Erklärung zu Forever Incremental Backups
Laut aktuellen Studien sichern mehr als 67 % der Unternehmen ihre Maschinen und Daten täglich, wöchentlich, monatlich und jährlich. Die einfachste Methode zur Sicherung einer Maschine ist die Erstellung eines vollständigen Backups, d. h. das Kopieren der gesamten Maschine in ein Backup-Repository bei jedem Sicherungslauf. Der Haken dabei ist, dass vollständige Backups viel Zeit in Anspruch nehmen, insbesondere wenn Maschinen große Datenmengen enthalten, Produktionsnetzwerke belasten und im Laufe der Zeit viel Speicherplatz beanspruchen.
Um diese Probleme zu lösen, bieten heutige Backup-Lösungen andere Techniken, wie z. B. inkrementelle Backups, die einen optimalen Schutz bieten, ohne Produktionsnetzwerke und Speicherplatzanforderungen zu belasten. Es gibt verschiedene Arten von inkrementellen Backups. In diesem Beitrag wird der Unterschied zwischen inkrementellen und „forever inkrementellen” Backups erläutert.
Inkrementelles Backup
Beim inkrementellen Backup werden nur die Daten, die seit dem letzten Backup erstellt oder geändert wurden, in das Repository kopiert. Auf diese Weise wird nur die erforderliche Datenmenge übertragen, um einen Datenverlust von Null zu gewährleisten. Zunächst wird ein vollständiges Backup erstellt, auf das eine Kette von inkrementellen Backups folgt.
Bei diesem inkrementellen Sicherungsansatz wird empfohlen, periodisch vollständige Backups zu erstellen, um die Vorteile beider Methoden zu nutzen, d. h. kürzere Sicherungsfenster, Speicherplatzersparnis und verbesserte Wiederherstellungsgeschwindigkeit. Bei der Wiederherstellung stützt sich die Sicherungslösung somit auf die aktuellste vollständige Backup-Datei und die danach vorgenommenen inkrementellen Backups, anstatt alle inkrementellen Backups seit der ersten Sicherung „wiederzugeben”.
Mit Backup-Software können Sie in der Regel manuell oder automatisch ein vollständiges Backup erstellen, entweder mit dem Aktiven Vollbackup oder dem Synthetischen Vollbackup. :
- Aktives Vollbackup: Ein Backup wird mit dem Quellrechner erstellt.
- Synthetisches Vollbackup: Eine Sicherung wird unter Verwendung der letzten vollständigen Sicherung und aller nachfolgenden inkrementellen Sicherungen (im Backup-Repository) erstellt, ohne die Produktionsressourcen zu verwenden.
Nachfolgend finden Sie ein Beispiel für die Funktionsweise inkrementeller Sicherungen.
So funktioniert die inkrementelle Sicherung
In unserem Beispiel befinden sich 3 Dateien in einer VM, und jede Datei besteht aus vier Datenblöcken, die mit 1 bis 4 nummeriert sind. Die erste vollständige Sicherung wird am Sonntagdurchgeführt.
Am Montag ändern wir Block 1 in Block 5 in Datei 1.
Bei Verwendung der inkrementellen Technologie kopiert eine Backup-Anwendung nicht die drei Dateien oder die vier Blöcke von Datei 1. Sie kopiert lediglich den einen geänderten Block von Datei 1 und sendet die Information, dass dieser Block Block 1 ersetzen muss.
Am Dienstagfügen wir die Blöcke 6 und 7 zu Datei 2 hinzu. Auch hier werden nur diese Änderungen in das Backup-Repository kopiert.
Am Mittwochlöschen wir Datei 3. Es werden keine Daten übertragen, außer der Information, dass Datei 3 gelöscht wurde.
Inkrementelle Backups sind besonders effizient in großen Umgebungen mit vielen Workloads und großen Datenmengen. Wenn Sie regelmäßig ein vollständiges Backup für jede VM in Ihrer Umgebung durchführen, benötigen Sie ein unverhältnismäßig hohes Budget für Speichermedien. Wenn Sie beispielsweise 10 VMs mit Windows Server 2016 haben (für eine Neuinstallation sind 32 GB erforderlich) und diese täglich sichern müssen, benötigen Sie täglich 320 GB freien Speicherplatz oder mehr als 2 TB pro Woche. Einfach ausgedrückt benötigen Sie jede Woche mehrere neue Festplatten.
In diesem Fall müssen Sie ein erstes vollständiges Backup durchführen, das insgesamt 320 GB Speicherplatz benötigt. Wenn wir davon ausgehen, dass die täglichen Änderungen auf jedem Rechner durchschnittlich 1 GB betragen, ergibt sich eine Gesamtmenge von 10 GB Daten pro Tag oder 70 GB pro Woche. Das sind deutlich weniger als 2 TB für die gleiche Anzahl von Wiederherstellungspunkten.
Technologien zur Verfolgung von Änderungen
Wie genau werden die Änderungen auf VMs verfolgt? VMware vSphere, Microsoft Hyper-V und Nutanix AHV Hypervisoren verfügen über eigene Technologien. Diese sind Changed Block Tracking (CBT) in VMware, Resilient Change Tracking (RCT) in Hyper-V und Changed Regions Tracking (CRT) in Nutanix AHV. Diese nativen Technologien bieten die schnellste Möglichkeit, Änderungen in Quelldaten zu identifizieren, und tragen dazu bei, Backup-Fenster zu verkürzen.
Viele Backup-Lösungen bieten auch eigene proprietäre Algorithmen zur Verfolgung von Änderungen für Verwendungsfälle, in denen CBT, RCT oder CRT aus bestimmten Gründen nicht verwendet werden können. Beachten Sie, dass native Tracking-Technologien Änderungen in Echtzeit protokollieren. Im Gegensatz dazu lesen proprietäre Tracker in der Regel den gesamten Inhalt einer VM, um die Änderungen zu identifizieren, was ein zeitaufwändigerer Prozess sein kann.
Forever Incremental Backup
Forever Incremental Backup ist ein Prozess, bei dem alle Backups nach dem ersten vollständigen Backup nur inkrementell sind. Im Gegensatz zum herkömmlichen inkrementellen Backup, das periodische vollständige Backups vorsieht, bedeutet die Verwendung von Forever Incremental, dass alle Backups immer inkrementell sind.
Da nur die geänderten Daten kopiert werden, werden die Sicherungsprozesse schnell durchgeführt und es wird möglichst wenig Speicherplatz im Repository belegt. Der Nachteil der Forever-Incremental-Sicherung ist jedoch die Zeit, die für die Wiederherstellung des ursprünglichen Systems während der Wiederherstellung erforderlich ist. Der Grund dafür ist, dass während der Wiederherstellung eine Sicherungslösung zunächst die erste Sicherung wiederherstellen und dann alle nachfolgenden inkrementellen Sicherungen bis zum Datum der Wiederherstellung „wiedergeben” muss, um das gesamte System wiederherzustellen.
So funktioniert die Forever-Incremental-Sicherung
Um auf unser vorheriges Beispiel zurückzukommen: Eine Backup-Anwendung müsste zunächst drei Dateien mit allen ihren Datenblöcken wiederherstellen, dann Block 1 durch Block 5 in Datei 1 ersetzen, anschließend die Blöcke 6 und 7 zu Datei 2 hinzufügen und schließlich Datei 3 löschen.
Einige Backup-Lösungen verwenden nach wie vor diesen Ansatz. Andere ermöglichen es Ihnen, die Geschwindigkeit der Wiederherstellung durch bestimmte „Techniken” zu verbessern. Die Lösung von NAKIVO bietet beispielsweise einen speziellen Speichertyp, bei dem Wiederherstellungspunkte als Referenzen für Inkremente dienen. Auf diese Weise kann die Lösung schnell die Datenblöcke identifizieren, die zur Rekonstruktion einer VM zu einem bestimmten Zeitpunkt erforderlich sind, was die Geschwindigkeit der Wiederherstellung verbessert.
Verwendung inkrementeller Backups mit NAKIVO
Die Standard-Backup-Methode in der Lösung von NAKIVO ist der inkrementelle Ansatz mit vollständiger Sicherung. Wenn dieser Modus verwendet wird, speichert die Lösung nach der ersten vollständigen Sicherung einzigartige Datenblöcke und erstellt periodisch aktive Vollbackups oder synthetische Vollbackups, so oft Sie es benötigen. Dieser Ansatz vereint Zuverlässigkeit, Geschwindigkeit und Ressourceneinsparungen.
Fazit
Moderne Lösungen für Datensicherheit ermöglichen Ihnen die Durchführung inkrementeller und permanent inkrementeller Backups. Diese Arten bieten mehrere Vorteile, darunter:
- Inkrementelle Backups verfolgen und kopieren nur die seit dem letzten Backup vorgenommenen Änderungen.
- VMware verwendet die CBT-Technologie zur Erkennung von Änderungen, Hyper-V verfügt seit Hyper-V Server 2016 über RCT und Nutanix AHV verwendet CRT.
- Es gibt proprietäre Algorithmen zur Verfolgung der Änderungen, diese arbeiten jedoch langsamer.
- Für eine fortlaufende inkrementelle Sicherung ist nur die anfängliche vollständige Sicherung erforderlich, danach werden nur noch Änderungen kopiert.
- Der Nachteil einer fortlaufenden inkrementellen Sicherung besteht darin, dass während der Wiederherstellung alle Änderungen „wiederholt” werden müssen, was sehr viel Zeit in Anspruch nehmen kann. Dies lässt sich vermeiden, indem periodisch vollständige Backups erstellt werden.
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