【备份专题】备份软件关键特性详细介绍



备份软件关键特性详细介绍

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前期文章介绍了备份软件的系统架构和组网方式，今天我们重点讨论下关键特性，数据重删压缩是备份软件的基本特性。为了达到真正备份数据的目的，数据副本一般需要通过广域网备份到异地备份中心，数据重删压缩就可有效节约网络带宽、减低客户带宽租用成本，另外通过重删压缩还可以节约备份介质存储空间，降低客户备份投资。



备份方案的重删压缩类型非常丰富，一般分为源端重删、目标端重删和介质重删。

源端重删由备份软件提供，在服务器备份客户端完成重删，可以有效节约网络传输带宽，但对业务有所影响。

目标端重删也是由备份软件提供，在介质服务器上完成数据重删，目标端重删的优势是可以让每个客户端共享重删数据指纹，实现全局重删。

介质重删一般有备份介质提供，常见的有VTL和存储系统(自带重删压缩功能)，物理带库的线性读写模式限制它只能实现压缩，当备份软件发现物理带库或VTL备份介质时，也会关闭重删压缩功能。介质重删根据数据在备份介质中重删压缩的时机不同，还分为Inline和Postline重删压缩，当然，Inline会更加节省存储空间。

数据重删首先以固定块为单位进行计算Hash值，把计算出Hash值跟重删Hash数据库进行比对，如果Hash已经存在，那对应数据块就不再进行存储，只是用索引或指针来记录该数据块；如果Hash不存在，说明该数据块是新数据，需要进行物理存储，再用索引记录，相同的数据块物理上只存储一次。通过索引指针，可以看到完整的数据逻辑视图，而实际上物理存储的数据却很少。



今天我们通过SimPana和AnyBackup备份软件，来分析下备份软件的重删压缩、复制等功能，希望对大家了解备份软件重删压缩有所帮助。

SimPana重删压缩原理

SimPana是采用两级重删指纹数据库架构(SSDB和DDB)，支持源端重删和目标端重删同时开启，但是考虑到性能影响，一般建议只开启其中一种。备份任务开始时，如果客户端配置了源端重删，备份客户端将首先会把备份数据进行压缩，然后按照重删SHA 512 Hash算法，切成固定大小计算Hash值。

如果该Hash值在本地服务器源端重删数据库(SSDB)没有记录，说明该数据是新数据，则需要通过网络把Hash值传输给MA介质服务器，在MA的DDB中查找并把比对结果返回本地服务器客户端，有记录说明是重复数据不需要备份数据块，没有记录则需要发送数据块和Hash索引到MA介质服务器，备份该数据块到备份介质，并更新本地服务器SSDB和MA的DDB数据库记录。

如果该Hash值在本地服务器源端重删数据库(SSDB)有记录，说明该数据块是重复数据，只需记录数据索引不需要备份数据到备份介质中。



全局重删主要依赖于两级重删指纹数据库架构(SSDB和DDB)，SSDB在客户端本地保留一个数据库，并把Hash值同步到MA介质服务器DDB数据库，所以每个客户端通过共享DDB实现全局数据重删。使得几百个客户端的重复数据，可跨越不同的存储系统、不同的存储策略，最大限度地消除多个数据中心的重复数据。

介质服务器并行重删

因为单个MA的性能和支持的重删压缩空间是有限的，为满足大规模去重需求，把一组MA介质服务器及存储介质组成一个集合(MA介质服务器间共享DDB，且MA集群之间要同步索引和DDB指纹数据)，组成并行重删域，以获得最佳性能。



随着并行重删网格中MA节点的增加，可线性提升重删容量、吞吐率和并发性能，同时内置自动故障切换能力，网格中即使有一个MA节点不可用，剩余的MA节点可以继续工作接管备份。并行重删网格中MA节点可实现自动负载均衡。

数据复制功能

数据恢复操作与常规恢复完全一样，通过Hash索引指针建立逻辑视图恢复，恢复过程不需要重组重复数据删除数据，也不需要使用重复数据删除数据库，所以恢复速度比较快。

SimPana还支持备份数据的远程复制容灾，通过MA之间复制，可以实现对非重删数据副本和重删数据副本的容灾。非重删数据副本复制称为Auxiliary

Copy，重删数据副本复制成为Dash Copy，相比之下Dash Copy应该更广泛。下面我们重点看看Dash Copy技术。



在备份管理服务器的控制下，在源端MA上的复制数据副本任务，首先读出需要复制数据的Hash值并传输到目标MA端，在目标端的DDB中对Hash值进行比对，只有新数据块才传输真实数据块到目标MA端复制到介质服务器，否则，在目标MA上只记录数据索引即可。并且通过介质跟踪(Vault Tracker)功能可以实现从源端恢复数据。

硬件快照IntelliSnap

硬件快照是实现Server Free备份的基础，也是基于备份软件实现存储应用联动的一个特性，目前很多存储厂商都已近和备份软件厂商合作，实现硬件快照，实现对DB2, MySQL, Oracle, SQL Server, SAP关键应用基本无影响的备份。



部署该方案，首先要在业务服务器上安装iDA，识别业务应用、生产存储LUN和卷设备，通过命令对业务打快照、刷数据，最终在介质服务器MA上能对快照建立索引、挂载快照进行备份。通过结合备份策略实现本地去重备份、通过介质服务器MA间复制实现异地容灾和长期保存。

AnyBackup重删原理

AnyBackup其产品架构也是采用备份管理服务器和介质服务器架构，但是要求备份服务器和介质服务器部署在一起，暂不支持独立部署。除了支持主流应用和操作系统外，还支持国内操作系统和应用如，中标麒麟、RedFlag红旗、Gbase(南大通用)数据库、武汉达梦数据库等。



AnyBackup的重删技术和Simpana类似，也是在客户端首先进行数据切块，根据Hash算法计算指纹在客户端本地进行比对，如果没有找到记录，数据将在客户端会在进行二次切片，再到备份服务器端查询指纹记录(Hash指纹请求通过网络传输到备份服务器端)，如果记录存在说明数据是冗余数据，则不会备份数据到备份介质。

否则，备份数据和指纹将一起传输到备份服务器端备份到存储介质，并更新客户端和备份服务器端是重删指纹数据库。AnyBackup采用二次切片和变长数据块切片重删技术，可以提供重删率。

AnyBackup远程复制技术

由于AnyBackup当前不支持介质服务器单独部署(应该有规划分离部署)，目前只能一个介质服务器是一个备份域，所以目前只支持备份域间复制。在一个介质服务器内，支持全局重删(备份管理和介质服务器一起部署)。

AnyBackup虚拟机即时恢复

即时恢复是虚拟机备份的一个亮点，他其实类似于虚拟机的容灾功能，当生产系统发生故障后，虚拟机可以通过配置文件直接在备份介质上拉起，无需把虚拟机文件从存储介质恢复到生产存储(Simpana采用私有备份数据格式，备份数据一般需要恢复才能拉起业务)，明显降低业务切换和拉起时间。



首先对VM进行快照，通过过AnyBackup将快照文件备份到存储介质中，当生产存储、VM故障或需要恢复时，备份服务器通过解析虚拟机磁盘文件，把备份VM文件数据以NFS形式映射给ESXi直接拉起业务。这种即时恢复虚拟机的方式，目前Veeam、eBackup、AceSure等备份软件也支持，在虚拟机备份场景下具有很大优势。

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