定义

备份

备份是指在设备发生故障或灾难时,将物理或虚拟文件或数据库复制到辅助位置进行保存。备份数据的过程对于成功的灾难恢复计划至关重要。

企业会备份他们认为易受攻击的数据,以防出现软件漏洞、数据损坏、硬件故障、恶意黑客、用户错误或其他不可预见的事件。备份、捕获和同步时间点快照然后用它将数据返回到以前的状态。

备份和恢复测试检查组织在数据安全和数据复制方面的实践和技术。目标是在需要时确保快速和可靠的数据检索。检索备份数据文件的过程称为文件恢复

条款数据备份数据保护虽然数据保护包括业务连续性、数据安全性、,信息生命周期管理以及预防恶意软件和电脑病毒。

数据备份的重要性

数据备份是任何组织中最重要的基础结构组件之一,因为它们有助于防止数据丢失。备份提供了一种恢复已删除文件或在文件意外被覆盖时恢复文件的方法。

此外,备份通常是组织从勒索软件攻击或重大数据丢失事件(如数据中心火灾)中恢复的最佳选择。

应该备份哪些数据以及频率?

备份过程应用于关键数据库或相关业务应用程序。该过程由预定义的备份策略控制,这些策略指定数据备份的频率和多少副本(称为副本,以及服务水平协议(服务水平协议),规定数据必须以多快的速度恢复。

最佳实践建议每周至少进行一次完整的数据备份,通常在周末或下班时间进行。为了补充每周的完全备份,企业通常安排一系列差异或增量数据备份作业,只备份自上次完全备份以来发生变化的数据。

备份存储介质的演变

企业通常将关键数据备份到专用的备份磁盘设备。备份软件(集成在设备中或运行在单独的服务器上)管理将数据复制到磁盘设备的过程。备份软件可以处理重复数据消除这减少了存储数据所需的物理空间。备份软件还执行一些策略,这些策略控制特定数据备份的频率、备份的数量以及备份的存储位置。

在磁盘成为2000年代初成为主备介质之前,大多数组织使用磁带驱动器库来存储数据中心备份。磁带仍然使用今天,但主要用于不需要快速恢复的存档数据。有些组织采用了使用可移动外部驱动器而不是磁带的做法,但将数据备份到可移动介质的基本概念保持不变。

为it组织实现基于磁盘的连续备份提供了可能。在基于磁盘的备份之前,组织通常会创建单个夜间备份。早期,夜间备份都是完整的系统备份。随着时间的推移,备份文件变得越来越大,而备份窗口保持不变,甚至缩小。这迫使许多组织创建夜间增量备份。

连续数据保护平台完全避免了这些挑战。系统首先对磁盘执行一次全量备份,然后在创建或修改数据时,每隔几分钟执行一次增量备份。这些类型的备份可以保护结构化数据(存储在数据库服务器上的数据)和非结构化数据或文件数据。

在磁盘备份的早期,备份软件被设计为在单独的服务器上运行。该软件负责协调备份过程,将备份数据写入阵列。这些系统之所以迅速普及,是因为它们充当了在线备份的角色,这意味着数据可以根据需要进行备份或恢复,而无需挂载磁带。

尽管一些备份产品仍然使用独立的备份服务器,但备份供应商正在越来越多地转向综合数据保护装置. 最简单的说,集成数据设备本质上是一个配备了HDD和备份软件的文件服务器。这些即插即用数据存储设备通常包括自动监控磁盘容量、可扩展存储和预配置磁带库的功能。

一些备份供应商也开始提供基于超聚合系统的备份平台。这些系统由标准化服务器的集合组成,这些服务器已聚集在一起,共同处理与备份相关的过程。超聚合系统的主要优点之一是易于扩展。超级融合系统中的每个节点都包含自己的集成存储、计算和网络资源。管理员只需向群集添加更多节点,即可扩展组织的备份容量。

无论是否超级聚合,大多数基于磁盘的备份设备都允许将拷贝从旋转介质移动到磁带,以便长期保留。磁带系统仍在使用,这是因为磁带密度的增加和磁带数量的增加线性磁带文件系统

早期的磁盘备份系统被称为虚拟磁带库(VTL)因为它们包括与磁带机工作方式相同的磁盘。这样,为将数据写入磁带而开发的备份软件应用程序就可以将磁盘视为物理磁带库。在备份软件供应商优化了其针对磁盘而非磁带的产品后,VTL逐渐不再流行。

固态驱动器(SSD)由于价格和耐久性问题,很少用于数据备份。一些存储供应商将SSD作为一种缓存或分层工具,用于使用基于磁盘的阵列管理写入操作。这在超聚合系统中尤其常见。数据最初缓存在闪存中,然后写入磁盘。随着供应商发布容量更大的SSD对于磁盘驱动器,闪存驱动器可能会获得一些备份用途。

主存储的本地备份与脱机备份

现代主存储系统已经具备了更强的数据备份能力。这些特性包括高级raid保护方案、无限快照和将快照复制到二级备份甚至三级异地备份的工具。尽管有这些进步,但基于主要存储的备份往往更昂贵,而且缺乏传统备份产品中的索引功能。

本地备份将数据副本放在外部hdd或磁带系统上,通常放置在本地数据中心内或附近。数据通过安全的高带宽网络连接或企业内网传输。

本地备份的一个优点是能够在网络防火墙之后备份数据。本地备份也快得多,并提供了对谁可以访问数据的更大的控制。

离线或冷备份与本地备份类似,尽管它通常与备份数据库相关联。脱机备份会导致停机,因为备份过程是在数据库与其网络断开连接时进行的。

备份和云存储

OFF现场备份将数据副本传输到远程位置,该副本可以包括公司的辅助数据中心或租用的集声设施。越来越多地,非现场数据备份等同于作为服务的订阅基于云存储,这提供了低成本,可扩展的容量,并消除了客户需求购买和维护备份硬件。尽管受欢迎程度不断增长,但选择作为服务的备份(老板)要求用户加密数据并采取其他步骤来保护数据完整性。

云备份分为以下几部分:

  • 公共云存储。用户将数据运送到云服务提供商,基于所消耗的存储费用每月订阅费。进入和流失有额外费用。AWS,Google Cloud和Microsoft Azure是最大的公共云提供商。较小的托管服务提供商还在其云上备份或管理大型公共云上的客户备份。
  • 私有云存储。通常在公司的防火墙内备份到不同的服务器,通常在本地数据中心和辅助DR站点之间。因此,私有云存储有时被称为内部云存储
  • 混合云存储。一个公司同时使用本地和异地存储。企业通常有选择地使用公有云存储进行数据归档和长期保留。它们使用私有存储进行本地访问和备份,以更快地访问最关键的数据。

大多数备份供应商都支持将本地应用程序备份到专用的私有云,有效地将基于云的数据备份视为客户物理数据中心的扩展。当该流程允许应用程序在发生灾难时进行故障转移,并在以后进行故障恢复时,这称为灾难恢复即服务

云到云(C2C)数据备份是一种正在得到发展的替代方法。C2C备份可以保护Salesforce、Microsoft Office 365等SaaS平台上的数据。这些数据通常只存在于云中,但SaaS供应商通常会收取高额费用来恢复由于客户错误而丢失的数据。C2C备份的工作原理是将SaaS数据复制到另一个云,如果有任何数据丢失,可以从那里恢复。

用于PC和移动设备的备份存储

个人电脑用户可以考虑从电脑内部硬盘到附加的外部硬盘驱动器或移动媒体(如拇指驱动器)进行本地备份。

消费者的另一个选择是将智能手机和平板电脑上的数据备份到个人云存储中,这可以从Box等供应商获得,碳酸岩、Dropbox、谷歌Drive、Microsoft OneDrive等。这些服务通常用于免费提供一定的容量,让消费者可以根据需要购买额外的存储空间。与将云存储作为一种服务的企业不同,这些基于消费者的云产品通常不提供企业所需的数据安全级别。

备份软件和硬件供应商

销售备份硬件平台的供应商包括Barracuda Networks、Coherence、Dell EMC(Data Domain)、Drobo、ExaGrid Systems、Hewlett-Packard Enterprise、Hitachi Vantara、IBM、NEC Corp、Oracle StorageTek(磁带库)、Quantum Corp、Rubrik、Spectra Logic、Unitrends和Veritas NetBackup。

领先的企业备份软件供应商包括Acronis、Arcserve、Asigra、Commvault、Datto、Dell EMC Data Protection Suite(Avamar和NetWorker)、Dell EMC RecoverPoint replication manager、Druva、Nakivo、Veeam software和Veritas Technologies。

Microsoft Windows Server操作系统固有的特点是Microsoft弹性文件系统(裁判)自动检测和修复损坏的数据。虽然在技术上没有技术上备份,Microsoft Refs被装备是一种预防性测量,用于保护文件系统数据免受损坏。

VMware vSphere为数据保护,高可用性和复制提供了一套备份工具。用于数据保护(VADP)的VMware vstorage API使VMware或支持的第三方备份软件能够安全地占用VM的完整和增量备份。VADP通过基于管理程序的快照实现备份。作为数据备份的附件,VMware vSphere Live Migration使VM能够在不同的平台之间移动,以最大限度地减少DR事件的效果。VMware虚拟卷也有助于VM备份。

定义的备份类型

  • 完全备份捕获整个数据集的副本。尽管完全备份被认为是最可靠的备份方法,但执行完全备份非常耗时,需要许多磁盘或磁带。大多数组织只定期运行完全备份。
  • 增量备份提供完全备份的替代方案,只备份自上次完全备份以来更改的数据。缺点是,如果使用基于增量的数据备份副本进行恢复,则完全恢复需要更长的时间。
  • 差异备份复制自上次完全备份以来更改的数据。这样,只需要最后一次完全备份和最后一次差异备份,就可以更快地进行完全恢复。例如,如果您在星期一创建完整备份,那么此时的星期二备份将类似于增量备份。周三的备份将备份自周一的完全备份以来发生变化的差异。缺点是,差异备份的逐渐增长往往会对备份窗口产生不利影响。差异备份通过将文件的早期完整副本与稍后创建的一个或多个增量副本相结合来生成文件。组合文件不是任何单个当前或以前创建的文件的直接副本,而是从原始文件和对该文件的任何后续修改合成的。
  • 合成完全备份是差异备份的一种变体。在合成的完全备份中,备份服务器生成一个额外的完整副本,该副本基于原始的完全备份和从增量副本收集的数据。
  • Incremental-forever备份最小化备份窗口,同时提供更快的数据恢复访问。永久增量备份捕获完整数据集,然后从该点开始使用增量备份对其进行补充。仅备份更改的数据块也称为三角洲差分. 数据集的完整备份通常存储在备份服务器上,从而自动恢复。
  • 反向增量备份是在镜像的两个实例之间进行的更改。执行初始完全备份后,每个后续增量备份都会对现有完全备份应用任何更改。这实际上会在每次应用增量更改时生成一个新的合成完全备份副本,同时还提供对以前的完全备份的恢复。
  • 热备份动态备份,应用于在更新过程中用户仍然可用的数据。这种方法避免了用户停机时间和生产力损失。热备份的风险在于,如果在备份过程中修改了数据,那么得到的备份副本可能与数据的最终状态不匹配。

补充数据备份的技术和技术

  • 连续数据保护(CDP)指为加强数据保护而设计的相关技术层。基于cdp的存储系统在企业数据发生变化时进行备份。CDP工具可以创建多个数据副本。许多CDP系统都包含一个内置引擎,它可以将数据从主备份服务器复制到基于磁带的存储。磁盘到磁盘到磁带的备份是CDP系统的一种流行架构。
  • 近连续CDP以设置的时间间隔进行备份快照,这与每次将新数据写入存储时拍摄的基于阵列的供应商快照不同。
  • 数据减少减少存储占用空间。有两种主要方法:数据压缩和数据重复数据删除。这些方法可以单独使用,但供应商经常将这些方法结合使用。减少数据大小会影响备份窗口和恢复时间。
  • 磁盘克隆涉及复制计算机硬盘的内容,将其保存为图像文件并将其传输到存储介质。磁盘克隆可用于供应,系统配置,系统恢复和重新启动或将系统返回到其原始配置。
  • 擦除编码,或前向纠错,作为传统RAID系统的可扩展替代方案。擦除编码通常与对象存储相关。RAID条带数据跨多个驱动器写入,使用奇偶校验驱动器确保冗余和弹性。该技术将数据分解为片段,并用其他冗余数据位对其进行编码ata。这些编码片段存储在不同的存储介质、节点或地理位置。相关片段用于使用称为过采样
  • 平的备份是一种数据保护方案,在该方案中,快照的直接副本被移动到低成本存储,而无需使用传统的备份软件。原始快照保留其原始格式和位置;如果原始副本不可用或不可用,则装载平面备份副本。
  • 镜像将数据文件放置在多台计算机服务器上,以确保用户仍然可以访问它。在同步镜像,数据同时写入本地和远程磁盘。在从远程存储发送确认信息之前,本地存储的写入不会得到确认,从而确保两个站点拥有相同的数据副本。相反,异步本地写入在从远程服务器发送确认信息之前完成。
  • 复制允许用户选择维持或恢复业务操作所需的数据副本或副本数量。数据复制将数据从一个位置复制到另一个位置,提供一个最新的副本,加速容灾。
  • Recovery-in-place即即时恢复,是指用户可以直接从备份虚拟机实例临时运行生产应用,从而在主虚拟机恢复过程中保持数据可用性。直接在备份或介质服务器上挂载物理或虚拟机实例可以将系统级恢复加快到几分钟内。从挂载的映像进行恢复确实会导致性能下降,因为备份服务器的大小不适合生产工作负载。
  • 存储快照为给定的数据库、文件或存储卷在磁盘上捕获一组引用标记。用户可以通过标记或指针从选定的时间点恢复数据。由于单个存储快照来自底层源卷,因此它是一个实例,而不是完全备份。因此,快照没有保护数据免受硬件故障

快照通常分为三类:更改块、克隆和CDP。快照最初作为存储阵列中的管理工具出现。虚拟化的出现增加了基于管理程序的快照。快照也可以由备份软件实现,甚至可以通过虚拟机实现。

复制数据管理和文件同步共享

与备份无关的是拷贝数据管理(CDM)。这是一种可以深入了解企业可能创建的多个数据拷贝的软件。它使离散的用户组能够从公共数据副本工作。虽然从技术上讲,CDM不是一种备份技术,但它使公司能够通过识别多余或未充分利用的拷贝来高效地管理数据拷贝,从而减少备份存储容量和备份窗口。

文件sync-and-share工具保护员工使用的移动设备上的数据。这些工具基本上是在移动设备之间复制修改过的用户文件。尽管这保护了数据文件,但它不能使用户在设备故障时回滚到特定的时间点。

如何选择正确的备份选项

在决定使用哪种类型的备份时,您需要权衡几个关键因素。

根据数据的重要性,企业通常会混合使用各种数据备份方法。在数据访问和可用性、恢复时间目标和恢复点目标方面,备份策略应该由应用于应用程序的sla进行治理。备份应用程序的多功能性也会影响备份的选择,它应该保证对所有数据进行备份,并在建立有效的备份过程时提供复制和恢复。

创建备份策略

大多数企业创建备份策略管理他们部署的数据保护的方法和类型,并确保关键业务数据得到一致和定期的备份。备份策略还创建了一个IT可以监视和遵循的清单,因为部门负责保护组织的所有关键数据。

备份策略应包括备份计划。这些策略应记录在案,以便在主备份管理员不可用时,其他人可以按照这些策略备份和恢复数据。

数据保留政策通常也是备份政策的一部分,特别是对于受监管行业的公司。预置的数据保留规则可以使数据在保存一段时间后自动删除或迁移到不同的介质。数据保留规则也可以为个人用户、部门和文件类型设置。

备份策略应该要求捕获一个初始的完全数据备份,以及一系列在完全备份之间的数据的差异或增量数据备份。应维护至少两个完整备份副本,其中至少一个位于异地。

备份策略需要将重点放在恢复上,这通常比实际备份更重要,因为如果备份的数据在需要时无法恢复,那么备份的数据就没有多大用处。

备份策略主要用于处理数据在磁带中的存取。目前,大多数数据都被备份到磁盘上,公共云经常被用作备份目标。在磁盘、云和磁带之间移动数据的过程对于每个目标都是不同的,因此应该在策略中反映出来。根据应用程序的不同,备份进程也可能有所不同——例如,数据库可能需要与文件服务器不同的处理

这是最近更新的2021年10月

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