Дифференциальный инкрементальный бэкап. Разница между дифференциальным и инкрементным резервным копированием. Основные критерии выбора программы для бэкапов

Сегодня мы рассмотрим принципы организации инкрементального и дифференциального резервного копирования с использованием программы .

Часто пользователи используют APBackup для полного сохранения данных, например в одну и туже директорию или каждый раз в разные архивы с использованием , а так же параметра глубина архива. Это хорошо работает на не больших объемах данных. Но если, например, каждый день необходимо архивировать полностью большой объем информации (например, несколько десятков гигабайт) то полный архив может занять много времени, а так затормозить работу компьютера. Хотя в имеется механизм позволяющий регулировать нагрузку на процессор компьютера (задание низкого приоритета процессу архивирования, автоматические паузы в процессе архивирования,..).

В таком случае нам необходимо будет организовать резервное копирование с использованием APBackup только измененных и новых файлов с момента последнего полного бэкапа, что займет не много времени, особенно в случае резервного копирования на FTP.

Чем отличается инкрементальное и дифференциальное копирование? Допустим мы сделали полную резервную копию исходного каталога и теперь каждый день необходимо сохранять изменения этого каталога. В случае инкрементального бэкапа, каждый день программа будет архивировать только новые или измененные файлы с момента последнего бэкапа (полного или инкрементального). Таким образом, что бы восстановить исходный каталог в случае аварии нам понадобится полный архив и ВСЕ инкрементальные копии с момента создания этого полного архива. В случае дифференциального копирования каждый день будет создаваться нарастающий архив новых и измененных файлов с момента полного архива. Т.е. каждый следующий дифференциальный архив содержит файлы, входящие во все предыдущие дифференциальные архивы. При восстановлении нам понадобится только полный архив и ПОСЛЕДНИЙ дифференциальный.

С точки зрения организации резервного копирования в инкрементальный и дифференциальный режим похожи, поэтому в дальнейшем будем рассматривать во всех примерах инкрементальный режим.

Итак, для определенности, допустим нам необходимо организовать резервное копирование папки C:\work\ в архив D:\backup\ . Мы будем делать полный бэкап по воскресеньям (например, выходной, когда никто не работает с сервером) а инкрементальные копии каждый вечер остальных дней недели.

Режим копирования может быть ЛЮБОЙ, программа будет работать одинаково в любом режиме: Архивирование (возможно с использованием внешнего архиватора), копирование, копирование на FTP. В нашем примере это будет архивирование с использованием внутреннего архиватора.

Итак, для начала создадим задание для организации полного копирования.

Назовем задание TEST_FULL, режим копирования: «Архивировать» , Вид резервного копирования: «Сохранять все файлы»

Расписание: еженедельно по воскресеньям .

Источник: «C:\WORK»

Для сохранения полного архива используем папку «d:\backup\» , архив имеет префикс «FULL_» + формат даты . Глубина = 1, т.е. будет сохранен только 1 последний полный архив.

В принципе, для надежности можно копирование полного архива в дополнительные директории на другом сервере и даже на FTP сервер в этом же задании.

Теперь, когда задание для полного резервного копирования готово, можно создать его копию для настройки инкрементального резервного копирования. Копию задания можно сделать, находясь в основном окне программы через меню «Задание»-> «Создать копию (F5)»

После создания копии будет открыто окно конфигурации нового задания. Нам необходимо внести следующие изменения в новом задании:

Описание: «TEST_INC», Вид резервного копирования: «Только новые и измененные файлы (с последнего архива)» . Это как раз инкрементальный режим резервного копирования. Для выбора дифференциального режима необходимо выбрать режим копирования: «Только новые и измененные файлы (с последнего полного архива)»

В расписании изменим дни недели выберем все дни недели кроме воскресенья, когда у нас будет происходить полное резервное копирование

На закладке «Сохранение архива» необходимо изменить префикс архива на другой чем у полной копии, изменим на «INC_». А так же изменим глубину архива на 7 ДНЕЙ. Т.к. для восстановления нам понадобятся ВСЕ инкрементальные копии с момента полного архива т.е. все копии за последние 7 дней. В случае дифференциального копирования глубину можно задавать 1 день, т.к. нам необходимо будет только последний архив.

Заметим, что возможно изменить и директорию архива, например, полные резервные копии сохранять на одном диске, а инкрементальные на другом.

После создания этих двух заданий APBackup будет работать так, как и было задумано, т.е. создавать полную резервную копию по воскресеньям, а инкрементальные копии по остальным дням недели.

В отличие от полного резервного копирования в этом случае копируются не все данные (файлы, сектора и т.д.), а только те, что были изменены с момента последнего копирования. Для выяснения времени копирования могут применяться различные методы, например, в системах под управлением операционных систем семейства Windows используется соответствующий атрибут файла (архивный бит), который устанавливается, когда файл был изменен, и сбрасывается программой резервного копирования. В других системах может использоваться дата изменения файла. Понятно, что схема с применением данного вида резервного копирования будет неполноценной, если время от времени не проводить полное резервное копирование. При полном восстановлении системы нужно провести восстановление из последней копии, созданной Full backup, а потом поочередно восстановить данные из инкрементных копий в порядке их создания. Данный вид используется для того, чтобы в случае создания архивных копий сократить расходуемые объемы на устройствах хранения информации (например, сократить число используемых ленточных носителей). Также это позволит минимизировать время выполнения заданий резервного копирования, что может быть крайне важно в условиях, когда машина работает постоянно, или прокачивать большие объемы информации. У инкрементного копирования есть один нюанс: поэтапное восстановление возвращает и нужные удаленные файлы за период восстановления. Например: допустим, по выходным дням выполняется полное копирование, а по будням инкрементное. Пользователь в понедельник создал файл, во вторник его изменил, в среду переименовал, в четверг удалил. Так вот при последовательном поэтапном восстановлении данных за недельный период мы получим два файла: со старым именем за вторник до переименования, и с новым именем, созданным в среду. Это произошло потому, что в разных инкрементных копиях хранились разные версии одного и того же файла, и в итоге будут восстановлены все варианты. Поэтому при последовательном восстановлении данных из архива «как есть» имеет смысл резервировать больше дискового пространства, чтобы смогли поместиться в том числе и удаленные файлы.

Достоинства метода:

Эффективное использование носителей - Поскольку сохраняются только файлы, измененные с момента последнего полного или инкрементального резервного копирования, резервные копии занимают меньше места.

Меньшее время резервного копирования и восстановления - Инкрементальное резервное копирование занимает меньше времени, чем полное и дифференциальное резервное копирование.

Недостаток метода:

Данные резервного копирования сохраняются на нескольких носителях - Поскольку резервные копии расположены на нескольких носителях, восстановление устройства после аварии может занять больше времени. Кроме того, для эффективного восстановления работоспособности системы носители должны обрабатываться в правильном порядке.

Дифференциал против инкрементного резервного копирования

Важно понимать, что подразумевается как дифференциальным резервным, так и инкрементным резервным копированием, прежде чем обсуждать свои плюсы и минусы. Как следует из названия, оба этих метода - это способы, которыми компьютер подкрепляет данные интеллектуальным способом. При резервном копировании данных оба этих способа помогают экономить время и пространство на диске, что имеет большое значение. Что выделяется в функции инкрементного резервного копирования, так это то, что только файлы, которые были изменены, резервируются, экономя время и пространство на диске. Общий результат резервного копирования данных и полезности метода может варьироваться в зависимости от размера базы данных.

Как уже отмечалось, важно обеспечить, чтобы только резервные копии данных были скопированы с учетом скорости и объема необходимых компьютерных ресурсов. Дифференциальные и инкрементные резервные копии - это два разных способа резервного копирования данных. Для резервного копирования данных оба метода полагаются на использование базового атрибута включения / выключения, называемого бит архива. Это элемент, который учитывает данные, которые были скопированы. Свойство файла заданного файла при проверке должно показывать, был ли бит архива отмечен или не установлен.

Если бит архива был установлен или установлен, он указывает, что файл необходимо скопировать. Если флажок снят или очищен, это означает, что файл, о котором идет речь, не нуждается в резервном копировании. Если бит архива не установлен, операционная система автоматически проверяет бит архива любого измененного файла, который, возможно, не был проверен. Когда выполняется полная резервная копия, все архивные биты файлов в системе устанавливаются как «выключены» по умолчанию, так как все их архивные биты были скопированы. Это означает, что если бит архива заданного файла был включен или выключен, они будут скопированы.

Различия

В инкрементном резервном копировании резервные копии сохраняются только файлы с установленным битом архива, после чего бит архива устанавливается на «выключен». Это фактически приводит к копированию только файлов, которые были изменены. Самое большое преимущество инкрементного резервного копирования заключается в том, что он экономичен в пространстве и ресурсах по сравнению с методом дифференциальной резервной копии.

Дифференциальная резервная копия, с другой стороны, также будет создавать резервные копии выбранных файлов данных, на которых установлен или установлен бит архива, но этот метод резервного копирования отличается тем, что он не очищает или не отменяет бит архива. Это означает, что он создает резервные копии новых файлов и всех других файлов, в которых были выбраны их биты архива. Это означает, что когда вам нужно восстановить резервные копии файлов, вы получите полное восстановление. С другой стороны, для восстановления резервных копий файлов с инкрементными резервными копиями потребуется использование всех инкрементных резервных копий, которые были выполнены с момента последней полной резервной копии.

Скорость резервного копирования также имеет решающее значение, поскольку дифференциальные резервные копии довольно быстрые, в отличие от инкрементных резервных копий, когда не поддерживается много резервных копий данных. Однако по мере роста базы данных скорость дифференциальных резервных копий уменьшается. Инкрементальные резервные копии становятся более желательными, чем дифференциальные резервные копии при работе с большими базами данных, поскольку резервные копии только измененных файлов.

Инкрементное резервное копирование только резервирует данные, на которых установлен бит архива. При резервном копировании бит архива отключается.

Дифференциальные резервные копии будут сохранять данные, на которых установлен бит архива, и когда это не сделано, не отключается.

Дифференциальные резервные копии быстрее, чем инкрементные резервные копии для небольших баз данных.

Инкрементное резервное копирование более выгодно для больших наборов данных.

Виды (типы) резервного копирования различаются по многим параметрам. В этой статье мы рассмотрим основные алгоритмы резервного копирования, проведем краткий обзор каждого из традиционных и новых видов резервного копирования. Покажем, чем они отличаются, а так же перечислим преимущества и недостатки каждого из них.

Full Backup: ПОЛНОЕ РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Данный метод создает полную копию набора исходных данных, поэтому является лучшим вариантом защиты с точки зрения управления и скорости восстановления данных. Но это метод занимает в разы больше времени, чем другие способы резервного копирования, а также создаёт значительную сетевую нагрузку.

Обычно, полные резервные копии делают периодически и объединяют их с другими типами резервного копирования.

Преимущества Full Backup:

быстрое восстановление данных
простое управление
все данные содержаться в одной резервной копии

Недостатки Full Backup:

требует много места для хранения резервных копий
длительное выполнение резервного копирования

Differential Backup: ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Дифференциальный тип резервного копирования является промежуточным решением между полным резервным копированием и инкрементными резервными копиями. Подобно инкрементному резервному копированию, отправной точкой для дифференциальной резервной копии является создание полной резервной копии и резервное копирование только измененных данных. Однако, в отличие от инкрементных резервных копий, дифференциальная резервная копия сохраняет не данные, которые были изменены с момента последней резервной копии, а данные, которые были изменены с момента первоначальной полной резервной копии. Таким образом, полная резервная копия является постоянной точкой отсчета для последовательных резервных копий.

Дифференциальная резервная копия позволяет быстрее восстанавливать данные по сравнению с инкрементным резервным копированием, поскольку для этого требуется всего две части резервной копии: полная резервная копия и последняя дифференциальная резервная копия. Скорость резервного копирования / восстановления, находится где-то между полным и инкрементным методом резервного копирования. Резервное копирование выполняется быстрее, чем полная резервная копия, но медленнее, чем инкрементное резервное копирование. Восстановление выполняется медленнее, чем у полной резервной копии, но быстрее, чем у инкрементных резервных копий. Объем памяти, необходимый для дифференциального резервного копирования, по крайней мере на определенный период меньше, чем требуется для полного резервного копирования и больше, чем требуется для инкрементного резервного копирования.

Преимущества Differential Backup:

резервное копирование быстрее, чем полное, но медленнее, чем инкрементное
восстановление быстрее, чем инкрементное, но медленнее чем полное
более надежный способ (для восстановления требуется только полная и последняя резервная копия)

Недостатки Differential Backup:

каждый последующий бэкап выполняется дольше по времени и занимает больше дискового пространства в хранилище

Incremental Backup: ИНКРЕМЕНТНОЕ РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Инкрементное резервное копирование использует полную копию, как начальную точку. Затем выполняется резервное копирование только блоков данных, которые были изменены с момента последнего резервного задания, с заданным периодом выполнения задания. В зависимости от политики хранения резервных копии, через определенный период создается новая полная копия для повторения цикла.

Представим, что в воскресенье мы сделали полную копию данных, в понедельник мы делаем копию данных, которые изменились с момента полной копии. Во вторник только данные, которые изменились с понедельника, и так все дни до воскресенья, а в воскресенье делаем новую полную копию. Таким образом, инкрементное резервное копирование можно выполнять так часто, как требуется, так как сохраняются только копии последних изменений. Инкрементное резервное копирование позволяет уменьшить объем передаваемых данных, тем самым сокращая время выполнения бэкапа и снижая нагрузку на сеть. Резервное копирование выполняется быстро и требует гораздо меньше места для хранения, по сравнению с полными копиями, но процесс восстановления занимает больше времени, поскольку необходимо восстановить как полную резервную копию, так и целую цепочку последовательных блоков. Если хотя бы один блок в цепочке будет отсутствовать или окажется поврежденным, выполнение восстановления может стать невозможным.

Преимущества Incremental Backup:

высокая скорость резервного копирования (копируются только блоки изменённых данных)
меньше места для хранения (по сравнению с полным)
большее количество точек восстановления

Недостатки Incremental Backup:

низкая скорость восстановления данных (необходимо восстановить как начальную полную копию, так и все последующие блоки)
менее надежна (зависит от целостности всех блоков в цепочке)

Reverse Incremental Backup: ОБРАТНОЕ ИНКРЕМЕНТНОЕ РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Обратное инкрементное резервное копирование, аналогично другим типам резервного копирования, начинается с создания полной резервной копии, но при каждом новом резервном копировании, все данные из предыдущей (полной) резервной копии перемещаются в новую резервную копию, а предыдущая РК заменяется инкрементом. Таким образом, отличие данного типа заключается в том, что последняя (самая новая) резервная копия всегда является полной, а старые резервные копии наоборот, всегда есть инкременты. Это дает возможность более быстрого восстановления, так как именно самая последняя резервная копия чаще является самой ценной и востребованной.

В отличии от обратного, при обычном инкрементном резервировании последняя резервная копия зависит от всех сделанных ранее, поэтому на восстановление данных уходит больше времени (так как в процессе участвуют ни одна, а несколько резервных копий), а так же если хоть одна копия повреждена, восстановление данных будет не возможно.

Преимущества Reverse Incremental Backup:

быстрое восстановление (для последних копий)
более высокая безопасность данных
более гибкое управление объемом хранилища (buckup repository). При не хватке места, без последствий можно удалить старые версии резервных копий
низкая загрузка сети (как для обычного инкрементного РК)

Недостатки Reverse Incremental Backup:

более высокие требования к серверу резервного копирования
больше времени для восстановления старых копий

Synthetic Full Backup: СИНТЕТИЧЕСКОЕ РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ

Синтетическая резервная копия имеет много общего с обратным инкрементным типом резервного копирования. Различия заключается в том, что для создания новой полной резервной копии используются ранее созданные full и Incremental Backup. Синтетическое резервное копирование, как и остальные способы, начинается с создания полной резервной копии, за которой следует серия инкрементных резервных копий. В заданный момент существующая полная резервная копия и инкременты объединяются (синтезируются) в новую полную резервную копии, эта новая копия станет исходной для создания следующих инкрементов и т.д. Синтетический тип резервного копирования обладает такими же преимуществами как full backup, но при этом решает его недостатки, меньше нагружает сеть и экономит пространство для хранения бэкапа.

Преимущества Synthetic Full Backup:

высокая скорость резервного копирования и восстановления
гибкое управление данными
низкая загрузка сети (для получения инкрементных РК)

Недостатки Synthetic Full Backup:

более высокая нагрузка на сервер резервного копирования
в некоторых случаях лицензируется, как отдельная опция

Вывод

Мы рассмотрели основные методы резервного копирования. При выборе типа резервного копирования необходимо учитывать плюсы и минусы в каждом отдельном случаи, исходя из политики защиты данных, объёма хранилища, вычислительными ресурсами, пропускной способностью сети, соглашениями об уровне обслуживания, критическими областями данных и т.д.

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.