Storage. Backup. Virtualisierung.
Server-Virtualisierung - Datensicherung · Version 1.10 · © Stor IT Back 2026
Bei der Datensicherung virtualisierter Server können komplette virtuelle Maschinen zentral und Image-basiert gesichert werden. Moderne Backup-Lösungen sichern neben den virtuellen Festplatten auch die Konfiguration einer VM und ermöglichen je nach Produkt die Wiederherstellung kompletter virtueller Maschinen, einzelner Dateien oder von Anwendungsdaten.
Entscheidend für die Planung eines VM-Backups sind vor allem das Recovery Time Objective (RTO), das Recovery Point Objective (RPO), die Konsistenz der Anwendungen sowie eine vom Produktivsystem unabhängige Speicherung der Sicherungsdaten. Ein Snapshot allein ist deshalb noch kein vollständiges Backup.
Die grundlegenden Ziele der Datensicherung unterscheiden sich in virtuellen Umgebungen nicht wesentlich von denen physischer Server. Die Anforderungen werden durch den Geschäftszweck, interne Vorgaben oder Service Level Agreements (SLA) bestimmt.
Virtualisierung verändert jedoch die technische Umsetzung und teilweise auch das Risiko. Fällt beispielsweise ein einzelner physischer Virtualisierungshost oder ein zentrales Storage-System aus, können gleichzeitig mehrere virtuelle Maschinen und Anwendungen betroffen sein.
Deshalb sollte vor der Auswahl der Backup-Technik geklärt werden, welche Systeme besonders kritisch sind, wie viel Datenverlust akzeptiert werden kann und innerhalb welcher Zeit Anwendungen wieder verfügbar sein müssen.
Das Recovery Time Objective (RTO) beschreibt die maximal akzeptable Zeitspanne zwischen einem Ausfall und der vollständigen Wiederherstellung eines Systems oder einer Anwendung.
Dabei sollten unterschiedliche Ausfallszenarien betrachtet werden:
Für besonders kritische Anwendungen kann ein sehr kurzes RTO erforderlich sein. In diesem Fall reicht ein klassisches Backup unter Umständen nicht aus. Dann können zusätzlich Replikation, Hochverfügbarkeit oder vorbereitete Disaster-Recovery-Systeme notwendig sein.
Das Recovery Point Objective (RPO) beschreibt, wie weit der wiederhergestellte Datenbestand im schlimmsten Fall zurückliegen darf.
Wird beispielsweise alle vier Stunden eine konsistente Sicherung erstellt, können im ungünstigsten Fall fast vier Stunden an Änderungen verloren gehen. Ist maximal eine Stunde Datenverlust zulässig, müssen die Sicherungsintervalle entsprechend kürzer gewählt oder zusätzliche Verfahren eingesetzt werden.
Das RPO sollte getrennt für unterschiedliche Ausfallszenarien betrachtet werden, beispielsweise für:
Ein Backup sollte nicht ausschließlich auf derselben Infrastruktur liegen wie die produktiven virtuellen Maschinen. Fällt diese Infrastruktur komplett aus oder wird sie durch einen Angreifer kompromittiert, kann sonst auch die Sicherung betroffen sein.
Zu berücksichtigen sind insbesondere:
Die Anforderungen an die Wiederherstellbarkeit bleiben damit grundsätzlich gleich wie bei physischen Servern. Virtualisierung bietet jedoch zusätzliche Verfahren, mit denen vollständige Systeme wesentlich einfacher gesichert, kopiert, repliziert und wiederhergestellt werden können.
Ein wesentlicher Vorteil der Server-Virtualisierung ist die Abstraktion der physischen Hardware. Das Betriebssystem einer virtuellen Maschine arbeitet mit einer definierten virtuellen Hardwareumgebung, unabhängig davon, welche konkrete Server-Hardware darunter eingesetzt wird.
Die VM sieht beispielsweise virtuelle Festplattencontroller, Netzwerkkarten und weitere standardisierte Geräte. Dadurch ist eine Wiederherstellung auf einem anderen kompatiblen Virtualisierungshost meist wesentlich einfacher als bei einem klassischen Bare-Metal-Restore eines physischen Servers.
Eine virtuelle Maschine besteht aus virtuellen Festplatten, Konfigurationsdaten und gegebenenfalls weiteren Dateien oder Objekten. Diese können als zusammengehörige Einheit gesichert werden. Dadurch lässt sich eine komplette VM bei einem Restore in vielen Fällen ohne Anpassung an einen anderen physischen RAID-Controller oder andere Server-Hardware wieder bereitstellen.
Entscheidend ist jedoch die Konsistenz der gesicherten Daten. Wird eine VM ordnungsgemäß heruntergefahren, liegt sie in einem definierten Zustand vor. Bei einer Sicherung im laufenden Betrieb müssen Betriebssystem, Dateisystem und gegebenenfalls Anwendungen kontrolliert auf den Snapshot beziehungsweise die Sicherung vorbereitet werden.
Ein weiterer Vorteil ist die zentrale Datenhaltung vieler virtueller Maschinen. Es ist dadurch nicht immer erforderlich, auf jeder VM einen eigenen Backup-Agenten zu installieren. Viele Backup-Produkte können virtuelle Maschinen direkt über die Schnittstellen des Hypervisors sichern.
Für Datenbanken und andere Anwendungen kann trotzdem zusätzlich eine Kommunikation mit dem Gastbetriebssystem erforderlich sein, um eine anwendungskonsistente Sicherung zu erzeugen.
Beim klassischen oder agentenbasierten Backup wird eine virtuelle Maschine im Prinzip genauso behandelt wie ein physischer Server. In der VM läuft ein Backup-Client oder Agent, der Dateien, Anwendungen und Datenbanken über das Netzwerk zum Backup-Server überträgt.
Dieses Verfahren bietet Vorteile bei Anwendungen und Datenbanken, für die spezielle Online-Agenten oder Module eingesetzt werden. Damit können beispielsweise anwendungskonsistente Sicherungen, Point-in-Time-Recovery oder granulare Wiederherstellungen realisiert werden.
Das agentenbasierte Verfahren arbeitet weitgehend unabhängig von der verwendeten Virtualisierungsplattform. Es kann deshalb sinnvoll sein, wenn Anwendungen sehr spezielle Anforderungen an das Backup stellen oder eine Sicherung unabhängig vom Hypervisor benötigt wird.
Nachteilig ist der höhere Verwaltungsaufwand: Der Backup-Agent muss in jeder betroffenen VM installiert, aktualisiert, konfiguriert und überwacht werden. Außerdem läuft der Backup-Datenverkehr über die virtuellen Netzwerk- und Betriebssystemstrukturen der jeweiligen VM.
In modernen Umgebungen wird deshalb häufig eine Kombination aus Image-basiertem VM-Backup und anwendungsspezifischen Sicherungsverfahren eingesetzt.
Beim Image-basierten VM-Backup wird die virtuelle Maschine auf Ebene der Virtualisierungsplattform gesichert. Dabei werden die virtuellen Festplatten und die für eine Wiederherstellung benötigten Konfigurationsinformationen erfasst.
Grundsätzlich kann eine virtuelle Maschine im ausgeschalteten oder laufenden Zustand gesichert werden.
Bei einer Offline-Sicherung wird die virtuelle Maschine zunächst ordnungsgemäß heruntergefahren. Anschließend können die zugehörigen virtuellen Festplatten und Konfigurationsdaten in einem definierten Zustand gesichert werden.
Dieses Verfahren ist technisch einfach und robust, hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Während der Sicherung steht die virtuelle Maschine nicht zur Verfügung. Für viele produktive Anwendungen ist das deshalb nicht praktikabel.
Bei einer Online-Sicherung läuft die virtuelle Maschine weiter. Die Backup-Software erstellt dazu in der Regel einen Snapshot oder nutzt eine vergleichbare Funktion des Hypervisors, um einen definierten Datenstand für die Sicherung bereitzustellen.
Da Anwendungen und Datenbanken währenddessen weiterarbeiten können, muss zwischen einem lediglich technisch konsistenten und einem anwendungskonsistenten Zustand unterschieden werden.
Unter Windows kann beispielsweise Microsoft VSS verwendet werden, um geeignete Anwendungen vor der Sicherung kontrolliert auf einen konsistenten Zustand vorzubereiten. Andere Betriebssysteme und Anwendungen verwenden eigene Mechanismen oder Backup-Agenten.
Moderne Image-basierte Backup-Produkte ermöglichen häufig zusätzlich die Wiederherstellung einzelner Dateien, virtueller Festplatten oder Anwendungsobjekte, obwohl die ursprüngliche Sicherung auf VM-Ebene durchgeführt wurde.
Bei einem Backup einer laufenden virtuellen Maschine ist die Konsistenz der Daten entscheidend. Dabei lassen sich vereinfacht drei Zustände unterscheiden.
Eine Crash-konsistente Sicherung entspricht ungefähr dem Zustand nach einem unerwarteten Stromausfall. Alle bereits auf das Storage geschriebenen Daten sind enthalten, noch im Arbeitsspeicher oder in Caches befindliche Änderungen können jedoch fehlen.
Moderne Dateisysteme können einen solchen Zustand häufig selbstständig reparieren. Für Datenbanken und transaktionsorientierte Anwendungen ist eine Crash-konsistente Sicherung jedoch nicht immer ausreichend.
Bei einer Dateisystem-konsistenten Sicherung werden noch ausstehende Schreibvorgänge des Betriebssystems vor dem Snapshot auf das virtuelle Laufwerk geschrieben. Das Dateisystem befindet sich dadurch in einem definierten Zustand.
Bei einer anwendungskonsistenten Sicherung werden zusätzlich Anwendungen oder Datenbanken kontrolliert auf die Sicherung vorbereitet. Transaktionen und Schreibvorgänge werden abgeschlossen oder koordiniert, bevor der Snapshot erstellt wird.
Für geschäftskritische Datenbanken und Anwendungen sollte deshalb geprüft werden, ob die eingesetzte Backup-Lösung eine geeignete Integration beziehungsweise anwendungsspezifische Sicherungsverfahren unterstützt.
Ein Snapshot bildet zunächst den Zustand eines Systems oder einer virtuellen Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt ab.
Ein Snapshot allein ist jedoch noch kein vollständiges Backup. Snapshots befinden sich häufig auf demselben Storage-System wie die produktiven Daten und können von der ursprünglichen virtuellen Maschine oder ihren Basisdaten abhängig sein.
Fällt das Storage-System vollständig aus oder werden sowohl Produktivdaten als auch Snapshots durch einen Angreifer gelöscht, steht keine unabhängige Sicherung mehr zur Verfügung.
Backup-Produkte nutzen Hypervisor-Snapshots deshalb häufig nur temporär, um während der Sicherung einen definierten Datenstand bereitzustellen. Die eigentlichen Backup-Daten werden anschließend auf ein unabhängiges Backup-Ziel übertragen.
Ein vollständiges Backup-Konzept sollte daher mindestens eine vom Produktivsystem getrennte Kopie enthalten und regelmäßig durch Wiederherstellungstests überprüft werden.
In virtualisierten Umgebungen sollte der Backup-Datenverkehr möglichst effizient vom produktiven Storage zur Backup-Infrastruktur übertragen werden. Historisch wurden dafür häufig die Begriffe LAN-free Backup und Serverless Backup verwendet.
Das grundlegende Ziel ist weiterhin aktuell: Der produktive Netzwerkverkehr und die Virtualisierungshosts sollen bei der Sicherung möglichst wenig belastet werden.
Bei einem direkten Storage-Zugriff kann ein physischer Backup-Proxy beispielsweise über Fibre Channel oder ein anderes unterstütztes Storage-Protokoll auf die für die Sicherung bereitgestellten virtuellen Festplatten zugreifen.
Der Backup-Datenverkehr muss dann nicht erst über das normale LAN des Virtualisierungshosts zum Backup-Server transportiert werden. Voraussetzung ist, dass die Kombination aus Hypervisor, Backup-Software und Storage-Infrastruktur unterstützt wird.
Bei VMware-basierten Umgebungen können Backup-Produkte je nach Infrastruktur unterschiedliche Transportverfahren einsetzen. Typische Verfahren sind SAN, HotAdd sowie NBD beziehungsweise NBDSSL.
Beim SAN-Transport greift ein geeigneter Backup-Proxy direkt über die Storage-Infrastruktur auf die VM-Daten zu. Dadurch kann der Backup-Datenverkehr weitgehend vom normalen LAN getrennt werden.
Beim HotAdd-Verfahren läuft der Backup-Proxy selbst als virtuelle Maschine. Die Snapshot-basierten virtuellen Festplatten der zu sichernden VM werden temporär an diesen Proxy angebunden. Der Datenverkehr muss dadurch nicht über das normale LAN zum Backup-Proxy übertragen werden.
HotAdd ist jedoch nicht mit einem vollständig direkten SAN-Zugriff eines physischen Backup-Proxys gleichzusetzen, da die Verarbeitung weiterhin über den Virtualisierungshost und dessen Storage-Pfade erfolgt.
Bei NBD beziehungsweise NBDSSL werden die Backup-Daten über die Netzwerkschnittstellen der ESXi-Hosts übertragen. Die tatsächlich beste Methode hängt von der vorhandenen Infrastruktur, dem Backup-Produkt und den Leistungsanforderungen ab.
Wird das Backup vollständig über das Netzwerk übertragen, beeinflussen Netzwerkanbindung, Storage-Leistung und Backup-Ziel direkt die Dauer der Sicherung.
Gigabit Ethernet bietet theoretisch bis zu 125 MB/s. In der Praxis liegt der nutzbare Durchsatz bei großen Datenübertragungen typischerweise darunter. Moderne Virtualisierungs- und Storage-Netze arbeiten deshalb häufig mit 10, 25, 40 oder 100 Gigabit Ethernet beziehungsweise mit Fibre Channel.
Entscheidend ist jedoch nicht allein die maximale Bandbreite. Auch Latenz, Anzahl paralleler Backup-Jobs, Storage-Performance, Deduplizierung, Komprimierung und die Geschwindigkeit des Backup-Ziels bestimmen das erreichbare Backup-Fenster.
Moderne Backup-Lösungen können mehrere Virtualisierungsplattformen zentral schützen. Ein Beispiel ist Veeam Backup & Replication. Abhängig von Produkt und Version können damit unter anderem virtuelle Umgebungen auf Basis von VMware, Microsoft Hyper-V oder Proxmox VE gesichert werden.
Für heterogene Umgebungen mit physischen Servern, Datenbanken, Anwendungen und unterschiedlichen Betriebssystemen stehen darüber hinaus Enterprise-Backup-Lösungen wie NetVault von Quest Software zur Verfügung.
Eine zuverlässige Datensicherung virtueller Maschinen besteht nicht nur aus dem regelmäßigen Erstellen von Backup-Dateien. Entscheidend ist, dass die Daten auch nach einem Hardware-Ausfall, Cyberangriff oder vollständigen Verlust der Virtualisierungsumgebung wiederhergestellt werden können.
Für jede wichtige Anwendung sollte festgelegt werden, wie viel Datenverlust akzeptabel ist und innerhalb welcher Zeit das System wieder verfügbar sein muss. Daraus ergeben sich Sicherungsintervalle, Aufbewahrungszeiten und Anforderungen an die Restore-Infrastruktur.
Ein Image-basiertes VM-Backup ermöglicht eine schnelle Wiederherstellung kompletter Systeme. Für Datenbanken und andere transaktionsorientierte Anwendungen sollte zusätzlich sichergestellt werden, dass die Sicherung application-consistent durchgeführt wird.
Eine bewährte Orientierung ist die 3-2-1-1-0-Regel: mehrere Datenkopien, unterschiedliche Speichermedien, mindestens eine externe Kopie, mindestens eine unveränderbare oder offline gespeicherte Kopie und möglichst keine ungeprüften Fehler in den Sicherungen.
Backup-Server und Backup-Storage sollten nicht vollständig von denselben administrativen Konten und Sicherheitsmechanismen abhängig sein wie die produktive Virtualisierungsumgebung.
Getrennte administrative Konten, Multi-Faktor-Authentifizierung, eingeschränkte Netzwerkzugriffe und unveränderbare Backup-Ziele können verhindern, dass ein kompromittiertes Administratorkonto gleichzeitig Produktivsysteme und Backups zerstört.
Ein erfolgreich abgeschlossener Backup-Job bedeutet noch nicht automatisch, dass eine vollständige Wiederherstellung funktioniert. Deshalb sollten sowohl einzelne Dateien als auch komplette virtuelle Maschinen regelmäßig testweise wiederhergestellt werden.
Backup-Jobs, Snapshot-Erstellung, anwendungskonsistente Verarbeitung, Replikationen und die Integrität der Sicherungsdaten sollten zentral überwacht werden. Fehler und Warnungen müssen aktiv ausgewertet werden.
Eine Replikation kann das RTO deutlich verkürzen, ersetzt aber nicht automatisch ein Backup. Werden beschädigte oder verschlüsselte Daten repliziert, kann auch die Kopie betroffen sein. Backup und Replikation erfüllen deshalb unterschiedliche Aufgaben und sollten bei kritischen Systemen sinnvoll miteinander kombiniert werden.
Soll ein einzelner VMware-ESXi-Host oder eine kleinere Umgebung ohne umfangreiche kommerzielle Backup-Lösung gesichert werden, kann das Community-Projekt ghettoVCB eine mögliche Lösung sein.
Das Skript kann komplette virtuelle Maschinen Snapshot-basiert auf andere Datastores sichern. Als Sicherungsziel kann beispielsweise auch ein NFS-Share verwendet werden.
Das kann insbesondere für getrennte Systeme oder kleinere Virtualisierungsumgebungen interessant sein. So können beispielsweise virtuelle Maschinen eines ESXi-Hosts in einer DMZ auf ein definiertes NFS-Ziel geschrieben und anschließend in eine zentrale Backup-Strategie übernommen werden.
ghettoVCB ist jedoch ein Community-Werkzeug und kein vollständiger Ersatz für eine zentral überwachte Enterprise-Backup-Lösung. Vor einem produktiven Einsatz sollten die Unterstützung der eingesetzten ESXi-Version, die Fehlerüberwachung und insbesondere die Wiederherstellung der gesicherten virtuellen Maschinen getestet werden.
Weitere Informationen zu ghettoVCB und zur Grundkonfiguration finden Sie hier.
Für eine Proxmox-VE-Umgebung steht mit dem Proxmox Backup Server (PBS) eine speziell auf Proxmox abgestimmte Backup-Plattform zur Verfügung.
PBS integriert sich direkt in Proxmox VE und kann virtuelle Maschinen sowie LXC-Container sichern. Die Sicherungen werden inkrementell übertragen und serverseitig dedupliziert, wodurch Netzwerkbandbreite und Speicherplatz effizient genutzt werden können.
Zu den wichtigen Funktionen gehören unter anderem:
Beim Live Restore kann eine virtuelle Maschine bereits gestartet werden, während noch Daten aus dem Backup auf das Produktiv-Storage zurückübertragen werden. Dadurch lässt sich bei geeigneten Anwendungen das RTO deutlich reduzieren.
Für eine höhere Sicherheit kann ein weiterer PBS an einem getrennten Standort eingesetzt werden. Durch die Synchronisation der Backup-Daten lässt sich eine zusätzliche räumlich getrennte Sicherung aufbauen.
Proxmox Backup Server ist Open Source. Für produktive Umgebungen bietet Proxmox zusätzlich kostenpflichtige Subscription- und Support-Angebote an.
Im folgenden Video finden Sie eine Einführung in die Grundlagen des Proxmox Backup Servers:
Proxmox Backup Server PBS Grundlagen
Das Recovery Point Objective (RPO) beschreibt, wie viel Datenverlust im Fehlerfall maximal akzeptabel ist. Beträgt das RPO beispielsweise eine Stunde, müssen Sicherung oder Replikation so ausgelegt werden, dass höchstens ungefähr eine Stunde an Änderungen verloren gehen kann.
Das Recovery Time Objective (RTO) beschreibt die maximal zulässige Ausfallzeit einer virtuellen Maschine oder Anwendung. Daraus ergibt sich, wie schnell Backup-Daten, virtuelle Maschinen und Anwendungen nach einem Ausfall wieder bereitgestellt werden müssen.
Nein. Ein Snapshot befindet sich häufig auf demselben Storage-System wie die produktive virtuelle Maschine und kann von deren Basisdaten abhängig sein. Ein Backup sollte zusätzlich auf einem unabhängigen Backup-Ziel gespeichert werden.
Beim Agent-Backup läuft die Sicherungssoftware innerhalb der virtuellen Maschine und sichert Dateien oder Anwendungen. Beim Image-Backup greift die Backup-Lösung über den Hypervisor auf die virtuelle Maschine zu und kann die komplette VM inklusive ihrer virtuellen Festplatten sichern.
Vor beziehungsweise während des Snapshots kann die Backup-Software Betriebssystem und Anwendungen auf einen konsistenten Zustand vorbereiten. Bei Windows kann dafür beispielsweise Microsoft VSS genutzt werden. Für Datenbanken und andere Anwendungen können zusätzliche anwendungsspezifische Mechanismen erforderlich sein.
Ja. Viele moderne Image-basierte Backup-Lösungen können die Dateisysteme innerhalb einer gesicherten virtuellen Maschine öffnen und einzelne Dateien oder Verzeichnisse wiederherstellen, ohne die komplette VM zurücksichern zu müssen.
Proxmox Backup Server integriert sich direkt in Proxmox VE und sichert virtuelle Maschinen sowie LXC-Container inkrementell. Zusätzlich stehen unter anderem Deduplizierung, Verifikation, Aufbewahrungsregeln, Datei-Restore und die Wiederherstellung kompletter virtueller Maschinen zur Verfügung.
Backup-Daten sollten möglichst von der produktiven Infrastruktur getrennt werden. Sinnvoll sind unter anderem unveränderbare oder offline gespeicherte Sicherungen, getrennte administrative Konten, Multi-Faktor-Authentifizierung, eingeschränkte Netzwerkzugriffe sowie regelmäßige Restore- und Integritätstests.
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