完全备份、差异备份以及增量备份的区别

本文介绍了三种主要的数据备份方式:完全备份、差异备份及增量备份。详细解释了每种备份方式的工作原理及其优缺点,并给出了实际应用案例。此外还对比了差异备份与增量备份的区别,最后提出了结合完全备份与其他两种备份方式的具体应用场景。

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数据备份的方式有完全备份、差异备份以及增量备份,那么这三种备份方式有什么区别,在具体应用中又该如何选择呢?本文就这些问题作以介绍。

一、备份方式简介

1、完全备份(Full Backup)

备份全部选中的文件夹,并不依赖文件的存档属性来确定备份那些文件。在备份过程中,任何现有的标记都被清除,每个文件都被标记为已备份。换言之,清除存档属性。

完全备份就是指对某一个时间点上的所有数据或应用进行的一个完全拷贝。实际应用中就是用一盘磁带对整个系统进行完全备份,包括其中的系统和所有数据。这种备份方式最大的好处就是只要用一盘磁带,就可以恢复丢失的数据。因此大大加快了系统或数据的恢复时间。然而它的不足之处在于,各个全备份磁带中的备份数据存在大量的重复信息;另外,由于每次需要备份的数据量相当大,因此备份所需时间较长。

2、差异备份(Differential Backup)

备份自上一次完全备份之后有变化的数据。差异备份过程中,只备份有标记的那些选中的文件和文件夹。它不清除标记,也即备份后不标记为已备份文件。换言之,不清除存档属性。
 

差异备份是指在一次全备份后到进行差异备份的这段时间内,对那些增加或者修改文件的备份。在进行恢复时,我们只需对第一次全备份和最后一次差异备份进行恢复。

举例来说,在星期一,网络管理员按惯例进行系统完全备份;在星期二,假设系统内只多了一个资产清单,于是管理员只需将这份资产清单一并备份下来即可;在星期三,系统内又多了一份产品目录,于是管理员不仅要将这份目录,还要连同星期二的那份资产清单一并备份下来。如果在星期四系统内有多了一张工资表,那么星期四需要备份的内容就是:工资表+产品目录+资产清单。

差异备份在避免了另外两种备份策略缺陷的同时,又具备了它们各自的优点。首先,它具有了增量备份需要时间短、节省磁盘空间的优势;其次,它又具有了全备份恢复所需磁带少、恢复时间短的特点。系统管理员只需要两盘磁带,即全备份磁带与灾难发生前一天的差异备份磁带,就可以将系统恢复。

3、增量备份 (Incremental Backup )

备份自上一次备份(包含完全备份、差异备份、增量备份)之后有变化的数据。增量备份过程中,只备份有标记的选中的文件和文件夹,它清除标记,既:备份后标记文件,换言之,清除存档属性。
 

增量备份是指在一次全备份或上一次增量备份后,以后每次的备份只需备份与前一次相比增加和者被修改的文件。这就意味着,第一次增量备份的对象是进行全备后所产生的增加和修改的文件;第二次增量备份的对象是进行第一次增量备份后所产生的增加和修改的文件,如此类推。

举例来说,如果系统在星期四的早晨发生故障,丢失大批数据,那么现在就需要将系统恢复到星期三晚上的状态。这时管理员需要首先找出星期一的那盘完全备份磁带进行系统恢复,然后再找出星期二的磁带来恢复星期二的数据,然后在找出星期三的磁带来恢复星期三的数据。很明显这比第一种策略要麻烦得多。另外这种备份可靠性也差。在这种备份下,各磁带间的关系就象链子一样,一环套一环,其中任何一盘磁带出了问题都会导致整条链子脱节。

这种备份方式最显著的优点就是:没有重复的备份数据,因此备份的数据量不大,备份所需的时间很短。但增量备份的数据恢复是比较麻烦的。您必须具有上一次全备份和所有增量备份磁带(一旦丢失或损坏其中的一盘磁带,就会造成恢复的失败),并且它们必须沿着从全备份到依次增量备份的时间顺序逐个反推恢复,因此这就极大地延长了恢复时间。 

 二、差异备份与增量备份的区别

通过上面的概念分析可以知道,差异备份与增量备份的区别在于它们备份的参考点不同:前者的参考点是上一次完全备份、差异备份或增量备份,后者的参考点是上一次完全备份。

下图展示了差异备份与增量备份的区别,其中Cumulative为差异备份,Differetial增量备份:

 

 三、不同备份类型组合应用的示例

1、完全备份与差异备份结合(建议使用)

以每周数据备份计划为例,我们可以在星期一进行完全备份,在星期二至星期五进行差异备份。如果在星期五数据被破坏了,则你只需要还原星期一完全的备份和星期四的差异备份。这种策略备份数据需要较多的时间,但还原数据使用较少的时间。

2、完全备份与增量备份结合

 以每周数据备份为例,在星期一进行完全备份,在星期二至星期五进行增量备份。如果在星期五数据被破坏了,则你需要还原星期一正常的备份和从星期二至星期五的所有增量备份。这种策略备份数据需要较少的时间,但还原数据使用较多的时间。

<think>我们正在讨论备份策略:完全备份、累计增量备份差异增量备份。根据引用内容,我们可以总结如下: 1. **完全备份**:备份所有数据。 2. **累计增量备份**:在完全备份之后,每次备份自上次完全备份以来所有变化的数据。 3. **差异增量备份**:每次备份自上一次备份(无论完全备份还是增量备份)以来变化的数据。 但注意引用[3]中提到的Oracle增量备份的两种类型: - **差异增量备份**:备份自上一次同级别的备份或更高级别备份以来变化的数据块。 - **累积增量备份**:备份自上一次上一级备份以来变化的数据块。 这里我们结合引用内容进行详细解释。 ### 一、三种备份原理 #### 1. 完全备份 (Full Backup) - **原理**:备份选定的所有数据,无论之前是否备份过。 - **特点**:备份数据量大,占用存储空间多,备份时间长,但恢复时只需一份最新备份即可。 #### 2. 累计增量备份 (Cumulative Incremental Backup) - **原理**:基于最近一次完全备份备份自该完全备份以来所有变化的数据。 - **特点**:每次备份的数据量会随着时间增加而增加(因为包含自完全备份以来的所有变更),但恢复时只需要完全备份最近一次累计增量备份。 #### 3. 差异增量备份 (Differential Incremental Backup) - **原理**:备份自上一次备份(可以是完全备份增量备份)以来变化的数据。 - **特点**:每次备份的数据量相对较小(只包含上次备份后的变更),但恢复时需要完全备份所有后续的增量备份。 ### 二、区别对比 | **备份类型** | **备份内容** | **恢复所需备份集** | **备份空间** | **恢复时间** | |--------------------|------------------------------------------------|--------------------------------|------------|------------| | **完全备份** | 所有数据 | 最新完全备份 | 大 | 短 | | **累计增量备份** | 自最近一次完全备份以来的所有变化数据 | 最近完全备份 + 最近一次累计增量备份 | 中 | 中 | | **差异增量备份** | 自上一次备份完全增量)以来的变化数据 | 完全备份 + 所有后续增量备份 | 小(单次) | 长 | ### 三、工作流程示例 假设我们有一个备份计划:周日完全备份,周一至周六每天备份一次。 - **场景数据变化**: - 周日:数据块 A, B, C - 周一:修改 A -> A1 - 周二:修改 B -> B1 - 周三:修改 C -> C1 #### 1. 使用累计增量备份 - 周日:完全备份 (A, B, C) - 周一:备份自周日以来的变化 -> A1 - 周二:备份自周日以来的变化(包括A1B1)-> A1, B1 - 周三:备份自周日以来的变化(包括A1, B1, C1)-> A1, B1, C1 **恢复周三数据**:只需周日的完全备份周二的累计增量备份(因为周三的备份包含了自周日以来所有变化,但注意周三的备份已经包含所有变化,所以恢复时只需要完全备份周三的累计增量备份)。 #### 2. 使用差异增量备份 - 周日:完全备份 (A, B, C) - 周一:备份自周日以来的变化 -> A1 - 周二:备份自周一以来的变化 -> B1 - 周三:备份自周二以来的变化 -> C1 **恢复周三数据**:需要周日的完全备份、周一的增量备份(A1)、周二的增量备份(B1)周三的增量备份(C1)。 ### 四、优缺点分析 - **完全备份**: - 优点:恢复简单快速。 - 缺点:备份数据量大,占用存储空间多,备份时间长。 - **累计增量备份**: - 优点:恢复相对简单(只需两个备份集),备份数据量比完全备份小。 - 缺点:随着时间推移,每次备份的数据量会越来越大(因为包含自完全备份以来的所有变化)。 - **差异增量备份**: - 优点:每次备份的数据量小,备份速度快,占用存储空间少(单次备份)。 - 缺点:恢复时需要所有备份集(完全备份+所有增量备份),恢复时间长且复杂。 ### 五、选型建议 - **恢复时间要求高**:选择完全备份或累计增量备份。 - **存储空间有限**:选择差异增量备份。 - **备份频率高**:差异增量备份更合适(因为每次备份量小)。 - **长期保留**:定期做完全备份,中间用增量备份。 ### 六、与引用内容的关联 - 引用[1]描述了累计增量备份:每次备份完全备份差异。 - 引用[2]提到差异备份(即累计增量备份)在恢复时只需完全备份最后一次差异备份,但数据量会逐渐增大。 - 引用[3]区分了差异增量备份累积增量备份(在Oracle中): - 差异增量备份备份自上一次同级或更高级备份以来的变化。 - 累积增量备份备份自上一次上一级备份以来的变化。 注意:在Oracle中,备份有级别(0级为完全备份,1级为增量备份)。例如: - 差异增量备份(级别1):备份自上一次1级或0级备份以来的变化。 - 累积增量备份(级别1):备份自上一次0级备份以来的变化。 ### 七、总结图示 ```plaintext 时间轴:周日 周一 周二 周三 完全备份:A,B,C 累计增量: 周一:A1(自周日以来变化) 周二:A1,B1(自周日以来变化) 周三:A1,B1,C1(自周日以来变化) 差异增量: 周一:A1(自周日以来变化) 周二:B1(自周一以来变化) 周三:C1(自周二以来变化) ``` §§相关问题§§ 1. 如何选择适合企业环境的备份策略? 2. 增量备份在数据库备份中的具体实现方式有哪些? 3. 备份策略中如何平衡存储成本恢复时间目标(RTO)?</think>### 完全备份、累计增量备份差异增量备份原理及区别详解 --- #### **一、核心原理对比** | **备份类型** | **原理** | **备份内容** | **恢复流程** | |--------------------|--------------------------------------------------------------------------|---------------------------------------|----------------------------------| | **完全备份** | 完整复制数据集的所有数据 | 100% 数据 | 直接使用单份备份恢复 | | **累计增量备份** | 基于**最近一次完全备份**,备份所有新变化的数据 | 自完全备份后的**全部增量数据** | 完全备份 + 最新累计增量备份 | | **差异增量备份** | 基于**上一次任意备份**,仅备份上次备份后的新变化数据 | 自**上次备份后**的变化数据 | 完全备份 + 所有增量备份链 | > 💡 **关键区别**: > - 累计增量始终以完全备份为基准 > - 差异增量以最近一次备份完全/增量)为基准[^1][^3] --- #### **二、工作流程示例** 假设周日完全备份,每天数据变化: - 周一:新增文件A - 周二:修改文件B - 周三:删除文件C ##### **1. 完全备份** ```mermaid graph LR 周日[周日完全备份] --> |备份完整数据| Full[数据镜像] ``` ##### **2. 累计增量备份** ```mermaid graph LR 周日[周日完全备份] --> 周一 周一[周一累计增量] --> |备份A| A[文件A] 周日 --> 周二 周二[周二累计增量] --> |备份A+B| AB[A+B] 周日 --> 周三 周三[周三累计增量] --> |备份A+B| AB2[A+B] // 删除操作不备份新数据 ``` > **特点**:每次备份都包含自完全备份后的所有变更[^1] ##### **3. 差异增量备份** ```mermaid graph LR 周日[周日完全备份] --> 周一 周一[周一差异增量] --> |备份A| A[文件A] 周一 --> 周二 周二[周二差异增量] --> |仅备份B| B[文件B] 周二 --> 周三 周三[周三差异增量] --> |记录C删除| C[元数据变更] ``` > **特点**:每次只备份上次备份后的增量[^3] --- #### **三、核心差异分析** | **维度** | **完全备份** | **累计增量备份** | **差异增量备份** | |------------------|-------------------|-------------------------|-------------------------| | **备份空间** | 最大(每次全量) | 中等(增量累积增长) | 最小(单次增量最小) | | **备份速度** | 最慢 | 中等 | 最快 | | **恢复复杂度** | 最简单(单文件) | 中等(需2个文件) | 最复杂(需完整备份链) | | **典型应用** | 初始备份/月度备份 | 周级备份 | 日常备份 | | **数据冗余** | 高冗余 | 中等冗余 | 低冗余 | > 📊 **空间增长示例**(假设每日变化5%): > - **完全备份**:每天占用100%空间 > - **累计增量**:第7天占用 $100\% + 5\%×7 = 135\%$ > - **差异增量**:第7天占用 $100\% + 5\% = 105\%$(单次增量)[^2] --- #### **四、恢复流程对比** 1. **完全备份恢复** ```bash restore(full_backup) # 直接恢复完整数据 ``` 2. **累计增量恢复** ```bash restore(full_backup) → restore(latest_cumulative) # 两步完成 ``` 3. **差异增量恢复** ```bash restore(full_backup) → restore(inc1) → restore(inc2) → ... → restore(incN) # 链式恢复 ``` > ⚠️ **差异增量风险**:任一增量备份损坏将导致整个备份链失效[^2] --- #### **五、选型建议** | **场景** | **推荐策略** | **原因** | |---------------------------|-------------------|--------------------------------------| | 系统初始备份 | 完全备份 | 建立完整基准点 | | 频繁日常备份(如数据库) | 差异增量备份 | 备份速度快,存储压力小 | | 中长期备份(1-2周) | 累计增量备份 | 恢复时操作简单,避免链式依赖 | | 关键系统容灾 | 完全+差异增量组合 | 平衡恢复速度与存储成本 | > 💎 **最佳实践**:采用 **完全备份(周) + 差异增量(日)** 组合策略[^2] --- #### **六、技术演进与优化** 1. **合成完全备份**: 定期将**完全备份+增量备份**合并为新完全备份,减少恢复链长度 $$ \text{NewFull} = \text{OldFull} \cup \sum_{i=1}^{n} \text{Inc}_i $$ 2. **永久增量备份**: 始终基于初始完全备份,后续只做增量,通过元数据索引快速恢复 3. **云存储优化**: 利用对象存储的版本控制功能实现零成本增量备份(如AWS S3 Versioning) ---
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