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。由於完整備份需要時間且會消耗硬體資源,因此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。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,我們將說明什麼是 synthetic full 備份是什麼,以及它與"活躍全備份"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,其運作方式是利用前一次的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的完整備份整合,藉此建立下一次的 synthetic full 備份.
如何 Synthetic Full 備份工作？
讓我們先來看看在……中使用的完整與增量方法 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可靠性高,且資料還原過程簡便迅速。將所有資料直接從來源機複製而成的完整備份稱為 active full 備份.
現代備份解決方案仍需採用傳統的備份方式,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。
- 在來源伺服器上執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備份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部分。
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接來重新組裝資料。 為了還原資料而需要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,如果鏈中的某個增量備份損毀,您將無法還原從該增量備份開始所備份的資料。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採用的備份方法。
定期執行完整備份仍會對生產伺服器及網路造成負擔。這正是 synthetic full 備份上場了。
Synthetic full 備份
Synthetic full 備份是透過使用最近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,由於不會從來源機器複製任何資料,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。系統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探討如何…… synthetic full 備份功能運作正常。
一個 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發生變更。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。
備份週期已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,我們會依照下圖所示建立初始的"活躍完整備份"。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,一個 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,系統會根據先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) 以及隨後的一系列增量備份(days 2 至 7)。因此,我們得到一個 synthetic full 週日的備份(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,將資料新增至備份儲存庫,而非透過執行主動完整備份來複製所有資料。
因此,我們在週日進行了一次完整備份(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),由於我們可以還原該週日()的資料,因此當天所建立的增量備份即可刪除,因為我們可以還原該週日的資料(day 8) 還原點來自 synthetic full 當天建立的備份。
若您每天建立一次備份,並每週建立一次完整合成備份,則每週的模式皆完全相同。若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(包含完整備份與增量備份)。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, 作為針對 days 9-14 取決於完整備份的 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。資料僅會在還原時才被重新組裝。當某個還原點過期時,系統會根據保留設定(您在此處設定要保留多少個還原點),將這個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"的方法。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,而這些增量備份將僅包含自上次備份以來對來源機器所做的變更。
要取得合成備份,備份解決方案會讀取初始完整備份以及所有儲存於備份儲存庫中的增量備份(包含變更內容),並將這些資料合成為一個備份。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？
採用合成方式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,因此複製所需的時間也較短,並可藉此 改善
RPO. - 無論何時需要,都能輕鬆且迅速地還原機器及個別項目。資料還原時間短 改善了
RTO.
Full Synthetic 使用 進行資料備份儲存 NAKIVO Backup & Replication
作為一名現代的 虛擬機器備份解決方案, NAKIVO Backup & Replication 採用合成式方法來建立和儲存備份。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 CBT 以及 RCT 透過這項技術,該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。
當使用 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儲存於備份儲存庫中單一資料池內之資料區塊的參照。這些還原點可用於將所需的虛擬機器還原至特定時間點。
因此,無需定期執行完整備份,因為備份儲存庫中的資料是採用所謂的"完整合成模式"進行儲存,此模式可省去備份轉換的步驟。
完整合成模式可提供 NAKIVO Backup & Replication 相較於採用傳統備份方式的產品,其優勢在於:
- 所有資料區塊僅儲存一次,且皆為唯一,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某個增量,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, 減輕您的基礎架構資源與網路負擔,並為您儲存時間與金錢。
