Was ist ein synthetisches Vollbackup: Fakten, die jeder Systemadministrator kennen sollte
& & Es gibt verschiedene Backup-Ansätze, darunter vollständige, inkrementelle und differenzielle Backups. Die häufige Erstellung eines vollständigen Backups kann unpraktisch und technisch unmöglich sein, da ein vollständiges Backup Zeit erfordert und Hardware-Ressourcen verbraucht. In diesem Fall können inkrementelle Backups und Synthetische Vollbackups nützlich sein.
In diesem Blogbeitrag erklären wir, was ein synthetisches Vollbackup ist und wie es sich von aktiven Vollbackups und permanenten inkrementellen Backups unterscheidet.
Was ist ein synthetisches Vollbackup?
Ein synthetisches Vollbackup ist ein Backup-Ansatz, bei dem ein neues Vollbackup unter Verwendung des vorherigen Vollbackups und der zugehörigen inkrementellen Backups erstellt wird. Das bedeutet, dass eine Backup-Lösung nicht die gesamte Datenmenge von der Quelle übertragen muss, sondern die neuesten inkrementellen Backups mit dem letzten vollständigen Backup synthetisieren kann, um das weitere synthetische Vollbackup zu erstellen.
Wie funktioniert ein synthetisches Vollbackup?
Betrachten wir zunächst die vollständigen und inkrementellen Ansätze, die bei einem synthetischen Vollbackup verwendet werden. Wir werden auch auf Forever-Incremental-Backups eingehen, die einige Eigenschaften mit synthetischen Backups teilen.
Vollständiges Backup
Ein vollständiges Backup umfasst das Kopieren aller Daten von der Quelle auf den Zielspeicher. Der Vorteil eines vollständigen Backups ist die hohe Zuverlässigkeit sowie die einfache und schnelle Wiederherstellung der Daten. Eine vollständige Sicherung, bei der alle Daten direkt von einem Quellrechner kopiert werden, wird als aktives Vollbackupbezeichnet.
Moderne Sicherungslösungen erfordern den Einsatz des traditionellen Sicherungsansatzes und somit die periodische Durchführung vollständiger Sicherungen. Ein Ansatz, der sich ausschließlich auf vollständige Backups virtueller oder physischer Maschinen stützt, hat jedoch seine Nachteile:
- Backups nehmen zu viel Zeit in Anspruch.
- Das Erstellen eines vollständigen Backups belastet sowohl die Infrastruktur-Ressourcen (Prozessor, Festplatten, Arbeitsspeicher) als auch das Netzwerk zusätzlich.
- Workloads wie VMs, die auf einem Quellserver ausgeführt werden, können verlangsamt werden.
- Da die Kette vollständiger Backups im Laufe der Zeit immer länger wird, wird die Menge der Backup-Daten sehr groß und beansprucht viel Speicher im Backup-Repository.
Inkrementelle Sicherung
Eine inkrementelle Sicherung umfasst nur das Kopieren der Daten, die sich seit der letzten vollständigen oder inkrementellen Sicherung geändert haben. Inkrementelle Sicherungen sind schnell und benötigen weniger Speicher für Datenänderungen als die Speicherung des gesamten Datensatzes für eine vollständige Sicherung.
Die Wiederherstellung von Daten mithilfe einer Kette inkrementeller Backups dauert länger als bei einem vollständigen Backup, da Sie das Änderungsprotokoll „abspielen” und die Daten mithilfe der Kette mehrerer Inkremente wieder zusammenstellen müssen. Je mehr Inkremente Sie für die Wiederherstellung der Daten wiedergeben müssen, desto länger dauert die Wiederherstellung.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass Sie Daten, die ab diesem inkrementellen Backup gesichert wurden, nicht wiederherstellen können, wenn eines der inkrementellen Backups in der Kette beschädigt ist. Dies ist einer der Gründe, warum in der Regel empfohlen wird, periodisch ein vollständiges Backup zu erstellen und einen Ansatz mit inkrementellen Backups und vollständigen Backups für eine zuverlässige Strategie zur Datensicherheit zu verwenden.
Die periodische Erstellung eines vollständigen Backups belastet weiterhin die Produktionsmaschinen und Netzwerke. Hier kommt das synthetische Vollbackup ins Spiel.
Synthetisches Vollbackup
Bei dem synthetischen Vollbackup werden die letzte vollständige Sicherung und die nachfolgende Kette inkrementeller Backups verwendet, um eine neue vollständige Sicherung periodisch zu synthetisieren. In diesem Fall entsteht keine Belastung für Produktions- oder Quellserver, Festplatten und Netzwerke, da keine Daten von der Quellmaschine kopiert werden. Die inkrementellen Sicherungen im Sicherungsspeicher werden als Quelle für die Erstellung dieses synthetischen Vollbackups verwendet. Es werden nur ein Sicherungsserver und Zielfestplatten (auf denen die Backups gespeichert werden) belastet.
Die Verwendung eines synthetischen Vollbackups ist die optimale Methode, um periodische Vollbackups zu erstellen, da dieser Ansatz schnell ist und nicht auf Produktionsmaschinen angewiesen ist. Betrachten wir nun ein Beispiel dafür, wie ein synthetisches Vollbackup funktioniert.
Beispiel für ein synthetisches Vollbackup
Nehmen wir an, wir haben vier Blöcke (A, B, C, D) auf einer Festplatte, und einige dieser Blöcke ändern sich jeden Tag. Nach einer Änderung wird dem Blocknamen eine 1 hinzugefügt. Wenn sich beispielsweise Block A ändert, lautet sein Name nun A1. Wenn sich Block A1 erneut ändert, wird er in A2 umbenannt und so weiter.
Der Sicherungszyklus ist so konfiguriert, dass einmal pro Woche, jeweils sonntags, ein Vollständiges Backup erstellt wird. Inkrementelle Backups werden einmal täglich erstellt.
Sonntag ist Tag 1 in unserem Sicherungsplan, und wir erstellen das erste Aktive Vollbackup, wie in der Abbildung unten gezeigt. Alle Daten werden von der Quelle auf einen Ziel-Backup-Server kopiert.
Nach einer Woche wird am Sonntag (Tag 8) ein synthetisches Vollbackup erstellt, anstatt ein aktives Vollbackup zu erstellen. In diesem Fall wird ein Vollbackup aus den vorherigen inkrementellen Backups synthetisiert. Die Daten werden unter Verwendung des ersten vollständigen Backups, das am Sonntag (Tag 1) erstellt wurde, und der Kette der nachfolgenden inkrementellen Backups (Tage 2 bis 7) zusammengestellt. Als Ergebnis haben wir am Sonntag (Tag 8) ein synthetisches Vollbackup mit den Blöcken (A4, B4, C1, D1).
Der Datensatz in einem Backup-Repository am Sonntag (Tag 8) ist derselbe wie auf einem Quellserver (A4, B4, C1, D1). Allerdings wurden am Sonntag (Tag 8) nur die Daten der geänderten Blöcke (B4, D1) in das Backup-Repository kopiert, indem ein inkrementelles Backup durchgeführt wurde, anstatt alle Daten durch Ausführen eines Aktiven Vollbackups zu kopieren.
Als Ergebnis haben wir nach zwei Vorgängen – der Erstellung einer inkrementellen Sicherung und der Erstellung eines synthetischen Vollbackups – ein vollständiges Backup am Sonntag (8).
Visualisieren wir, wie viele Daten von einer Quelle auf einen Sicherungsserver kopiert werden, indem wir ein Sicherungsschema mit einem aktiven Vollbackup einmal pro Woche und täglichen inkrementellen Backups verwenden. Wie zuvor erstellen wir jeden Sonntag ein vollständiges synthetisches Backup. Der Einfachheit halber nehmen wir an, dass Daten jeden Tag auf der Quelle geschrieben, aber nicht gelöscht werden.
Nach der Erstellung eines synthetischen Vollbackups am Sonntag (Tag 8) kann die am selben Sonntag erstellte inkrementelle Sicherung gelöscht werden, da wir die Daten für den Wiederherstellungspunkt vom Sonntag (Tag 8) von dem an diesem Tag erstellten synthetischen Vollbackup wiederherstellen können.
Wenn Sie einmal täglich ein Backup erstellen und einmal wöchentlich ein synthetisches Voll-Backup erstellen, ist das Muster für jede Woche identisch. Wenn Ihre Aufbewahrungseinstellungen die Speicherung aller Backups für zwei Wochen vorschreiben, können Sie Backups (vollständige und inkrementelle) löschen, die älter als zwei Wochen sind. Beachten Sie, dass Sie in diesem Beispiel drei vollständige Backups für die Tage 8, 15 und 22 aufbewahren müssen, da die Kette der inkrementellen Backups für die Tage 9 bis 14 von dem vollständigen Backup am Tag 8 abhängt.
Forever-inkrementelles Backup
Bei dem Forever-inkrementellen Backup wird nur eine anfängliche vollständige Sicherung erstellt, und alle nachfolgenden Backups sind inkrementell. Die Sicherungsdaten werden in eindeutigen Blöcken als Katalog in einem Backup-Repository sortiert. Abhängigkeiten und Beziehungen werden nachverfolgt. Anhand dieser Informationen können Sie Daten für den erforderlichen Wiederherstellungspunkt wiederherstellen, indem Sie die Daten von einem Backup-Repository neu zusammenstellen.
Ein Backup-Repository wird weniger belastet, da keine periodische Erstellung eines aktiven oder synthetischen Vollbackups erforderlich ist. Die Daten werden nur dann wieder zusammengesetzt, wenn sie für die Wiederherstellung benötigt werden. Wenn ein Wiederherstellungspunkt abläuft, wird diese älteste inkrementelle Sicherung mit der vollständigen Sicherung zusammengeführt, basierend auf den Aufbewahrungseinstellungen (in denen Sie festlegen, wie viele Wiederherstellungspunkte aufbewahrt werden sollen).
Bei der Forever-Incremental-Sicherung wird der synthetische Sicherungsspeichermodus verwendet. Das Prinzip dieses Modus besteht darin, dass wir nur einmal ein vollständiges Backup erstellen müssen. Danach erstellen wir fortlaufende inkrementelle Sicherungen basierend auf unserem Plan, und diese Inkremente enthalten nur die Änderungen, die seit der letzten Sicherung an der Quellmaschine vorgenommen wurden.
Um eine synthetische Sicherung zu erhalten, liest eine Sicherungslösung die anfängliche vollständige Sicherung und alle inkrementellen Sicherungen mit Änderungen, die im Backup-Repository gespeichert sind, und synthetisiert diese Daten zu einer Sicherung. Diese synthetisierte Sicherung ist identisch mit einem aktiven Vollbackup und spiegelt den Zustand der Quellmaschine zu einem bestimmten Zeitpunkt vollständig wider.
Heutige Backup-Lösungen unterstützen sowohl synthetische Vollbackups als auch Forever-Incremental-Backups. Weitere Informationen zu anderen Backup-Ansätzen finden Sie in unserem Blog.
Warum synthetische Backups verwenden?
Der synthetische Ansatz zur Erstellung von Backups bietet eine Reihe von Vorteilen. Diese sind:
- Synthetische Backups reduzieren die Belastung des Quell-Servers, da sie im Backup-Repository und nicht auf dem Quell-Server erstellt werden.
- Synthetische Backups reduzieren die Belastung des Netzwerks, da die von dem Quellserver zum Backup-Repository übertragene Datenmenge erheblich verringert wird. Das Kopieren von weniger Daten erfordert weniger Zeit und kann zur Verbesserung des RPO (<) verwendet werden. >.
- Maschinen und einzelne Elemente können jederzeit einfach und schnell wiederhergestellt werden. Die kurze Zeit für die Wiederherstellung von Daten verbessert den RPO (<). >.
Vollständiges synthetisches Backup mit NAKIVO Backup & Replikation & Replication
Als moderne Lösung zum Erstellen und Speichern von Backups VM-Backup-Lösungnutzt NAKIVO Backup & Replikation den synthetischen Ansatz zum Erstellen und Speichern von Backups. Nach der ersten vollständigen Sicherung sind alle Aufträge inkrementell mit periodischen vollständigen Backups oder immer inkrementell. Mit den Technologien CBT und RCT verfolgt das Produkt geänderte Datenblöcke und überträgt nur diese Blöcke in das Backup-Repository.
Bei Verwendung des Forever-Increment-Ansatzes der NAKIVO-Lösung wird nach jedem Backup-Job ein Wiederherstellungspunkt erstellt, der im Wesentlichen eine Reihe von Verweisen auf Datenblöcke ist, die in einem einzigen Pool im Backup-Repository gespeichert sind. Diese Wiederherstellungspunkte können verwendet werden, um die erforderliche virtuelle Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt wiederherzustellen.
Daher ist es nicht notwendig, periodisch vollständige Backups zu erstellen, da die Daten im Backup-Repository im sogenannten „vollsynthetischen Modus” gespeichert werden, wodurch die Notwendigkeit einer Backup-Transformation entfällt.
Der vollsynthetische Modus verschafft NAKIVO Backup & Replikation einen Vorteil gegenüber Produkten, die den traditionellen Backup-Ansatz verfolgen, da:
- Alle Datenblöcke werden nur einmal gespeichert, sind einzigartig und können von mehreren Wiederherstellungspunkten referenziert werden.
- Synthetische Backups sind wesentlich schneller, da Sie kein vollständiges Backup durchführen müssen und jeder Wiederherstellungspunkt die Datenblöcke „speichert“, die für eine vollständige Maschinenwiederherstellung verwendet werden sollten.
- Synthetische Backups sind im Vergleich zu herkömmlichen Backups wesentlich sicherer. Wenn Sie einen Datenblock oder eine Inkrementierung in einer Kette verlieren, stellt Ihnen die NAKIVO-Lösung wiederherstellbare Inkrementierungen zur Verfügung.
- Da jeder Wiederherstellungspunkt bereits „weiß“, welche Datenblöcke für die Wiederherstellung der VM verwendet werden sollen, läuft der Wiederherstellungsprozess wesentlich schneller ab.
Wenn Sie ein Backup-Schema mit regelmäßig erstellten vollständigen Backups verwenden müssen, kann die NAKIVO-Lösung periodisch ein aktives Vollbackup oder ein Synthetisches Vollbackup erstellen. Die Auswahl des Vollständigen Backup-Modus wird im folgenden Screenshot angezeigt.
Sie können konfigurieren, wie oft ein Vollständiges Backup erstellt werden soll, z. B. jeden 7. Tag der Woche, bei jedem 5. Backupauftrag usw.
Sie können flexible Aufbewahrungseinstellungen und das GFS-Aufbewahrungsschema verwenden, das hervorragend mit dem NAKIVO-Backup-Repository zusammenarbeitet.
Fazit
Das synthetische Backup ist eine gute Alternative zum Sichern Ihrer VM-Daten mit herkömmlichen Backup-Verfahren. Es vereinfacht und beschleunigt das Backup und die Wiederherstellung von VMs, verbessert RPO und RTO, entlastet Ihre Infrastruktur-Ressourcen und Ihre Netzwerke und spart Ihnen Zeit und Geld.
