Види резервного копіювання: повний, інкрементальний та диференціальний бекап

Враховуючи активний розвиток шкідливого ПЗ, що випереджає розвиток антивірусів, найбільш раціонально будувати ІТ-безпеку навколо системи резервного збереження інформації. Замість того, щоб фокусуватися виключно на запобіганні атакам та боротьбі з вірусами, набагато простіше, дешевше і легше підняти систему з резервних копій. Крім того, бекап допоможе нівелювати наслідки форс-мажорних обставин чи людського фактора, а також збою обладнання. У цій статті ми розглянемо переваги та недоліки найпоширеніших видів резервного копіювання.

Що таке повний бекап (full backup)?

При повному бекапі щоразу створюється повна копія всієї системи, точніше всіх тих даних, які ви визначили для резервного копіювання при постановці завдання. Для зменшення підсумкового обсягу резервної копії всі дані стискаються до архіву. Таким чином, у вашому сховищі при повному резервному копіюванні із заданою періодичністю з'являються архіви, де дані в основному дублюються (оскільки протягом тривалого часу не змінюються). Це серйозний недолік, адже витрачається величезний обсяг ресурсів: місце у сховищі, час створення та процесорний час, обчислювальні потужності, нарешті, ресурси трафіку при транспортуванні архівів у віддалену СГД.

При повному бекапі щоразу створюється повна копія всієї системи, точніше всіх тих даних, які ви визначили для резервного копіювання при постановці завдання. Для зменшення підсумкового обсягу резервної копії всі дані стискаються до архіву. Таким чином, у вашому сховищі при повному резервному копіюванні із заданою періодичністю з'являються архіви, де дані в основному дублюються (оскільки протягом тривалого часу не змінюються). Це серйозний недолік, адже витрачається величезний обсяг ресурсів: місце у сховищі, час створення та процесорний час, обчислювальні потужності, нарешті, ресурси трафіку при транспортуванні архівів у віддалену СГД.

Трохи врятує ситуацію механізм дедуплікації – виявлення та видалення даних у повних копіях. Він також задається спеціальними програмними засобами як на рівні СГД чи сервера, так і клієнта безпосередньо. Статистика у деяких джерелах наводить вражаючі результати ступеня дедуплікації – від 90% до 98%.

Перевагою повного бекапу можна назвати хіба швидкість відновлення: коли дані піднімаються з одного архіву, це відбувається швидше, ніж при інкрементальному або диференційованому бекапі. На сьогоднішній день метод повного резервного копіювання, як правило, використовується виключно як базовий у поєднанні з іншими методами, менш ресурсоємними. Іноді такий підхід називають ще змішаним чи синтетичним бекапом.

Що таке інкрементальний бекап (incremental backup)?

Цей вид резервного копіювання набагато економніший і швидший, ніж повний бекап, оскільки в цьому процесі копіюються ті файли, які змінилися з часу попереднього резервного копіювання. Вихідні дані, записані спочатку, не перезаписуються. Механізм інкрементального копіювання простий: як початкова точка бекапу Х0 вибирається час (наприклад, опівночі з неділі на понеділок), в який робиться повний бекап; у точці Х1 (північ з понеділка на вівторок) проводиться копіювання файлів, змінених та/або що з моменту Х1; у точці Х2 (північ із вівторка на середу) копіюються файли, змінені/з'явилися з моменту виконання Х1; … у точці Хn відбувається завершення циклу і робиться наступний повний бекап.

Цей метод набагато економніше витрачає ресурси та місця у сховищі, і часі, і трафіку передачі даних, порівняно з іншими. Однак при відновленні даних у разі необхідності з резервної копії відбувається поетапне відновлення з точок Хn-1 ... Х2, Х1, Х0 - до останнього повного бекапу включно, і цей процес може зайняти багато часу в залежності від обсягу даних.

Ми вибрали цей вид бекапу для власного сервісу резервного копіювання у хмарі – BaaS (Backup-as-a-Service). Щоб вирішити проблему швидкості відновлення, ми пропонуємо клієнтам опції BaaS Local і BaaS Remote - дані зберігаються або в тому ж дата-центрі, що і основна інфраструктура, або ж на віддаленому майданчику. BaaS Local підвищує швидкість відновлення, а BaaS Remote підвищує безпеку даних.

Що таке диференціальний бекап (differential backup)?

Диференціальний бекап виграє перед інкрементальним у разі швидкості відновлення даних – час на цю операцію у нього менший, оскільки порівнюються повні копії Х0 та Хn та не потрібно поетапного відновлення. Однак у частині обсягу простору для розміщення в СГД диференціальне резервне копіювання можна порівняти з повним, тому економії місця у сховищі та трафіку практично не досягається.

При диференційному бекапі відбувається копіювання «наростаючим результатом»: кожен змінений файл у кожній наступній точці бекапу копіюється заново. Тобто це виглядає як: Х0, Х1, Х1+Х2, Х1+Х2+Х3, … +Хn, Х0+Х(1+…n)

Словом, дуже громіздко та складно при розрахунку місця у СГД.

Зрозуміти різницю між інкрементальним та диференціальним бекапом досить просто. Фактично вона в одному слові. Просто порівняйте:

• інкрементальний обробляє файли, змінені чи створені з виконання попереднього бекапу;
• диференціальний обробляє файли, змінені або створені з моменту виконання попереднього повного бекапу.

Які ще види резервного копіювання є?

Різновидом диференціального бекапу вважається дельта-копіювання (дельта-блочне або дельта-стильове резервне копіювання). При такому методі в копію записуються лише зміни, що відбуваються у файлах, а не переписуються дані, що повністю змінюються. Тобто копіюється частинка, а не весь файл. Правда, дельта-блоковий метод можна застосувати саме на змінювані, а не створювані файли – тому нові файли копіюються повністю.

Його відрізняє висока швидкість створення, крайня економія місця та значно менша (порівняно з інкрементальним та диференціальним бекапами) кількість надлишкових даних. Здавалося б, застосовувати дельту повинні всі, але цього не відбувається, оскільки створення бекапів у такий спосіб та відновлення інформації відбувається засобами спеціального ПЗ. Крім того, відновлення з дельта-бекапу відбувається дуже довго: дані доводиться збирати із мозаїки змінених шматочків. Тим не менш, цим методом зручно користуватися для забезпечення безперервного захисту даних (коли бекап файлу робиться безпосередньо після його створення або внесення змін до нього) або у випадках зниженої пропускної здатності при збереженні резервних копій у віддаленому СГД.

Аналогічно дельта-блочному бекапу діє розроблений програмістами метод бінарних патчів, при якому копіюються частинки змінених файлів, але застосовується інша база порівняння (у дельті – блоки, у цьому методі – біт інформації). Однак необхідно мати на увазі, що обидва згадані методи застосовуються у зв'язці з диференціальним або інкрементальним резервним копіюванням, але не самі по собі.

Іноді резервним копіюванням називають технологію дзеркалювання, що використовується, наприклад, на апаратному рівні RAID1 або при створенні сайтів-дзеркал. По суті це - просте копіювання вихідних і змінених файлів, без архівування і систематизації накопичення файлів, що змінюються в заданому періоді.

За останні 12-15 років у технологіях резервного копіювання відбулося багато критичних змін, які змусили переглянути ефективність підходів та відкрити нові засоби. Наприклад, впровадження технології снепшотів (snapshots) – моментальних «знімків» файлової системи, з яких можна «склеїти» резервну копію, – дозволяють у хмарних системах робити резервне копіювання швидко та безболісно, не зупиняючи віртуальної машини. Крім того, застосовуючись у хмарі, снепшоти дозволяють серйозно заощаджувати ресурс СГД, оскільки на диску клієнта місця не займають.

Як обрати систему резервного копіювання?

Якщо ви хочете самостійно зайнятися організацією резервного копіювання даних, у пошуку програми для бекапів експерти рекомендують керуватися чотирма універсальними критеріями:

• ефективність витрати ресурсів: програма повинна працювати в максимально автономному режимі (не відволікаючи вас і не витрачаючи ресурс вашого часу, тобто автоматизована наскільки можливо), з мінімально можливим завантаженням ресурсів системи та виконуватися за мінімально можливий час;
• швидкість відновлення: ПЗ має відновлювати ваші дані із резервної копії максимально швидко, щоб не страждали бізнес-процеси; ідеальною буде функція роботи безпосередньо з копіями даних;
• захист даних та безпека: програма для резервного копіювання обов'язково повинна забезпечувати достатній рівень безпеки – як криптографічними, так і апаратними засобами (захист каналів передачі даних у СГД, захист даних під час операції резервного копіювання, можливість відновлення перерваної сесії);
• Гнучкість: ПЗ має бути однаково придатним для всіх типів даних (оскільки неможливо прогнозувати, які з них ви вважаєте критично важливими і виберете для копіювання в резервне СГД), а також давати вам можливість вибору методів бекапу і однаково повноцінно функціонувати за будь-якого з них.

Сучасне програмне забезпечення, яке використовується професійними адміністраторами, завжди відповідає цим критеріям. Крім того, експерти можуть підібрати оптимальний варіант бекапу для кожного конкретного випадку. Це допоможе уникнути ситуацій, коли компанія втрачає всі робочі інструменти через неякісно налаштовану систему резервного копіювання. Про те, як наші інженери запобігли подібним ситуаціям для клієнта з досвідом повного краху системи, ви можете дізнатися в кейсі міграції в хмару та налаштування резервного копіювання.

Сподобалася стаття?