Q先生
作者Q先生2020-03-09 22:53
灾备产品负责人, Q单位

备份族谱来了!细数各种备份类型(一)

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灾备行业里经常能够听到各种备份类型:完全备份、增量备份、冷备份、映像级备份... ... 都是备份,怎么区别???Q先生来给大家捋一捋。注意:有的人习惯将备份下来的数据副本简称为“备份”(名词),为避免混淆,下文中的“备份”都是动词,不是名词。

根据备份层级划分


一般来讲,根据层级可以分为文件级备份(File-Level Backup)、映像级备份(Image-Level Backup)和字节级备份(Byte-Level Backup)。有的时候你也经常听到块级备份(Block-Level Backup),通常来讲,块级备份可以理解成映像级备份。

文件级备份


文件备份非常好理解,就是将重要的文件从一个地方复制到另外一个地方(备份介质)存储起来。对于全量备份后的增量备份,一般备份软件会通过比较文件的归档位或修改时间来检测自上一次备份以来文件是否发生过变化,以便于只备份更改过的文件。

文件级备份比较简单,应用也比较广泛,但它存在一些缺点:

  • 对于比较大的文件,即使只是文件的一小部分变更了,那也必须备份整个文件,消耗备份介质。
  • 某些操作系统(比如Windows)会阻止你打开正在使用的文件,这种场景下就需要辅助其他技术来支持备份。
  • 需要对所有的文件进行打开/关闭操作,当小文件很多时备份的时间就会很长。
  • 增量备份的时候必须遍历所有文件,以检查出那些变更的文件。

映像级备份/块级备份


映像级备份顾名思义,就是磁盘的整个映像,不管你这个磁盘上面有什么,有操作系统也好,有可执行程序也好,有各种类型的文件也好,一股脑全备份走。要做到这样的备份,就需要基于文件系统的下层读取数据,一般是卷或者磁盘。要读取磁盘或者卷的数据,就需要以物理数据块为单位,一个块大概几个KB或者MB,因此映像级备份也称作块级备份。当然,有的时候你也会听到卷备份、裸机备份等等,都是一个意思。 有的人可能会疑惑,块级备份的优势在哪?它的增量备份怎么做?它怎么解决数据一致性的问题?总的来说,块 级备份通常伴随着快 照技术,比如LVM的卷快照、windows下的vss技术、虚拟化平台针对虚拟机的快照等等 (关注"灾备有道",Q先生下回给大家讲解快照技术) 。有了快照技术,一般就可以针对快照后变化的数据块进行跟踪,增量备份时只备份变化的数据块。相比文件级备份,块级备份的效率往往更高,增量备份也更加有效。

当然,块级备份也不是十全十美,它也存在一些问题。比如:

  • 通常需要备份整个计算机或整个磁盘,但可能你的磁盘并没有完全得到利用,空余了一大部分,空余的备份也会纳入备份范围。
  • 文件系统层常常存在删除的文件以及一些碎片空间,这些空间对于块级备份是不可知的,也会纳入备份范围。
  • 块级备份的风险更大。每次增量备份都必须依赖于前面的备份数据不出现问题,否则会导致整个备份链都错误。
  • 无法备份网络文件系统上的数据。

字节级备份


国内字节级备份/复制宣传最多的就属上海英方软件股份有限公司了。关于这个概念,业界一般听得比较多的是字节级复制或字节级增量备份。字节级的备份依赖于监听文件系统层和应用层的IO,这种技术无法做全量备份,一般用于文件系统层的增量数据捕获,或者容灾技术。由于增量同步的数据传输量小,因此在云迁移云灾备等方案中表现还比较不错。 (后面有时间深入扒一扒这项技术,大家可以持续关注“灾备有道”

 英方字节级复制原理图

英方字节级复制原理图

根据对业务的影响划分


备份过程需要读取生产数据,总会对生产系统带来一些影响。基于对业务的影响,可以分为冷备份和热备份。一般来讲,冷备份和热备份描述的是针对于数据库的备份。

冷备份/离线备份


数据库处于关闭状态下的备份属于冷备份,有的时候也叫做离线备份或者脱机备份。 在备份过程中数据库不会产生新的数据。 使用了冷备份一方面备份操作比较简单、速度快,另一方面比较安全,维护简单。 冷备份的主要缺点在于: 备份过程数据库无法工作,数据库只能用于备份。

热备份/在线备份


数据库处于运行状态下的备份属于热备份,也叫在线备份或者异步备份。 热备份要求数据库在Archivelog方式下工作,并且需要有比较大的档案空间。 热备份解决了运行状态下可以备份的问题,但是它的主要缺陷在于必须小心谨慎,确保备份成功,一旦失败,后果就比较严重了。

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