Azure - Site Recovery service(VMware)

• 跨Azure regions的Azure VMs複寫
• On-premises VMs, Azure Stack VMs, and physical servers之間的複寫.

• “VMware to Azure” disaster recovery architecture
• “Hyper-V to Azure” disaster recovery architecture
• “Azure VM to Azure” disaster recovery architecture

Configuration server machine

一台部屬於on-premises的機器。建議部署在VMware VM，可以下載OVF 模板來進行部署，裡面會包含元件有:

• configure server: 作為on-premises和 Azure 之間的通信的角色，
• process server : 預設會安裝於configuration server，接收要同步的資料後，優化儲存(caching)，壓縮(compression)，加密(encryption)，再傳送到Azure Storage，也會安裝Mobility Service在要同步的VMs裡。可以執行automatic discovery來認機器，當VM數量增加時，也可以另外新增其他process server 來處理更大量的同步資料，舒緩資料流交通。
• master target server : 預設安裝於configuration server，用來處理當需要從azure failback回來的任務，也可以設置多台來處理大量的工作。

於下圖可以看出在on-premises中部屬configuration server與process server的結合，process server會自動安裝部屬Mobility Service在左方要同步的機器(Replicated machines)上，也可以手動部屬，用來抓取記憶體中的資料，在左方還有Master target用於failback，中間透過設置網路Data Channel來同步資料到Azure。

Outbound network connectivity

部屬完on-premises個元件後，接著就要設置到Azure的通道，需要設定『外出』（Outbound）的防火牆設定。

• *.blob.core.windows.net
• login.microsoftonline.com
• *.hypervrecoverymanager.windowsazure.com
• *.servicebus.windows.net

Replication process

複寫(replication)是block-level的，可以通過internet訪問到Azure storage public endpoints，有別於透過public IP也可以設定site-to-site VPN。在同步前一樣要先有一個初始化(Initial)目前狀態的動作，接著才去同步差異、累進的資料，而資料會先送往在Azure的cache storage account內，資料與recover point 會存放在Azure Managed Disk(Azure Site Recovery seed disk)，recover point。而在on-premises的 VM上是透過Mobility Service，預設會有replication policy :

• RPO threshold : 這個設定不會影響複寫，而是監控"故障移轉時的資料損失(RPO)"是否到達設置的告警值。
• Recovery point retention : 指的是recovery points保留多久，代表可以回到多久以前的資料，預設為24hr，premium storage最大可以設置24hr，standard storage則可以設定為72hr。
• App-consistent snapshots : snapshot的頻率可以為1 到 12小時，預設為每4小時，這個snaptshot是標準的Azure blob snapshots，在VM上要啟動VSS snapshot來達到這個功能，VSS snapshot是一個基於時間點一致性的點(bookmarks)。

如下圖，在左方的on-premises端:

• configuration server 要開啟 port HTTPS 443 inbound接收來自上方VMs的存取，並同時開啟port HTTPS 443 outbound，存取Azure。
• process server 則是開啟port HTTPS 9443 inbound(可以修改)，接收來自VM的複寫資料，並同時開啟port 443 outbound將資料再送往Azure storage

Resynchronization process

有時VM與PS之間或PS與 Azure 之間可能存在網絡連接問題。為避免數據完整性問題並最大限度地降低數據傳輸成本，Site Recovery 會執行Resynchronization。另外在機器被強制關閉或做一些調整(例如磁盤大小配置更改)也能執行。

Resynchronization僅將增量數據發送到 Azure。通過計算VM和存儲在 Azure 中的數據之間的數據checksums，最大限度地減少本地和 Azure 之間的數據傳輸。

默認情況下，重新同步計劃在離峰時段自動運行。也可以手動重新同步 VM。為此，登入Azure portal, 選擇 VM Resynchronize.。

Multi-VM consistency

當有多台虛擬機需要被一起複寫，當在故障轉移時可以共享crash-consistent 與 app-consistent的 recovery points時，可以將它們聚集到一個replication group中。注意會影響效能，應該僅用於運行需要跨所有機器保持一致性的工作負載的虛擬機。

關於一致性Consistency

當執行故障移轉時，能夠根據snapshot的restore point，在目標環境做還原，來處理根據是否需要操作系統和 VM 上運行的應用程序是一致的，來選擇snapshot的類型

• Crash-consistent(預設) :不包含記憶體內的資料，所以不保證OS與app的資料一致，預設每五分鐘創建一個Crash-consistent的restore point。
• App-consistent :包含Crash-consistent的所有內容加上記憶體內正在進行的交易。需要使用磁碟區陰影複製服務(Volume Shadow Copy Service, VSS):

1) Azure Site Recovery uses Copy Only backup (VSS_BT_COPY) 　　method which does not change Microsoft SQL's transaction log backup time and sequence number 2) When a snapshot is initiated, VSS perform a copy-on-write (COW) operation on the volume. 3) Before it performs the COW, VSS informs every app on the machine that it needs to flush its memory-resident data to disk. 4) VSS then allows the backup/disaster recovery app (in this case Site Recovery) to read the snapshot data and proceed.

補充:VSS_BACKUP_TYPE列舉出要使用VSS writer/requester coordination的備份種類有哪些，請參考: VSS_BACKUP_TYPE

關於Failover and Failback

設置完replication之後，可以運行DR Drill 演練備援功能，可以根據需要運行failover和failback。

可以為單台機器，或創建recovery plans同時對多個 VM 進行故障轉移。recovery plans比單機故障轉移的優勢包括: 可以通過在recovery plans中包含應用程序中的所有 VM 來達到對app-dependencies進行建模。也可以添加scripts，Azure runbooksk 來手動操作。

Failover發動後將服務切到Azure VM後，就可以從Azure 訪問服務，當on-premises再次可用時，可以將服務再次Failback回來。為了執行failback，需要設置故障恢復基礎設施，包括：

• Temporary process server：要從Azure 進行故障回复，需要在 Azure VM 設置一個暫時的PS處理來自 Azure 的複寫。故障恢復完成後可以刪除此 VM。
• VPN connection：要進行故障回复，您需要從 Azure 網絡到本地站點的 VPN 連接（或 ExpressRoute）。
• Separate master target server：預設就與CS一起安裝在on-premises來處理failback的需求，如果需要failback大量的volumns，可以另外設置一個單獨master server。
• Failback policy：當建立on-premises 到 Azure 的replication policy時，預設也同時建立了failbackpolicy。

資料整理自: Azure disaster recovery