Toutefois, pour obtenir des performances de reprise optimales, il convient de prêter attention à un certain nombre de détails de configuration, tels que :

• Persistance des métadonnées : pour garantir que les informations de suivi survivent aux redémarrages du système.
• Indépendance des composants : pour garantir que les tâches de sauvegarde peuvent être partiellement exécutées.
• Fréquence des points de contrôle : un équilibre délicat entre les retouches potentielles et la surcharge.
• Mécanismes de vérification : pour garantir que les composants déjà sauvegardés restent valides.

Il existe également des situations où les capacités de reprise natives peuvent s’avérer insuffisantes. Dans ce cas, des scripts wrapper personnalisés peuvent aider à diviser les opérations de sauvegarde volumineuses en composants distincts plus faciles à suivre. Cette méthode peut entraîner une surcharge de gestion supplémentaire, mais elle s’avère également beaucoup plus flexible dans les situations où les fenêtres de sauvegarde sont très limitées ou lorsque les interruptions sont assez courantes et fréquentes.

Gestion des échecs de sauvegarde et récupération dans GPFS

Même dans les environnements les plus méticuleusement conçus, des échecs de sauvegarde peuvent se produire. Un système capable de répondre efficacement à tout problème à tout moment, plutôt que d’essayer d’éviter complètement toute défaillance (ce qui est pratiquement impossible), est le signe d’une infrastructure véritablement performante. Une approche structurée de la gestion des défaillances peut transformer les situations les plus chaotiques en processus de résolution bien huilés.

Une bonne première étape pour le diagnostic des échecs de sauvegarde consiste à établir des procédures standardisées d’analyse des journaux afin de distinguer dès le départ les restrictions d’accès, les problèmes de cohérence, les limitations de ressources, les erreurs de configuration et les défaillances de l’infrastructure. Une fois la catégorie du problème identifiée, des stratégies de résolution doivent être mises en œuvre conformément à des scénarios prédéfinis et adaptés à chaque catégorie d’échec, avec des procédures d’escalade, des modèles de communication, des mesures techniques de remédiation, etc.

Le processus de transition entre la correction de la défaillance et le retour à un fonctionnement normal nécessite également une vérification, plutôt que de simplement supposer que le problème a été résolu. Les sauvegardes de test, les contrôles d’intégrité et d’autres méthodes constituent un bon moyen de vérifier cela. Les entreprises matures disposent même de post-mortems dédiés aux défaillances de sauvegarde qui tentent d’examiner les causes profondes du problème plutôt que de se contenter de traiter les symptômes.

Quelles sont les meilleures pratiques en matière de sauvegarde des données dans GPFS ?

L’expertise technique est ce qui permet la fonctionnalité de sauvegarde, mais les efforts de protection des données véritablement résilients dans les environnements IBM Spectrum Scale doivent avoir une perspective beaucoup plus large qui transcende les commandes et les outils. Les organisations qui réussissent abordent la protection GPFS comme une discipline commerciale à part entière plutôt que comme une simple tâche technique, en alignant les investissements en protection sur la valeur des données, en créant des cadres qui établissent des processus de gouvernance pour une exécution cohérente, etc. Les meilleures pratiques présentées ci-dessous sont le fruit de l’expérience collective de nombreuses entreprises de différents secteurs, qui tentent de combler le fossé entre les réalités pratiques et les idéaux théoriques dans des environnements complexes et multifacettes.

Créer une stratégie de sauvegarde adaptée à vos besoins en matière d’accès aux données

Toute stratégie de sauvegarde doit commencer par une analyse approfondie des besoins de l’entreprise, qui définit clairement les objectifs de reprise des activités en fonction des réalités opérationnelles de l’entreprise, plutôt que des objectifs arbitraires. La plupart des environnements GPFS avec des charges de travail variées dans de telles situations doivent mettre en œuvre des niveaux de protection hiérarchisés afin d’adapter l’intensité de la protection à la valeur des données et à d’autres facteurs.

Le processus d’élaboration de la stratégie doit aborder de nombreuses questions fondamentales d’une manière ou d’une autre, telles que les objectifs de temps de récupération pour différents scénarios, les dépendances des applications, les exigences de conformité, les objectifs de point de récupération, etc. Une stratégie de sauvegarde réussie nécessite également une collaboration entre différentes équipes, toutes les parties prenantes apportant leur point de vue afin d’élaborer des stratégies qui permettent d’équilibrer les priorités concurrentes et la faisabilité technique.

Tester régulièrement les restaurations de sauvegarde

Comme mentionné précédemment, les sauvegardes non testées ne sont qu’une illusion de protection, et les entreprises matures doivent clairement comprendre que les tests sont obligatoires et non facultatifs. Des processus de validation complets peuvent aider à transformer la protection théorique en une capacité de récupération éprouvée, tout en renforçant l’expertise et la confiance de l’organisation dans les opérations de récupération avant que des situations d’urgence ne surviennent.

Les cadres de test complexes doivent inclure plusieurs niveaux de validation, notamment des simulations à grande échelle de pannes majeures, des échantillonnages aléatoires de fichiers, etc. Les tests de récupération complète des applications peuvent nécessiter des ressources importantes, mais cet investissement est rentable lorsque de véritables situations d’urgence surviennent, car il permet de mettre en évidence les problèmes techniques et les lacunes des processus dans le cadre d’exercices contrôlés plutôt que dans des situations de forte pression. L’élément surprise est également important pour ces processus de test, car il permet de mieux simuler des situations réelles (limitation des préavis, restriction de l’accès à la documentation principale, etc.).

Documentation des processus et procédures de sauvegarde

En cas d’urgence, une documentation claire et détaillée peut aider à résoudre le problème de manière ordonnée plutôt que chaotique. Une documentation complète est particulièrement importante pour les environnements GPFS complexes où les processus de sauvegarde et de restauration affectent des dizaines de composants et plusieurs équipes à la fois. Une documentation complète doit également inclure non seulement des références de commandes simples, mais aussi le raisonnement derrière tous les choix de configuration, les dépendances et les arbres de décision afin de faciliter le dépannage dans les scénarios courants.

Les stratégies de documentation efficaces tiennent compte des différents besoins des utilisateurs et constituent des ressources hiérarchisées allant de manuels techniques détaillés à des résumés exécutifs. Ainsi, chaque partie prenante peut accéder rapidement aux informations à son niveau de détail préféré sans avoir à parcourir des documents qu’elle juge excessifs ou complexes.

Des cycles de révision réguliers, synchronisés avec les changements apportés au système, doivent également être mis en place pour toute la documentation d’une organisation, afin que ces informations soient traitées comme un composant essentiel du système et non comme un élément secondaire. Les plateformes de documentation interactive sont de plus en plus populaires ces dernières années. Elles combinent les procédures écrites traditionnelles avec des contrôles de validation automatisés, des outils d’aide à la décision, des vidéos intégrées et d’autres fonctionnalités pratiques.

Comment sécuriser les sauvegardes GPFS contre les cybermenaces

Les stratégies modernes de protection des données doivent être prêtes à faire face non seulement aux modes de défaillance courants, mais aussi aux cybermenaces très complexes qui ciblent spécifiquement les systèmes de sauvegarde. Il est vrai que les sauvegardes se concentraient historiquement sur la récupération après une panne matérielle ou une suppression accidentelle, mais les cadres de protection actuels protègent également les entreprises contre les attaques de ransomware qui peuvent reconnaître et tenter de supprimer les options de récupération.

Une approche complexe et multicouche est nécessaire pour sécuriser les sauvegardes GPFS, combinant immuabilité, isolation, contrôles d’accès et chiffrement pour former des capacités de récupération résilientes. Les mesures de sécurité les plus essentielles dans ce domaine sont les suivantes

• Protection par isolation physique grâce à des systèmes isolés du réseau ou des supports hors ligne.
• Le principe de sauvegarde 3-2-1 : trois copies des données existantes sur deux types de supports différents, dont une copie stockée hors site.
• Chiffrement des sauvegardes en transit et au repos.
• Analyse régulière du référentiel de sauvegarde.
• Immuabilité des sauvegardes pour empêcher toute modification de copies spécifiques d’informations.
• Contrôles d’accès stricts avec des identifiants distincts pour les systèmes de sauvegarde.

Les entreprises qui bénéficient de la protection la plus flexible améliorent également ces mesures techniques à l’aide de diverses garanties procédurales : évaluations de sécurité régulières par des tiers, procédures de vérification complexes, équipes distinctes pour la gestion des sauvegardes et de la production, etc.

Défis courants et dépannage dans les sauvegardes GPFS

Même la planification la plus méticuleuse ne peut empêcher les environnements de sauvegarde GPFS de rencontrer des erreurs ou des problèmes nécessitant un dépannage. La nature distribuée de Spectrum Scale, combinée à de grands volumes de données, crée de nombreux défis inhabituels qui diffèrent de ceux rencontrés dans les environnements de sauvegarde classiques. Nous essayons ici de couvrir les problèmes les plus courants et leurs solutions potentielles de manière claire et concise.

Résolution des échecs et des erreurs de sauvegarde

Les échecs de sauvegarde dans les environnements GPFS se manifestent généralement par des messages d’erreur cryptiques qui nécessitent beaucoup de contexte pour être compris et ne peuvent pas être lus directement. Un dépannage efficace doit commencer par la compréhension de la complexité de l’architecture en couches des opérations de sauvegarde GPFS, en reconnaissant comment les symptômes d’un composant peuvent provenir d’un composant totalement différent.

Les catégories d’échecs les plus courantes comprennent les problèmes de connectivité réseau, les incompatibilités d’autorisations, les contraintes de ressources pendant les périodes de pointe et les incohérences dans les métadonnées qui déclenchent les cadres de vérification. Pour résoudre efficacement ces problèmes, il faut toujours essayer d’être proactif plutôt que réactif, c’est-à-dire trouver et résoudre les problèmes fondamentaux plutôt que de lutter contre les symptômes.

Les administrateurs expérimentés ont tendance à développer leurs propres approches structurées qui aident à examiner les problèmes potentiels en suivant une séquence logique, par exemple :

• Journaux système
• Disponibilité des ressources
• Productivité des composants

Les entreprises dont les opérations sont matures ont également tendance à tenir à jour leurs propres bibliothèques de modèles de défaillance, qui documentent les problèmes antérieurs et la manière dont ils ont été résolus, ce qui tend à accélérer considérablement le dépannage tout en renforçant les connaissances institutionnelles au sein de l’organisation.

Gestion des limitations de stockage pendant les sauvegardes

Les contraintes de stockage sont l’un des défis les plus persistants pour les opérations de sauvegarde GPFS, en particulier lorsque les volumes augmentent alors que les fenêtres de sauvegarde restent fixes, voire diminuent. Ces contraintes se manifestent sous différentes formes, allant d’un espace insuffisant pour le stockage temporaire des sauvegardes à un débit inadéquat pour le moment donné dans les délais requis.

Tenter d’acquérir du stockage supplémentaire est rarement une solution à ces problèmes, car la croissance des données dépasse souvent les augmentations budgétaires. C’est pourquoi les stratégies efficaces se concentrent sur l’optimisation de l’efficacité du stockage actuel à l’aide de techniques telles que la déduplication à longueur variable, les sauvegardes incrémentielles au niveau des blocs et les algorithmes de compression pour des types de données spécifiques.

De nombreuses entreprises mettent également en œuvre des systèmes de classification des données capables d’appliquer différentes approches de protection en fonction de la valeur et de la fréquence de modification des informations, ce qui permet d’orienter les ressources vers les données critiques tout en appliquant des mesures de protection moins puissantes aux informations moins prioritaires. L’analyse de l’utilisation du stockage est également couramment utilisée dans de tels environnements, afin d’examiner les modèles d’accès et l’historique des modifications afin de prédire le comportement futur et d’ajuster automatiquement les paramètres de protection afin d’optimiser l’utilisation des ressources.

Prévention de la corruption des données pendant les sauvegardes GPFS

La corruption des données pendant les opérations de sauvegarde est un risque particulièrement gênant, car ces problèmes peuvent passer inaperçus jusqu’à ce que les tentatives de restauration révèlent des points de récupération inutilisables. Les environnements GPFS sont sensibles à la fois aux problèmes courants et aux vulnérabilités uniques en matière de corruption, telles que l’incohérence des états du système de fichiers, l’interruption des flux de données, l’incohérence des métadonnées, etc.

Pour éviter ces problèmes, il est nécessaire de mettre en place une discipline opérationnelle et des mesures de protection architecturales, afin de maintenir l’intégrité des données tout au long du cycle de protection. Les méthodes essentielles de prévention de la corruption comprennent également la vérification des sommes de contrôle, les procédures de vérification de l’état de préparation des sauvegardes, et bien plus encore.

La validation post-sauvegarde est également une recommandation courante, qui va au-delà de la simple vérification de l’achèvement pour inclure également la validation de la cohérence des métadonnées, des tests de restauration complète sur une base périodique, la vérification du contenu par échantillonnage, etc. De nombreux environnements modernes utilisent même des approches de sauvegarde à double flux, créant des copies parallèles via des chemins indépendants, ce qui permet une comparaison croisée afin d’identifier les corruptions qui auraient pu passer inaperçues autrement.

Conseils pour une gestion efficace des sauvegardes dans les grands clusters

L’échelle des environnements GPFS tend à introduire une complexité dans de nombreux aspects de la gestion des données. Par exemple, la gestion des sauvegardes devient beaucoup plus difficile dans de tels environnements, comme nous l’avons déjà mentionné à plusieurs reprises. Les approches traditionnelles fonctionnent rarement dans les grands clusters GPFS comprenant des dizaines ou des centaines de nœuds. Ainsi, des stratégies hautement spécialisées sont nécessaires pour atteindre l’efficacité dans ces environnements. Elles doivent être conçues spécifiquement pour l’échelle dès le départ afin de fonctionner.

Voici les conseils les plus importants que nous pouvons recommander pour la gestion des sauvegardes dans les grands clusters GPFS :

• Mettez en œuvre des réseaux de sauvegarde dédiés
• Configurez des mécanismes de limitation appropriés
• Tirez parti de l’automatisation de la vérification des sauvegardes
• Répartissez la charge de sauvegarde
• Établissez des politiques de conservation graduées
• Concevez en tenant compte de la résilience
• Conservez les métadonnées de sauvegarde

La parallélisation à plusieurs niveaux avec une allocation des ressources soigneusement gérée est courante dans de nombreuses implémentations de sauvegarde de grands clusters. Les approches de sauvegarde continue sont également très appréciées dans de tels cas, car elles éliminent complètement les fenêtres de sauvegarde traditionnelles. De cette façon, les sauvegardes complètes sont remplacées par des processus incrémentiels toujours en cours d’exécution qui peuvent maintenir une protection constante et minimiser l’impact sur les systèmes de production.

Solutions de sauvegarde basées sur POSIX pour GPFS

S’il est vrai qu’IBM Spectrum Scale offre une intégration native avec Spectrum Protect via des commandes spécialisées telles que mmbackup, les entreprises peuvent également tirer parti de solutions de sauvegarde conformes à POSIX afin de protéger leurs environnements GPFS. POSIX, qui signifie Portable Operating System Interface, est un ensemble de normes qui définit la manière dont les applications interagissent avec les systèmes de fichiers, quelle que soit leur architecture sous-jacente.

Comme GPFS se présente comme un système de fichiers compatible POSIX, pratiquement tous les logiciels de sauvegarde qui respectent ces normes devraient pouvoir accéder aux informations des environnements Spectrum Scale et les sauvegarder, même si les performances et la compatibilité des fonctionnalités peuvent varier considérablement d’une solution à l’autre.

Bacula Enterprise est un bon exemple de solution de ce type : il s’agit d’une plateforme de sauvegarde d’entreprise avec un noyau open source, fonctionnant comme un système de sauvegarde purement POSIX pour GPFS et les environnements similaires. Il est particulièrement performant sur le marché du HPC, où il a prouvé son efficacité dans les entreprises qui préfèrent opérer dans des environnements mixtes avec une variété d’outils et de normes spécialisés.

Il n’offre peut-être pas l’ensemble de fonctionnalités d’intégration approfondie disponible via mmbackup et Spectrum Protect, mais la flexibilité et l’écosystème étendu de plugins de Bacula en font une option solide pour les stratégies de sauvegarde GPFS, en particulier lorsque les entreprises ont besoin de standardiser leurs outils de sauvegarde sur différentes plateformes de stockage et différents systèmes de fichiers.

Foire aux questions

Comment les sauvegardes GPFS s’intègrent-elles aux plateformes de stockage cloud ?

Les environnements GPFS peuvent tirer parti du stockage cloud grâce à la fonctionnalité Transparent Cloud Tiering, qui crée des connexions directes entre Spectrum Scale et des fournisseurs tels qu’IBM Cloud, Azure, AWS, etc. Les entreprises qui mettent en œuvre cette approche doivent évaluer avec soin les implications en termes de latence, les exigences de sécurité et le coût total de possession avant de s’engager dans des référentiels de sauvegarde basés sur le cloud.

Quelles sont les considérations à prendre en compte lors de la sauvegarde d’environnements GPFS avec des charges de travail conteneurisées ?

Les applications conteneurisées exécutées sur le stockage GPFS présentent un certain nombre de défis uniques qui nécessitent des approches de sauvegarde dédiées mettant l’accent sur l’état des applications et la persistance des données. Les stratégies efficaces combinent souvent des instantanés de volume avec des outils sensibles aux applications afin de garantir que les données et la configuration peuvent toujours être restaurées de manière cohérente.

Comment les entreprises peuvent-elles tester efficacement les performances de sauvegarde GPFS avant la mise en production ?

Pour tester avec précision les performances de sauvegarde, il est nécessaire d’utiliser des profils de données réalistes correspondant aux charges de travail de production, plutôt que des benchmarks synthétiques qui ont tendance à ne pas refléter les conditions réelles. Les entreprises doivent prévoir suffisamment de temps pour effectuer des tests itératifs permettant d’optimiser la configuration, car les résultats de performance initiaux représentent rarement l’efficacité maximale pouvant être atteinte sans un réglage ciblé des paramètres GPFS et des paramètres de l’application de sauvegarde.