Термінологія резервного копіювання: що означає "інкрементальний" і "диференційний", і навіщо вони потрібні?

1. Термінологія резервного копіювання
2. Зміст
3. 1. Повна резервна копія
4. 2. Диференціальне резервне копіювання
5. 3. Инкрементальное резервне копіювання
6. 4. Дельта блочне резервне копіювання
7. 5. Бінарні патчі резервних копій
8. 6. Дзеркальні резервні копії
9. 7. Синтетичні повні резервні копії
10. 8. Створення резервних копій з використанням жорстких посилань
11. Заключні слова про резервування

- Автор: Ігор (Адміністратор)

Термінологія резервного копіювання

Протягом багатьох років розроблялися різні технології резервного копіювання в спробі звести до мінімуму обсяг простору на диску, необхідного для зберігання резервних копій файлів, і зменшити обсяг трафіку, що проходить, необхідного для копіювання файлів на віддалені ресурси (комп'ютери, мережеві диски та інші). У розмаїтті методів резервного копіювання, пропонованих програмами, можна легко заплутатися, так як використовувана термінологія часто незрозуміла з першого погляду і не описує особливості методів. Крім того, іноді, з першого погляду важко зрозуміти переваги і недоліки будь-якої технології. Ця стаття являє собою керівництво, яке дозволить вам розібратися в деяких використовуваних термінах, а так само в їх відмінностях, перевагах і недоліках.

Примітка: У цьому посібнику наводиться більшість основних використовуваних методів на сьогоднішній день. Розуміння їх області застосування, обмежень, особливостей, переваг і недоліків буде більш, ніж достатньо, щоб спростити вибір відповідного для вас рішення для організації резервного копіювання на комп'ютері.

Зміст

Загальні методи резервного копіювання

1. Повна резервна копія
2. Диференціальне резервне копіювання
3. Инкрементальное резервне копіювання
4. Дельта блочне резервне копіювання
5. Бінарні патчі резервних копій

Інші методи і техніки резервного копіювання

1. Дзеркальні резервні копії
2. Синтетичні повні резервні копії
3. Створення резервних копій з використанням жорстких посилань

Заключні слова про резервування

1. Повна резервна копія

Це саме те, як це звучить. Це повна копія всіх даних, які користувач вибирає при налаштуванні завдання резервного копіювання. Зазвичай, скопійовані файли поміщаються в один архівний файл і стискаються, щоб зменшити розмір підсумкової резервної копії. Кожен раз, коли створюється повна резервна копія, абсолютно всі файли копіюються із джерела в архів. У цьому підході є одна істотна проблема. Незважаючи на те, що ви змінили або додали всього кілька файлів, кожен запуск завдання резервного копіювання буде приводити до повного копіювання файлів, що в кінцевому підсумку буде позначатися не тільки на тривалості виконання операції, а й на займаному дисковому просторі, адже кожна копія буде містити масу дубльованих файлів, які не відрізняються від копії до копії. Ви, звичайно, можете видаляти старі копії для звільнення місця, але часу все одно буде витрачено маса. Крім того, якщо мова йде про зберігання резервних копій на віддалених ресурсах, то, крім часу, так само повна копія відіб'ється на протікає трафіку.

Набагато більш кращою ідеєю було б зробити повну копію даних один раз, а потім лише додавати або змінювати окремі файли на більш регулярній основі. Існує кілька методів, які реалізують цю ідею, і вони описані нижче.

Переваги і недоліки створення повних резервних копій

• Швидке відновлення всіх файлів - Коли необхідно відновити повну копію файлів, то найлегше це зробити з одним архівним файлом
• Повні резервні копії займають багато місця і віднімають багато часу - повні копії не дуже добре підходять для регулярного резервного копіювання, такого як повсякчасне або щоденне копіювання.

2. Диференціальне резервне копіювання

Після створення архіву з повною резервною копією, використання диференціального резервного копіювання допомагає зменшити розмір наступних копій, роблячи їх на основі диференціального порівняння вихідних файлів з файлами з останньої резервної копії. Всі додані або змінені файли копіюються в окремий архів, поруч з повною копією. Важливо розуміти, що диференціальні резервні копії є накопичувальними. Кожне диференціальне резервне копіювання зберігає в бекап все, що відрізняється від останнього повного копіювання, навіть якщо ці файли вже були включені в попередній диференціальної копії. Проте, навіть з цим обмеженням, диференціальні бекапи створюються набагато швидше і займають менше місця, ніж при використанні методу повного резервного копіювання. Тому даний метод добре підходить для щоденних або більш частих регулярних завдань резервного копіювання.

Переваги та недоліки диференціального резервного копіювання

• Швидке відновлення, в порівнянні з іншими методами - Для повного відновлення всіх файлів з резервної копії, вам потрібні тільки два архіву: архів з повною копією і останній диференційний бекап.
• Диференціальні бекапи займають більше місця, в порівнянні з аналогами - Використовуваний підхід дозволяє більш ефективно використовувати місце на диску і створювати резервні копії швидше, ніж при створенні повної резервної копії, але все ж даний метод все ще містить надлишкові дані.
• Кожен наступний диференційний бекап значно зростає - Так як файли порівнюються тільки з повною резервною копією, то рано чи пізно диференційний бекап буде порівнянний з повною копією. У такій випадку необхідно робити заново повну копію файлів і починати процес заново (зазвичай, виконується в автоматичному режимі).

3. Инкрементальное резервне копіювання

Метод інкрементального резервного копіювання дуже схожий на диференціальне резервне копіювання, але має одну принципову відмінність - зберігає менше надлишкових даних в бекапіть. Кожен інкрементальний бекап містить тільки ті файли, які були створені або змінені з моменту останнього створення повної копії або останнього інкрементального бекапа. Такі резервні копії зберігають набагато менше надлишкових даних, в порівнянні з диференціальними бекапіть, але все ж ефект наростаючого підсумку все ще присутній, так що інкрементальні копії можуть містити файли, які вже були в одній з інкрементальних копій, але в подальшому були змінені. Інкрементальні резервні копії особливо добре застосовувати для частого створення резервних копій, як наприклад, щогодини.

Переваги та недоліки інкрементних резервних копій

• Інкрементальні резервні копії створюються швидше, ніж диференціальні - За рахунок врахування попередніх внесених змін, такі бекапи зберігають менше надлишкової інформації і тому створюються набагато швидше.
• Інкрементальні бекапи менше диференціальних - За рахунок обліку тих же попередніх змін, такі бекапи зберігають менше інформації
• Інкрементальних резервних копій можна створити більше, ніж диференціальних - Так як бекапи зберігають менше надлишкової інформації, то їх може бути набагато більше між повними копіями ніж, ніж у випадку з диференціальними копіями.
• Відновлення інкрементальні копій відбувається довше, ніж в разі диференціальних - Для того щоб відновити файли необхідно витягти їх з повною копії, а потім послідовно застосувати всі наступні інкрементальні бекпапи.
• Підвищений ризик втрати інформації - Якщо одна з інкрементальних копій була пошкоджена або видалена, то відновлення файлів з цієї копії буде неможливим, в слідстві чого будуть безповоротно втрачені зміни в файлах і додані файли. Проте, відновити дані з інших інкрементальних копій все ще можливо.

4. Дельта блочне резервне копіювання

Поняття "дельта" часто відносять до методу диференціального резервного копіювання, але іноді його так само називають "дельта резервне копіювання", "дельта блочне копіювання" і "дельта стильове резервне копіювання". І в основному, всі ці поняття відносяться до однієї і тієї ж технології створення резервної копії. Метод дельти коректніше за все називати дельта блочне резервне копіювання, яке застосовується в зв'язці з інкрементального і диференціальним підходами. Важливо відзначити, що метод дельта блочного резервного копіювання застосовується тільки для змінених файлів, а не створених. Додані файли, звичайно, так само зберігаються в копіях, але в звичайному режимі.

Раніше описані методи резервного копіювання створюють повну копію зміненого файлу, навіть якщо в ньому змінився всього один символ. Звичайно, такий підхід не буде складати особливої ​​проблеми, якщо мова йде про маленьких текстових документах, але у випадку з дуже великими файлами, такими як бази даних, такий підхід буде вельми проблематичним. Наприклад, поштові клієнти, такі як Outlook, найчастіше зберігають всю інформацію в одному великому файлі (листи, контакти та інше). У цьому випадку виходить, що навіть отримавши один лист, всі попередні методи будуть змушені створювати копію всього файлу. А оскільки такого роду файли можуть часто змінюватися, то який би підхід ви не застосовували, ваші бекапи будуть розростатися непомірними кроками і приводити до зберігання величезного числа надлишкової інформації.

Дельта блокові резервні копії дозволяють впоратися з цією проблем, створюючи резервні копії тільки тих частин файлів, які були змінені, а не всього файлу. Суть методу досить проста. Кожен файл розбивається на блоки певних розмірів, а потім при резервному копіюванні блоки зміненого файлу порівнюються з блоками файлу в повній резервної копії. І в підсумку, в резервну копію потраплять тільки ті блоки, які були змінені або додані в файл. Термін дельта може ввести вас в оману, так як в залежності від застосовуваних способів, зміст в створених бекапіть може бути різним. У разі диференціального методу, в архіві міститиметься відміну від повної копії, а в разі інкрементального методу, в архіві міститиметься різниця від останнього архіву зі зміненим файлом. Відповідно, переваги і недоліки будуть такими ж, як і у методів, в зв'язці з якими застосовується дельта. Однак, в разі інкрементального копіювання ризик втрати інформації буде вище, так як втрата інкрементального бекапа означатиме неможливість застосувати зміни з усіх наступних інкрементальних резервних копій (так як не можна гарантувати, що наступні зміни будуть коректно застосовані).

Примітка: Розмір блоку буде залежати від програм або обраного користувачем розміру, якщо таке підтримує програма. Зазвичай, розмір блоків знаходиться в діапазоні від 1 до 32 кілобайт.

Дельту особливо добре застосовувати в технологіях, де файли резервуються відразу після їх створення або зміни. Цей підхід також відомий як резервування в режимі реального часу або безперервної захисту даних. Дельту так само корисно застосовувати, коли резервні копії зберігаються на віддалених ресурсах (сервера, сховища) в умовах обмеженої пропускної здатності.

Переваги та недоліки дельта блочного резервного копіювання

• Дельта резервні копії займають дуже мало місця і створюються набагато швидше
• Дельта бекапи дозволяють зберігати набагато менше надлишкової інформації - Методи інкрементального і диференціального резервного копіювання, через необхідність копіювати файли, при їх мінімальній зміні, можуть зберігати значну кількість надлишкової інформації. Метод дельта блочного копіювання дозволяє знизити цей рівень.
• Так як дельта блоки створюються програмами за специфічними алгоритмами, то відновити їх можна тільки цими ж програмами. У цьому сенсі такі бекапи будуть обмежувати тих користувачів, у яких може виникати необхідність ручного відновлення даних.
• Дельта блочне резервування повільніше, так як необхідно відновлювати файли з різних частин.

5. Бінарні патчі резервних копій

Технологія бінарних патчів спочатку була розроблена як спосіб для розробників програмного забезпечення легко оновлювати свої програми у клієнтів через інтернет. Такі "заплатки" замінювали модифіковані частини в файлах. Саме частини файлів, а не цілком файли. Такі патчі займають набагато менший розмір, ніж займали б прості патчі, повністю замінюють файли. Згодом, дана технологія була адаптована до завдань резервного копіювання.

Примітка: Прикладом застосування такого методу резервного копіювання є FastBittm, який використовують великі компанії, такі як Microsoft, IBM і Compaq.

Метод бінарних патчів резервних копій дуже схожий на дельта блочне резервне копіюванням, але з тією різницею, що дельта використовує блоки, як одиницю порівняння, а бінарні патчі, як і випливає з назви, використовують біти, як одиницю порівняння. Іншими словами, дельта копіює в резервний архів будь змінився блок даних, нехай навіть змінилося всього пара символів (наприклад, якщо блок 32 Кб, то навіть при зміні 1 символу буде копіюватися весь блок 32 Кб), а при методі бінарних патчів копіюються тільки змінилися біти даних. Ця різниця дозволяє заощадити на розмірах і як наслідок на переданій трафіку.

Переваги та недоліки бінарних патчів резервних копій

Примітка: В даний час існує дуже-дуже мало додатків резервного копіювання, які б підтримували дану технологію. Крім того, за даною технологією існує дуже мало інформації, тому недоліки та переваги варто розглядати з теоретичного боку.

• Практично повністю усуває надмірність даних, в наслідок чого виходять найменші бекапи.
• Мінімальний розмір дозволяє істотно знизити навантаження на смугу пропускання мережі.
• Даний метод більш вимогливий до системних ресурсів і часу, ніж дельта. Однак, такий підхід може компенсуватися істотним зниженням навантаження в мережі.
• Практично немає інформації про те, як файл відновлюється і наскільки метод ефективний. Хоч, теоретично метод повинен бути не виявляється значно складнішим, ніж дельта, все ж практика від теорії може серйозно відрізнятися.

6. Дзеркальні резервні копії

Більшість програм резервного копіювання підтримують дзеркальне резервне копіювання в якості альтернативи повному копіювання, диференціального та іншим. Деякі програми використовують альтернативну термінологію для поняття дзеркала, як наприклад, "просте копіювання". Почасти це відбувається через те, що дзеркальні копії в основному являють собою простий тип створення бекапа. В даному методі не застосовується будь-яких спеціальних резервних технологій, тільки проста операція копіювання. Як приклад, якщо ви копіюєте і вставляєте каталог з одного диска на інший, то можете вважати, що ви створили дзеркальну її резервні копії. Файли в дзеркальних копіях зазвичай являють собою ті ж файли, що і в джерелі. Вони не стискаються в архіви, як при повному резервному копіюванні (хоча деякі програми підтримують стиснення окремих файлів і шифрування).

Коли використовуються дзеркальні резервні копії

Дзеркальні копії без стиснення добре підходять в тих випадках, коли більшість копіюються файлів вже стисло в архіви. Наприклад, музичні файли у форматі mp3 або wma, зображення у форматі jpg або png, відео в DivX, mov або flv форматі. Крім того, більшість інсталяторів так само стиснуті. Якщо включити ці файли в звичайну процедуру повного резервного копіювання, яка застосовує стиснення, то ви помітите, що крім того, що таке копіювання буде виконуватися довго, підсумковий архів буде мало відрізнятися в розмірі (дуже мало даних буде стисло). У цьому сенсі, найкраще створювати окремі завдання для резервного копіювання для стислих і не стислих файлів. Якщо ваші програми резервного копіювання підтримують фільтри, то ви можете їх використовувати для автоматичного вибору відповідних файлів для кожного із завдань.

Переваги та недоліки дзеркальних резервних копій

• Дзеркальні копії вигідно використовувати на стислих файлах.
• Через те, що дзеркальна копія не зберігається в єдиному архівному файлі, вам можна менше турбуватися про пошкодження файлів.
• Дзеркальні копії, як правило, не використовують стиснення і тому вимагають великого кількість місця для зберігання, якщо не застосовуються інші методи, як наприклад, жорсткі посилання (докладніше про них буде розказано далі)

7. Синтетичні повні резервні копії

Синтетичне повне резервне копіювання зустрічається час від часу в описах, але слід розуміти, що це не резервний метод, а технологія організації резервного копіювання, яка може бути застосована до одного з вище зазначених способів, щоб ефективніше відновлювати і створювати резервні копії.

Синтетичні копії, як правило застосовуються только в клієнт-серверних системах резервного Копіювання. Сенс методу Досить простий. Клієнтській комп'ютер может Виконувати резервне Копіювання с помощью будь-которого способу (інкрементальній, діференційній и т.д.) и передаваті Цю резервну копію на сервер. Сервер ж у певний момент самостійно об'єднає кілька окремих архівів для формування синтетичної повної копії. Такий спосіб організації дозволяє, після створення першої повної резервної копії, клієнтського комп'ютера кожного разу не вводити повні резервні копії, так як це процес автоматично виконується на сервері.

Перевага такого підходу полягає в двох важливих моментах. По-перше, швидкість резервного копіювання, при використанні диференціальних копій не знижуватиметься з плином часу через сукупність змін, так як синтетичні повні архіви будуть створюватися на сервері на регулярній основі. По-друге, повне відновлення файлів на клієнтській машині не зажадає процесу реконструкції файлів з частин. Причиною тому те, що реконструкція вже проводиться на сервері, дозволяючи клієнтської машині відновлювати архіви за мінімально можливий час.

8. Створення резервних копій з використанням жорстких посилань

Деякі програми резервного копіювання підтримують створення жорстких посилань, які дозволяють зберегти дисковий простір, при створенні декількох повних дзеркальних резервних копій одного і того ж набору файлів.

Щоб зрозуміти, що вдає із себе жорстка посилання, потрібно розуміти, як зберігаються файли на жорсткому диску. При збереженні файлу, фізично дані можуть бути записані в будь-якому місці на диску. В цьому випадку файлова система створює жорстке посилання на фізичне розташування даних з ім'ям файлу, який ви використовували. Деякі файлові системи дозволяють створювати більше однієї жорсткої посилання на реальні дані. Використання жорстких посилань дозволяє використовувати будь-яку кількість файлів в різних каталогах, які будуть посилатися на одні й ті ж фізичні дані.

При використанні програм резервного копіювання, які підтримують жорсткі посилання для створення декількох копій однакових файлів, програма буде створювати жорсткі посилання для всіх файлів, які не змінилися. Наприклад, якщо ви створюєте дві копії каталогу, який містить 100 Мб даних, то, в звичайних умовах, ці копії займали б 200 Мб на жорсткому диску. За допомогою жорстких посилань такі копії будуть займати все ті ж 100 Мб дискового простору. Зміна будь-якого з файлів в таких каталогах буде насправді змінювати тільки одні фізичні дані, при цьому ці дані будуть доступні в обох каталогах. Наприклад, якщо після створення каталогів з жорсткими посиланнями, ви в першому каталозі збільшите файл на 2 Мб, то їх загальний розмір буде 102 Мб, і при цьому в обох каталогах дані у файлі будуть одні і ті ж.

Слід зазначити, що якщо ви захочете видалити одну з резервних копій, що містять жорсткі посилання, то це не буде проблемою, та як при цьому не зачіпаються інші посилання. Фізичні дані файлу на диску видаляються тільки тоді, коли всі жорсткі посилання на нього були вилучені. Так само необхідно розуміти, що жорсткі посилання можна створювати тільки в межах одного тому (логічного диска). Наприклад, між різними розділами або дисками можна створювати жорсткі посилання. У Windows файлових системах, NTFS підтримує жорсткі посилання, в той час як FAT не підтримує.

Примітка: Провідник Windows, при підрахунку розміру, не враховує використання жорстких посилань. Це означає, що якщо файл займає 100 Мб і має дві жорсткі посилання, то в реальності буде споживатися всього 100 Мб диска, в той час як провідник Windows буде показувати використання 200 Мб диска. Цей момент необхідно враховувати, при використанні резервного копіювання з використанням жорстких посилань.

Проте, яким би привабливим не відображено вам даний метод, його необхідно використовувати з обережністю. Так як звична логіка "зміни файлів в різних каталогах - буде означати зміну різних даних" в разі даного методу не може бути застосована. Це означає, що виконання довільного збільшення одного файлу в одній з копій буде позначати зміна того ж файлу в усіх копіях. Тому, якщо ви використовуєте програму резервного копіювання, яка підтримує жорсткі посилання, то рекомендується вносити всі зміни тільки через програму і утриматися від ручного зміни.

Заключні слова про резервування

Незважаючи на різноманіття наведених методів, резервне копіювання це одна з тих областей, де вибір використовуваних технологій повинен виправдовуватися, з точки зору вирішуваних завдань. Не варто використовувати методи тільки через окремих характеристик, таких як швидкість і займане дисковий простір. Так, наприклад, якщо ви зберігаєте резервні копії на переносному жорсткому диску, то використання такої технології, як дельта блочне копіювання, можливо, дозволить заощадити вам місце, але може зробити такі копії абсолютно марними в ситуаціях, коли програма резервного копіювання буде не доступна ( наприклад, вам потрібно підкоригувати документ на іншому комп'ютері або ж з якихось причин зламалася програма, а доступу в інтернет для скачування інсталятора немає). У такому випадку використання звичайного інкрементального копіювання (без дельти) буде більш виправдано, так як ви завжди можете в ручному режимі відновити потрібні документи. Тому, намагайтеся вибирати технології зі здоровим глуздом.

Тепер, ви знаєте деякі терміни резервного копіювання, а так же розумієте, що позначають методи в теорії і на практиці.

Додати коментар / відгук