Incremental Backup là gì? Cách sao lưu dữ liệu hiệu quả và tiết kiệm dung lượng

Khi dữ liệu liên tục phát sinh và thay đổi, việc sao lưu toàn bộ hệ thống mỗi lần không chỉ tốn thêm dung lượng mà còn kéo dài thời gian xử lý và tạo áp lực lên hạ tầng. Đây là lúc Incremental Backup trở thành một cách tiếp cận đáng cân nhắc, khi hệ thống chỉ sao lưu những dữ liệu mới hoặc thay đổi so với lần backup gần nhất. Vậy Incremental Backup là gì, hoạt động ra sao và cần triển khai thế nào để vừa tiết kiệm tài nguyên vừa đảm bảo khả năng khôi phục dữ liệu? Cùng Viettel IDC tìm hiểu trong bài viết này nhé. 

Incremental Backup là gì?

Incremental Backup là phương pháp sao lưu chỉ lưu lại dữ liệu được tạo mới hoặc thay đổi kể từ lần sao lưu thành công gần nhất. Lần sao lưu gần nhất có thể là Full Backup hoặc một Incremental Backup khác, tùy cơ chế của hệ thống backup được sử dụng. Đây là điểm khác biệt quan trọng nhất của Incremental Backup so với Full Backup, bởi mỗi lần Full Backup đều phải sao chép toàn bộ tập dữ liệu được bảo vệ.

Để dễ hình dung, giả sử một doanh nghiệp có 10 TB dữ liệu cần bảo vệ. Vào ngày đầu tiên, hệ thống thực hiện Full Backup và tạo một bản sao chứa toàn bộ 10 TB dữ liệu. Sang ngày tiếp theo, chỉ có khoảng 200 GB dữ liệu mới hoặc thay đổi. Nếu tiếp tục sử dụng Full Backup, hệ thống phải đọc và sao lưu lại toàn bộ dữ liệu theo chính sách được thiết lập. Ngược lại, với Incremental Backup, lần sao lưu tiếp theo chỉ cần ghi nhận phần dữ liệu thay đổi theo cơ chế của hệ thống. Điều này giúp giảm lượng dữ liệu phải truyền và ghi vào hệ thống lưu trữ backup.

Cơ chế sao lưu dữ liệu của Incremental Backup

Cơ chế sao lưu dữ liệu của Incremental Backup có thể hiểu đơn giản qua một chuỗi backup theo thời gian. Giả sử doanh nghiệp có lịch backup mỗi ngày:

- Thứ Hai: Full Backup.

- Thứ Ba: Incremental Backup ghi nhận dữ liệu thay đổi từ Thứ Hai.

- Thứ Tư: Incremental Backup ghi nhận dữ liệu thay đổi từ Thứ Ba.

- Thứ Năm: Incremental Backup ghi nhận dữ liệu thay đổi từ Thứ Tư.

- Thứ Sáu: Incremental Backup ghi nhận dữ liệu thay đổi từ Thứ Năm.

Như vậy, mỗi Incremental chỉ chứa phần thay đổi kể từ restore point liền trước thay vì tích lũy toàn bộ thay đổi kể từ Full Backup.

Các mô hình Incremental Backup phổ biến

Incremental Backup có thể được triển khai theo nhiều mô hình khác nhau, các mô hình phổ biến bao gồm: 

- Forward Incremental: Sau Full Backup ban đầu, hệ thống tiếp tục tạo các Incremental Backup theo lịch. Sau một khoảng thời gian nhất định, một Full Backup mới có thể được tạo để bắt đầu một chuỗi mới. Cách tổ chức này giúp chain không kéo dài liên tục và cho phép doanh nghiệp chủ động kiểm soát chu kỳ backup.

- Forever Forward Incremental: Sau Full Backup ban đầu, hệ thống tiếp tục tạo Incremental mà không cần tạo Full Backup định kỳ theo cách truyền thống. Khi các restore point cũ vượt quá chính sách retention, phần mềm có thể thực hiện quá trình merge dữ liệu để duy trì chuỗi backup theo chính sách đã đặt. 

- Synthetic Full Backup: Thay vì đọc lại toàn bộ dữ liệu từ hệ thống nguồn để tạo một Full Backup mới, phần mềm có thể tổng hợp dữ liệu Full và Incremental đã tồn tại trong backup repository để tạo ra một bản Full mới. Nhờ vậy, hệ thống nguồn không nhất thiết phải chịu tải tương đương một Active Full Backup trong mỗi chu kỳ.

- Reverse Incremental Backup: Trong đó Full Backup được duy trì ở trạng thái mới nhất, còn dữ liệu cần thiết để quay về các trạng thái trước đó được lưu dưới dạng reverse incremental. Đây là một cơ chế từng được sử dụng trong một số giải pháp backup. 

Nhìn chung, không có mô hình Incremental nào phù hợp với mọi hệ thống. Việc lựa chọn phụ thuộc vào dung lượng dữ liệu, tốc độ thay đổi, khả năng của backup repository, yêu cầu RPO/RTO và cách doanh nghiệp muốn quản lý restore point.

Incremental Backup khác Full Backup và Differential Backup thế nào?

Incremental Backup, Full Backup và Differential Backup đều có chung mục tiêu là bảo vệ dữ liệu nhưng khác nhau ở lượng dữ liệu được sao lưu trong mỗi lần và cách khôi phục. Cụ thể: 

Khi nào nên sử dụng Incremental Backup?

Incremental Backup phù hợp với các trường hợp sau:

- Dữ liệu tăng nhanh: Incremental cho phép hệ thống chỉ xử lý phần thay đổi sau mỗi chu kỳ, nhờ đó giảm lượng dữ liệu cần truyền và lưu trữ.

- Backup thường xuyên: Incremental Backup cho phép tạo restore point thường xuyên hơn mà không phải sao chép toàn bộ dữ liệu trong mỗi lần.

- Băng thông giữa hệ thống nguồn và backup repository có giới hạn: Incremental giúp giảm lượng dữ liệu cần truyền sau Full Backup ban đầu. Đây là lợi thế đáng kể với hệ thống có đường truyền giới hạn hoặc chi phí truyền dữ liệu cao.

- Hệ thống production không thể chịu tải Full Backup thường xuyên: Incremental thường tạo tải thấp hơn vì chỉ xử lý phần thay đổi. 

- Cần cân bằng giữa chi phí và khả năng phục hồi: Incremental thường là một lựa chọn hợp lý nếu doanh nghiệp muốn có nhiều restore point nhưng không muốn dành quá nhiều dung lượng cho các bản Full Backup.

Cách triển khai Incremental Backup hiệu quả

Một hệ thống Incremental Backup tốt không chỉ nằm ở việc bật chế độ Incremental. Doanh nghiệp cần xây dựng cả chiến lược về lịch backup, retention, backup repository và kiểm tra khả năng khôi phục.

Xác định RPO và RTO trước khi thiết lập lịch backup

RPO xác định doanh nghiệp chấp nhận mất tối đa bao nhiêu dữ liệu khi xảy ra sự cố. Trong khi đó, RTO lại xác định doanh nghiệp cần đưa hệ thống trở lại hoạt động trong bao lâu. Hai mục tiêu này quyết định tần suất backup, loại backup, số lượng restore point và kiến trúc lưu trữ cần thiết.

Chọn chu kỳ Full và Incremental phù hợp

Chu kỳ Full không nên lựa chọn theo một con số cố định cho mọi hệ thống. Nếu dữ liệu thay đổi rất nhiều, chain có thể phát triển nhanh. Ngược lại, nếu dữ liệu ít thay đổi và repository có khả năng quản lý chain tốt, doanh nghiệp có thể kéo dài khoảng thời gian giữa các Full Backup.

Thiết kế retention policy rõ ràng

Retention xác định doanh nghiệp cần giữ lại bao nhiêu restore point hoặc dữ liệu backup trong bao lâu. Retention không chỉ là vấn đề dung lượng. Nếu thiết lập sai, hệ thống có thể xóa một restore point vẫn cần thiết hoặc giữ quá nhiều dữ liệu khiến chi phí lưu trữ tăng cao.

Theo dõi backup chain

Với Incremental Backup, backup chain cần được giám sát liên tục. Hệ thống nên phát hiện các tình huống như backup job thất bại, thiếu restore point, repository gần đầy, lỗi checksum, lỗi storage hoặc chain không còn nhất quán. Một backup job hiển thị trạng thái “Success” vẫn chưa đủ để chứng minh dữ liệu có thể phục hồi hoàn chỉnh. Khả năng restore mới là tiêu chí cuối cùng đánh giá chất lượng của chiến lược backup.

Thực hiện kiểm tra restore định kỳ

Doanh nghiệp có thể sở hữu hàng TB backup nhưng vẫn gặp rủi ro nếu chưa từng kiểm tra quá trình khôi phục. Do đó, doanh nghiệp nên thực hiện các bài kiểm tra restore theo định kỳ. Đối với hệ thống quan trọng, nên kiểm tra cả tình huống mất hoàn toàn máy chủ hoặc hệ thống lưu trữ chính thay vì chỉ thử khôi phục một file đơn lẻ.

Không lưu toàn bộ backup trên cùng một hệ thống

Nếu dữ liệu production và backup đều nằm trên cùng một hệ thống lưu trữ, một sự cố nghiêm trọng có thể ảnh hưởng đến cả hai. Doanh nghiệp nên cân nhắc mô hình lưu trữ backup tách biệt khỏi hệ thống production và áp dụng nguyên tắc 3-2-1 phù hợp: 3 bản sao dữ liệu, 2 loại phương tiện lưu trữ và 1 bản sao ở vị trí khác.

Bảo vệ backup khỏi ransomware

Backup không nên được xem là vùng dữ liệu an toàn tuyệt đối. Nếu tài khoản quản trị backup bị xâm nhập, kẻ tấn công có thể tìm cách xóa hoặc mã hóa cả backup. Do đó, hệ thống backup quan trọng nên có các cơ chế như: Immutable Storage, Access Control, MFA, Network Segmentation và quyền quản trị tối thiểu.

Tối ưu bằng Compression và Deduplication

Compression giúp giảm dung lượng dữ liệu backup bằng cách mã hóa dữ liệu theo dạng tiết kiệm không gian hơn, trong khi Deduplication loại bỏ những khối dữ liệu trùng lặp theo cơ chế của giải pháp. Hai công nghệ này có thể giúp giảm đáng kể nhu cầu storage, nhưng hiệu quả phụ thuộc vào loại dữ liệu.

Kết luận

Incremental Backup giúp doanh nghiệp sao lưu dữ liệu thường xuyên hơn mà không phải liên tục sao chép toàn bộ dữ liệu, từ đó tiết kiệm thời gian, dung lượng và tài nguyên hệ thống. Với hệ thống dữ liệu lớn, doanh nghiệp nên kết hợp Incremental Backup với Full Backup định kỳ, lưu trữ tách biệt và kiểm tra khôi phục thường xuyên. Một chiến lược được thiết kế đúng sẽ giúp backup thực sự trở thành lớp bảo vệ dữ liệu đáng tin cậy khi sự cố xảy ra.