Unterschiede zwischen VM-Snapshots und Backups;

Backups und Snapshots sind zwei beliebte Technologien, die Unternehmen nutzen, um Datenverlust zu verhindern und Unterbrechungen zu minimieren. Tatsächlich bleiben Backups und DR eine Top-Priorität für Organisationen im Jahr 2023, um ihre Daten zu schützen und die Folgen von Cyberbedrohungen und anderen Vorfällen zu mindern.

Snapshots und Backups scheinen auf den ersten Blick denselben Zweck zu erfüllen, da sie es beide ermöglichen, Daten wiederherzustellen. Allerdings sind Snapshots kein Ersatz für Backups. Sie haben unterschiedliche Anwendungsfälle und können nicht austauschbar verwendet werden.

Snapshot vs. Backup: Hauptunterschiede auf einen Blick

A snapshot is a point-in-time copy of data capturing its current state, often allowing for quick recovery or system rollback. On the other hand, a backup is a comprehensive and independent copy of data, stored separately from the original data, designed for long-term retention and operational point-in-time restores.

A snapshot is typically a read-only, space-efficient representation of data. Backups are more comprehensive, ensuring data preservation and protection against various risks, providing a full recovery point, and often forming a crucial component of a broader data protection strategy. Using snapshots and backups interchangeably is not recommended and can lead to data loss.

Es ist entscheidend, die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden Methoden zu verstehen, um eine robuste Daten­sicherungs­strategie zu entwickeln. Bevor wir uns jede Technologie genauer ansehen, hier eine Vergleichstabelle, die die Hauptunterschiede zusammenfasst:

	Aufnahme	Sicherungskopie
Zweck	Erhält den Zustand einer Maschine zu einem bestimmten Zeitpunkt	Erstellt eine Kopie der gesamten Maschine oder einzelner Dateien
Abhängigkeit	Abhängig von den Quelldaten	Völlig unabhängig von den Quelldaten
Prozessdauer	Allgemein schnell für kleine VMs	Kann je nach Art der Sicherung und Größe der VM von langsam bis schnell variieren
Speicherort	Gleicher Ort wie die Quell-VM	Gleicher Ort wie die Quell-VM oder anderer Ort: extern, Cloud oder Hardware-Speicher
Speicherverbrauch	Hoch und kann bei längerer Speicherung zu Leistungsproblemen führen	Kann je nach Datenmenge, Sicherungstyp, Komprimierung und Deduplizierungsfunktionen usw. von niedrig bis hoch variieren
Anwendungsfälle	Entwicklung und Tests	Datenschutz
Aufbewahrungsfrist	Kurz, in der Regel bis zu 72 Stunden	Lange
Wiederherstellung	Relativ schnell	Kann je nach Wiederherstellungsoption von langsam bis schnell variieren

Was ist ein VM-Snapshot?

A snapshot is an exact record of a machine or system at a specific point in time. It preserves the state and the data of the VM including its power state (on, off, or suspended) and all its files such as disks, memory, and network interface cards. Snapshots are generally used to restore a VM after a system failure, bad update, or error.

Wie Snapshots funktionieren

Wenn Sie einen Snapshot machen, wird der Zustand der Basis-Virtual-Disk aufgezeichnet und zu diesem Zeitpunkt beibehalten. Alle Änderungen werden erfasst und in neu erstellte Delta-Disk-Dateien geschrieben, die im gleichen Ordner wie die Basisdiskette gespeichert sind. Das System erstellt für jede Quelldiskette jedes Snapshots Kinddisketten.

Die erste Momentaufnahme ist ein genaues Abbild Ihrer Maschine, und die nachfolgenden Momentaufnahmen sammeln nur die geänderten Datenblöcke. Dies ermöglicht eine schnellere Versionierung und erhöht den Schutz vor Datenverlustvorfällen.

Beachten Sie jedoch, dass die Tochterfestplatten direkt von der entsprechenden Elternfestplatte abhängig sind. Wenn letztere gelöscht oder beschädigt wird, können Sie die VM nicht mehr neu erstellen. Der Wiederherstellungsprozess liest alle Dateien in sequenzieller Reihenfolge, beginnend mit der Elternfestplattendatei, gefolgt von den zugehörigen Delta-Dateien.

Arten von Momentaufnahmen

Es gibt zwei Hauptarten von Momentaufnahmen:

• Copy-on-write (CoW) Momentaufnahmen erfassen Änderungen an Daten, indem sie eine neue Kopie nur dann erstellen, wenn die Originaldaten geändert werden. Diese Momentaufnahmen sind platzsparend, da sie nur die Änderungen speichern. Das Abrufen von Daten kann jedoch das Lesen von mehreren Speicherorten erfordern.
• Redirect-on-write (RoW) Momentaufnahmen erfassen Änderungen an Daten, indem sie eine neue Kopie der geänderten Daten erstellen. RoW-Momentaufnahmen leiten Schreiboperationen an einen neuen Speicherort um und lassen die Originaldaten intakt, bis sie nicht mehr benötigt werden. Dies verringert den Einfluss auf die Originaldaten während der Momentaufnahmenerstellung.

Momentaufnahmen werden in verschiedenen Virtualisierungsplattformen verwendet. Die gängigsten Virtual Machine-Snapshots sind VMware-Snapshots und Hyper-V-Prüfpunkte.

VMware-Snapshots

In der VMware vSphere-Client können Sie mit der rechten Maustaste auf den VM-Namen klicken, Snapshots auswählen und auf Snapshots erstellen klicken, um eine Momentaufnahme zu erstellen.

Die VMware-Snapshot-Operation erstellt mehrere Dateien mit verschiedenen Erweiterungen:

• .vmdk – Die Datei –flat.vmdk enthält die Rohdaten auf der Basisscheibe. Die .vmdk-Datei ist ein virtueller Festplattenbeschreibungsdatei auf einem ESXi-Datenspeicher.
• -delta.vmdk – Die Delta-Disk wird im Format .00000x.vmdk dargestellt. Sie enthält den Unterschied zwischen dem aktuellen Zustand der virtuellen Festplatte und dem Zustand, der zum Zeitpunkt der Erstellung des vorherigen Snapshots bestand. Daten auf der untergeordneten VMDK-Festplatte werden im SPARSE-Format unter Verwendung des Kopier-von-schreiben-Mechanismus gespeichert.
• .vmsd – Diese Datei ist die Datenbankdatei für den Snapshot selbst. Sie enthält die Metadaten des Snapshots und ist die Hauptquelle für Informationen für den Snapshot-Manager. Die Einträge in dieser Datei sind die Snapshots und die Beziehungen zwischen jedem Snapshot und seinen untergeordneten Festplatten.
• .vmsn – Die .vmsn-Datei enthält den aktiven Zustand der VM und erfasst den Speicherzustand zum Zeitpunkt des Snapshots. Dadurch können Sie zu einem ausgeführten Zustand der Maschine zurückkehren. Wenn Sie einen Snapshot erstellen, ohne die Speicherdatei einzubeziehen, stellen Sie die VM in einem ausgeschalteten Zustand wieder her.

Hyper-V-Überprüfpunkte

In Microsoft Hyper-V werden VM-Snapshots als Überprüfpunkte bezeichnet. Sie funktionieren ähnlich, indem sie den Zustand einer VM zu einem bestimmten Zeitpunkt speichern oder kopieren.

Um einen Hyper-V-Checkpoint zu erstellen, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf eine VM und wählen Sie Checkpoint.

In Windows Server wird ein Schnappschussordner erstellt, der das Binärdateiformat enthält:

• .vmcx – Diese Datei enthält die Konfigurationsinformationen der virtuellen Maschine.
• .vmrs – Dies ist die Datei mit den Laufzeitstatusinformationen der VM.

Außerdem wird eine Differenzfestplatte im Format .avhdx erstellt. Diese zeichnet die Delta-Änderungen auf, die nach der Erstellung des Checkpoints vorgenommen werden.

Einsatzszenarien für Schnappschüsse

In einer virtuellen Umgebung dienen Schnappschüsse als Ausfallsicherungsmechanismus, um eine VM zu einem bestimmten Zeitpunkt zurückzusetzen. Schnappschüsse werden in der Regel vor Aktionen erstellt, die das System möglicherweise beschädigen oder Dateien beschädigen könnten. Zu diesen Aktionen gehören das Installieren von Updates, das Deinstallieren von Komponenten oder das Bearbeiten von Software.

Darüber hinaus sind Schnappschüsse in Entwicklungsumgebungen nützlich, da Sie „Wasch- und Wiederhol“-Tests durchführen können, um Codeänderungen zu validieren und bei Bedarf kürzlich geänderte Daten wiederherzustellen.

Vor- und Nachteile von Schnappschüssen

VM-Schnappschuss-Vorteile:

• Schnelle Erstellung: Erstellen Sie schnell einen VM-Schnappschuss mit minimalem Einfluss auf den Produktionsserver.
• Automatisierter Prozess: Planen Sie Schnappschüsse vor bestimmten Aktionen.
• Instant-Rollback: Stellen Sie eine Maschine fast sofort auf einen früheren Zeitpunkt zurück.
• Verringerte TCO: Minimieren Sie die Gesamtbetriebskosten (TCO), indem Sie die Notwendigkeit für native Windows-Backup-Tools eliminieren.

Nachteile von VM-Snapshots:

• Großer Speicherplatzverbrauch: Snapshots können bei längerer Aufbewahrung viel Speicherplatz verbrauchen. Je nach Datenvolumen, das Sie generieren, wird empfohlen, einen Snapshot für ein bis drei Tage aufzubewahren.
• Kurzfristige Aufbewahrung: Neben dem großen Speicherplatzverbrauch beeinträchtigen Snapshots die Netzwerkperformance, wenn sie länger als einige Tage gespeichert werden. Dies verhindert eine langfristige Datenaufbewahrung.
• Einzelpunktfehler: Wenn mit Ihrem Produktionsserver etwas passiert, riskieren Sie den Verlust aller Ihrer Daten, da Quelldisketten und Deltadisketten an einem Ort gespeichert sind.
• Abhängigkeit von Quelldaten: Die nach der Erstellung eines Snapshots erstellten Deltadateien sind direkt von der Quellmaschine abhängig. Wenn die Originaldatei gelöscht wird, können Sie die VM nicht mehr neu erstellen.

Was ist ein Backup?

Backups sind Kopien von gesamten Systemen (einschließlich Betriebssystem, Konfigurationsdateien und App-Daten) oder von einzelnen Dateien/Datenbanken. Wenn Sie ein beliebiges Backup erstellen, erstellen Sie Kopien von Daten, die vollständig unabhängig von der Quellmaschine sind. Das bedeutet, dass Sie Backups so lange speichern können, wie Sie möchten, an einem anderen Ort als dem Original: Offsite, in einer öffentlichen Cloud, auf Band oder auf Hardware-Speichergeräten wie NAS oder SAN.

Moderne Backup-Lösungen bieten hohe Flexibilität bei der Wiederherstellung, Aufbewahrung und Speicheroptimierung. Sie können ganze Maschinen oder einzelne Dateien und Ordner wiederherstellen, Maschinen sofort von Backups booten oder plattformübergreifende Wiederherstellungen durchführen. Backup-Lösungen ermöglichen es auch, Wiederherstellungspunkte zu rotieren und Kompression und Deduplizierung sowie andere Funktionen zur besseren Leistung und Speichernutzung zu verwenden.

Wie Backups funktionieren

Backups funktionieren durch Erstellen von Momentaufnahmen der Daten, um Datenverlust oder -beschädigung zu verhindern. Daten werden an einen separaten Ort kopiert, wobei die Speicherung durch Kompression und Deduplizierung optimiert wird. Diese Kopien werden an verschiedenen Orten gespeichert, um die Widerstandsfähigkeit zu verbessern. Die Verifizierung stellt die Integrität der Backup-Daten sicher, und Aufbewahrungsrichtlinien regeln die Erhaltung der Backup-Daten. Im Falle eines Datenverlusts erleichtern Backups eine schnelle Wiederherstellung, minimieren Ausfallzeiten und unterstützen die Geschäftskontinuität. Ein gut durchdachter Backup-Plan ist entscheidend für eine effektive Datenverwaltung.

A backup can contain copies of the source files as is or store the backup data in a special image file format. Advanced backup technologies, such as incremental backup, involve creating a backup repository of a special format to store backup data. The backup format depends on the backup solution used for data protection.

Einsatzmöglichkeiten von Backups

Backups sind der Kern jeder Datensicherungsstrategie, da sie sich hervorragend dazu eignen, eine Kopie Ihrer Daten über einen langen Zeitraum zu speichern. Durch das Senden von Backups an mehrere Speicherorte eliminieren Sie einen einzelnen Ausfallpunkt und garantieren Geschäftskontinuität.

Vor- und Nachteile von Backups

Backup-Vorteile:

• Mehrere Speicherziele: Backups können lokal gespeichert, an externe Speicherorte gesendet oder in der Cloud gespeichert werden.
• Einfacher Zugriff: Verwalten und Wiederherstellen Ihrer Backups überall und jederzeit.
• Flexible Wiederherstellung: Wählen Sie je nach Bedarf zwischen verschiedenen Wiederherstellungsoptionen.
• Langfristige Aufbewahrung: Speichern Sie Backups so lange wie nötig mit effizienten Rotationsschemata und Datenreduktionstechniken, um Speicherkosten zu sparen.

Nachteile von Backups:

• Langsamer Prozess: Die Durchführung von Vollbackups auf einem großen Datenvolumen kann im Vergleich zu Snapshots viel Zeit in Anspruch nehmen.
• Netzwerküberlastung: Der Backup-Erstellungsprozess kann insbesondere während der Geschäftszeiten eine Überlastung Ihres Netzwerks verursachen. Glücklicherweise können Sie Netzwerkbeschleunigungsfunktionen verwenden, um dieses Problem zu lösen.

Warum Backups für den Datenschutz gegenüber Snapshots wählen

NAKIVO Backup & Replication ist eine Datenschutzlösung, die für virtuelle Umgebungen entwickelt wurde. Sie ist agentenlos, was bedeutet, dass die Lösung keinen Agenten erfordert, der auf jeder VM installiert werden muss, um sie zu schützen.

Die NAKIVO-Lösung verwendet VM-Snapshot-Technologien in VMware vSphere und Microsoft Hyper-V, um bildbasierte VM-Backups zu erstellen, das heißt, Zeitpunkt-Kopien von VMs, die Gast-OS-Festplatten, Konfigurationsdateien und Anwendungen enthalten. Um diese Backups zu erstellen, friert die Lösung den VM-Zustand ein, löst einen Snapshot aus und erstellt konsistente Backups auf der Virtualisierungsebene. Sobald das Backup erstellt ist, wird der VM-Snapshot gelöscht.

Diese Methode vereinfacht und beschleunigt die vollständige Wiederherstellung von VMs. Allerdings können auf Snapshots basierende Backups ressourcenintensiv sein und die Leistung von Produktionsumgebungen beeinträchtigen. Um dem entgegenzuwirken, kann auch NAKIVO Backup & Replication Speichersnapshots nutzen, um Backups zu erstellen.

Backup aus Speichersnapshots

Speichersnapshots reduzieren die Belastung der Produktionsressourcen, die durch die Verwendung von regulären VM-Snapshots entstehen kann. Dies ist besonders nützlich für sehr große VMs.

NAKIVO Backup & Replication kann Speichersnapshots nutzen, um VMs, die auf HPE-Speichergeräten gehostet werden, zu sichern. Wenn die Funktion aktiviert ist, löst die Lösung zuerst einen temporären VM-Snapshot aus und dann einen Speichersnapshot aus. Der VM-Snapshot wird gelöscht, sobald der Speichersnapshot erstellt wurde. Speichersnapshots können relativ schnell erstellt werden und enthalten alle Delta- und CBT-Daten, die benötigt werden, um imagebasierte VM-Backups durchzuführen, ohne die Produktionsworkflows zu beeinträchtigen.