Azure 備份的架構與元件

您可以使用 Azure 備份服務將資料備份至 Microsoft Azure 雲端平台。 本文將摘要說明 Azure 備份的架構、元件和程序。

Azure 備份有何功能？

Azure 備份會備份在內部部署機器和 Azure 虛擬機器 (VM) 執行個體上執行的資料、機器狀態和工作負載。 有許多 Azure 備份案例。

Azure 備份如何運作?

您可以使用數種方法來備份機器和資料:

• 備份內部部署機器:

  • 您可以透過使用 Azure 備份 Microsoft Azure 復原服務 (MARS) 代理程式，將內部部署 Windows 機器直接備份至 Azure。 不支援 Linux 機器。
  • 您可以將內部部署機器備份至備份伺服器，System Center Data Protection Manager (DPM) 或 Microsoft Azure 備份伺服器 (MABS)。 然後，您可以將備份伺服器備份至 Azure 中的復原服務保存庫。

• 備份 Azure VM:

  • 您可以直接備份 Azure VM。 Azure 備份會對在 VM 上執行的 Azure VM 代理程式安裝備份擴充功能。 此擴充功能會備份整個 VM。
  • 您可以透過執行 MARS 代理程式，來備份 Azure VM 上的特定檔案和資料夾。
  • 您可以將 Azure VM 備份至在 Azure 中執行的 MABS，然後您可以將 MABS 備份至復原服務保存庫。

深入了解您可以備份的項目和支援的備份案例。

資料會備份到哪裡?

Azure 備份會將備份的資料儲存在保存庫 - 復原服務保存庫和備份保存庫。 保存庫是 Azure 中的線上儲存實體，用來保存備份複本、復原點和備份原則等資料。

保存庫具有下列功能:

• 保存庫可輕鬆地組織您的備份資料，同時可減輕管理負擔。
• 您可以監視保存庫中的備份項目，包括 Azure VM 和內部部署機器。
• 您可以使用 Azure 角色型存取控制 (Azure RBAC) 來管理保存庫的存取。
• 您可以指定如何複寫保存庫中的資料以提供備援:
  • 本地備援儲存體 (LRS): 若要保護您的資料免于伺服器機架和磁碟機故障的影響，您可以使用 LRS。 LRS 會在主要區域中將資料於單一資料中心內複寫三次。 LRS 提供在指定一年內至少 99.999999999% (11 個九) 的物件持久性。 深入了解
  • 異地備援儲存體 (GRS): 若要防止全區域中斷，您可以使用 GRS。 GRS 會將您的資料複寫至次要區域。 深入了解。
  • 區域備援儲存體 (ZRS)：會在可用性區域中複寫您的資料，以保障資料落地和復原位於相同區域。 深入了解
  • 根據預設，復原服務保存庫會使用 GRS。

復原服務保存庫具有下列其他功能:

• 在每個 Azure 訂用帳戶中，您最多可以建立 500 個保存庫。

備份代理程式

Azure 備份會根據所備份的電腦類型，提供不同的備份代理程式:

專員	詳細資料
MARS 代理程式	在個別的內部部署 Windows Server 機器上執行，以備份檔案、資料夾和系統狀態。 在 Azure VM 上執行，以備份檔案、資料夾和系統狀態。 在 DPM/MABS 伺服器上執行，以將 DPM/MABS 本機儲存體磁碟備份至 Azure。
Azure VM 延伸模組	在 Azure VM 上執行，以將它們備份至保存庫。

備份類型

下表說明不同類型的備份，以及其使用時機:

備份類型	詳細資料	使用方式
完整	完整備份包含整個資料來源。 採用比差異或增量備份更多的網路頻寬。	用於初始備份。
差異	差異備份會儲存自初始完整備份後變更的區塊。 使用較少的網路和儲存體，而且不會保留未變更資料的備援複本。 效率不佳，因為會傳輸並儲存稍後的備份間未變更的資料區塊。	Azure 備份未使用。
增量	增量備份只儲存上一次備份之後有變更的資料區塊。 高儲存體和網路效率。 使用增量備份時，不需要補充完整備份。	由 DPM/MABS 用於磁碟備份，並且用於所有備份至 Azure 的作業。 不適用於 SQL Server 備份。

SQL Server 備份類型

下表說明適用於 SQL Server 資料庫的各種備份類型及使用頻率：

備份類型	詳細資料	使用方式
完整備份	完整資料庫備份會備份整個資料庫。 它包含特定資料庫中或一組檔案群組或檔案中的所有資料。 完整備份也包含足夠的記錄來復原該資料。	您一天最多只能觸發一個完整備份。 您可以選擇以每天或每週的間隔執行完整備份。
差異備份	差異備份是以之前最近一次的完整資料備份為基礎。 只會擷取自完整備份後已變更的資料。	您一天最多只能觸發一個差異備份。 您無法在同一天同時設定完整備份和差異備份。
交易記錄備份	記錄備份可讓特定時間點還原，還原到特定的一秒。	您最多可設定每 15 分鐘一次的交易記錄備份。

SAP Hana 備份類型

下表說明適用於 SAP Hana 資料庫的各種備份類型及使用頻率：

備份類型	詳細資料	使用方式
完整備份	完整資料庫備份會備份整個資料庫。 這種類型的備份可單獨用來還原至特定點。	您每天最多可以排程一次完整備份。 您可以選擇以每日或每週的排程間隔來進行完整備份。
差異備份	差異備份是以之前最近一次的完整資料備份為基礎。 只會擷取自上一次完整備份之後有所變更的資料。	您每天最多可以排程一次差異備份。 您無法在同一天同時設定完整備份和差異備份。
增量備份	增量備份以最近一次完整/差異/增量資料備份為基礎。 只會擷取自上一次資料備份之後有所變更的資料。	您每天最多可以排程一次增量備份。 您無法對同一個資料同時排程差異備份和增量備份，一次只能排程一種類型的差別備份。 您無法在同一天同時設定完整備份和差異備份。
交易記錄備份	記錄備份可讓特定時間點還原，還原到特定的一秒。	您最多可設定每 15 分鐘一次的交易記錄備份。

各種備份類型的比較

每一種備份的儲存體耗用量、復原時間目標 (RTO) 以及網路耗用量都不相同。 下圖顯示了不同備份類型的比較：

• 資料來源 A 由 A1-A10 這 10 個儲存體區塊所組成，每月備份一次。
• 區塊 A2、A3、A4 和 A9 在第一個月有所變更，而 A5 則在下個月有所變更。
• 若使用差異備份，將會在第二個月備份有所變更的區塊 A2、A3、A4 和 A9。 在第三個月會再次備份這一些相同區塊，以及有所變更的區塊 A5。 在執行下次完整備份之前，都會繼續備份有所變更的區塊。
• 若使用增量備份，將在第二個月將區塊 A2、A3、A4 和 A9 標示為已變更且已傳輸。 在第三個月，只標示區塊 A5 有所變更，而加以傳輸。

備份功能

下表摘要說明了不同備份類型所支援的功能：

功能	直接備份檔案和資料夾 (使用 MARS 代理程式)	Azure VM 備份	使用 DPM/MABS 的機器或應用程式
備份至保存庫
備份至 DPM/MABS 磁碟，再備份至 Azure
壓縮要備份的傳輸資料		傳輸資料時不使用壓縮。 儲存體會略為膨脹，但還原速度較快。
執行增量備份
備份已刪除重複資料的磁碟			僅用於內部部署的 DPM/MABS 伺服器。

備份原則基本資訊

• 每個保存庫都會建立備份原則。
• 您可以針對下列工作負載的備份作業建立備份原則：Azure VM、Azure VM 中的 SQL、Azure VM 中的 SAP Hana，以及 Azure 檔案共用。 您可以在 MARS 主控台中指定使用 MARS 代理程式備份檔案和資料夾的原則。
  • Azure 檔案共用
• 您可以將一個原則指派給多項資源。 Azure VM 備份原則可用來保護許多 Azure VM。
• 原則是由兩個元件所組成
  • 排程：製作備份的時間
  • 保留期：每個備份應保留的時間長度。
• 排程可以定義為「每日」或「每週」的特定時間點。
• 您可以定義「每日」、「每週」、「每月」、「每年」備份點的保留期。
  • 「每週」指的是在一週中的某一天進行備份
  • 「每月」指的是在一個月中的某一天進行備份
  • 「每年」指的是在一年中的某一天進行備份
• 「每月」、「每年」備份點的保留期也稱為長期保留 (LTR)
• 在建立保存庫時，也會建立 “DefaultPolicy”，並可用於備份資源。
• 對備份原則的保留範圍所做的任何變更，除了套用到新復原點以外，也會追溯套用到所有舊的復原點。

原則變更對復原點的影響

• 增加/減少保留期間：變更保留期間時，也會將新的保留期間套用至現有的復原點。 這樣會清除部分復原點。 當保留期間增加時，現有的復原點也會將增加其保留期間。
• 從每天變更為每週：當排程的備份從每天變更為每週時，會清除現有的每日復原點。
• 從每週變更為每日：現有的每週備份會依據目前的保留原則，在剩餘的天數中保留。

其他參考

• Azure VM 機器：如何建立和修改原則。
• Azure VM 機器中的 SQL Server 資料庫：如何建立和修改原則。
• Azure 檔案共用：如何建立和修改原則。
• SAP Hana：如何建立和修改原則。
• MARS：如何建立和修改原則。
• 根據工作負載的類型排程備份是否有任何限制？
• 如果我變更保留原則，現有的復原點會發生什麼事？

結構：內建 Azure VM 備份

1. 針對已選取進行備份的 Azure VM，Azure 備份會根據您指定的備份排程開始備份工作。

2. 如果您選擇應用程式或文件系統一致備份，則 VM 必須安裝備份延伸模組，以協調快照集程序。

   如果您選擇損毀一致備份，則 VM 中不需要代理程式。

3. 第一次備份時，如果 VM 正在執行，則會在 VM 上安裝備份延伸模組。

   • 如果是 Windows VM，會安裝 VMSnapshot 延伸模組。
   • 如果是 Linux VM，會安裝 VMSnapshot Linux 延伸模組。

4. 針對執行中的 Windows VM，Azure 備份會與 Windows 磁碟區陰影複製服務 (VSS) 協調，以取得 VM 的應用程式一致快照集。

   • 根據預設，備份服務會建立完整的 VSS 備份。
   • 如果備份服務無法建立應用程式一致快照集，則會建立基礎儲存體的檔案一致性快照 (因為 VM 停止時，不會有任何應用程式寫入作業)。

5. 針對 Linux VM，備份服務會建立檔案一致性備份。 若要建立應用程式一致快照集，必須手動自訂前/後指令碼。

6. 針對 Windows VM，已安裝 Microsoft Visual C++ 2013 可轉散發套件 (x64) 12.0.40660 版、啟動磁碟區陰影複製服務 (VSS) 會變更為自動，並且會新增 Windows 服務 IaaSVmProvider。

7. 備份服務建立快照集之後，會將資料傳輸至保存庫。

   • 備份是透過以平行方式備份每個 VM 磁碟來最佳化。
   • 針對每個要備份的磁碟，Azure 備份會讀取磁碟上的區塊，並只識別並傳輸自上次備份之後變更的資料區塊 (差異)。
   • 快照集資料可能不會立即複製到保存庫。 在尖峰時間可能需要數小時的時間。 針對每日備份原則，VM 的總備份時間會小於 24 小時。

結構：內部部署 Windows Server 機器或 Azure VM 檔案或資料夾的直接備份

1. 為了設定案例，請在您的機器下載並安裝 MARS 代理程式。 接著，選取所要備份的內容、執行備份的時間，以及要保留於 Azure 中的時間長度。
2. 初始備份會依據您的備份設定來執行。
3. MARS 代理程式會使用 VSS 對已選取要進行備份的磁碟區進行時間點快照集。
   • MARS 代理程式只會使用 Windows 系統寫入作業來擷取快照集。
   • 由於這個代理程式並不會使用任何應用程式 VSS 寫入器，因此不會擷取應用程式一致快照集。
4. 使用 VSS 取得快照集後，MARS 代理程式會在您設定備份時所指定的快取資料夾中建立虛擬硬碟 (VHD)。 該代理程式也會儲存每個資料區塊的總和檢查碼。 這些資料日後會用來偵測變更區塊，以進行後續的增量備份。
5. 除非您執行隨選備份，否則增量備份會依據指定的排程執行。
6. 執行增量備份時，會識別已變更的檔案，並建立新的 VHD。 VHD 會先經過壓縮和加密，才會傳送至保存庫。
7. 增量備份完成後，新的 VHD 會與初始複寫後所建立的 VHD 合併在一起。 這個合併的 VHD 會提供要用來與執行中的備份進行比較的最新狀態。

結構：備份至 DPM/MABS

1. 請在所要保護的機器上安裝 DPM 或 MABS 保護代理程式。 接著將機器新增至 DPM 保護群組。
   • 若要保護內部部署機器，DPM 或 MABS 伺服器必須位於內部部署環境。
   • 若要保護 Azure VM，MABS 伺服器必須位於 Azure 中，以 Azure VM 的形式執行。
   • 您可以使用 DPM/MABS 保護備份磁碟區、共用、檔案及資料夾。 您也可以保護機器的系統狀態 (裸機)，也能以應用程式感知備份設定保護特定應用程式。
2. 當您在 DPM/MABS 中設定對電腦或應用程式的保護時，您選擇要備份至短期儲存的 MABS/DPM 本機磁碟，並備份至 Azure 以進行線上保護。 此外，您也指定了何時應執行備份至本機 DPM/MABS 儲存體的作業，以及何時應執行 Azure 的線上備份。
3. 受保護的工作負載磁碟會根據您指定的排程備份至本機 MABS/DPM 磁碟。
4. DPM/MABS 磁碟將由在 DPM/MABS 伺服器上執行的 MARS 代理程式備份至保存庫。

Azure VM 儲存體

Azure VM 會使用磁碟來儲存其作業系統、應用程式和資料。 每部 Azure VM 至少會有兩個磁碟：一個用於作業系統，另一個為暫存磁碟。 Azure VM 還可以有用於應用程式資料的資料磁碟。 磁碟會儲存為 VHD。

• 在 Azure 的標準或進階儲存體帳戶中，VHD 會儲存為分頁 Blob：
  • 標準儲存體：為執行的工作負載不受延遲影響的 VM 提供可靠、低成本的磁碟支援。 標準儲存體可以使用標準固態硬碟 (SSD) 磁碟，或標準硬碟 (HDD) 磁碟。
  • 進階儲存體：高效能磁碟支援。 使用進階 SSD 磁碟。
• 磁碟有不同的效能層級：
  • 標準 HDD 磁碟：採用 HDD，並用於符合成本效益的儲存體。
  • 標準 SSD 磁碟：結合進階 SSD 磁碟與標準 HDD 磁碟的元素。 提供比 HDD 更為一致的效能和可靠性，但仍具成本效益。
  • 進階 SSD 磁碟：採用 SSD 磁碟，為執行 I/O 密集工作負載的 VM 提供高效能、低延遲。
• 磁碟可以是受控或非受控的：
  • 非受控磁碟：虛擬機器所使用的傳統型磁碟。 對於這些磁碟，您可以建立自己的儲存體帳戶，並在建立磁碟時指定該帳戶。 接著，您必須找出充分運用 VM 儲存體資源的方法。
  • 受控磁碟：Azure 會為您建立及管理儲存體帳戶。 您只需指定磁碟的大小和效能層級，Azure 就會幫您建立和管理磁碟。 當您新增磁碟和調整 VM 時，Azure 會處理儲存體帳戶。

如需磁碟儲存體和 VM 可用磁碟類型的詳細資訊，請參閱下列文章：

• 適用於 Linux VM 的 Azure 受控磁碟
• VM 可用的磁碟類型

使用進階儲存體來備份和還原 Azure VM

您可以透過 Azure 備份，使用進階儲存體來備份 Azure VM：

• 使用進階儲存體備份 VM 時，備份服務會在儲存體帳戶中建立名為 AzureBackup- 的暫存位置。 暫存位置的大小等於復原點快照集的大小。
• 確定進階儲存體帳戶有足夠的可用空間可容納暫存位置。 如需詳細資訊，請參閱 進階分頁 Blob 儲存體帳戶的可擴縮性目標。 請勿修改暫存位置。
• 備份作業完成後，就會刪除暫存位置。
• 用於暫存位置的儲存體，價格會與進階儲存體價格一致。

使用進階儲存體還原 Azure VM 時，您可以選擇將其還原至進階或標準儲存體。 通常會選擇還原至進階儲存體。 但是，如果您只需要 VM 中的部分檔案，將其還原至標準儲存體可能會比較符合成本效益。

備份及還原受控磁碟

您可以備份具有受控磁碟的 Azure VM：

• 備份使用受控磁碟的 VM 時，所使用相同的方式與備份任何其他 Azure VM 時相同。 您可以直接從虛擬機器設定備份 VM，或是為復原服務保存庫中的 VM 啟用備份。
• 您可以透過以受控磁碟為基礎的 RestorePoint 集合來備份受控磁碟上的 VM。
• Azure 備份也支援備份使用 Azure 磁碟加密進行加密的受控磁碟 VM。

在還原具有受控磁碟的 VM 時，您可以還原至具有受控磁碟的完整 VM，或是還原至儲存體帳戶：

• 在還原期間，Azure 會管理受控磁碟。 如果有使用 [儲存體帳戶] 選項，則會管理在還原期間建立的儲存體帳戶。
• 若您要還原加密的受控 VM，請先確定金鑰保存庫中已有 VM 金鑰和祕密，再開始還原。

使用 Azure 備份的資料隔離

使用 Azure 備份時，保存的備份資料會儲存在受 Microsoft 管理的 Azure 訂用帳戶和租用戶中。 外部使用者或來賓無法直接存取此備份儲存體或其內容，以確保備份資料與資料來源所在的生產環境隔離。

在 Azure 中，傳輸中的所有通訊和資料都會使用 HTTPS 和 TLS 1.2+ 通訊協定安全地進行傳輸。 此資料會保留在 Azure 骨幹網路上，以確保可靠且有效率的資料傳輸。 待用備份資料預設會使用 Microsoft 管理的金鑰來進行加密。 如果您需要更充分地控制資料，也可以攜帶自己的金鑰進行加密。 若要增強保護，您可以使用不變性，這可防止資料在其保留期間之前遭到變更或刪除。 Azure 備份提供各種選項，例如虛刪除、停止備份和刪除資料，或是保留資料 (如果您需要隨時停止備份)。 若要保護重要作業，您可以使用名為 Azure Resource Guard 的 Azure 資源，新增添加額外保護層的多使用者授權 (MUA)。

這種健全的方法可確保即使是在遭到入侵的環境中，未經授權的使用者也無法竄改或刪除現有的備份。

下一步

• 檢閱支援矩陣，以了解備份案例的支援功能和限制。
• 設定其中一個案例的備份：
  • 備份 Azure VM。
  • 直接備份 Windows 機器，而不使用備份伺服器。
  • 設定 MABS 以備份至 Azure，然後將工作負載備份至 MABS。
  • 設定 DPM 以備份至 Azure，然後將工作負載備份至 DPM。