Was ist ein inkrementelles Backup?
Ein inkrementelles Backup ist eine Sicherungsmethode, bei der nur die seit dem letzten Backup – egal ob vollständiges Backup oder inkrementelles Backup – vorgenommenen Änderungen kopiert werden. Inkrementelle Backups werden aufgrund ihrer Effizienz in Bezug auf Zeit- und Platzersparnis häufig für regelmäßige Backups verwendet. In diesem Blogbeitrag wird erklärt, wie inkrementelle Backups funktionieren und welche verschiedenen Untertypen es gibt.
So funktionieren inkrementelle Backups
Im Gegensatz zu vollständigen Backups, bei denen bei jedem Backupauftrag alle Daten in das Backup-Repository kopiert werden, bieten inkrementelle Backups einen wesentlich schlankeren Ansatz. Ein vollständiges Backup des Systems wird nur einmal oder periodisch ausgeführt. Nach dem Auftrag kopiert jeder Auftrag nur die Daten, die sich seit dem letzten Auftragsdurchlauf geändert haben, d. h., es wird ein „Inkrement” erstellt. Die daraus resultierenden Speichereinsparungen sind erheblich und werden mit zunehmender Größe der Infrastruktur noch bedeutender.
Angenommen, Sie haben eine Virtuelle Maschine mit nur drei Dateien. Am ersten Tag (Sonntag) wird das erste vollständige Backup erstellt, d. h. alle Dateien werden in das Backup-Repository kopiert.
Am zweiten Tag (Montag) wird ein Datenblock in Datei 1 geändert. Anstatt die gesamte VM zu kopieren, wenn sie am Ende des Tages ihre routinemäßige Sicherung durchführt, kopiert die Sicherungssoftware nur den neuen Datenblock aus Datei 1 in das Backup-Repository und erstellt einen Verweis darauf, dass der alte Datenblock gelöscht wurde.
Am dritten Tag (Dienstag) werden zwei neue Datenblöcke zu Datei 2 hinzugefügt. Diese werden während der inkrementellen Sicherung in das Backup-Repository kopiert.
Der Vorgang wird bis zur nächsten vollständigen Sicherung wiederholt. Die Backup-Software kann eine VM immer anhand des ersten vollständigen Backups und aller erforderlichen inkrementellen Backups auf den erforderlichen Wiederherstellungspunkt zurücksetzen.
Arten von inkrementellen Backups nach Mechanismus und Ansatz
Mit der Weiterentwicklung der Backup-Software sind neue Arten der inkrementellen Datensicherung entstanden.
(Regelmäßige) inkrementelle
Die regelmäßige inkrementelle Sicherung ist die einfachste Art der inkrementellen Sicherung und die oben dargestellte. Die Sicherungssoftware kopiert nur die Daten, die seit dem letzten Backupauftrag geändert wurden. Um die Zuverlässigkeit zu verbessern, wird empfohlen, periodisch vollständige Backups durchzuführen (in der Regel wöchentlich). Diese periodischen vollständigen Backups müssen nicht unbedingt den gesamten Datensatz von der Quelle kopieren, sondern können stattdessen auf den Ansatz des synthetischen Vollbackups zurückgreifen: .
Forever-inkrementell (auch als progressiv inkrementell bezeichnet)
Beim Forever-Incremental-Ansatz wird nur einmal ein vollständiges Backup erstellt, das nicht periodisch wiederholt wird. Nach der ersten vollständigen Sicherung kopiert die Sicherungssoftware nur noch inkrementelle Änderungen, wodurch Speicherplatz gespart wird.
Reverse-inkrementell
Beim Reverse-inkrementellen Ansatz wird nach jedem inkrementellen Backupauftrag ein synthetisches Vollbackup erstellt. Auf diese Weise steht Ihnen immer ein synthetisches Vollbackup zur Wiederherstellung zur Verfügung. Nach der Erstellung eines synthetischen Vollbackups wird die inkrementelle Sicherung in der Sicherungskette vor dem synthetischen Vollbackup gespeichert.
Forever Forward Incremental
Beim Forever Forward Incremental Ansatz ändert die Backup-Software das erste vollständige Backup, wenn die Anzahl der Wiederherstellungspunkte die Aufbewahrungsrichtlinie überschreitet. Beispiel: Sie legen die Aufbewahrungsrichtlinie so fest, dass nur 10 Wiederherstellungspunkte für eine VM gespeichert werden. Wenn der 11. Wiederherstellungspunkt erstellt wird, integriert die Backup-Software den ersten Wiederherstellungspunkt in das vollständige Backup.
Mehrstufige inkrementelle
Mehrstufige inkrementelle Backups erfordern einen aufwändigeren Ansatz. In diesem Fall werden den Backups verschiedene Ebenen zugewiesen. Das vollständige Backup ist Ebene 0, und den inkrementellen Backups werden die Ebenen 1, 2, 3 usw. zugewiesen (die Anzahl der Ebenen hängt von der Größe und Komplexität der Infrastruktur ab).
Jede Stufe enthält nur die Änderungen, die seit der letzten Sicherung der Stufe n-1 vorgenommen wurden. Wenn Sie am Montag ein Backup der Stufe 1 durchführen und dann erneut am Donnerstag, enthält das Backup vom Donnerstag die seit Montag vorgenommenen Änderungen (auch wenn am Dienstag und Mittwoch Backups anderer Stufen durchgeführt wurden).
Mehrstufige Backups ermöglichen eine schnellere Wiederherstellung, da weniger Inkremente erforderlich sind, um den erforderlichen Wiederherstellungspunkt „zusammenzustellen“. Dieser Typ erfordert jedoch mehr Aufwand, Speicher und Aufmerksamkeit. In unserem Beispiel würden wir bei einem Absturz am Freitag nur das vollständige Backup (Stufe 0) und die Inkremente von Montag, Donnerstag und Freitag benötigen, um die VM wiederherzustellen.
Arten von inkrementellen Backups nach Stufe der Verfolgung der Änderungen
Inkrementelle Datenbackups können weiter nach der Stufe klassifiziert werden, auf der die Verfolgung der Änderungen erfolgt.
Inkrementelle Datensicherung auf Dateiebene
Bei inkrementellen Backups auf Dateiebene kopiert die Datensicherungssoftware jede hinzugefügte oder geänderte Datei vollständig in das Backup-Repository. Diese Art der inkrementellen Datensicherung hat jedoch auch Nachteile. Wenn die hinzugefügte/geänderte Datei groß ist, ist auch die resultierende Sicherung groß, was die Dauer des Backupauftrags verlängert und mehr Speicherplatz erfordert.
Block-Level-
Bei inkrementellen Sicherungen auf Blockebene identifiziert die Sicherungssoftware die Datenblöcke, die seit dem letzten Backupauftrag geändert wurden, und kopiert sie in das Backup-Repository. Block-Level-Tracking ermöglicht einen granulareren Ansatz als das Sichern ganzer Dateien (wie dies bei inkrementellen Backups auf Dateiebene der Fall ist).
Byte-Level-
Bei inkrementellen Backups auf Byte-Ebene identifiziert die Backup-Software einzelne Bytes, die seit dem letzten Backupauftrag geändert wurden, und kopiert sie in das Repository. Dadurch sind noch kleinere Backups möglich.
Vor- und Nachteile von inkrementellen Backups
Im Vergleich zu vollständigen und differentiellen Backups bieten inkrementelle Backups folgende Vorteile:
- Schnellere Backupaufträge: Da nur die geänderten Daten in das Repository kopiert werden, dauert der Backupauftrag viel weniger Zeit, sodass die Häufigkeit der Backupaufträge erhöht werden kann, ohne das Netzwerk zu überlasten.
- Weniger Speicherplatz: Vollständige und differenzielle Backups beanspruchen viel Speicherplatz, sodass Sie diesen erweitern müssen. Inkrementelle Backups sind wesentlich speicherfreundlicher.
Manchmal muss die Backup-Software jedoch alle Inkremente durchlaufen, um eine VM wiederherzustellen, was sich negativ auf die Geschwindigkeit der Wiederherstellung auswirken kann.
Inkrementelle VM-Sicherung mit NAKIVO Backup & Replication
NAKIVO Backup & Replikation ist eine agentenlose Backup-Software, die für virtuelle Umgebungen auf Basis von VMware vSphere, Microsoft Hyper-V und Amazon EC2entwickelt wurde. Das Produkt bietet zwei Arten von Backup-Repositorys, aus denen Sie je nach Ihren spezifischen Anforderungen wählen können:
- Der Typ „Inkrementell mit vollständigen Backups” (Standard-Backup-Repository) bietet Zuverlässigkeit mit einer speziellen Architektur, die für einen effizienten Betrieb auf Deduplizierungs-Gerätenwie NEC HYDRAstor, Quantum DXi, EMC Daten-Domäne, HP StoreOnce usw. optimiert ist. Mit diesem Repository werden inkrementelle Vollsicherungen erstellt, wobei Ketten aus periodischen Vollsicherungen und mehreren Inkrementen zwischen diesen Vollsicherungen gespeichert werden.
Das spezielle Backup-Repository verfügt über eine verbesserte Dateistruktur. Alle gesicherten Datenblöcke werden für jede VM in einer begrenzten Anzahl von Dateien angeordnet: eine Vollsicherungsdatei und eine zusätzliche Datei für jedes Inkrement. Während der VM-Sicherungs- und Wiederherstellungsaufträge werden Lese-/Schreibvorgänge mit einer begrenzten Anzahl von Streams (d. h. einem pro VM) durchgeführt.
Wenn dieses Backup-Repository verwendet wird, können die proprietären Funktionalitäten zur Deduplizierung und Komprimierung von Backups in NAKIVO Backup & Replikation nicht aktiviert werden. Die Datendeduplizierung wird nur vom Deduplizierungs-Gerät selbst durchgeführt, um mögliche Konflikte zu vermeiden.
- Der Typ „forever incremental” (reguläres Backup-Repository) ist für generische Speichersysteme optimiert. Die NAKIVO-Lösung erstellt Forever-Incremental-Backups von Virtuellen Maschinen, die zahlreiche Vorteile in Bezug auf Speicher, Leistung und Wiederherstellung bieten.
Nach der ersten vollständigen Sicherung sind alle Aufträge Forever-Incremental-Backups. Mithilfe der nativen VMware CBT- und Hyper-V RCT-Technologienverfolgt das Produkt geänderte Datenblöcke und speichert nur diese Blöcke gemäß Ihrer Aufbewahrungsrichtlinie im Backup-Repository. Bis zu 1.000 Wiederherstellungspunkte können gespeichert und täglich, wöchentlich, monatlich und jährlich rotiert werden. Jeder Wiederherstellungspunkt ist im Wesentlichen eine Reihe von Verweisen auf Datenblöcke, die verwendet werden müssen, um die Virtuelle Maschine so wiederherzustellen, wie sie zu einem bestimmten Zeitpunkt war.
In einem Backup-Repository können die Wiederherstellungspunkte wie folgt aussehen (Buchstaben stehen für Datenblöcke und Tage für Wiederherstellungspunkte):
Bei Verwendung der integrierten Deduplizierungs-Funktionalität gibt es keine doppelten Datenblöcke im Repository. Die eindeutigen Datenblöcke können weiter komprimiert werden, um noch mehr Speicherplatz zu sparen.
Erhöhter Nutzen mit VM Backup Appliance
Wenn Sie noch mehr Vorteile erzielen möchten, installieren Sie NAKIVO Backup & Replication direkt auf einem NAS-Gerät. Das Ergebnis ist eine leistungsstarke Backup-Appliance , die Backup-Hardware, Software, Speicher, Deduplizierung und Backup-to-Cloud-Funktionalität (AWS oder Azure) in einem einzigen Gerät vereint.
Eine auf diese Weise aufgebaute VM-Backup-Appliance kann Ihnen dabei helfen, Ihren Produktionsserver zu entlasten, Ihre VM-Backups zu schützen und die Leistung zu verbessern, indem Datenübertragungen über das Netzwerk vermieden werden – und das alles zu Kosten, die bis zu fünfmal geringer sind als bei einer speziell entwickelten Backup-Lösung.
Fazit
Von allen verfügbaren Backup-Typenscheint die inkrementelle Datensicherung für Unternehmen mit einer wachsenden virtuellen Infrastruktur die meisten Vorteile zu bieten. Sie gewährleistet die Zuverlässigkeit und Zugänglichkeit von VM-Backups, hilft Speicherplatz zu sparen, entlastet das Netzwerk und führt zu schnelleren Backup-Prozessen.
NAKIVO Backup & Replikation & Replikation bietet je nach Ihren Anforderungen zwei Datenbackup-Modi: Forever Incremental (mit der Möglichkeit, eine Globale Deduplizierung zu aktivieren) und Incremental-with-Full.
