何謂合成完整備份：每位系統管理員都應了解的事實
備份方法有多種,包括完整備份、增量備份和差異備份。頻繁執行完整備份可能既不方便,在技術上也可能無法實現,因為完整備份需要時間且會消耗硬體資源。在這種情況下,增量備份和 synthetic full 備份方法可能很有用。
在這篇部落格文章中,我們將說明什麼 synthetic full 備份是什麼,以及它與"活躍完整"和 forever-incremental 備份方法。
什麼是 Synthetic Full 備份？
A synthetic full 備份是一種備份方法,其原理是利用前一次完整備份及相關增量備份來建立新的完整備份。這意味著備份解決方案無需從來源機器傳輸全部資料,而是能將最新的增量備份與上一次完整備份進行整合,以建立下一次 synthetic full 備份.
如何 Synthetic Full 備份工作？
首先,讓我們來看看在 synthetic full 備份。我們還將探討 forever-incremental 備份,其具備與合成備份相似的某些特徵。
完整備份
A 完整備份 此過程涉及將來源主機上的所有資料複製到目標儲存裝置。完整備份的優勢在於其高度可靠性,以及資料還原的簡易性與速度。直接從來源主機複製所有資料的完整備份稱為 active full 備份.
現代備份解決方案仍需採用傳統的備份方法,因此必須定期執行完整備份。然而,僅依賴虛擬機器或實體機器的完整備份這種做法,存在以下缺點:
- 備份花費太多時間。
- 建立完整備份會對基礎架構資源(處理器、硬碟、記憶體)以及網路造成額外負擔。
- 在來源伺服器上運行的虛擬機器等工作負載可能會變慢。
- 隨著完整備份的鏈條隨時間推移不斷增長,備份資料的數量會變得相當龐大,並在備份儲存庫中佔用大量儲存空間。
增量備份
一個 增量備份 僅需複製自上次完整或增量備份以來有所變更的資料。增量備份速度快,且相較於完整備份需儲存整個資料集,僅需較少的儲存空間來存放資料變更內容。
相較於完整備份,透過一連串增量備份來還原資料所需的時間較長,因為您需要"播放變更日誌",並利用多組增量備份的鏈結來重新組裝資料。 為還原資料所需重播的增量備份越多,還原所需的時間就越長。
另一個缺點是,若鏈中任一增量備份損毀,您將無法還原自該增量備份起所備份的資料。這正是通常建議您定期建立完整備份,並使用 incremental-with-full 可靠的資料保護策略所需的備份方案。
定期執行完整備份仍會對生產環境的機器和網路造成負擔。這正是 synthetic full 這時備份上場了。
Synthetic full 備份
Synthetic full 備份是利用最後一次完整備份以及隨後的增量備份鏈來 綜合 定期執行一次全新的完整備份。在此情況下,由於無需從來源機器複製資料,因此不會對生產伺服器、來源伺服器、磁碟及網路造成負載。備份儲存空間中的增量備份將作為建立此備份的來源 synthetic full 備份。僅載入備份伺服器及目標磁碟(用於儲存備份)。
使用 synthetic full 備份是建立定期完整備份的最佳方式,因為這種方法速度快,且無需依賴生產環境的機器。現在讓我們透過一個範例來了解如何 synthetic full 備份功能正常。
範例: full synthetic 備份
假設我們在磁碟上有四個區塊(A、B、C、D),其中部分區塊每天都會變更。變更發生後, 1 會被加入區塊名稱中。例如,如果區塊 A 發生變更,其名稱將變成 A1. 如果區塊 A1 再次變更,其名稱改為 A2,諸如此類。
備份週期設定為每週日執行一次完整備份。增量備份則每天執行一次。
週日是 day 1 在我們的備份排程中,我們會建立如下圖所示的初始全量備份。所有資料都會從來源伺服器複製到目標備份伺服器。
一週後, synthetic full 備份於週日建立(day 8) 而不是建立一個 active full 備份。在此情況下,系統會根據之前的增量備份合成一份完整備份。資料是透過使用週日所做的第一份完整備份來彙整的(day 1) 以及隨後的增量備份鏈 (days 2 至 7)。因此,我們得到一個 synthetic full 週日備份 (day 8) 搭配區塊 (A4, B4, C1, D1).
週日備份儲存庫中的資料集(day 8) 與來源伺服器上的內容相同 (A4, B4, C1, D1)。然而,僅有變更區塊的資料(B4, D1) 於週日被複製 (day 8) 透過執行增量備份,而非透過執行即時完整備份來複製所有資料,將資料新增至備份儲存庫。
因此,我們在週日有一份完整備份(8) 在執行兩項操作之後:建立增量備份以及建立一個 full synthetic 備份.
讓我們透過一個備份方案來具體了解,從來源伺服器複製到備份伺服器的資料量究竟有多少。該方案包含每週一次的完整備份,以及每日的增量備份。我們仍像以往一樣,每週日執行一次完整的合成備份。為簡化說明,我們假設資料每天都會寫入來源伺服器,但不會被刪除。
經過一段 synthetic full 備份已於週日建立(day 8),因為我們可以還原該週日(備份)day 8) 還原點來自 synthetic full 當天建立的備份。
如果您每天建立一次備份,並每週建立一次完整的合成備份,那麼每週的模式都是一樣的。如果您的保留設定需求儲存所有備份兩週,您可以刪除超過兩週的備份(包含完整備份和增量備份)。請注意,在此範例中,您需要保留三份完整備份,以 days 8, 15,以及 22,作為 incremental 備份的鏈 days 9-14 取決於完整備份 day 8.
Forever-incremental 備份
Forever-incremental 此方法僅需建立一次初始完整備份,其後的所有備份皆為增量備份。備份資料會被分類為獨特的區塊,並作為目錄儲存於備份儲存庫中。系統會追蹤各項依賴關係與關聯性。透過這些資訊,您可以從備份儲存庫重新組裝資料,以還原至所需的還原點。
由於無需建立活躍或 synthetic full 定期進行備份。資料僅會在需要進行還原時才重新組裝。當還原點過期時,系統會根據保留設定(即您設定的還原點保留數量),將此最舊的增量備份與完整備份合併。
Forever-incremental 備份採用合成備份儲存模式。此模式的原理是,我們只需建立一次完整備份。之後,我們建立 forever-incremental 根據我們的排程進行備份,而這些增量備份僅包含自上次備份以來對來源機器所做的變更。
為了建立合成備份,備份解決方案會讀取初始完整備份以及儲存於備份儲存庫中所有包含變更的增量備份,並將這些資料合成為一份備份。此合成備份將與有效的完整備份完全相同,並能完整反映來源機器在特定時間點的狀態。
當今的備份解決方案同時支援 synthetic full 備份和 forever-incremental 備份。進一步了解 其他備份方法 在我們的部落格上。
為何要使用合成備份？
採用合成方法建立備份具有一系列優勢。這些優勢包括:
- 合成備份可減輕來源伺服器的負載,因為合成備份是在 備份儲存庫 而非透過來源伺服器。
- 合成備份可減輕網路負載,因為從來源伺服器傳輸至備份儲存庫的資料量大幅減少。複製的資料量較少,所需時間也較短,因此可用於 改善
RPO. - 無論何時需要,都能輕鬆快速地還原機器及個別項目。資料還原時間短 改善了
RTO.
Full Synthetic 備份資料儲存 NAKIVO Backup & Replication
作為一名現代的 虛擬機器備份解決方案, NAKIVO Backup & Replication 採用合成方式來建立和儲存備份。在首次完整備份之後,所有工作皆為增量備份,並搭配定期的完整備份,或 forever-incremental. 使用 認知行為治療 以及 隨機對照試驗 透過這項技術,產品會追蹤已變更的資料區塊,並僅將這些區塊傳輸至備份儲存庫。
使用 forever-increment 關於 NAKIVO 解決方案,每次備份工作執行完畢後,系統都會建立一個還原點,該還原點本質上是一組指向備份儲存庫中單一資料池內資料區塊的參照。這些還原點可用於將虛擬機器還原至特定時間點的狀態。
因此,無需定期建立完整備份,因為備份儲存庫中的資料是採用所謂的"完整合成模式"儲存的,這消除了對備份轉換的需求。
完整合成模式提供 NAKIVO Backup & Replication 相較於採用傳統備份方法的產品,其優勢在於:
- 所有資料區塊僅儲存一次,且具有唯一性,並可由多個還原點引用。
- 合成備份的速度明顯更快,因為您無需執行完整備份,且每個還原點都會"記住"用於整台機器還原所需的数据區塊。
- 相較於傳統備份,合成備份的安全性更高。若您遺失了資料區塊或鏈中的增量,NAKIVO 解決方案將為您提供可還原的增量。
- 由於每個還原點都已"知道"應使用哪些資料區塊來進行虛擬機器還原,因此還原過程將運行得更快。
如果您需要採用定期建立完整備份的備份方案,NAKIVO 解決方案可定期建立一個 active full 備份或 synthetic full 備份。下圖顯示了選擇完整備份模式的畫面。
您可以設定建立完整備份的頻率,例如每週的第 7 天、每第 5 次備份工作等。
您可以使用彈性的保留設定以及 GFS 留任計劃 這與 NAKIVO 備份儲存庫的相容性極佳。
結論
合成備份是傳統備份方法之外,備份虛擬機器資料的絕佳替代方案。它能簡化並加速虛擬機器的備份與還原流程,並提升 RPO 以及 RTO,減輕您的基礎設施資源與網路負擔,並為您儲存時間與金錢。
