Velero: sichert Kubernetes-Anwendungen und ihre Datenträger Backup und Wiederherstellung über Cluster-Grenzen hinweg

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In Kubernetes-Clustern laufen zunehmend geschäftskritische Anwendungen, deren Ausfall ein Rechenzentrum unter Druck setzt. Dann zählt allein die geprüfte Wiederherstellung. Velero sichert die Kubernetes-Ressourcen samt Datenträgern in einen Objektspeicher und spielt sie in kompatible Cluster zurück.

Velero erfasst die im Cluster angelegten Objekte wie Deployments, ConfigMaps, Secrets und PersistentVolumeClaims und schließt die Daten der zugehörigen Datenträger ein, sodass eine Wiederherstellung den kompletten Zustand eines Namensraums mit allen Abhängigkeiten einschließlich der Secrets und der angehängten Datenträger abdeckt. Die aktuelle Ausgabe erweitert das Werkzeug um mehrere parallele Sicherungen und um eine bessere Handhabung großer Datenmengen. Als Ablage dient ein S3-kompatibler Objektspeicher, auch Google Cloud Storage und Azure Blob binden sich an.

Sicherung der Datenträger

Für die Datenträger nutzt Velero zwei Wege. Das dateibasierte Backup mit Kopia liest die Inhalte auf Dateiebene, die CSI-Schnittstelle erzeugt Momentaufnahmen kompletter Volumes. Sogenannte Data Mover übertragen diese Momentaufnahmen in den Objektspeicher und lösen die Sicherung damit von der darunter liegenden Speicherplattform, was den Wechsel zwischen verschiedenen Storage-Systemen für spätere Wiederherstellungen offen hält, auch auf einer anderen Speicherklasse. Die aktuelle Version stellt den Data-Mover-Pods ein Cache-Volume bereit und umgeht die Grenzen des flüchtigen Zwischenspeichers. Eine inkrementelle Größenanzeige weist aus, wie viel eine wiederholte Sicherung gegenüber der vorherigen einspart.

Mehr Durchsatz für große Cluster

Velero verarbeitet nun mehrere Sicherungen gleichzeitig. Verschiedene Teams starten ihre Aufträge zur gleichen Zeit, ohne sich gegenseitig zu behindern. Für die Auswahl der Namensräume unterstützt das Werkzeug Platzhalter, sodass ein Muster ganze Gruppen von Namensräumen auf einmal erfasst. Eine erweiterte VolumePolicy reagiert auf den Zustand eines PersistentVolumeClaim, übergeht Datenträger im Zustand Pending oder Lost und hält unfertige Volumes damit aus der Sicherung heraus. Höhere Reserven im Speicherverbrauch verhindern, dass der Velero-Server bei großen Archiven an seine Grenzen kommt. Zusätzliche Diagnose-Ereignisse erleichtern die Fehlersuche an den Data Movern.

Wiederherstellung und Betrieb

Eine Wiederherstellung spielt die gesicherten Objekte in einen Ziel-Cluster zurück und legt die zugehörigen Datenträger neu an, sodass ein Namensraum nach einem Ausfall in kurzer Zeit wieder bereitsteht, ohne den Umweg über eine manuelle Neuinstallation der Anwendungen. Der gleiche Weg verlagert Anwendungen zwischen Clustern, da Velero die Ressourcen unabhängig von der Ausgangsumgebung ablegt. Für Betreiber kritischer Infrastrukturen liefert das Werkzeug damit einen geübten Ablauf für den Ausfall eines ganzen Standorts. Regelmäßige Zeitpläne legen Sicherungen automatisch an und begrenzen ihre Aufbewahrung über eine Verfallszeit.

Fazit

Velero deckt Sicherung, Wiederherstellung und Verlagerung von Kubernetes-Anwendungen mit einem einzigen Werkzeug ab. Die parallele Verarbeitung, die Cache-Volumes für die Data Mover und die höheren Reserven im Speicher passen das Projekt an große Rechenzentrums-Cluster mit vielen Namensräumen an. Mit Kopia auf Dateiebene und Momentaufnahmen über die CSI-Schnittstelle bindet es zwei erprobte Wege der Datensicherung ein.

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