備份和快照是企業用來減少數據損失和最小化中斷的兩種流行技術。事實上，備份和災難恢復仍然是企業在2023年的首要任務，以保護其數據並減輕網絡威脅和其他事件的後果。
乍看之下，快照和備份似乎具有相同的功能，因為它們都允許您恢復數據。然而，快照並不能取代備份。它們有不同的用例，不能互換使用。
快照 vs 備份：一覽主要區別
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.
了解這兩種方法之間的主要區別對於建立強大的數據保護策略至關重要。在更詳細地了解每種技術之前，這裡有一個比較表格總結了主要區別：
| 快照 | 備份 | |
| 目的 | 在特定時間點保留機器的狀態 | 創建整個機器或單個文件的副本 |
| 依賴性 | 依賴於源數據 | 與源數據完全獨立 |
| 處理時間 | 對於小型虛擬機器通常很快 | 根據備份類型和虛擬機器大小，處理時間可能從慢到快不等 |
| 存儲位置 | 與源虛擬機器相同位置 | 與源虛擬機器相同位置或不同位置：離站、雲端或硬體存儲 |
| 存儲消耗 | 高，如果存儲超過幾天可能會導致性能問題 | 根據數據量、備份類型、壓縮和重複刪除功能等因素，存儲消耗可能從低到高不等 |
| 用例 | 開發和測試 | 數據保護 |
| 保留期 | 短，通常最多72小時 | 長 |
| 恢復 | 相對快速 | 根據恢復選項，恢復時間可能從慢到快不等 |
什麼是虛擬機快照？
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.
快照如何工作
當您拍攝快照時，基本虛擬磁盤的狀態被記錄並在那一刻保持。所有更改都被捕獲並寫入新創建的增量磁盤文件，這些文件存儲在與基本磁盤相同的文件夾中。系統為每個快照的每個源磁盤創建子磁盤。
第一個快照是您機器的精確映像，後續的快照僅收集更改的數據塊。這使版本控制更快，增強了對數據丟失事件的保護。
請注意，子磁盤直接依賴於相應的父磁盤。如果父磁盤被刪除或損壞，則無法再創建虛擬機。恢復過程按照順序讀取所有文件，從父磁盤文件開始，然後是相關的增量文件。
快照類型
有兩種主要類型的快照：
- 寫時複製（CoW）快照通過僅在修改原始數據時創建新副本來捕獲數據的更改。這些快照具有節省空間的特點，因為它們僅存儲更改。但是，檢索數據可能涉及從多個位置讀取。
- 寫時重定向（RoW）快照通過創建修改後的數據的新副本來捕獲數據的更改。RoW快照將寫操作重定向到新位置，將原始數據保持不變，直到不再需要為止。這降低了在快照創建期間對原始數據的影響。
快照在不同的虛擬化平台上使用。最常見的虛擬機快照是VMware快照和Hyper-V檢查點。
VMware快照
在VMware vSphere客戶端中，您可以右鍵單擊VM名稱，選擇快照，然後單擊拍攝快照來創建快照。
VMware 快照 操作會創建多個具有不同擴展名的文件：
- .vmdk – –flat.vmdk 文件包含基本磁盤中的原始數據。 .vmdk 文件是 ESXi 數據存儲上的虛擬磁盤描述符。
- -delta.vmdk – Δ磁盤以 .00000x.vmdk 的格式表示。它包含虛擬磁盤的當前狀態與拍攝前一個快照時存在的狀態之間的差異。子 VMDK 磁盤中的數據以 SPARSE 格式使用寫時拷貝機制保存。
- .vmsd – 這個文件是快照本身的數據庫文件。它包含快照元數據，是快照管理器的主要信息來源。此文件中包含的項目是快照及其子磁盤之間的關係。
- .vmsn – .vmsn 文件包括 VM 的活動狀態並在快照點捕獲內存狀態。這使您可以恢復到機器的運行狀態。如果您創建一個不包括內存文件的快照，您將在關閉狀態下恢復 VM。
Hyper-V 檢查點
在 Microsoft Hyper-V 中，VM 快照稱為檢查點。它們以類似的方式操作，通過保存或複製 VM 在特定時間點的狀態。
要創建一個Hyper-V檢查點，右擊VM並選擇檢查點。
在Windows Server中，將創建一個包含二進制文件格式的快照文件夾：
- .vmcx – 此文件包括虛擬機器的配置信息。
- .vmrs – 這是虛擬機運行時狀態信息文件。
此外，將創建一個具有.avhdx格式的差異磁盤。這將記錄在創建檢查點後進行的增量更改。
快照使用案例
在虛擬環境中，快照充當用於將VM回滾到特定時間點的保障機制。通常在執行可能損壞系統或損壞文件的操作之前進行快照。這些操作包括安裝更新、卸載組件或編輯軟件。
此外，快照在開發環境中很有用，因為您可以進行“沖洗並重複”測試，以驗證代碼更改並在必要時恢復最近更改的數據。
快照的優缺點
VM快照優點：
- 快速創建：輕鬆創建VM快照，對生產服務器的影響最小。
- 自動化過程：在特定操作之前安排快照。
- 即時回滾：幾乎立即將機器還原到以前的時間點。
- 降低總擁有成本：通過消除對本機 Windows 備份工具的需求，將擁有成本（TOC）降至最低。
VM 快照的缺點：
- 大量存儲消耗：如果快照保存時間過長，將占用大量存儲空間。根據您生成的數據量，建議保留快照一至三天。
- 短期保留：除了大量存儲消耗外，如果快照存儲時間超過幾天，將影響網絡性能。這將阻止長期數據保留。
- 單點故障：如果您的生產服務器出現任何問題，源磁盤和增量磁盤文件存儲在同一位置，您將面臨損失所有數據的風險。
- 依賴源數據：拍攝快照後創建的增量文件直接依賴於源機器。如果刪除原始文件，則無法再創建 VM。
什麼是備份？
備份是整個系統的副本（包括操作系統、配置文件和應用程序數據）或單個文件/數據庫的副本。當您創建任何類型的備份時，您將創建與源機器完全獨立的數據副本。這意味著您可以在不同於原始位置的地方存儲備份，並根據需要保留它們：在外部位置、在公共雲中、在磁帶上，或在 NAS 或 SAN 等硬件存儲設備上。
現代的備份解決方案在恢復、保留和儲存優化方面提供了很高的靈活性。您可以還原整個機器或單個文件和文件夾，從備份中立即啟動機器，或進行跨平台恢復。備份解決方案還可以讓您輪換恢復點，並使用壓縮和去重等其他功能來提高性能和節省存儲空間。
備份的工作方式
備份通過創建數據的點對點副本來防止數據丟失或損壞。數據被複製到另一個位置，使用壓縮和去重來優化存儲。這些副本存儲在不同的位置以提高容錯性。驗證確保備份數據的完整性，保留策略管理備份數據的保存。在數據丟失的情況下，備份可以實現快速還原，最大程度地減少停機時間，並支持業務連續性。一個設計良好的備份計劃對於有效的數據管理至關重要。
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.
備份使用案例
備份是任何數據保護策略的核心，因為它們非常適合長期存儲數據的副本。通過將備份發送到多個存儲位置，您可以消除單一故障點並保證業務連續性。
備份的優點和缺點
備份的優點：
- 多個存儲目的地：可以將備份保留在本地，將其發送到離線存儲或存儲在雲端。
- 便捷訪問: 在任何地方、任何時間管理和恢復您的備份。
- 靈活恢復: 根據您的需求選擇不同的恢復選項。
- 長期保留: 使用高效的輪換方案和數據減少技術存儲備份，以節省存儲成本。
備份的缺點:
- 速度慢: 在大量數據上執行完整備份可能需要很長時間才能完成，與快照相比。
- 網絡過載: 備份創建過程可能會對您的網絡造成過度負荷，尤其是在工作時間。幸運的是，您可以使用網絡加速功能來解決此問題。
為什麼選擇備份而不是快照進行數據保護
NAKIVO備份與複製是一款專為虛擬環境設計的數據保護解決方案。它是無代理的，這意味著該解決方案不需要在每個虛擬機上安裝代理來保護它。
NAKIVO解決方案使用VM快照技術在VMware vSphere和Microsoft Hyper-V中創建基於映像的VM備份，即包括客戶OS磁盤、配置文件和應用程序的VM的時間點副本。為了創建這些備份，該解決方案凍結VM狀態，觸發快照，並在虛擬化級別創建一致的備份。一旦備份創建完成，VM快照就會被刪除。
這種方法可以簡化和加速完整 VM 的復原。然而，基於快照集的備份可能會消耗大量系統資源，並可能會影響生產環境的性能。為了解決這個問題，NAKIVO Backup & Replication 還可以利用儲存設備快照集來創建備份。
從儲存快照集備份
儲存快照集可以減輕對生產資源的負擔，這可能是由正常 VM 快照集所帶來的。這對於非常大的 VMs 尤其有用。
NAKIVO Backup & Replication 可以利用儲存快照集來備份部署在 HPE 儲存設備上的 VMs。當此功能啟用時，解決方案將先觸發一個暫時的 VM 快照集，然後是一個儲存快照集。VM 快照集會在取得儲存快照集後立即刪除。儲存快照集可以相當快速地產生，並包含所有所需的 delta 和 CBT 數據，以便在不影響生產工作流程的情況下執行基於影像的 VM 備份。