Как технология дедупликации Windows Server повышает эффективность хранения?

По мере роста объёмов корпоративных данных проблема дублирования на накопителях становится всё более серьёзной. Windows Server, как широко используемая в корпоративных средах операционная система, предлагает ряд инструментов управления хранилищем, одним из которых является технология дедупликации. В этой статье подробно рассмотрены принципы работы дедупликации в Windows Server, её эффективность и способы внедрения. Цель — помочь читателям глубже понять и эффективно применить эту технологию для повышения плотности хранения и снижения затрат.

Принципы и эффекты технологии дедупликации данных  

Дедупликация данных не является уникальной для Windows Server, а представляет собой широко применяемую технологию в области хранения данных. Еще в конце 1980-х — начале 1990-х годов индустрия хранения данных начала изучать способы устранения дублирующихся данных для повышения эффективности хранения, особенно в корпоративных средах. По мере роста объемов данных предприятий устройства хранения сталкивались с проблемами потери места, особенно для резервных копий, файлов образов виртуальных машин и большого количества дублирующегося контента в системах контроля версий.

Основная цель дедупликации — обнаружить и удалить дубликаты внутри хранилища, освободив тем самым ценные ресурсы дискового пространства. В Windows Server для этого применяются два основных метода:  

1. Сравнение по хеш‑суммам  

Сравнение хешей — это быстрый метод определения, являются ли файлы дубликатами. Он выполняет вычисление хеша для содержимого файла, создавая уникальный идентификатор, называемый значением хеша. Если у двух файлов одно и то же значение хеша, это означает, что их содержимое одинаково, и один из файлов можно безопасно удалить. Преимущество сравнения хешей заключается в скорости, так как требуется вычислить значение хеша только один раз, вместо того чтобы сравнивать весь контент файла.

2. Сравнение байтов

Сравнение байтов напрямую сравнивает потоки байтов двух файлов. Если потоки байтов полностью совпадают, содержимое файлов дублируется и их можно удалить. Хотя сравнение байтов точное, оно занимает больше времени, чем сравнение хешей, особенно при работе с большими файлами.

Используя эти два принципа, технология дедупликации Windows Servers может значительно повысить эффективность использования пространства накопительных устройств. Удаление дублирующихся данных не только снижает затраты на хранение, но и ускоряет процесс резервного копирования и восстановления, так как при этих операциях обрабатывается меньший объем данных.

Функция дедупликации в Windows Server  

Функцию дедупликации данных в Windows Server можно отнести к ранним требованиям и разработкам технологий хранения данных. Эта технология была впервые представлена в составе Windows Server 2012 как встроенная возможность управления дисковыми ресурсами. С тех пор Microsoft постоянно дорабатывает алгоритмы сегментации блоков данных, механизмы хранения ссылок и службы управления дедупликацией, повышая скорость и надёжность системы. Эта функция в первую очередь используется для сокращения использования пространства для хранения данных, особенно при работе с большими объемами схожих данных, в частности на файловых серверах, в системах резервного копирования и средах виртуальных машин. В основе принципов лежат различные алгоритмы и технологии, которые в основном делятся на такие ключевые компоненты, как сегментация блоков данных, сравнение по хеш‑суммам, таблицы ссылок на хранилища и механизмы управления дедупликацией. Благодаря постоянной оптимизации алгоритмов дедупликации и производительности Microsoft превратила ее в мощный инструмент оптимизации хранения данных, обеспечивающий более эффективное и экономичное решение для хранения больших объемов данных.

Сценарии использования функции дедупликации Windows Server

Функция дедупликации данных в Windows Server предоставляет значительные преимущества, особенно в средах файловых серверов и резервного хранения. Например:

Серверы файлов: Используя дедупликацию, Windows Server может сократить потребление места на диске. Например, общие документы, шаблоны или несколько версий файлов могут храниться в виде единственной копии, а остальные версии будут ссылаться на исходные блоки данных для экономии места на диске.

Резервные среды: Дедупликация может значительно сократить требования к пространству хранения резервных копий, особенно между инкрементными резервными копиями. Она может хранить только дублирующиеся части данных резервного копирования один раз, что значительно снижает использование хранилища и повышает эффективность резервного копирования.

Виртуальные среды: За счёт дедупликации файлов VHD/VHDX можно сократить требования к хранилищу для образов виртуальных машин, особенно когда несколько виртуальных машин используют одну и ту же операционную систему, что позволяет множеству ВМ использовать общее базовое изображение вместо хранения полной копии ОС для каждой виртуальной машины.

Microsoft Exchange Server: В корпоративных почтовых системах зачастую миллионы пользователей обмениваются схожими вложениями и письмами. Дедупликация уменьшает требования к хранилищу для почтовых ящиков и архивов, оптимизируя долгосрочное хранение электронной корреспонденции.

Методы реализации дедупликации Windows Server

Настройка GUI для дедупликации  

1. В Server Manager добавьте роль Deduplication.  

2. Перейдите к Server Manager > File and Storage Services > Volumes.

3. Щелкните правой кнопкой мыши том, чтобы выполнить дедупликацию, и нажмите Deduplicate.  

4. Выберите режим данных для дедупликации: По умолчанию для обычных файловых серверов, Hyper-V для серверов виртуальной инфраструктуры рабочих столов (VDI), Резервное копирование для виртуальных серверов резервного копирования.  

5. Настройте расписание дедупликации, включите оптимизацию пропускной способности и выберите дни, время начала и продолжительность. (Будут применены значения по умолчанию, обычно работающие в выходные дни или в периоды простоя).  

Удалять дубликаты файлов, старше указанного количества дней (по умолчанию 3 дня), что можно изменить на 0 дней для удаления дублей всех файлов.  

Примечание: Файлы, которые не изменялись более 3 дней, будут дедуплицированы.  

6. После завершения настройки вы можете просмотреть экономию места на диске в разделе «Server Manager > File and Storage Services > Volumes» (рекомендуется проверять через неделю для файлов с большим объемом данных).  

Команда PowerShell для включения дедупликации  

Enable-DedupVolume -Volume <Volume-Path> -UsageType <Selected-Usage-Type>

Где «<Volume-Path>» — это объем (то есть, буква диска) для включения, а «<UsageType>» может быть одним из трех вариантов: Default для файловых серверов, Hyper-V для серверов виртуальной инфраструктуры рабочих столов (VDI), и Backup для виртуализированных серверов резервного копирования.

Команда PowerShell для выполнения дедупликации с использованием максимальных ресурсов:

Start-DedupJob -Type Optimization -Volume <Your-Volume-Here> -Memory 100 -Cores 100 -Priority High

Удаление и откат дедупликации

Deduplication can reduce disk usage, but if not used properly, it may increase IO. Additionally, this feature divides the disk into chunks, which can make defragmentation difficult when disk usage is high. Therefore, it may sometimes be necessary to disable deduplication and undo the optimization. This can be done using the following steps:

1. Запустите PowerShell в режиме администратора.

2. Выполните команду для проверки статуса дедупликации:

Get-DedupStatus -Volume D:

3. Отключите дедупликацию:

Disable-DedupVolume -Volume D:

4. При необходимости откатите оптимизацию дедупликации:

Start-DedupJob -Volume D: -Type Unoptimization

5. Проверьте статус выполнения задачи:

Get-DedupJob

6. Перезагрузите компьютер, чтобы завершить процесс.

Примечание: Этот процесс может занять много времени, поэтому используйте его с осторожностью!

Комплексное решение защиты Windows Server

Vinchin Backup & Recovery предоставляет всестороннюю поддержку различных версий Windows Server, включая 2003/2003 R2, 2008/2008 R2, 2012/2012 R2 и 2016, 2019, 2022. С функциями, такими как групповое планирование и автоматические полные, приращиваемые и дифференциальные резервные копии, он упрощает защиту важных рабочих нагрузок Windows. Объемный уровень Vinchin Непрерывная защита данных (CDP) обеспечивает репликацию в реальном времени, практически нулевые RPO и RTO, а также автоматическое переключение, предоставляя надежные возможности восстановления после катастроф. Кроме того, Vinchin поддерживает резервное копирование без агентов для Hyper-V на серверах Windows, что позволяет легко интегрировать виртуальные машины в систему резервного копирования без необходимости установки агентов в каждой гостевой ОС.

Vinchin также повышает безопасность с помощью защиты от вымогательского ПО и обеспечивает мгновенное восстановление как физических серверов, так и виртуальных машин, минимизируя простои за счет непосредственного монтирования резервных данных для быстрого восстановления. Эти функции делают его надежным решением для защиты рабочих нагрузок предприятия на Windows Server.

Для резервного копирования сервера с помощью Vinchin выполните следующие шаги:

1. Выберите сервер на хосте

2. Затем выберите место назначения резервной копии

3.Настройте стратегии резервного копирования

4.Наконец, отправьте работу

Попробуйте бесплатную пробную версию на 60 дней с полным набором функций Vinchin Backup & Recovery прямо сейчас. Или вы можете связаться с Vinchin напрямую для получения дополнительной информации.

FAQs о дедупликации резервных копий Windows Server

1. Сколько места можно сэкономить с помощью дедупликации?

Объём сэкономленного пространства во многом зависит от характера и уровня повторяемости данных. В типичных сценариях дедупликация позволяет сократить требования к хранилищу примерно на 30 – 80 %. Для сильно избыточных наборов данных (например, резервных копий, где много одинаковых блоков) экономия может быть ближе к верхней границе, тогда как для уникальных данных — ближе к 30 % или даже ниже.

2. Можно ли применять дедупликацию в виртуализированных средах на Hyper‑V или VMware?

Да. Дедупликация отлично подходит для экономии пространства при работе с виртуальными машинами:

• Вы можете размещать файлы виртуальных дисков (VHD/VHDX, VMDK) на томах с включённой дедупликацией Windows Server.

• При использовании решений для резервного копирования, таких как Vinchin Backup & Recovery, встроенная функция дедупликации дополнительно анализирует и сжимает повторяющиеся блоки в бэкапах виртуальных машин, что позволяет существенно снизить потребление дискового пространства для хранения резервных копий.

Заключение

Технология дедупликации Windows Server предлагает мощное решение для оптимизации эффективности хранения в корпоративных средах. Благодаря удалению избыточных данных с помощью методов сравнения хешей и байтов, она снижает стоимость хранения, повышает производительность резервного копирования и улучшает общую эффективность системы. С её бесшовной интеграцией в файловые серверы, среды резервного копирования и виртуализированные инфраструктуры, внедрение дедупликации может значительно оптимизировать управление данными, предоставляя экономически эффективный способ удовлетворения возрастающих потребностей современного корпоративного хранения.