什么是备份和还原?
随着数字化转型的全面展开,对更具可扩展性、功能日益强大并且越来越经济实惠的备份和恢复解决方案的需求从未变得如此之旺。
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什么是备份和还原?

备份和还原是指一些技术和实践,用来将数据和应用程序定期复制到单独的辅助设备,然后在断电、网络攻击、人为错误、灾难或者其他的一些意外事件导致原始数据和应用程序丢失或损坏时,使用这些副本恢复数据和应用程序以及它们所依托的业务运营。

在任何企业的灾难恢复战略中,备份和还原都是一个不可或缺的组成部分。

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战略和规划

数据和应用程序的备份方式(即备份的频率以及目标设备或位置)取决于在任何时段内无法访问数据和应用程序时将会付出的代价,以及替换或重新创建永远丢失的数据时需要投入的成本。

制定备份策略(尤其是企业备份策略)时,第一步通常是确定每个数据源和应用程序的恢复时间目标和恢复点目标。

  • 恢复时间目标 (RTO) 是指企业在无法访问数据或应用程序时可以承受的最长时间,或者您需要在多长时间内恢复数据和应用程序。

  • 恢复点目标 (RPO) 是指您可以承受的数据丢失量,它有效地规定了您需要以什么样的频率进行备份以免丢失更多数据。

根据您从事的业务以及所涉及的各个应用程序和数据,RTO 和 RPO 会有所不同。任务关键型应用程序(例如大型在线零售商的电子商务系统或者经纪公司的交易应用程序)可能需要极短的 RTO 和 RPO,因为在这两种情况下,停机时间都可能造成每分钟数百万美元的损失。经纪公司的电子邮件系统甚至可能需要比零售商的电子邮件系统更短的 RTO 和 RPO,因为经纪公司可能需要全面的电子邮件审计跟踪,以确保合规性。

除了 RTO 和 RPO 以外,决定您选择备份和还原技术的其他因素包括您对可扩展性、数据安全性甚至物理距离的需求(即您是否需要将备份保留在距离生产基础设施足够远的地方,以确保能够从当地的断电或灾难事件中恢复)。

备份设备和服务

您将使用哪种类型的设备或服务来备份数据?一般来说,您有四种选择。

磁带机


磁带是目前使用的最古老的备份介质。它实现了低成本、高容量的数据存储,但读/写性能相对较慢,因此不太适合增量备份、连续数据保护 (CDP) 或者用来在数据发生变化时更新备份的任何其他备份方法(请参阅下面的“常用方法和解决方案”部分)。与其他存储介质相比,磁带也更容易出现物理磨损和损坏,因此需要对其执行严格管理并不断测试,以确保它能够在恢复时正常工作。鉴于上述原因,磁带更适合每晚或每周进行备份,或者以经济实惠的方式对您的组织希望或需要保留,但无需在发生断电或灾难时迅速恢复业务的那些数据进行归档。

传统硬盘 (HDD) 或固态硬盘 (SSD)


如今的大多数数据都备份到传统硬盘 (HDD) 或固态硬盘 (SDD),无论这样的硬盘是独立的外部驱动器还是备份服务器的一部分(见下文)。这两种硬盘都提供了比磁带更快的读/写性能,因此非常适合持续更新的备份以及需要很短 RTO/RPO 的备份场景。

SDD 越来越受欢迎,因为它们提供了比 HDD 更快的读/写速度,减小了存储相同数量的数据所需的物理空间,而且消耗的电量也更少(尽管每 GB 的购买成本更高)。如果说 HDD 和 SDD 还有美中不足的话,那就是它们的可扩展性不是很高 – 如果需要更大的备份容量,必须购买并安装新的物理磁盘。

备份服务器


备份服务器是指为了备份存储在同一个网络上的多台客户端计算机上的文件而专门构建的专用服务器。这种服务器具有强大的磁盘存储能力以及用来计划和管理备份的专用软件。备份服务器的磁盘通常采用冗余配置,以保护备份数据并确保在发生磁盘故障时能够继续进行备份。对于小型办公室,现场备份服务器可能是一种经济高效的备份解决方案,但无法保护备份数据免受当地断电或物理灾难事件的影响。

云备份


云备份利用公司网络或互联网连接,将您的数据和应用程序备份到由贵公司、托管提供商或云服务提供商运营的远程数据中心的物理备份服务器或(更有可能是)虚拟备份服务器。

云备份通常是最灵活的备份方式。可以利用这种方式备份文件、应用程序数据或者整个物理服务器或虚拟服务器。可以根据需要安排频繁备份或偶尔备份。云备份服务器通常是虚拟化的,因此可以根据需要以经济实惠的方式轻松进行扩展。云备份无需将备份介质实际移动到另一个位置(并消除了可能因此显著变长的 RTO 和 RPO),即可在当地发生断电或灾难事件时提供保护。

常用方法和解决方案

下面列出了最常用的备份和还原方法。您选择的方法或方法组合不仅取决于前面提到的那些因素(RTO、RPO、可扩展性、安全性、地理距离需求),还取决于以下因素:

  • 您要保护的是个人数据、小型企业数据还是大型企业数据

  • 您只需备份数据、既要备份数据也要备份应用程序还是需要备份整个物理计算机或虚拟机

  • 备份服务提供商提供的备份方法

  • 您的预算

仅完整映像


仅完整映像备份会定期备份要保护的数据源的完整副本。要还原丢失的数据,只需使用最新的完整映像备份进行替换。完整映像的还原速度非常快,但由于完整映像备份可能非常耗时,而且不能像其他备份那样频繁执行,因此这种方法不太适合较短的 RTO/RPO。

增量


增量备份会首先执行完整映像备份,然后只对自最近一次备份以来发生变化的那些数据进行定期备份;在执行一定次数的增量备份之后,通常会执行另一次完整映像备份,然后再次开始这一循环。要还原数据,需要首先应用最新的完整映像备份,然后将每个后续增量备份应用到所需的 RPO。增量备份可以通过减少完整备份次数来节省备份时间,并加快最近更改的文件的还原速度。

差异

 

差异备份将备份自上次完整映像备份以来发生变化的所有数据。要还原数据,需要首先应用最新的完整映像备份,然后应用最新的差异备份。备份时间随着每一次的连续差异备份而变长,但还原时只需应用两个备份文件 – 最新的完整映像备份以及差异备份。

持续数据保护 (CDP)


CDP 也称为持续备份或实时备份,可立即将数据中的每个更改的副本保存到单独的存储设备上,并跟踪每一个这样的保存操作。CDP 消除了离散备份的中断,因为它会不断执行备份操作。CDP 能够从最近的更改或任何特定的时间点还原数据,因此可以为您的数据提供最全面、最精细的保护。

裸机备份


裸机备份将备份整个计算机或服务器(应用程序、数据、操作系统等等),以使其能够还原为裸机硬件(尚未安装操作系统或预装软件的硬件)。

即时恢复


即时恢复是一种适用于虚拟机 (VM) 的备份和还原方法,可以为生产虚拟机保留一个不断更新的备份虚拟机。当需要还原时,系统会将工作负载实时重定向到备份虚拟机,以使用户能够在 IT 人员还原原始虚拟机时继续不间断地工作。即时恢复具有零 RTO 和 RPO 的优势,但在很多情况下,备份虚拟机的性能要比原始虚拟机的性能稍慢一些。

特殊用例

Windows 10 的“备份和还原”功能


Windows 10 的“备份和还原”功能按照您指定的时间表定期对文件执行完整映像备份。它还可以为整个系统(操作系统、应用程序、文件、设置等等)创建备份映像,以使您能够在需要时恢复所有内容。可以设置一个名为“文件历史记录”的附加工具,以自动保存一个文件的多个版本,以便能够将文件恢复到所需的版本或时间点。

时间机器


时间机器内置于 Apple MacOS 中,可以每小时、每天和每周自动对整个 Mac 系统执行一次备份。它可以将备份保存到 Mac、外部驱动器或 AirPort 时间返回舱(如果您拥有的话,Apple 已停产这些路由器)。当需要还原文件时,时间机器会让您浏览往期备份,以选择所需的恢复点。您还可以将 Mac 上的文件(例如文档、照片和歌曲)备份到 iCloud。

SQL 数据库备份和还原


可以通过命令行或使用单独提供的第三方工具,轻松备份和还原 MySQL、PostgreSQL 和 SQL 数据库。

iPhone


可以使用 iTunes 将 iPhone 备份到计算机,或者使用 iCloud 将 iPhone 备份到云端。根据手机上存储的数据量,您可能需要购买额外的 iCloud 存储空间。

Android 备份和重置


Android 备份和重置是所有 Android 移动设备中内置的一款备份工具,可以将您的数据和设置备份到 Google Drive。此外,某些 Android 手机供应商(例如 Samsung)会提供他们自己的备份和还原应用程序以及数据存储服务。

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