Hyper-V Replica 是 Windows Server 中 Hyper-V 內建的功能，允許在 Hyper-V 主機間複製虛擬機（VM），以達成業務連續性與災難復原（BCDR）目的。 它讓你能在次要主機上建立並維護虛擬機的離線副本，甚至可以延伸到第三台主機，當主主機故障時，你可以用第三台主機作為故障轉移。 在 Windows 用戶端作業系統中的 Hyper-V 不支援 Hyper-V Replica。
Hyper-V 故障轉移叢集與 Hyper-V 副本解決相關但不同的可用性情境。 Hyper-V 故障轉移叢集透過使用多個主機（節點），通常存取同一叢集儲存，提供本地高可用性以運行虛擬機。 若節點故障，叢集服務會在另一節點重新啟動受影響的虛擬機，且不會（或極少）資料損失，因為虛擬硬碟仍保留在共享儲存裝置中。 相較之下，Hyper-V Replica 是一種災難復原技術，會在另一台主機或叢集上（通常是在不同站點）維護虛擬機儲存的非同步副本，這樣當主主機、叢集或站點無法使用時，您可以手動啟動故障轉移。 副本不需要共享存儲，引入恢復點目標（在複製間隔內可能會有資料遺失），並且作為補充而不是取代故障轉移叢集。 許多組織同時使用兩者：叢集用於站內高可用性，Hyper-V Replica 則用於站間韌性與復原。
本文將概述 Hyper-V Replica 的主要功能、運作方式，以及如何利用它來強化你的 BCDR 策略。
Hyper-V Replica 的主要特色
Hyper-V Replica 提供多項關鍵功能，使其成為強大且價格合理的虛擬機複製與災難復原工具：
工作負載與應用程式無關性：Hyper-V Replica 在虛擬機管理程式層級運作，適合複製各種工作負載與應用程式，無需特定應用程式代理或設定。
非同步複寫：對主要虛擬機所做的變更，透過區塊層級的韌性變更追蹤（RCT）進行彙整，並可依你的復原點目標（RPO）需求，每 30 秒、5 分鐘或 15 分鐘定期傳送到副本虛擬機。 隨機對照試驗減少了耗時的一致性檢查需求，並提供極佳的韌性。
計畫性與非計畫性故障轉移：在計畫性故障轉移中，主虛擬機會優雅地關閉並複製剩餘的變更，然後切換到副本。 在非計畫故障轉移中，複本虛擬機啟動時未關閉主要虛擬機，可能導致部分資料遺失。 一旦你恢復了主要主機，就可以進行反向複製，將變更同步回原本的主要虛擬機。 更多資訊請參見 故障轉移與復原。
彈性拓撲：可在單一主機、叢集主機或兩者結合間複製，讓您設計符合基礎設施的複寫策略。 主機可以位於同一地點，也可能跨越不同地理位置。
加密與認證：支援 Kerberos（用於網域加入主機）及憑證式認證（針對非網域加入主機），提供保護複寫流量的彈性。 用憑證加密複寫流量以保護傳輸中的資料。 你可以限制特定 Hyper-V 主機間的複製以提升安全性。
彈性儲存選項：基於檔案的複製，與儲存與工作負載無關，允許基礎架構設計靈活使用不同類型的儲存解決方案，分別用於主主機與複本主機。 你可以選擇複製虛擬機的所有虛擬硬碟，或只複製其中一部分，從而優化儲存空間使用與複製效能。
網路與壓縮：複寫是基於 TCP，使用 HTTP 或 HTTPS。 你可以啟用壓縮來減少複製時的頻寬使用。
復原歷史：最多可有 24 小時復原點，必要時可回復虛擬機的先前狀態。 卷影複製服務（VSS）整合可為執行 VSS 支援應用程式的虛擬機提供應用程式一致性的復原點，例如 Microsoft SQL Server。
測試故障轉移：執行測試故障轉移以驗證您的災難復原計畫，同時不影響生產環境。 更多資訊請參見 故障轉移與復原。
擴展複製：你可以將複製從次要主機延伸到第三個 Hyper-V 主機，建立三層複製拓撲。 此方法提供額外冗餘層，並適合更複雜的 BCDR 策略。 你可以為擴展複製使用不同的複製間隔，以平衡恢復點目標（RPO）與不同站點的頻寬使用。 複製不會從主伺服器轉移到另外兩台副本伺服器。 主伺服器會複製到副本伺服器，複本伺服器再複製到擴展副本伺服器。
無需額外授權費用：Hyper-V Replica 隨 Windows Server 附帶，無需額外費用，使其成為虛擬機複製與災難復原的經濟解決方案。
Hyper-V 複本元件
Hyper-V Replica 包含以下表格中描述的元件：
| 元件 | Description |
|---|---|
| 複寫引擎 | 管理初始複寫、複本配置細節、差量變更的複本，以及故障轉移與測試故障轉移操作。 追蹤虛擬機與儲存裝置的移動性事件，並在必要時採取適當行動。 |
| 變更追蹤模組 | 透過監控虛擬硬碟（VHD）的寫入操作，追蹤來源 Hyper-V 主機上虛擬機的變更，無論儲存位置為何（本地、SAN、NAS、SMB 3 或更新共享，或叢集共享卷）。 |
| 網路模組 | 提供一種安全且高效的方式，在 Hyper-V 主機間傳輸虛擬機資料。 預設會壓縮資料以減少流量，並在使用 HTTPS 及憑證認證時加密資料。 |
| Hyper-V 複本代理 | 僅在 Hyper-V 主機是故障轉移叢集中的節點時使用。 允許在高可用性虛擬機中使用 Hyper-V 副本，虛擬機可透過查詢叢集資料庫並將請求導向虛擬機執行的節點，在叢集節點間移動。 |
| 管理工具 | 用 Hyper-V Manager 和 Windows PowerShell 配置和管理 Hyper-V 副本。 當來源或副本主機屬於故障轉移叢集時，請使用 Failover Cluster Manager 來管理所有虛擬機管理及 Hyper-V 副本設定。 |
Hyper-V 複製品的運作方式
Hyper-V 副本的運作方式是將你對主要虛擬機所做的變更複製到次要 Hyper-V 主機上的副本虛擬機。 你採取的做法取決於你是複製到 Hyper-V 叢集還是單一主機。 你是設定接收叢集或主機，而不是主要叢集或主機。 同時設定主要主機和次要主機進行複製，以確保在故障轉移後能夠恢復到原主要主機。
Hyper-V 複本可以在不同的 Hyper-V 主機上，擁有單一 VM 的下列兩個執行個體：
- 主要且正在運行的虛擬機，稱為 主虛擬機。
- 主要虛擬機的離線副本，稱為 複本虛擬機。
複製過程包含數個關鍵組成部分與步驟，詳見下圖：
當你啟用虛擬機的 Hyper-V 副本時，你會在次要主機上建立該虛擬機的初始副本。 你可以透過網路或外部媒體傳送此副本。
Hyper-V 使用變更追蹤機制來監控你對主要虛擬虛擬硬碟（VHD）所做的變更。 它會在同一位置儲存
.hrl檔案的變更。 此方法使 Hyper-V 能識別自上次複製週期以來變更的資料區塊。在設定的複製間隔（30 秒、5 分鐘或 15 分鐘）時，Hyper-V 將變更傳送給次要主機。 複寫過程是非同步的，因此主虛擬機在 Hyper-V 複製變更時會繼續運作。
次要主機接收變更並套用到複本虛擬機的虛擬硬碟，確保複本虛擬機保持與主要虛擬機同步更新。
如果主主機故障，你就要啟動對複本虛擬機的故障轉移。 根據是計畫性或非計畫性故障轉移，流程略有不同，但最終結果是複本虛擬機成為新的主虛擬機。 你可以手動進行容錯切換，或透過自動化腳本進行。
一旦你還原了主主機，就可以執行反向複製，將對副本虛擬機所做的任何變更同步回原本的主要虛擬機，讓它能恢復作為主要主機的角色。
規劃 Hyper-V 複本
在規劃將 Hyper-V Replica 納入 BCDR 策略時，請考慮並做出以下設計決策：
| 決策點 | 支援細節 |
|---|---|
| 你想複製哪些工作負載？ | 列出目標虛擬機及其工作負載。 預設複寫保護的是作業系統狀態，而非執行中應用程式狀態。 如果你需要恢復應用程式狀態，請啟用（並排程）應用程式一致的恢復點。 |
| 哪些 VHD 需要被複製？ | 排除那些在故障轉移後不需要更改資料的磁碟（例如分頁檔或臨時資料磁碟），以節省頻寬和儲存空間。 文件排除條款。 |
| 你需要多久同步一次資料？ | 根據 RPO、關鍵度和頻寬，可以選擇 30 秒、5 分鐘或 15 分鐘。 較高的臨界性與較低的RPO需求偏好較短的間隔;驗證可用網路容量。 |
| 每個虛擬機的資料變動速率是多少？ | 高流失率會增加頻寬和複本儲存空間的消耗。 在發生飽和的情況下，請考慮使用壓縮或延長間隔。 將每台虛擬機納入尺寸計算。 |
| 你會用什麼認證方式？需要加密嗎？ | 當兩台主機都已加入網域且不需要加密時，請使用 Kerberos。 使用憑證式認證來加密複本流量，或當任一主機未加入網域時;事先提供並信任所需的憑證。 |
| 你需要切換到更早的時間點嗎？ | 預設是單一（最新的）恢復點。 可設定最多 24 個每小時的時間點以實現時間點還原；更多時間點將增加儲存和輸入輸出的負擔。 |
| 你要如何初始化虛擬機數據的初始複製？ | 選項： 透過網路立刻傳送。 - 將網路傳輸排程至較晚的時間範圍。 - 在副本主機上使用已還原的虛擬機。 - 匯出至外部媒體，運輸至副本地點，並在該地點匯入。 |
故障切換與恢復
定期測試你的 BCDR 計畫非常重要，以確保 Hyper-V 副本能正常運作，並且能成功進行故障轉移和恢復虛擬機。 你應該執行測試故障轉移、驗證復原點，並確保複製策略的所有元件都能正常運作。 定期測試有助於識別潛在問題，並確保團隊熟悉故障轉移與恢復流程。
Hyper-V 副本中有三種故障切換情境：
你可以在任何時候執行測試故障轉移，而不會影響生產環境。 測試故障轉移會在次要主機上建立複本虛擬機器的臨時副本，讓你能驗證故障轉移過程並確保虛擬機器能正確啟動。 測試虛擬機與生產網路隔離，以避免衝突。 主要虛擬機在測試故障轉移期間會繼續運行，因此不會有停機，複製過程也不受影響。 完成測試後，包括 BCDR 計畫的其他組件，你可以刪除測試虛擬機，而不會影響複本虛擬機或主要虛擬機。
在計畫性故障轉移中，主要虛擬機正常地關閉，剩餘的變更會先複製到副本虛擬機，再進行角色切換。 此方法確保故障轉移過程中不會有資料遺失。 在計畫中的故障轉移期間，不會產生重複的虛擬機。 故障轉移動作由主要主機發起。 你可以在主要主機再次可用後，反向進行複寫，將副本虛擬機器上的任何變更同步回原始的主要虛擬機器，然後執行另一次計畫好的故障轉移以切回。
在非計畫性故障轉移中，複本虛擬機啟動時未關閉主要虛擬機，可能導致資料遺失。 複本虛擬機會成為新的主要虛擬機，之後當原始的主要虛擬機還原後，你可以進行反向複製作業，將變更同步回去。 在非計畫故障轉移期間，不會產生重複的虛擬機。 故障轉移動作由次要主機發起。
欲了解更多關於使用 Hyper-V 副本執行故障轉移與復原操作的資訊，請參見 使用 Hyper-V 副本進行複製的虛擬機器故障轉移。
後續步驟
要設定 Hyper-V Replica，請根據您的環境選擇以下文章之一：