Инкрементальное и дифференциальное резервное копирование. Виды резервного копирования

18.12.2021

Полные, инкрементные и дифференциальные резервные копии

Acronis Backup & Recovery 11 предоставляет возможность использования популярных схем резервного копирования, таких как «дед-отец-сын» и «Ханойская башня», а также создания собственных схем резервного копирования. Все схемы резервного копирования строятся на основе методов полного, инкрементного и дифференциального резервного копирования. Термин «схема» в действительности обозначает алгоритм применения этих методов в сочетании с алгоритмом очистки архива.

Сравнение методов резервного копирования между собой не имеет смысла, поскольку в схеме они работают в совокупности. Каждый метод должен выполнять собственную роль в соответствии со своими преимуществами. Грамотная схема резервного копирования позволяет использовать преимущества всех методов, уменьшая влияние их недостатков. Например, еженедельное создание дифференциальных резервных копий облегчает очистку архива, поскольку их легко удалять вместе с набором зависящих от них ежедневных инкрементных резервных копий, сохраняемых в течение недели.

Резервное копирование с помощью методов полного, инкрементного или дифференциального резервного копирования создает резервную копию соответствующего типа.

Полная резервная копия

В полной резервной копии хранятся все данные, выбранные для резервного копирования. Полная резервная копия лежит в основе любого архива и формирует базу для инкрементных и дифференциальных резервных копий. Архив может содержать несколько полных резервных копий или состоять только из них. Полная резервная копия является самодостаточной: чтобы восстановить из нее данные, доступ к любой другой резервной копии не требуется.

Широко известно, что полная резервная копия - самая медленная для создания и самая быстрая для восстановления. С помощью технологий Acronis восстановление из инкрементной резервной копии может выполняться так же быстро, как из полной.

Полное резервное копирование наиболее полезно в следующем случае:

требуется восстановить систему до исходного состояния,
исходное состояние изменяется редко, поэтому нет необходимости для регулярного резервного копирования.

Примеры: интернет-кафе, школа или университетская лаборатория, в которых администратор часто отменяет изменения, сделанные студентами или гостями, но базовую резервную копию обновляет редко (только после установки обновлений программного обеспечения). Время создания резервной копии в этом случае не является решающим, а время восстановления будет минимальным, если восстанавливать систему из полной резервной копии. Для обеспечения дополнительной надежности администратор может иметь несколько полных резервных копий.

Инкрементная резервная копия

В инкрементной резервной копии хранятся изменения данных по отношению к последнему резервному копированию . Чтобы восстановить данные из инкрементной резервной копии, необходим доступ к другим резервным копиям из того же архива.

Инкрементное резервное копирование наиболее полезно в следующем случае:

требуется восстановить одно из нескольких сохраненных состояний,

Широко известно, что инкрементные резервные копии менее надежны, чем полные, так как, если повреждена одна копия в «цепочке», следующие копии уже нельзя использовать. Тем не менее хранение нескольких полных резервных копий не является оптимальным вариантом, если требуется иметь несколько предыдущих версий данных, потому что надежность слишком большого архива еще более сомнительна.

Пример: резервное копирование журнала транзакций базы данных.

Дифференциальная резервная копия

В дифференциальной резервной копии хранятся изменения данных по отношению к последнему полному резервному копированию . Чтобы восстановить данные из дифференциальной резервной копии, необходим доступ к соответствующей полной резервной копии. Дифференциальное резервное копирование наиболее полезно в следующем случае:

необходимо сохранить только последнее состояние данных,
изменения данных относительно невелики по сравнению с общим размером данных.

Обычно считается, что «дифференциальные резервные копии дольше создаются и быстрее восстанавливаются, а инкрементные быстрее создаются и медленнее восстанавливаются». В действительности не существует физической разницы между инкрементной резервной копией, прилагаемой к полной, и дифференциальной копией, прилагаемой к той же полной резервной копии, на один и тот же момент времени. Упомянутая выше разница подразумевает, что дифференциальная резервная копия создана после (или вместо) создания нескольких инкрементных копий.

Инкрементная или дифференциальная резервная копия, созданная после дефрагментации диска, может иметь значительно больший объем, чем обычно, потому что в процессе дефрагментации изменяется местоположение файлов на диске и резервная копия отражает эти изменения. После дефрагментации диска рекомендуется заново создавать полную резервную копию.

В следующей таблице указаны общепризнанные преимущества и недостатки каждого типа резервного копирования. В действительности эти параметры зависят от множества факторов, таких как объем, скорость и характер изменения данных, их природа, физические характеристики устройств, установленные параметры резервного копирования и восстановления. Лучшим учителем в выборе оптимальной схемы резервного копирования является опыт.

Параметр	Полная резервная копия	Дифференциальная резервная копия	Инкрементная резервная копия
Дисковое пространство	Максимальное		Минимальное
Время создания	Максимальное		Минимальное
Время восстановления	Минимальное		Максимальное

Приветствую, уважаемые посетители сайт! Продолжим начатую в прошлом посте данной рубрики тему и на этот раз более подробно рассмотрим, каким образом осуществляется инкрементное резервное копирование.

Каждый блок данных в файле данных содержит системный номер изменения (SCN), который является номером SCN, на котором было произведено новое изменение в блоке. Во время инкрементного резервного копирования RMAN читает SCN каждого блока данных во входном файле и сравнивает его с SCN контрольной точки родительского инкрементного резервного копирования. Если SCN в входном блоке данных больше или равно, чем SCN контрольной точки родителя, то RMAN копирует блок.

Отметьте, что, если Вы активируете опцию отслеживания изменений блоков, RMAN может обратиться к файлу отслеживания изменений, чтобы идентифицировать измененные блоки в файлах данных, не сканируя все содержимое файла данных. После включения, отслеживание изменений блоков не повлияет на то, как Вы осуществляете или используете инкрементные резервные копии, а только предлагает улучшенную производительность.

Инкрементные Резервные копии Уровня 0 и Уровня 1

Инкрементные резервные копии могут быть уровня 0 или уровня 1. Инкрементный бэкап Уровня 0, который является основой для последующих инкрементных бэкапов, копирует все блоки, содержащие данные, резервируя файл данных в резервный набор, как при полном резервном копировании. Единственная разница между инкрементным бэкапом уровня 0 и полным бэкапом состоит в том, что полный бэкап никогда не включается в инкрементную стратегию.

Инкрементный бэкап уровня 1 может иметь один из следующих типов:

Дифференциальный бэкап, который резервирует все блоки, измененные после последнего инкрементного бэкапа на уровне 1 или 0
Кумулятивный бэкап, который резервирует все блоки, измененные после последнего инкрементного бэкапа на уровне 0

Инкрементные бэкапы являются дифференциальными по умолчанию.

Размер файла бэкапа зависит исключительно от количества модифицированных блоков и уровня инкрементного резервного копирования.

Дифференциальные Инкрементные Бэкапы

В дифференциальном бэкапе уровня 1 RMAN резервирует все блоки, которые изменились, начиная с последнего кумулятивного или дифференциального инкрементного бэкапа на уровне 1 или 0. RMAN определяет, какой бэкап уровня 1 был последний раз и резервирует все блоки, модифицированные после этого бэкапа. Если никакой бэкап уровня 1 не доступен, RMAN копирует все блоки, измененные начиная с бэкапа уровня 0.

Следующая команда выполняет дифференциальный инкрементный бэкап уровня 1 базы данных:

RMAN> BACKUP INCREMENTAL LEVEL 1 DATABASE;

Если бэкап уровня 0 не доступен, то поведение зависит от установки режима совместимости. Если совместимость >=10.0.0, RMAN копирует все блоки, измененные с момента создания файла и сохраняет результаты как бэкап уровня 1. Другими словами, во время инкрементного резервного копирования берется SCN, равный SCN создания файла. Если совместимость <10.0.0, RMAN генерирует бэкап уровня 0 содержимого файла во время резервного копирования, чтобы не было противоречия с предыдущими релизами.

Рисунок 1 Дифференциальные Инкрементные Бэкапы (по умолчанию)

В воскресенье
Инкрементный бэкап уровня 0 резервирует все
С понедельника – по субботу
Каждый день с понедельника до субботы дифференциальный инкрементный бэкап уровня 1 резервирует все блоки, которые изменились, начиная с последнего инкрементного бэкапа на уровне 1 или 0. Так, бэкап в понедельник копирует блоки, измененные начиная с воскресного бэкапа уровня 0, бэкап во вторник копирует блоки, измененные начиная бэкапа уровня 1 в понедельник 1 и т.д.

Кумулятивные Инкрементные Бэкапы

В кумулятивном бэкапе уровня 1 RMAN резервирует все блоки, которые использовались, начиная с последнего инкрементного бэкапа уровня 0. Кумулятивные инкрементные бэкапы уменьшают работу, необходимую для восстановления, гарантируя, что Вам потребуется только один инкрементный бэкап от любого определенного уровня. Однако, кумулятивные резервные копии требуют больше пространства и времени, чем дифференциальные бэкапы, поскольку они копируют работу, сделанную предыдущими бэкапами на том же самом уровне.

Следующая команда выполняет кумулятивный бэкап уровня 1 базы данных:

BACKUP INCREMENTAL LEVEL 1 CUMULATIVE DATABASE; # блоки, измененные с уровня 0

Рисунок 2 Кумулятивные Инкрементные Бэкапы

В примере, показанном на , происходит следующее:

В воскресенье
Инкрементный бэкап уровня 0 резервирует все блоки, которые когда-либо использовались в этой базе данных.
С понедельника – по субботу
Кумулятивный инкрементный бэкап уровня 1 копирует все блоки, измененные начиная с последнего бэкапа уровня 0. Поскольку последний бэкап уровня 0 создавался в воскресенье, бэкап уровня 1 каждый день с понедельника до субботы резервирует все блоки, которые измененились начиная с воскресного бэкапа.
Цикл повторяется в течение следующей недели.

Простая Стратегия Инкрементного резервного копирования

Выберите схему резервирования согласно приемлемому MTTR (сокр. от mean time to recover – среднее время для восстановления). Например, можно реализовать трехуровневую схему резервирования так, чтобы полный или бэкап уровня 0 брался ежемесячно, кумулятивный бэкап уровня 1 брался еженедельно и дифференциальный бэкап уровня 1 брался ежедневно. В этой схеме Вам никогда не придется применять запас журналов транзакций более чем за один день для полного восстановления.

Решая, как часто брать полный или бэкап уровня 0, используйте хорошее эмпирическое правило: следует брать новый бэкап уровня 0 каждый раз, когда 50 % или более данных изменились. Если темп изменения вашей базы данных предсказуем, то можно наблюдать за размером инкрементных резервных копий, чтобы определить, когда следует брать очередной бэкап уровня 0. Следующий запрос выводит на экран количество блоков, записанных в набор резервирования для каждого файла данных с по крайней мере 50 % его зарезервированных блоков:

SELECT FILE#, INCREMENTAL_LEVEL, COMPLETION_TIME, BLOCKS, DATAFILE_BLOCKS FROM V$BACKUP_DATAFILE WHERE INCREMENTAL_LEVEL > 0 AND BLOCKS / DATAFILE_BLOCKS > .5 ORDER BY COMPLETION_TIME;

Сравните количество блоков в дифференциальных или кумулятивных резервных копиях с базовым бэкапом уровня 0. Например, если Вы создаете только кумулятивные резервные копии уровня 1, то после взятия очередного нового бэкапа уровня 1 с размером приблизительно в половину размера базового бэкапа уровня 0, берите новый бэкап уровня 0.

Спасибо за внимание!.

На протяжении многих лет разрабатывались различные технологии резервного копирования в попытке свести к минимуму объем пространства на диске, необходимого для хранения резервных копий файлов, и уменьшить объем проходящего трафика, необходимого для копирования файлов на удаленные ресурсы (компьютеры, сетевые диски и прочие). В разнообразии методов резервного копирования, предлагаемых программами, можно легко запутаться, так как используемая терминология часто не понятна с первого взгляда и не описывает особенности методов. Кроме того, иногда, с первого взгляда трудно понять преимущества и недостатки какой-либо технологии. Эта статья представляет собой руководство, которое позволит вам разобраться в некоторых используемых терминах, а так же в их различиях, преимуществах и недостатках.

Примечание : В данном руководстве приводится большинство основных используемых методов на сегодняшний день. Понимание их области применения, ограничений, особенностей, преимуществ и недостатков будет более, чем достаточно, чтобы упростить выбор подходящего для вас решения для организации резервного копирования на компьютере.

Общие методы резервного копирования

Другие методы и техники резервного копирования

1. Полная резервная копия

Это именно то, как это звучит. Это полная копия всех данных, которые пользователь выбирает при настройке задания резервного копирования. Обычно, скопированные файлы помещаются в один архивный файл и сжимаются, чтобы уменьшить размер итоговой резервной копии. Каждый раз, когда создается полная резервная копия, абсолютно все файлы копируются из источника в архив. В этом подходе есть одна существенная проблема. Несмотря на то, что вы изменили или добавили всего несколько файлов, каждый запуск задания резервного копирования будет приводить к полному копированию файлов, что в конечном итоге будет сказываться не только на длительности выполнения операции, но и на занимаемом дисковом пространстве, ведь каждая копия будет содержать массу дублирующихся файлов, которые не отличаются от копии к копии. Вы, конечно, можете удалять старые копии для освобождения места, но времени все равно будет потрачено масса. Кроме того, если речь идет о хранении бэкапов на удаленных ресурсах, то, кроме времени, так же полная копия отразится на протекающем трафике.

Гораздо более лучшей идеей было бы сделать полную копию данных один раз, а затем лишь добавлять или изменять отдельные файлы на более регулярной основе. Существует несколько методов, которые реализуют эту идею, и они описаны ниже.

Преимущества и недостатки создания полных резервных копий

Быстрое восстановление всех файлов - Когда необходимо восстановить полную копию файлов, то легче всего это сделать с одним архивным файлом
Полные резервные копии занимают много места и отнимают много времени - Полные копии не очень хорошо подходят для регулярного резервного копирования, такого как ежечасное или ежедневное копирование.

После создания архива с полной резервной копией, использование дифференциального резервного копирования помогает уменьшить размер последующих копий, делая их на основе дифференциального сравнения исходных файлов с файлами из последней резервной копии. Все добавленные или измененные файлы копируются в отдельный архив, рядом с полной копией. Важно понимать, что дифференциальные резервные копии являются накопительными. Каждое дифференциальное резервное копирование сохраняет в бэкап все, что отличается с момента последнего полного копирования, даже если эти файлы уже были включены в предыдущей дифференциальной копии. Тем не менее, даже с этим ограничением, дифференциальные бэкапы создаются гораздо быстрее и занимают меньше места, чем при использовании метода полного резервного копирования. Поэтому данный метод хорошо подходит для ежедневных или более частых регулярных заданий резервного копирования.

Преимущества и недостатки дифференциального резервного копирования

Быстрое восстановление, по сравнению с другими методами - Для полного восстановления всех файлов из резервной копии, вам нужны только два архива: архив с полной копией и последний дифференциальный бэкап.
Дифференциальные бэкапы занимают больше места, по сравнению с аналогами - Используемый подход позволяет более эффективно использовать место на диске и создавать резервные копии быстрее, чем при создании полной резервной копии, но все же данный метод все еще содержит избыточные данные.
Каждый последующий дифференциальный бэкап значительно возрастает - Так как файлы сравниваются только с полной резервной копией, то рано или поздно дифференциальный бэкап будет сравним с полной копией. В такой случае необходимо делать заново полную копию файлов и начинать процесс заново (обычно, выполняется в автоматическом режиме).

Метод инкрементального резервного копирования очень похож на дифференциальное резервное копирование, но имеет одно принципиальное отличие - хранит меньше избыточных данных в бэкапах. Каждый инкрементальный бэкап содержит только те файлы, которые были созданы или изменены с момента последнего создания полной копии или последнего инкрементального бэкапа. Такие резервные копии хранят намного меньше избыточных данных, по сравнению с дифференциальными бэкапами, но все же эффект нарастающего итога все еще присутствует, так что инкрементальные копии могут содержать файлы, которые уже были в одной из инкрементальных копий, но в последствии были изменены. Инкрементальные резервные копии особенно хорошо применять для частого создания резервных копий, как например, ежечасно.

Преимущества и недостатки инкрементных резервных копий

Инкрементальные резервные копии создаются быстрее, чем дифференциальные - За счет учета предыдущих внесенных изменений, такие бэкапы хранят меньше избыточной информации и поэтому создаются намного быстрее.
Инкрементальные бэкапы меньше дифференциальных - За счет учета тех же предыдущих изменений, такие бэкапы хранят меньше информации
Инкрементальных бэкапов можно создать больше, чем дифференциальных - Так как бэкапы хранят меньше избыточной информации, то их может быть гораздо больше между полными копиями нежели, чем в случае с дифференциальными копиями.
Восстановление инкрементальные копий происходит дольше, чем в случае дифференциальных - Для того чтобы восстановить файлы необходимо извлечь их из полной копии, а затем последовательно применить все последующие инкрементальные бэкпапы.
Повышенный риск потери информации - Если одна из инкрементальных копий была повреждена или удалена, то восстановление файлов из этой копии будет невозможным, в следствии чего будут безвозвратно утеряны изменения в файлах и добавленные файлы. Тем не менее, восстановить данные из других инкрементальных копий все еще возможно.

Понятие "дельта" часто относят к методу дифференциального резервного копирования, но иногда его так же называют "дельта резервное копирование", "дельта блочное копирование" и "дельта стилевое резервное копирование". И в основном, все эти понятия относятся к одной и той же технологии создания резервной копии. Метод дельты корректнее всего называть дельта блочное резервное копирование, которое применяется в связке с инкрементальным и дифференциальным подходами. Важно отметить, что метод дельта блочного резервного копирования применяется только для измененных файлов, а не созданных. Добавленные файлы, конечно, так же сохраняются в копиях, но в обычном режиме.

Ранее описанные методы резервного копирования создают полную копию измененного файла, даже если в нем изменился всего один символ. Конечно, такой подход не будет составлять особой проблемы, если речь идет о маленьких текстовых документах, но в случае с очень большими файлами, такими как базы данных, такой подход будет весьма проблематичным. К примеру, почтовые клиенты, такие как Outlook, чаще всего хранят всю информацию в одном большом файле (письма, контакты и прочее). В этом случае получается, что даже получив одно письмо, все предыдущие методы будут вынуждены создавать копию всего файла. А поскольку такого рода файлы могут часто меняться, то какой бы подход вы не применяли, ваши бэкапы будут разрастаться непомерными шагами и приводить к хранению огромного числа избыточной информации.

Дельта блочные резервные копии позволяют справиться с этой проблем, создавая резервные копии только тех частей файлов, которые были изменены, а не всего файла. Суть метода достаточно проста. Каждый файл разбивается на блоки определенных размеров, а затем при резервном копировании блоки измененного файла сравниваются с блоками файла в полной резервной копии. И в итоге, в резервную копию попадут только те блоки, которые были изменены или добавлены в файл. Термин дельта может ввести вас в заблуждение, так как в зависимости от применяемых способов, содержание в созданных бэкапах может быть разным. В случае дифференциального метода, в архиве будет содержаться отличие от полной копии, а в случае инкрементального метода, в архиве будет содержаться разница от последнего архива с измененным файлом. Соответственно, преимущества и недостатки будут такими же, как и у методов, в связке с которыми применяется дельта. Однако, в случае инкрементального копирования риск потери информации будет выше, так как потеря инкрементального бэкапа будет означать невозможность применить изменения из всех последующих инкрементальных бэкапов (так как нельзя гарантировать, что последующие изменения будут корректно применены).

Примечание : Размер блока будет зависеть от программ или выбранного пользователем размера, если такое поддерживает программа. Обычно, размер блоков находится в диапазоне от 1 до 32 килобайт.

Дельту особенно хорошо применять в технологиях, где файлы резервируются сразу после их создания или изменения. Этот подход так же известен как резервирование в режиме реального времени или непрерывной защиты данных. Дельту так же полезно применять, когда резервные копии сохраняются на удаленных ресурсах (сервера, хранилища) в условиях ограниченной пропускной способности.

Преимущества и недостатки дельта блочного резервного копирования

Дельта резервные копии занимают очень мало места и создаются намного быстрее
Дельта бэкапы позволяют хранить намного меньше избыточной информации - Методы инкрементального и дифференциального резервного копирования, из-за необходимости копировать файлы, при их минимальном изменении, могут хранить значительное количество избыточной информации. Метод дельта блочного копирования позволяет снизить этот уровень.
Так как дельта блоки создаются программами по специфическим алгоритмам , то восстановить их можно только этими же программами. В этом смысле такие бэкапы будут ограничивать тех пользователей, у которых может возникать необходимость ручного восстановления данных.
Дельта блочное резервирование медленнее , так как необходимо восстанавливать файлы из различных частей.

Технология бинарных патчей изначально была разработана как способ для разработчиков программного обеспечения легко обновлять свои программы у клиентов через интернет. Такие "заплатки" заменяли модифицированные части в файлах. Именно части файлов, а не целиком файлы. Такие патчи занимают гораздо меньший размер, чем занимали бы простые патчи, полностью заменяющие файлы. Со временем, данная технология была адаптирована к задачам резервного копирования.

Примечание : Примером применения такого метода резервного копирования является FastBittm, который используют крупные компании, такие как Microsoft, IBM и Compaq.

Метод бинарных патчей резервных копий очень похож на дельта блочное резервное копированием, но с той разницей, что дельта использует блоки, как единицу сравнения, а бинарные патчи, как и следует из названия, используют биты, как единицу сравнения. Другими словами, дельта копирует в резервный архив любой изменившийся блок данных, пусть даже изменилось всего пара символов (например, если блок 32 Кб, то даже при изменении 1 символа будет копироваться весь блок 32 Кб), а при методе бинарных патчей копируются только изменившиеся биты данных. Это различие позволяет сэкономить на размерах и как следствие на передаваемом трафике.

Преимущества и недостатки бинарных патчей резервных копий

Примечание : В настоящее время существует очень-очень мало приложений резервного копирования, которые бы поддерживали данную технологию. Кроме того, по данной технологии существует очень мало информации, поэтому недостатки и преимущества стоит рассматривать с теоретической стороны.

Практически полностью устраняет избыточность данных , в следствие чего получаются самые маленькие бэкапы.
Минимальный размер позволяет существенно снизить нагрузку на полосу пропускания сети.
Данный метод более требователен к системным ресурсам и времени , чем дельта. Однако, такой подход может компенсироваться существенным снижением нагрузки в сети.
Практически нет информации о том, как файл восстанавливается и насколько метод эффективен . Хоть, теоретически метод должен быть не существенно сложнее, чем дельта, все же практика от теории может серьезно отличаться.

6. Зеркальные резервные копии

Большинство программ резервного копирования поддерживают зеркальное резервное копирование в качестве альтернативы полному копированию, дифференциальному и прочим. Некоторые программы используют альтернативную терминологию для понятия зеркала, как например, "простое копирование". Отчасти это происходит от того, что зеркальные копии в основном представляют собой простой тип создания бэкапа. В данном методе не применяется каких-либо специальных резервных технологий, только простая операция копирования. Как пример, если вы копируете и вставляете каталог с одного диска на другой, то можете считать, что вы создали зеркальную резервную копию этой папки. Файлы в зеркальных копиях обычно представляют собой те же файлы, что и в источнике. Они не сжимаются в архивы, как при полном резервном копировании (хотя некоторые программы поддерживают сжатие отдельных файлов и шифрование).

Когда используются зеркальные резервные копии

Зеркальные копии без сжатия хорошо подходят в тех случаях, когда большинство копируемых файлов уже сжато в архивы. Например, музыкальные файлы в формате mp3 или wma, изображения в формате jpg или png, видео в DivX, mov или flv формате. Кроме того, большинство инсталляторов так же сжаты. Если включить эти файлы в обычную процедуру полного резервного копирования, которая применяет сжатие, то вы заметите, что кроме того, что такое копирование будет выполняться долго, итоговый архив будет мало отличаться в размере (очень мало данных будет сжато). В этом смысле, лучше всего создавать отдельные задания для резервного копирования для сжатых и не сжатых файлов. Если ваши программы резервного копирования поддерживают фильтры, то вы можете их использовать для автоматического выбора подходящих файлов для каждого из заданий.

Преимущества и недостатки зеркальных резервных копий

Зеркальные копии выгодно использовать на сжатых файлах .
Из-за того, что зеркальная копия не хранится в едином архивном файле, вам можно меньше беспокоиться о повреждении файлов .
Зеркальные копии, как правило, не используют сжатие и поэтому требуют большого количество места для хранения , если не применяются другие методы, как например, жесткие ссылки (подробнее о них будет рассказано далее)

7. Синтетические полные резервные копии

Синтетическое полное резервное копирование встречается время от времени в описаниях, но следует понимать, что это не резервный метод, а технология организации резервного копирования, которая может быть применена к одному из выше указанных способов, чтобы эффективнее восстанавливать и создавать резервные копии.

Синтетические копии, как правило применяются только в клиент-серверных системах резервного копирования. Смысл метода достаточно прост. Клиентский компьютер может выполнять резервное копирование с помощью любого способа (инкрементальный, дифференциальный и т.д.) и передавать эту резервную копию на сервер. Сервер же в определенный момент самостоятельно объединит несколько отдельных архивов для формирования синтетической полной копии. Такой способ организации позволяет, после создания первой полной резервной копии, клиентскому компьютеру не создавать повторно полные резервные копии, так как это процесс автоматически выполняется на сервере.

Преимущество такого подхода заключается в двух важных моментах. Во-первых, скорость резервного копирования, при использовании дифференциальных копий не будет снижаться с течением времени из-за совокупности изменений, так как синтетические полные архивы будут создаваться на сервере на регулярной основе. Во-вторых, полное восстановление файлов на клиентской машине не потребует процесса реконструкции файлов из частей. Причиной тому то, что реконструкция уже производится на сервере, позволяя клиентской машине восстанавливать архивы за минимально возможное время.

8. Резервное копирование с использованием жестких ссылок

Некоторые программы резервного копирования поддерживают создание жестких ссылок, которые позволяют сохранить дисковое пространство, при создании нескольких полных зеркальных резервных копий одного и того же набора файлов.

Чтобы понять, что представляет из себя жесткая ссылка, нужно понимать, как хранятся файлы на жестком диске. При сохранении файла, физически данные могут быть записаны в любом месте на диске. В этом случае файловая система создает жесткую ссылку на физическое расположение данных с именем файла, который вы использовали. Некоторые файловые системы позволяют создавать более одной жесткой ссылки на реальные данные. Использование жестких ссылок позволяет использовать любое количество файлов в разных каталогах, которые будут ссылаться на одни и те же физические данные.

При использовании программ резервного копирования, которые поддерживают жесткие ссылки для создания нескольких копий одинаковых файлов, программа будет создавать жесткие ссылки для всех файлов, которые не изменились. Например, если вы создаете две копии каталога, который содержит 100 Мб данных, то, в обычных условиях, эти копии занимали бы 200 Мб на жестком диске. С помощью жестких ссылок такие копии будут занимать все те же 100 Мб дискового пространства. Изменение любого из файлов в таких каталогах будет в действительности изменять только одни физические данные, при этом эти данные будут доступны в обоих каталогах. К примеру, если после создания каталогов с жесткими ссылками, вы в первом каталоге увеличите файл на 2 Мб, то их общий размер будет 102 Мб, и при этом в обоих каталогах данные в файле будут одни и те же.

Следует отметить, что если вы захотите удалить одну из резервных копий, содержащих жесткие ссылки, то это не будет проблемой, та как при этом не затрагиваются остальные ссылки. Физические данные файла на диске удаляются только тогда, когда все жесткие ссылки на него были удалены. Так же необходимо понимать, что жесткие ссылки можно создавать только в приделах одного тома (логического диска). Например, между разными разделами или дисками нельзя создавать жесткие ссылки. В Windows файловых системах, NTFS поддерживает жесткие ссылки, в то время как FAT не поддерживает.

Примечание : Проводник Windows, при подсчете размера, не учитывает использование жестких ссылок. Это означает, что если файл занимает 100 Мб и имеет две жесткие ссылки, то в реальности будет потребляться всего 100 Мб диска, в то время как проводник Windows будет показывать использование 200 Мб диска. Этот момент необходимо учитывать, при использовании резервного копирования с использованием жестких ссылок.

Тем не менее, каким бы привлекательным не показался вам данный метод, его необходимо использовать с осторожностью. Так как привычная логика "изменения файлов в разных каталогах - будет означать изменение разных данных" в случае данного метода не применима. Это означает, что случайное изменение одного файла в одной из копий будет обозначать изменение того же файла во всех копиях. Поэтому, если вы используете программу резервного копирования, поддерживающую жесткие ссылки, то рекомендуется вносить все изменения только через программу и воздержаться от ручного изменения.

Заключительные слова о резервировании

Несмотря на многообразие приводимых методов, резервное копирование это одна их тех областей, где выбор используемых технологий должен оправдываться, с точки зрения решаемых задач . Не стоит использовать методы только из-за отдельных характеристик, таких как скорость и занимаемое дисковое пространство. Так, к примеру, если вы храните резервные копии на переносном жестком диске, то использование такой технологии, как дельта блочное копирование, возможно, позволит сэкономить вам место, но может сделать такие копии абсолютно бесполезными в ситуациях, когда программа резервного копирования будет не доступна (например, вам нужно подкорректировать документ на другом компьютере или же по каким-то причинам сломалась программа, а доступа в интернет для скачивания инсталлятора нет). В таком случае использование обычного инкрементального копирования (без дельты) будет более оправдано, так как вы всегда можете в ручном режиме восстановить нужные документы. Поэтому, старайтесь выбирать технологии со здравым смыслом

Резервное копирование данных - то, что должен регулярно выполнять каждый активный пользователь компьютера, который не хочет потерять всю свою информацию (или часть от нее) при неожиданном сбое. Часто в различных приложениях, предназначенных для резервного копирования информации, можно встретить три механизма, как создать копию: полностью, инкрементно или дифференциально. В рамках данной статьи рассмотрим, чем эти методы копирования отличаются друг от друга.

Оглавление:

Методы резервного копирования данных

Программ, которые разработаны для создания резервной копии информации, много, как в операционной системе Windows, там и в Mac OS. Все они выполняют примерно одинаковые действия - создают резервную копию операционной системы, полностью копируют диск, его некоторые разделы, папки или прочие данные, в зависимости от настроек, выбранных пользователем. После чего эти резервные копии можно использовать для восстановления информации.

Созданная резервная копия нуждается в постоянной актуализации. На базе примененных в программе условий создания бэкапа можно выполнить создание копии, при этом выбрав механизм резервного копирования:

Создание полной копии;
Генерация инкрементной копии;
Создание дифференциальной копии.

Данные действия имеются во многих приложений, например, в одной из самых популярных программ для резервного копирования данных, AOMEI Backupper. В рамках данной статьи примеры будут рассмотрены на ней, но найти подобные механизмы резервного копирования можно и в других программах.

Полное резервное копирование

При подобном методе резервного копирования снимки системы, которые генерируются в рамках одной задачи по бэкапу, способны работать независимо друг от друга. Повреждение одного из таких снимков никак не повлияет на работу других. То есть, при полном резервном копировании снимок системы содержит в себе всю резервируемую информацию.

Метод полного резервного копирования самый надежный, но и самый расточительный в плане ресурсов. Чтобы создать резервную копию операционной системы Windows и нескольких небольших приложений, потребуются десятки гигабайт. Соответственно, постоянно сохранять такие полноценные бэкапы и хранить их на жестком диске нерационально и расточительно с точки зрения свободного пространства на накопителе. Именно поэтому используются два других механизма, рассмотренных ниже.

Инкрементное резервное копирование

Инкрементное резервное копирование данных подразумевает, что пользователь при создании бэкапа единожды генерирует полноценную копию системы и всех файлов, а все создаваемые в будущем копии являются дочерними к главной и предыдущим, то есть, содержат в себе исключительно информацию о произошедших изменениях - удаленных, измененных и созданных файлах.

Таким образом, каждая последующая после первой инкрементная копия содержит в себе только информацию об изменениях. Выглядит это примерно так:

Вторая копия. Дочерняя - содержит в себе информацию об изменении данных со времен создания первой копии;
Третья копия. Дочерняя ко второй - содержит в себе информация об изменении данных со времен создания второй копии.

Плюс подобного метода резервного хранения данных, в сравнении с первым, меньший размер копий (каждая новая инкрементная копия весит десятки-сотни мегабайт, в зависимости от количества произошедших изменений). Минус - обращение каждой новой копии к предыдущей при восстановлении. То есть, если одна из копий повреждена, придется выполнять восстановление к последней рабочей копии в непрерывной цепи от первой. Кроме того, восстановление из инкрементной копии происходит дольше по времени, чем из других методов резервного копирования.

Дифференциальное резервное копирование

Дифференциальный метод копирования близок к инкрементному по смыслу, но между ними имеется ключевое различие. В рамках дифференциального копирования новые снимки являются дочерними к первому.

Это значит, что при первом резервном копировании дифференциальным методом создается полная копия системы, после чего все последующие снимки содержат в себе информацию о произошедших изменениях от первой копии. Выглядит это примерно следующим образом:

Первая копия. Основная - содержит в себе всю информацию;
Вторая копия. Дочерняя - содержит в себе сведения об изменении данных со времен создания первой копии;
Третья копия. Дочерняя - содержит в себе сведения об изменении данных со времен создания первой копии.

Как можно видеть, третья копия при дифференциальном методе резервного копирования не является дочерней ко второй. То есть, если с одним из дифференциальных снимков возникнут проблемы, можно будет восстановиться к любой другой рабочей дифференциальной копии. Это ключевое отличие дифференциального резервного копирования от инкрементного.

Размер каждого дифференциального снимка больше, чем размер инкрементного снимка, поскольку в нем нужно хранить информацию обо всех изменениях с момента создания первой полной копии. При этом каждый новый дифференциальный снимок будет весить больше предыдущего.

Какой метод резервного копирования лучше

Рассмотрев три метода резервного копирования, каждый пользователь может самостоятельно сделать вывод, какой из вариантов для него лучше. Кратко подведем итоги и приведем несколько сценариев:

Полное резервное копирование. Самый надежный способ. Подойдет тем пользователям, которые имеют возможность хранить большие по объему бэкапы;
Инкрементное резервное копирование. Лучший вариант для пользователей, которые делают бэкап на диске малого объема, например, на SSD-накопителе. Преимущество этого метода, в сравнении с дифференциальным резервным копированием, только в размере каждого нового снимка системы;
Дифференциальное резервное копирование. Лучший вариант для пользователей домашних компьютеров. При таком методе копирования озаботиться нужно только сохранностью первой копии.

При добавочном («инкрементном») резервном копировании происходит копирование только тех файлов, которые были изменены с тех пор, как в последний раз выполнялось полное или добавочное резервное копирование. Последующее инкрементное резервное копирование добавляет только файлы, которые были изменены с момента предыдущего. В среднем, инкрементное резервное копирование занимает меньше времени, так как копируется меньшее количество файлов. Однако, процесс восстановления данных занимает больше времени, так как должны быть восстановлены данные последнего полного резервного копирования, плюс данные всех последующих инкрементных резервных копирований. При этом, в отличие от дифференциального копирования, изменившиеся или новые файлы не замещают старые, а добавляются на носитель независимо.

Клонирование

Клонирование позволяет скопировать целый раздел или носитель (устройство) со всеми файлами и директориями в другой раздел или на другой носитель. Если раздел является загрузочным, то клонированный раздел тоже будет загрузочным.

Резервное копирование в виде образа

Образ - точная копия всего раздела или носителя (устройства), хранящаяся в одном файле.

Резервное копирование в режиме реального времени

Резервное копирование в режиме реального времени позволяет создавать копии файлов, директорий и томов, не прерывая работу, без перезагрузки компьютера.

Схемы ротации.

Смена рабочего набора носителей в процессе копирования называется их ротацией. Для резервного копирования очень важным вопросом является выбор подходящей схемы ротации носителей (например, магнитных лент).

Одноразовое копирование простейшая схема, не предусматривающая ротации носителей. Все операции проводятся вручную. Перед копированием администратор задает время начала резервного копирования, перечисляет файловые системы или каталоги, которые нужно копировать. Эту информацию можно сохранить в базе данных, чтобы её можно было использовать снова. При одноразовом копировании чаще всего применяется полное копирование.

Простая ротация простая ротация подразумевает, что некий набор лент используется циклически. Например, цикл ротации может составлять неделю, тогда отдельный носитель выделяется для определенного рабочего дня недели. Недостаток данной схемы - она не очень подходит для ведения архива, поскольку количество носителей в архиве быстро увеличивается. Кроме того, инкрементальная/дифференциальная запись проводится на одни и те же носители, что ведет к их значительному износу и, как следствие, увеличивает вероятность отказа.

«Дед, отец, сын»Данная схема имеет иерархическую структуру и предполагает использование комплекта из трех наборов носителей. Раз в неделю делается полная копия дисков компьютера («отец» ), ежедневно же проводится инкрементальное (или дифференциальное) копирование («сын» ). Дополнительно раз в месяц проводится еще одно полное копирование («дед» ). Состав ежедневного и еженедельного набора постоянен. Таким образом, по сравнению с простой ротацией в архиве содержатся только ежемесячные копии плюс последние еженедельные и ежедневные копии. Недостаток данной схемы состоит в том, что в архив попадают только данные, имевшиеся на конец месяца, а также износ носителей.

«Ханойская башня»Схема призвана устранить некоторые из недостатков схемы простой ротации и ротации «Дед, отец, сын». Схема построена на применении нескольких наборов носителей. Каждый набор предназначен для недельного копирования, как в схеме простой ротации, но без изъятия полных копий. Иными словами, отдельный набор включает носитель с полной недельной копией и носители с ежедневными инкрементальными (дифференциальными) копиями. Специфическая проблема схемы «ханойская башня» - ее более высокая сложность, чем у других схем.

«10 наборов» Данная схема рассчитана на десять наборов носителей. Период из сорока недель делится на десять циклов. В течение цикла за каждым набором закреплен один день недели. По прошествии четырехнедельного цикла номер набора сдвигается на один день. Иными словами, если в первом цикле за понедельник отвечал набор номер 1, а за вторник - номер 2, то во втором цикле за понедельник отвечает набор номер 2, а за вторник - номер 3. Такая схема позволяет равномерно распределить нагрузку, а следовательно, и износ между всеми носителями.