Hyper-V仮想マシンのバックアップ方法を徹底解説｜ベストプラクティスとおすすめツール

Hyper-V環境には、フェイルオーバークラスター、ライブマイグレーション、レプリケーションなど、仮想マシン（VM）の高可用性とフォールトトレランスを実現するための優れた技術が数多く用意されています。しかし、これらの技術だけでは、人為的なミス、ハッカーやウイルスによる攻撃、競合からの攻撃といった状況に備えたディザスタリカバリ（災害復旧）は実現できません。そのため、管理者は従来型のバックアップ手法によって仮想マシンインスタンスを保護する必要があります。

本記事では、Hyper-Vバックアップソリューションに求められる基本的な要件、効果的なバックアップ戦略、そして無料・商用の各種バックアップ製品の特徴について詳しく解説します。

Hyper-V仮想マシンのバックアップはどのように動作するのか？

Hyper-Vホスト上で稼働している仮想マシンは、Windows Serverに標準搭載されているWindows Server Backup（またはそれを利用したwbadminスクリプト）や、その他の無料・商用製品を使ってバックアップできます。これらのツールはすべて、稼働中のVMをバックアップするためにスナップショット（チェックポイント）技術を使用しています。チェックポイントとは、ある時点における仮想マシンの状態のことであり、仮想ディスクの状態、RAMの内容、VMの設定情報が保存されます。

まず、最新のHyper-Vバックアップソリューションの仕組みを見ていきましょう。

補足： かつては各ホストにバックアップエージェントをインストールしてサーバーバックアップを行うのが一般的でした。しかし仮想化の時代になると、バックアップ作成の起点はゲストOSからVMが稼働するHyper-Vホストへと移行しました。現在、エージェント方式のバックアップはVSS非対応の特殊なアプリケーション向けなど、限定的なケースでしか使われていません。

バックアップツールはHyper-Vホストに対してチェックポイントの作成を指示します。このコマンドを受け取るとハイパーバイザーは新しい差分ファイル（デルタファイル）を生成し、以降の変更はそのファイルに書き込まれながらVMは稼働を続けます。次にバックアップツールは、変更が書き込まれていない元のVMファイルをバックアップメディアへコピーし、その後チェックポイントを削除します。チェックポイント削除時には、Hyper-Vが元ファイルとデルタファイルを統合（マージ）しますが、この間もVMは稼働し続けます。万が一稼働中のVMを失った場合でも、バックアップ作成時点の状態へ復元することが可能です。

Hyper-V VMバックアップのベストプラクティスと要件

以上がHyper-Vバックアップの基本ですが、実際には多くの注意点や課題があります。ここでは代表的な問題点を整理して紹介します。

1. チェックポイントコピーの時間を最小限に：バックアップツールがチェックポイントをコピーしている時間が長くなるほど、デルタファイルに記録される変更量は増加します。コピー中にVMで大量の変更が発生すると、チェックポイント削除後のファイル統合時にストレージサブシステム、Hyper-Vホスト、そしてVM自体に大きな負荷がかかる可能性があります。したがって、チェックポイントはできるだけ短時間でコピーするのが理想です。Windows Server 2016以降のHyper-VではResilient Change Tracking（RCT：回復性のある変更追跡）技術が採用されており、前回のバックアップ以降に変更されたデータブロックだけをコピーすることで、バックアップ速度が大幅に向上しました。VM全体を毎回コピーする必要はありません。
2. ネットワーク負荷への対策：LAN経由でHyper-VホストからバックアップストレージへVMデータを転送すると、ネットワークに高負荷がかかることがあります。バックアップトラフィック専用のサーバーネットワークやHBAインターフェースを用意するか、SAN経由でデータをコピーするのが望ましいでしょう。
3. ストレージとの連携活用：外部ストレージにVMファイルを保存している場合は、バックアップ製品とストレージの統合機能（ハードウェアスナップショットなど）を活用できます。
4. アプリケーション整合性の確保：通常、ゲストOSは自分がバックアップされていることを認識していません。そのため、バックアップからVMを復元すると、OSはチェックポイント作成時点から動作を継続しようとします。場合によってはOS自体に問題が発生したり、稼働中のアプリケーション（特にExchange、SQL Server、Active Directoryなどのトランザクション系アプリ）でデータ損失が起きることがあります。この問題を解決するため、Hyper-V 2016では新しいチェックポイントタイプである運用チェックポイント（Production Checkpoints）が登場しました（Microsoftは標準チェックポイントの使用をテスト環境・検証環境、または停止中VMのバックアップのみに限定することを推奨しています）。運用チェックポイントはゲストOS内のHyper-V統合サービスを通じて機能し、Windowsではボリュームシャドウコピー（VSS）、Linuxではファイルシステム凍結デーモン（fsfreeze）を基盤としています。ただし、メモリの状態は保存されません。つまり、Hyper-VがゲストOSにチェックポイント作成を通知すると、VSS対応アプリケーションは現在のトランザクションを完了させて整合性のある状態へ移行し、その時点でVMのチェックポイントが作成されます。チェックポイントから復元する際、ゲストOSは電源オフ状態になります（メモリ状態が保存されていないため）。起動後、OSは緊急シャットダウンが発生したものと認識しますが、VSS対応アプリケーションは保存された整合性のある状態から動作を再開できます。
5. 十分なストレージ容量の確保：VMバックアップの保存には相当な容量が必要です。チェックポイントの取得頻度が高いほど、バックアップストレージに必要な容量も増えます。一般的には、Windows Serverに組み込まれたデータ重複排除機能や、バックアップベンダー提供の重複排除ソリューションを活用します。差分ディスクを使用している場合は、その技術に対応したバックアップツールを選ばないと、同じVMデータが何度も保存されてしまうことになります。
6. バックアップ時間帯の計画：ホストあたりのVM密度が高い場合は、業務時間中に本番システムへ高負荷をかけないよう、バックアップの実行時間を計画的に設定しましょう。
7. 保管世代数の管理：複数日分のVMコピーを保持する必要がある場合は、保存世代数を管理しなければなりません（スクリプトやバックアップツールの機能を使って自動化できます）。
8. 監視と検証：バックアップ監視ツールも重要です。ストレージの空き容量不足でバックアップが失敗していたことに後から気づくのは避けたいところです。併せて、バックアップの検証ツールの導入も推奨されます。
9. きめ細かな復元（アイテムレベルリカバリ）：VMバックアップから特定のファイルだけを復元したいケースは頻繁にあります。一部のバックアップ/リカバリ製品では、VM全体や仮想ディスクを復元することなく、ファイルやフォルダ単位での細粒度な復元が可能です。補足： ExchangeがインストールされたVMのバックアップから、特定のメールボックスデータベース、メールボックス、さらには個別のメールを復元できるツールも存在します。
10. 役割ベースのアクセス管理：ロールベースのバックアップ管理モデルによりアクセス権限を分離できます（異なるシステム群やデバイス群を担当する管理者がいる組織で有効です）。
11. 3-2-1ルールの徹底：伝統的なバックアップ戦略「3-2-1」（3つのコピーを2種類の異なるメディアに保存し、うち1つは遠隔地に保管）の実装を忘れないようにしましょう。

続いて、上記の特徴を踏まえたHyper-V VMバックアップの代表的なソリューションを見ていきます。

Windows Server Backupを使ったHyper-V VMのバックアップ

Hyper-VでVMバックアップを無料で実現する方法としては、標準搭載のWindows Server Backup（WSB）機能を利用するのが挙げられます。WSBはグラフィカルなバックアップ/復元ウィザードでも、コマンドラインツールのwbadminでも操作でき、VSSと増分バックアップに対応しています。この機能はWindows Server 2012以降およびHyper-V Serverで利用可能です。WSBコンポーネントをインストールするには、サーバーマネージャーのコンソールから追加するか、以下のコマンドを実行します。

Install-WindowsFeature Windows-Server-Backup -IncludeManagementTools

Windows Server BackupにはGUIコンソール（wbadmin.msc）があり、Hyper-Vバックアップの作成・管理、バックアップスケジュールの設定などが行えます。VMをバックアップするには、シンプルなウィザードを起動し、バックアップ対象のVMとバックアップの保存先を選択して、スケジュールを指定するだけです。

ヒント： 2012より前のバージョンのHyper-V Serverでは、内蔵バックアップツールで単一のVMだけをバックアップすることはできず、すべてのVMが一括でバックアップされていました。

通常は、コマンドプロンプトからバックアップを実行する方が簡単です。さらにGUIでは複数のバックアップタスクを作成できず、新しいタスクが以前のすべてのバックアップタスクを上書きしてしまうという制約もあります。

例えば、「Server 1」という名前のVMをCドライブのローカルフォルダーにバックアップするには（これはあまり良いアイデアではありませんが）、次のコマンドを実行します。

wbadmin start backup –backupTarget:C: –hyperv:"Server 1"

2台のVMをバックアップしてネットワーク共有フォルダー（例えば外部NASストレージ）に保存する場合は、次のコマンドで十分です。

wbadmin start backup -backuptarget:\\192.168.2.15\\HVMback -hyperv:"TestVM01,TestVM02" -allowDeleteOldBackups -quiet

このコマンドをPowerShell経由でWindowsタスクスケジューラに登録すれば、定期的なVMバックアップを自動実行できます（古いバックアップは自動的に削除されます）。

また、ADドメインコントローラーが稼働するVMをバックアップする場合は、バックアップ完了後にADトランザクションログを切り捨てることで、バックアップ内のADDSデータベースの整合性を保てます（ExchangeやSQL ServerのVMも同様の方法でバックアップできます）。

wbadmin start backup -backuptarget:\\192.168.2.15\\HVMback -hyperv:PAR-DC1 -vssFull

システムに登録されているバックアップの一覧を取得するには、次のコマンドを実行します。

wbadmin get versions

ヒント： Windows Server 2012以降のHyper-VホストでVMをバックアップする際、Hyper-V統合サービスがインストールされていれば、VMは一時停止（サスペンド）されません。

WSBはシンプルながら信頼性の高いHyper-V VMバックアップソリューションです。動作も高速で、バックアップスケジュールの管理も可能です。しかし、Windows Server Backupには以下のような欠点もあります。

• バックアッププロセスの監視機能や、VMバックアップおよび内部アプリケーションの整合性検証機能がない。
• 中規模〜大規模なHyper-V環境ではバックアップ管理が困難（適しているのは1〜3台程度のHyper-Vホストを持つ小規模環境のみ）。
• 特定のファイルやアプリケーションの状態を自動復元できない（バックアップの.vhdxファイルを手動でマウントし、必要なファイルを手作業でコピーする必要がある）。
• ホスト上のVM密度が高くサイズも大きい場合、サーバー過負荷や業務時間中のLAN/SAN/iSCSIネットワークへの高負荷を防ぐために、Windowsタスクスケジューラでバックアップを慎重にスケジューリングする必要がある（バックアップを外部ストレージに保存する場合）。

サードパーティ製Hyper-Vバックアップ製品のトッププレイヤー

多数のHyper-Vホストと仮想マシンを運用している場合、Windows Server Backupでは対応しきれません。そのようなケースでは、サードパーティ製ソリューションの中から選択する必要があります。どの製品が理想的かは一概には言えず、ホスト数、ライセンス制限、必要な機能、ネットワークアーキテクチャなど、考慮すべき要素が数多くあります。

市場には商用・無料を含めて多くのバックアップ製品が存在し、最適なものを選ぶのは容易ではありません。一般的には、Gartnerのマジッククアドラントがニッチリーダーの特定に活用されています。以下は、2019年のデータセンターバックアップソリューション市場における主要プレイヤーとリーダーを示した図です。

Gartnerがバックアップソリューションの主要プロバイダーとして挙げている企業と製品は以下の通りです。

1. Commvault
2. Dell EMC
3. IBM
4. Veeam
5. Veritas Technologies（Symantec — Veritas Backup Exec）
6. Actifio
7. Micro Focus（HPE Data Protector）

自社の環境規模や要件に合わせて、これらの製品を比較検討し、最適なHyper-Vバックアップソリューションを選択しましょう。