VMs sichern, Schutz gegen Ransomware und Deduplizierung nutzen Bareos zur Datensicherung in virtuellen Infrastrukturen

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Bareos hat sich zu einer leistungsfähigen Backup-Plattform für virtuelle Infrastrukturen entwickelt. Mit Unterstützung für VMware, Proxmox und Container-Umgebungen kombiniert die Software hohe Skalierbarkeit, deduplizierbare Speicherformate und flexible Cloud-Integration für unternehmensweite Datensicherung.

Bareos hat sich seit 2012 von einem reinen Open-Source-Projekt zu einer umfassenden Plattform für Datensicherung entwickelt, die sich auch in virtualisierten Umgebungen als tragfähige Lösung etabliert hat. Virtuelle Maschinen stellen aufgrund ihrer Flexibilität und Dynamik besondere Anforderungen an Backup-Systeme, da sich Zustände laufender Systeme schnell ändern, Snapshots effizient verarbeitet und inkrementelle Sicherungen zuverlässig erstellt werden müssen.

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Bareos unterstützt über dedizierte Plug-ins sowohl VMware-Umgebungen als auch andere Virtualisierungsplattformen und ist damit nicht nur in der Lage, einzelne Dateien oder Anwendungen zu sichern, sondern vollständige virtuelle Instanzen, die im Bedarfsfall als Ganzes wiederhergestellt werden können. Für VMware-Installationen greift Bareos auf vCenter zu und nutzt Change-Block-Tracking, um nur die geänderten Datenblöcke zu sichern. Diese Methode reduziert die Last auf Speicher- und Netzwerksysteme erheblich und ermöglicht es, selbst große virtuelle Landschaften in vertretbaren Zeitfenstern zu sichern. Damit lässt sich die Sicherung virtueller Maschinen ohne Beeinträchtigung der Produktivsysteme durchführen, was insbesondere in hochverfügbaren Rechenzentrumsumgebungen von entscheidender Bedeutung ist.

Nutzung in Proxmox-Umgebungen

Die neue Partnerschaft mit Proxmox markiert einen weiteren Schritt in Richtung tiefer Integration von Bareos in virtuelle Infrastrukturen. Proxmox Virtual Environment kombiniert KVM-basierte Virtualisierung mit Container-Technologien und erlaubt die zentrale Verwaltung von Maschinen, Netzwerken und Clustern. Bareos fügt sich hier als Backup-und-Restore-Komponente ein, die sowohl klassische VMs als auch Container sichern kann.

Durch die zentrale Katalogdatenbank von Bareos bleibt die Nachvollziehbarkeit erhalten, welche Container oder virtuelle Systeme wann in welchem Zustand gesichert wurden. Diese enge Verzahnung ermöglicht es Administratoren, konsistente Sicherungsstrategien für gemischte Umgebungen zu etablieren und Cluster-Set-ups mit Hochverfügbarkeit um Backup- und Restore-Mechanismen zu erweitern. Gerade im Vergleich zu proprietären Lösungen bietet die Kombination aus Proxmox und Bareos eine offene und transparente Alternative, die ohne Lizenzbeschränkungen auskommt und dennoch den Anforderungen von Enterprise-Umgebungen gerecht wird. Unternehmen können so Migrationen zwischen Virtualisierungsplattformen oder die Ablösung bestehender Systeme planen, ohne Abstriche bei der Datensicherung hinnehmen zu müssen.

Architektur und zentrale Komponenten

Die Architektur von Bareos ist darauf ausgelegt, große Infrastrukturen mit zahlreichen virtuellen Instanzen zu verwalten. Der Director übernimmt als zentrale Steuerungskomponente die komplette Organisation der Backup-Jobs, deren Zeitplanung sowie die Kommunikation mit den beteiligten Komponenten. Über den File Daemon werden die einzelnen virtuellen Systeme angebunden, wobei dieser Agent plattformübergreifend auf Linux, Windows, macOS oder BSD laufen kann und so auch heterogene VM-Landschaften unterstützt.

Der Storage Daemon kümmert sich um die Ablage der Daten auf Disk, Tape oder Cloud-Speichern und ist für die hohe Skalierbarkeit des Systems verantwortlich. Ergänzt wird die Architektur durch die Katalogdatenbank, die sämtliche Metadaten zu den gesicherten Maschinen verwaltet und damit eine präzise Wiederherstellung ermöglicht. Gerade in virtuellen Umgebungen, in denen Maschinen häufig geklont, migriert oder gelöscht werden, liefert die Katalogdatenbank den entscheidenden Überblick über alle Sicherungen und ihre Versionen.

„Speicherhungrig“ – der Storage-Insider-Podcast, Folge 17

Speichergrößen: Sascha Hempe, Datadobi

Sicherheit und Compliance

Die Sicherung virtueller Maschinen erfordert neben Performance vor allem konsistente Sicherheitsmechanismen. Bareos setzt auf verschlüsselte Verbindungen per TLS, die standardmäßig ohne zusätzliche PKI-Infrastruktur umgesetzt werden können. Dadurch lassen sich auch komplexe Virtualisierungsumgebungen mit vielen verteilten Hosts absichern, ohne dass ein hoher Verwaltungsaufwand entsteht. Zusätzlich können Administratoren PKI-Zertifikate einsetzen, um einzelne Clients zu authentifizieren und die Backup-Daten direkt zu verschlüsseln. Damit ist sichergestellt, dass sensible Informationen auch bei Speicherung in Cloud- oder Bandumgebungen geschützt bleiben.

Für Umgebungen mit Tape-Librarys unterstützt Bareos die Hardwareverschlüsselung inklusive integriertem Schlüsselmanagement, wodurch jeder Datenträger mit einem eigenen Schlüssel gesichert wird. Gerade in virtualisierten Infrastrukturen mit geteilten Ressourcen spielen die Trennung und Absicherung von Daten eine zentrale Rolle. Bareos erfüllt hier nicht nur technische Anforderungen, sondern auch regulatorische Vorgaben wie GDPR/DSGVO, die für Unternehmen in Europa verbindlich sind.

Skalierbarkeit und Performance

Die Herausforderung bei der Sicherung virtueller Maschinen liegt oft in der schieren Datenmenge. Bareos adressiert dies durch kontinuierliche Verbesserungen der Performance. Seit Version 23 wurde die Verarbeitung im File Daemon parallelisiert, wodurch Prüfsummenberechnung, Kompression und Datentransfer gleichzeitig stattfinden können. Dies führt zu einer spürbaren Steigerung des Durchsatzes und ermöglicht Sicherungsraten von über einem Gigabyte pro Sekunde. Auch die Umstellung auf größere Blockgrößen hat dazu beigetragen, dass insbesondere Tape-Umgebungen mit modernen LTO-Laufwerken besser ausgenutzt werden können.

Für virtuelle Infrastrukturen bedeutet dies, dass selbst große Clustersicherungen innerhalb enger Backup-Fenster durchgeführt werden können. In Verbindung mit inkrementellen Sicherungen und deduplizierbaren Speicherformaten lässt sich der Speicherbedarf drastisch reduzieren. Bareos ermöglicht es so, regelmäßige Vollsicherungen virtueller Maschinen durchzuführen, ohne dass Speicher oder Netzwerk überlastet werden.

Objekt- und Cloud-Speicher

Virtuelle Maschinen werden zunehmend in hybriden Szenarien betrieben, bei denen lokale Rechenzentren mit Cloud-Ressourcen kombiniert werden. Bareos bietet hierfür eine generische Schnittstelle für Objektspeicher, die nicht nur AWS S3, sondern auch Systeme wie Ceph oder MinIO unterstützt. Durch die Abstraktion über Skripte kann nahezu jeder Objektspeicher eingebunden werden. In Verbindung mit deduplizierbaren Speicherformaten können Sicherungen von VMs effizient in die Cloud ausgelagert werden, ohne dass unnötig viel Speicherplatz belegt wird.

Dies eröffnet auch die Möglichkeit, Disaster-Recovery-Szenarien in hybriden Umgebungen aufzubauen, in denen virtuelle Maschinen im Notfall direkt aus der Cloud wiederhergestellt werden. Die Integration von Cloud-Speichern ergänzt damit die klassische Speicherung auf Disk und Tape.

Deduplizierbares Speicherformat

Ein wichtiger Faktor in der Entwicklung von Bareos ist das deduplizierbare Speicherformat, das in Version 24 eingeführt wurde. Anders als klassische Backup-Systeme, die ihre Daten oft in proprietären Formaten ablegen, richtet Bareos die Blöcke so aus, dass externe Dateisysteme wie ZFS oder btrfs eine effiziente Deduplizierung vornehmen können. Dadurch lassen sich Vollsicherungen virtueller Maschinen praktisch ohne zusätzlichen Speicherbedarf ablegen, sobald sich zwischen zwei Sicherungen nur wenige Blöcke verändert haben.

Tests zeigen, dass sich Speicherplatzersparnisse von über 90 Prozent erzielen lassen, wenn identische oder ähnliche virtuelle Maschinen mehrfach gesichert werden. Für Unternehmen mit großen Virtualisierungsclustern bedeutet dies eine erhebliche Entlastung der Storage-Infrastruktur. Anstatt aufwändige und fehleranfällige eigene Deduplizierungsmechanismen zu entwickeln, setzt Bareos auf ein sauberes, offenes Speicherformat, das die vorhandenen Fähigkeiten moderner Dateisysteme nutzt.

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Disaster Recovery mit ReaR und Bareos 24 in virtuellen Infrastrukturen

Bareos 24 verknüpft die Sicherung ganzer virtueller Systeme mit einem belastbaren Wiederanlaufpfad über „Relax and Recover“. Die Plattform behält das bandtaugliche, streamende Standardformat für Notfälle bei, sodass sich Volumes ohne Katalog mit Kommandozeilenwerkzeugen öffnen und Daten zurückholen lassen, was bei defekter Datenbank oder minimaler Zielumgebung zählt. Parallel dazu führt die Version ein deduplizierbares Storage-Backend ein, das Nutzdaten blockgenau ausrichtet und auf mehrere Dateien aufteilt.

Aligned-Blöcke landen in einem separaten Datenpfad, Restanteile in einer Unaligned-Datei; eine Konfigurationsdatei steuert Parameter wie die gewählte Blockgröße. Auf ZFS oder btrfs greifen so die nativen Deduplizierungsmechanismen auch bei wiederholten Vollsicherungen identischer oder ähnlicher VMs, wodurch der Speicherbedarf in großen Clustern messbar sinkt und Vollzyklen wieder planbar werden. Für den Betrieb in heterogenen Virtualisierungslandschaften reduziert die neue Python-Plug-in-Ausführung als eigener Prozess per gRPC Zielkonflikte rund um Global-Interpreter-Lock und Threading, was parallele Jobs stabilisiert. Just-in-Time-Reservierung bindet teure Tape-Laufwerke erst dann, wenn Daten anliegen, wodurch Warteschlangen in Backup-Fenstern schrumpfen.

WORM-Unterstützung verhindert das Überschreiben von Bändern und schließt eine Lücke in Ransomware-Szenarien mit Air-Gap und Offline-Medien. Auf der Roadmap stehen ein nativer Proxmox-Backup-Pfad und die Evaluierung passender Hyper-V-APIs, jeweils mit Fokus auf blockbasierte inkrementelle Verfahren. ReaR automatisiert im Zusammenspiel die Bare-Metal-Wiederherstellung von Linux-Gastsystemen in VMs, erzeugt bootfähige Rettungsmedien und übergibt den dateibasierten Restore an Bareos, sodass sich virtuelle Server reproduzierbar aus dem letzten konsistenten Stand hochfahren lassen, ohne manuelle Nacharbeiten an Partitionslayout, Bootloader oder Netzkonfiguration.

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