Полное, инкрементное, дифференциальное – о методах резервного копирования

Полное, инкрементное, дифференциальное – о методах резервного копирования

А разбираться в методах резервного копирования предлагаю на примере программы AOMEI Backupper. Итак, друзья, когда мы в программе AOMEI Backupper создаём резервную копию Windows, целого диска, отдельных разделов или отдельных папок с данными, в дальнейшем после создания резервной копии сможем использовать для неё некоторые программные возможности. В их числе – создание на базе заданных условий бэкапа новых копий с выбором механизма резервного копирования:

— Полная копия;
— Инкрементная копия;
— Дифференциальная копия.

Что же это за механизмы?

Полное резервное копирование

Полное – это резервное копирование, при котором снимок операционной системы, диска, раздела или отдельных папок содержит все резервируемые данные. Такие снимки, создаваемые в рамках одной и той же задачи по бэкапу, независимы друг от друга, повреждение одного из них никак не повлияет на другие снимки. Это самый надёжный метод резервного копирования, но, вместе с тем, самый затратный по ресурсам дискового пространства. Например, образ рабочей Windows без особых каких-то громоздких программ и игр будет весить примерно 20 Гб. Если по мере создания новых бэкапов не избавляться от старых, диск-хранилище просто забьётся ими под завязку. Решить эту проблему призваны два других механизма резервного копирования.

Инкрементное резервное копирование

Инкрементное – это такое резервное копирование, при котором полная копия создаётся единожды в начале, а все последующие копии, создаваемые в рамках одной и той же задачи, содержат не все данные, а лишь произошедшие изменения — какие файлы удалены, а какие добавлены. Первая инкрементная копия содержит разницу в данных между ней самой и полной копией. А вторая инкрементная копия содержит разницу между ней самой и первой инкрементной копией. Третья – между ней самой и второй. И так далее. Каждая новая инкрементная копия зависит от своей предшественницы и не может быть задействована для процесса восстановления без такой предшественницы. Ну и, конечно же, без полной первичной копии. Каждая из резервных копий задачи – хоть полная, хоть инкрементная — являет собой точку восстановления. И мы всегда сможем выбрать дату или время, на которое хотим откатить систему или данные.

Удаление инкрементной копии (или повреждение её вирусами) не будет иметь следствием неработоспособность предыдущих инкрементных копий и первичной полной. А вот последующих – будет. К точкам после удалённой инкрементной копии откатиться мы уже не сможем. В этом плане, конечно, метод инкрементного копирования уязвим, но его сильной стороной является обеспечение отката к разным точкам состояния при минимально занятом дисковом пространстве. Ведь при незначительных изменениях каждая новая копия будет весить пару Мб разницы между ней и предшественницей. Вот как, например, бэкап раздела на скриншоте ниже. Вес в 3,57 Гб, отмеченный сиреневым маркером – это вес полной первичной копии, а отмеченные жёлтым маркером 9,12 Мб и 20,01 Мб – это вес инкрементных копий.

Ещё один недостаток инкрементных копий – более долгий по времени процесс восстановления, чем из полных и дифференциальных бэкапов.

Дифференциальное резервное копирование

Дифференциальное – это такое резервное копирование, при котором полная копия создаётся единожды в начале, а все последующие копии, создаваемые в рамках одной и той же задачи, содержат не все данные, а лишь произошедшие изменения с момента создания первичной полной копии. Ключевой момент здесь – с момента создания полной копии. Тогда как при инкрементом копировании вторая инкрементная копия цепочки являет собой разницу между ней и первой копией, при дифференциальном и первая, и вторая, и третья, и четвёртая, и все следующие дифференциальные копии будут зависимыми только от полной копии. Но никак не зависимыми друг от друга. Удаление или повреждение любой из дифференциальных копий не повлияет на другие копии – ни на те, что создавались до удалённой (повреждённой), ни на те, что после неё.

Дифференциальные резервные копии – это тоже точки восстановления.

Необходимость дифференциальной копии каждый раз сравнивать себя с полной первичной копией, соответственно, влечёт за собой использование большего дискового пространства. На скриншоте ниже сиреневым маркером отмечен размер полной копии и жёлтым размеры дифференциальных бэкапов. Размер последних в районе 450 Мб свидетельствует о том, что между ними произошло немного изменений, тем не менее каждое такое изменение с момента создания полной копии зафиксировано в отдельном порядке. И в отдельном порядке поглощает место на диске.

Какой метод лучше выбрать

Какой из методов резервного копирования – полное, инкрементное или дифференциальное – выбрать для обычных домашних нужд? Полное – самое надёжное, но каждый раз создавать полную копию не всегда целесообразно. В стеснённых условиях дискового пространства ветвистой системы точек отката особо не настроишь. Инкрементное будет экономить место на диске, но если вирус повредит промежуточную копию или её, например, кто-то из близких случайно удалит, мы не сможем откатиться к свежим бэкапам. Оптимальный вариант – дифференциальное резервное копирование. Его можно как периодически выполнять вручную, так и настроить для автоматического запуска в планировщике программы-бэкапера.

Но есть же ещё нюанс, друзья. Некоторые продвинутые программы-бэкаперы могут предложить не только тот или иной метод создания бэкапа, но и его применение в тех или иных условиях. Например, у AOMEI Backupper есть 5 схем резервного копирования. Схемы можно включить сразу при создании первичного бэкапа.

А можно подключить позднее.

При настройке схем нужно поставить галочку «Включить управление дисками». И в выпадающем списке ниже увидим пятёрку гибких решений от AOMEI Backupper.

Что это за гибкие решения? Это:
• «Полная копия» — схема с применением метода полного резервного копирования, при котором по достижении назначенного количества копий старые будут автоматически удаляться;
• «Инкрементная копия» — схема с инкрементным бэкапом. По достижении назначенного числа копий цепь предыдущих копий – полной и зависимых инкрементных – удаляется, уступая место новым цепям;
• «Дифференциальная копия» — схема с созданием полных и дифференциальных копий. По достижении их граничного числа старые удаляются, и происходит всё это с учётом привязки дифференциальных копий к их полным;
• «Управление пространством» — схема с созданием полных и дифференциальных копий, заточенная под удаление старых копий при обнаружении недостатка места на диске;
• «Другие схемы резервирования» — схема с полным резервным копированием и возможностью выбора условий автоматического удаления старых копий.

В других программах-бэкаперах, соответственно, могут быть другие идеи от разработчиков. Здесь нужно уже разбираться с каждой такой программой в отдельности и подбирать условия создания бэкапа под свои нужды.

Инкрементальный бэкап (incremental backup) файлов ПК, флешки или сайта

Что такое инкрементальный бэкап?

Инкрементальный бэкап (инкрементный бэкап) — это тип разностной резервной копии, когда копируются не все файлы источника, а только новые и измененные с момента создания предыдущей копии — полной или добавочной. Это существенно экономит место на диске и значительно ускоряет процесс создания резервной копии.

Название этого типа бекапа произошло от английского слова Incremental backup — дополнительный. В русском языке он называется Добавочным. Данный тип резервного копирования является самым распространенным, но, как и все способы, он также имеет свои плюсы и минусы.

Этот тип бекапа отлично подойдет для резервного копирования больших объемов исходных данных, 50 гигабайт и более. Скорость создания backup’ов будет довольно высокой, а размер каждой добавочной копии может быть всего 100-200 мегабайт.

• Быстрое создание резервной копии
• Малый объем, занимаемый резервной копией (экономия места на диске)

• Сложность настройки (по сравнению с полной копией Full Backup)
• Сложность восстановления файлов (по сравнению с полной копией)

Вывод : Создавайте инкрементальные бэкапы в том случае, если объем исходных данных большой и для вас имеет значение время копирования файлов и экономия места на диске. Оптимальная периодичность создания Incremental backup — 1 раз в час, если исходные файлы изменяются часто и 1-2 раза в день, если файлы редактируются редко.

Как сделать инкрементный бэкап с помощью Exiland Backup

Exiland Backup — простая утилита для резервного копирования и синхронизации папок по сети, FTP, между ПК и серверами. Поддерживает все типы бэкапов файлов.

Эта универсальная программа хорошо подойдет для резервного копирования файловой 1С, сайтов на WordPress и других CMS, копируя файлы сайта с FTP-сервера на локальный ПК.

После запуска, в главном окне программы, сверху на панели нажмите кнопку создания нового задания, укажите название задания, например, «Мои документы» и нажмите «Далее». Теперь как показано на скриншоте ниже, выберите тип копирования «Добавочный (Incremental)».

Скриншот программы. Выбор типа копирования.

Ниже есть возможность ограничить количество полных копий, чтобы самые старые резервные копии автоматически удалялись перед созданием новой полной копии. Эта настройка экономит место на диске. Также, вы можете ограничить количество инкрементальных копий между полными. При достижении этого ограничения будет создана очередная полная копия.

При выборе шаблона наименования резервных копий, вы можете добавить строку, например, » (incremental)», для инкрементных копий, чтобы визуально их легко отличать от полных.

Когда задание будет создано, вам необязательно ждать время наступления запуска — вы можете запустить задание вручную, нажав на кнопку «Выполнить», расположенную на верхней панели.

Резервное копирование: самые эффективные методы для разных задач

Зачем нужно резервное копирование

О резервном копировании в последнее время много говорят и пишут. И мы, SIM-Networks, в том числе. 🙂

Модная тема неизбежно мифологизируется. Нам свойственно заполнять пробелы в своих познаниях выдуманными фактами и субъективными оценками. Так происходит, в частности, в том, что касается услуги резервного копирования и вопроса ее организации провайдерами хостинга. Должен ли хостер предоставлять своим клиентам резервное копирование автоматически, по умолчанию? Ответ на этот вопрос можно найти в нашем материале “5 мифов о бэкапе и хостинг-провайдерах”

Повышенный интерес к теме бэкапов неудивителен: учитывая активное развитие зловредов, опережающее развитие антивирусов, наиболее рационально строить ИТ-безопасность вокруг системы резервного сохранения информации – вместо того, чтобы тратить ресурсы на предотвращение атак и борьбу с вирусами, гораздо проще, дешевле и легче поднять систему и сохраненные данные из актуальных резервных копий.

Кроме того, актуальный бэкап поможет нивелировать последствия вмешательства форс-мажорных обстоятельств или человеческого фактора, а также сбоя оборудования вследствие разных причин. Не зря ведь одна из заповедей сисадмина гласит: готовя новый сервер к работе, вначале настрой резервное копирование!

Как настроить бэкап

Бэкап можно делать самостоятельно – инструментов на сегодняшний день хватает, Google с удовольствием подскажет. Но если вы не являетесь крутым профи в области системного администрирования, лучше довериться тем, кто компетентен и способен настроить резервное копирование, полностью отвечая за результат.

Очень важно обратить внимание на два момента: копии критичной для вас информации должны делаться регулярно, а сохраняться – в удаленном месте, как можно дальше от оригиналов.

Первый момент важен потому, что информация на момент восстановления должна быть максимально актуальной для вас. Например, если ваша система поражена вирусом и единственный путь вернуть ценные данные – это восстановить их из бэкапа, то, согласитесь, будет очень обидно, если самая свежая копия вашей бухгалтерской отчетности датирована прошлым месяцем.

Важность второго момента можно проиллюстрировать так: если ваше резервное хранилище для бэкап-копий размещается на том же сервере, где и основная система, то в случае, если сервер сгорит – сгорит действительно всё. Окончательно и бесповоротно.

Поэтому заботимся о правильном расписании бэкапов и обеспечиваем удаленность хранилища для копий.

Основные критерии выбора программы для бэкапов

В том случае, если вы все-таки хотите рискнуть и самостоятельно заняться организацией резервного копирования ваших данных, в поиске программы для бэкапов эксперты рекомендуют руководствоваться четырьмя универсальными критериями:

• эффективность расхода ресурсов: программа должна работать в максимально автономном режиме (не отвлекая вас и не тратя ресурс вашего времени, то есть автоматизирована насколько возможно), с минимально возможной загрузкой ресурсов системы и выполняться за минимально возможное время;
• скорость восстановления: ПО должно восстанавливать ваши данные из резервной копии максимально быстро, чтобы не страдали бизнес-процессы; идеальной будет функция работы напрямую с копиями данных;
• защита данных и безопасность: программа для резервного копирования обязательно должна обеспечивать вам достаточный уровень безопасности – как криптографическими, так и аппаратными средствами (защита каналов передачи данных в СХД, защита данных во время операции резервного копирования, возможность восстановления прерванной сессии);
• гибкость: ПО должно быть одинаково пригодно для всех типов данных (поскольку невозможно прогнозировать, какие из них вы посчитаете критически важными и выберете для копирования в резервное СХД), а также давать вам возможность выбора методов бэкапа и одинаково полноценно функционировать при любом из них.

Современное ПО, используемое профессиональными админами, всегда соответствует этим критериям. Кроме того, люди, специально обученные и имеющие за плечами богатый и разнообразный опыт настройки резервного копирования, могут подобрать наиболее оптимальный вариант бэкапа для каждого конкретного случая. Поэтому все-таки настоятельно рекомендуем обращаться за помощью к специалистам, чтобы не было потом мучительно больно от затертых правильных копий, поверх которых записывается ошибочная информация. Понятно, что восстановление таких версий резервных копий не принесет вам желаемого результата, ведь исходные корректные данные утрачены. Так бывает, если выбран неподходящий метод копирования и слишком мал объем резервной СХД.

Поговорим теперь о видах бэкапа – полном, инкрементальном и дифференциальном. Они различаются способом копирования и сжатия информации.

Полный бэкап (full backup)

Тут все понятно из названия: каждый раз, согласно заданию на бэкап, создается полная копия всей системы, точнее, всех тех данных, которые вы определили для резервного копирования при постановке задачи. Для уменьшения итогового объема резервной копии все данные сжимаются в архив. Таким образом, в вашем хранилище при полном резервном копировании с заданной периодичностью появляются архивы, где данные в основной своей массе дублируются (поскольку на протяжении долгого времени не изменяются). Это серьезный недостаток, ведь расходуется огромный объем ресурсов (см.п.1 в списке критериев бэкапа): место в хранилище, время создания и процессорное время, вычислительные мощности, наконец, ресурсы трафика при транспортировке архивов в удаленную СХД. И хотя метод полного копирования ранее был очень распространенным из-за высокой надежности, в чистом виде на сегодняшний день он признан малоэффективным. Например, для резервного копирования невысокой глубиной (менее двух недель) или с высокой частотой (раз в сутки, раз в несколько часов) полный бэкап чрезмерно расходует ресурсы.

Немного спасет ситуацию механизм дедупликации – выявление и удаление дублирующихся данных в полных копиях. Он также задается специальными программными средствами как на уровне СХД или сервера, так и на клиенте непосредственно. Статистика в некоторых источниках приводит впечатляющие результаты степени дедупликации – от 90% до 98%.

Преимуществом полного бэкапа можно назвать разве что скорость восстановления: когда данные поднимаются из одного архива, это происходит быстрее, чем при инкрементальном или дифференцированном бэкапе.

На сегодняшний день метод полного резервного копирования, как правило, используется исключительно как базовый в сочетании с другими методами, менее ресурсоемкими. Иногда такой подход называют еще смешанным или синтетическим бэкапом.

Инкрементальный, или инкрементный, бэкап (incremental backup)

По сравнению с full backup гораздо экономичнее и быстрее, поскольку в этом процессе копируются только те файлы, которые изменились со времени предыдущего резервного копирования. Исходные данные, записанные изначально, не перезаписываются. Механизм инкрементального копирования прост: в качестве начальной точки бэкапа Х₀ выбирается время (например, полночь с воскресенья на понедельник), в которое делается полный бэкап; в точке Х₁ (полночь с понедельника на вторник) делается копирование файлов, измененных и/или появившихся с момента Х₀; в точке Х₂ (полночь со вторника на среду) копируются файлы, измененные/появившиеся с момента выполнения Х₁; … в точке Х_n происходит завершение цикла и делается следующий полный бэкап.

Этот метод гораздо более экономично расходует ресурсы и места в хранилище, и времени, и трафика передачи данных, по сравнению с другими. Однако при восстановлении данных в случае необходимости из резервной копии происходит поэтапное восстановление из точек Х_n-1…Х_2, Х_1, Х₀ – до последнего полного бэкапа включительно, и этот процесс может занять много времени.

Дифференциальный бэкап (differential backup)

Выигрывает перед инкрементальным в случае восстановления данных – время на эту операцию у него меньше, поскольку сравниваются полные копии Х₀ и Х_n и не требуется поэтапного восстановления. Однако в части объема пространства для размещения в СХД дифференциальное резервное копирование сопоставимо с полным, поэтому экономии места в хранилище и трафика практически не достигается.

При дифференциальном бэкапе происходит копирование «нарастающим итогом»: каждый измененный файл в каждой последующей точке бэкапа копируется заново. То есть выглядит это как: Х₀, Х₁, Х₁+Х₂, Х₁+Х₂+Х₃, … +Х_n, Х₀+Х_(1+…n)

Словом, очень громоздко и сложно при расчете места в СХД.

Понять разницу между инкрементальным и дифференциальным бэкапом достаточно просто. Фактически – она в одном слове. Просто сравните:

• инкрементальный обрабатывает файлы, измененные или созданные с момента выполнения предыдущего бэкапа;
• дифференциальный обрабатывает файлы, измененные или созданные с момента выполнения предыдущего полного бэкапа.

Другие виды резервного копирования

Разновидностью дифференциального бэкапа считается дельта-копирование (дельта-блочное или дельта-стилевое резервное копирование). При таком методе в копию записываются только изменения, происходящие в файлах, а не переписываются полностью изменяемые данные. То есть копируется частичка, а не весь файл. Правда, дельта-блочный метод можно применить именно на изменяемые, а не на создаваемые файлы – поэтому новые файлы копируются целиком.

Его отличает высокая скорость создания, крайняя экономия места и значительно меньшее (в сравнении с инкрементальным и дифференциальным бэкапами) количество избыточных данных. Казалось бы, применять дельту должны все, но этого не происходит, поскольку создание бэкапов таким способом и восстановление информации происходит средствами специального ПО. Кроме того, восстановление из дельта-бэкапа происходит очень долго: данные приходится собирать из мозаики измененных кусочков. Тем не менее, этим методом удобно пользоваться для обеспечения непрерывной защиты данных (когда бэкап файла делается непосредственно после его создания или внесения в него изменений – механизм, который отдаленно напоминает автосохранение в файлах Word’а))) или в случаях пониженной пропускной способности при сохранении резервных копий в удаленном СХД.

Аналогично дельта-блочному бэкапу действует разработанный программистами метод бинарных патчей, при котором копируются частички измененных файлов, но применяется другая база сравнения (в дельте – блоки, в этом методе – биты информации).

Однако необходимо иметь в виду, что оба упомянутых метода применяются в связке с дифференциальным или инкрементальным резервным копированием, но не сами по себе.

Иногда резервным копированием называют технологию зеркалирования, используемую, к примеру, на аппаратном уровне в RAID1 или при создании сайтов-зеркал. По сути же это – простое копирование исходных и измененных файлов, без архивирования и систематизации накопления изменяемых файлов в заданном периоде.

За последние 12-15 лет в технологиях резервного копирования произошло много критических изменений, заставивших пересмотреть эффективность подходов и открыть новые способы. Например, внедрение технологии снэпшотов (snapshots) – моментальных «снимков» файловой системы, из которых можно «склеить» резервную копию, – позволяют в облачных системах делать резервное копирование быстро и безболезненно, не останавливая виртуальной машины. Кроме того, применяясь в облаке, снэпшоты позволяют серьезно экономить ресурс СХД, поскольку на диске клиента они места не занимают.

Клиенты SIM-Networks выбирают бэкап!

Конечно, если вы любите все делать самостоятельно, для вас не составит проблемы настроить резервное копирование вручную – на своем домашнем компьютере. Правда, даже в этом случае есть частичный риск, ведь что-то может пойти не так, и ценные фотографии, книги, видеозаписи или расчеты ракетной ступени случайно могут не сохраниться или сохраниться с дефектом, который сделает невозможным их восстановление из резервной копии. А если речь идет об офисных машинах? Как быть, если необходимо обеспечить бэкап данных, которые хранит корпоративная инфраструктура? Мы рекомендуем все-таки полагаться не на собственные силы, а на профессионализм хостинг-провайдера. Заказать настройку резервного копирования и пространство для удаленного хранения резервных копий в Германии – это очень просто.

Резервное копирование критически важных для бизнеса данных в наши дни стало насущной необходимостью. А еще – частью комплексных мер по обеспечению информационной безопасности компании, о которых мы писали в материале Кибербезопасность организации: защищаем информационный периметр

Если вы арендуете мощности в нашей облачной инфраструктуре SIM-Cloud, заказать услугу резервного копирования SIM-Cloud BaaS Backup-as-a-Service, проще простого, в пару кликов. Всё уже настроено и будет подключено автоматически, как только вы дадите команду. Кстати, когда наши инженеры разрабатывали SIM-Cloud BaaS, они проанализировали эффективность разных типов бэкапа и остановили свой выбор на методе инкрементального копирования. Наше резервное копирование в облаке оптимизировано таким образом, что показатель RTO (время восстановления данных из копии) составляет в среднем от 15 до 30 минут в зависимости от объема данных. Облачный BaaS от SIM-Networks соответствует всем заявленным выше критериям высококачественного резервного копирования.

Вы можете самостоятельно выбрать, в каком дата-центре организовать хранилище для бэкапов. Первый вариант – локальное хранение: ваши резервные копии хранятся в том же ДЦ, где развернута ваша основная инфраструктура. Это дает возможность ускорить RTO и RPO. Второй вариант – бэкапы отправляются на хранение в дата-центр, удаленный от того, в котором развернута основная инфраструктура. Восстановление данных в этом случае будет происходить немного медленнее, но фактор безопасности выше. Если вы сомневаетесь, какой вариант выбрать, обратитесь в нашу службу Customer Care – вам помогут подобрать оптимальное решение.

А приверженцам классического «железа» мы предлагаем аренду удаленного хранилища для резервных копий: надежного, безопасного, высокотехнологичного. И, разумеется, наши высококвалифицированные эксперты поддержки помогут вам настроить необходимую периодичность, глубину и другие параметры резервного копирования вашей системы.

Автор: Алиса Кандеева

Понравилась статья? Поделитесь ею в социальных сетях!