差異備份與增量備份
現代備份解決方案提供多種技術,有助於節省儲存空間需求、縮短備份時段、提升效能等。控制備份資料所需的儲存空間,仍是各規模組織最關切的重點之一。備份類型多種多樣,每種類型在特定情況下都有其優勢。
請繼續閱讀,深入了解完整備份、增量備份與差異備份之間的差異,以及各自的優缺點。藉此判斷哪些備份類型最適合貴組織,以建立可靠的資料保護策略。
完整備份、增量備份與差異備份
乍看之下,要理解增量備份與差異備份之間的區別可能會讓人感到困惑。讓我們來看看這三種主要的備份類型及其運作原理,以便釐清這些差異。
什麼是完整備份？
A 完整備份 這是一種將所有原始資料複製到備份目的地的方法。完整備份可以是儲存媒體上檔案的精確副本,或是備份儲存庫中的映像檔等。更具體而言,會透過複製所有包含資料的區塊(即未標記為空或準備寫入的資料)來複製分區上所有具備檔案系統的檔案。
| 優點 | 缺點 |
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實際上,組織通常不會將完整備份用於日常資料備份。當您以較長間隔(例如每月或每年一次)進行資料備份時,完整備份會是合適的選擇。此外,在進行增量備份和差異備份之前,必須先執行一次完整備份。
什麼是增量備份？
增量備份是一種備份方法,其原理是僅複製自上次備份(無論是完整備份或增量備份)以來所發生的資料變更(稱為增量)。因此,您將獲得一串以完整備份為起點、隨後接續各次增量備份的備份鏈。
實際上,增量備份主要分為兩種類型:
- 永久增量 這表示在首次完整備份之後,所有備份皆為增量備份。這是傳統的增量備份方法。
- 增量與完整 這表示您會定期執行完整備份,以避免使用冗長的增量備份鏈。這是一種傳統的增量備份類型。
請注意,永久增量備份可縮短備份時窗。然而,相較於全量備份或增量備份,從此類備份進行還原的速度較慢。結合定期全量備份使用增量備份,能提升備份的可靠性與還原速度,因此這在大多數情況下是最佳實踐。
| 優點 | 缺點 |
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若需頻繁備份資料,增量備份是建議的做法。對於虛擬化環境,備份解決方案通常會利用 VMware 的原生"變更區塊追蹤"(Changed Block Tracking)或 Microsoft Hyper-V 的"彈性變更追蹤"(Resilient Change Tracking)技術,來建立虛擬機器的增量備份。
了解更多: 閱讀關於 VMware 的變更區塊追蹤 (CBT) 是如何運作的 在這篇部落格文章中。
什麼是增量備份？
差異備份是一種備份方法,其原理是複製自首次完整備份以來所有已變更的資料。所有後續的差異備份皆包含自上次完整備份以來所發生的資料變更,而非自前一次差異備份以來所發生的變更。
就備份與還原速度以及儲存空間需求而言,此方法在完整備份與傳統增量備份之間取得平衡。
讓我們透過虛擬機器 (VM) 備份的範例,來了解差異備份的運作原理。我們將使用以下測試環境:虛擬機器上共有 3 個檔案,每個檔案分別包含區塊 1、2、3 和 4。
範例
- 週日, 我們會為該虛擬機器建立完整備份。
- 週一,我們將第 1 至 5 區塊在 檔案 1.
透過差異備份和增量備份方法,備份應用程式會複製已修改的區塊 檔案 1 並告知備份儲存庫應將其存放於何處。
- 週二, 我們將區塊 6 和 7 加入 檔案 2.
透過差分法,變更後的區塊為 檔案 1 自週一起的內容已連同最新變更一併複製。
- 週三, 我們刪除 檔案 3.
備份過程中會複製所有變更:位於 檔案 1,以及位於 檔案 2,以及該資訊 檔案 3 已被刪除。
| 優點 | 缺點 |
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在下一節中,我們將說明增量備份與差異備份之間的差異,以便了解哪種方式最能為資料保護策略帶來效益。
增量備份與差異備份:哪一種比較好？
讓我們根據三個參數——備份速度、還原速度以及備份儲存庫所需的空間——來比較差異備份與增量備份。
- 備份速度。 在首次備份期間,增量備份與差異備份所需的時間大致相當,因為在首次完整備份之後,這兩者於備份過程中傳輸的資料內容相同。然而,隨著時間推移,兩者之間的差異會逐漸擴大,導致完成備份工作所需的時間也隨之增加。相較之下,增量備份每次僅會複製自上次執行工作以來所發生的變更。
- 還原速度. 當需要進行還原時,差異備份似乎是較佳的選擇,因為它只需執行兩項操作:還原初始備份並套用最後一組差異備份,而增量備份則必須重建所有增量。
在資料量相同的情況下,增量備份需要更多資源來將資料放置於正確的位置。然而,如果增量備份與 合成資料儲存,備份應用程式會知道應使用哪些資料區塊來還原虛擬機器。因此,還原時間與從完整備份還原資料所需的時間相仿。
- 備份儲存庫的大小。 增量備份最大的缺點在於所需的儲存空間。隨著時間推移,儲存需求會呈指數級增長。很快地,與其繼續進行增量備份,不如再執行一次完整備份,這樣反而更可靠。
以下這張圖表說明了差異備份會佔用多大的空間。此圖表的模擬情境為一台 2 TB 的虛擬機器,每日變更量約佔其總容量的 5%(即每天約 100 GB)。短短一週內,備份檔案的大小就會達到原始虛擬機器的兩倍。相較之下,永久增量備份則需三週時間才會達到這個規模。
這導致差異備份必須配合定期的全量備份,因為差異備份可能在短短數天內就佔滿整個備份儲存庫。例如在某些繁忙的日子,當有重大的作業系統或軟體更新時,差異備份可能會因空間不足而失敗。因此,增量備份在這三個方面都佔盡優勢。
結論
在增量備份與差異備份的比較中,增量備份因其通用性、備份速度快以及節省儲存空間等優勢而佔上風。然而,在某些特殊情況下,例如完整備份之間的間隔不長,且希望降低各次備份之間的相互依賴性時,您仍可採用差異備份。無論採用何種備份類型,完整備份都是其起點。
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