Wat is gegevensontdubbeling?

Gegevensontdubbeling is een techniek voor gegevenscompressie die wordt gebruikt om gegevens te elimineren overtollig kopieën van gegevens, waardoor de opslagvereisten worden verminderd en de efficiëntie wordt verbeterd. Door dubbele datablokken te identificeren en te verwijderen, zorgt deduplicatie ervoor dat er slechts één uniek exemplaar van gegevens wordt opgeslagen.

Gegevensontdubbeling is een geavanceerde techniek voor gegevenscompressie die een cruciale rol speelt bij het optimaliseren van opslagsystemen door het elimineren van overtollige kopieën van gegevens. In de kern werkt deduplicatie door dubbele datablokken te identificeren en te verwijderen, zodat slechts één uniek exemplaar van elk stukje data behouden blijft. Dit proces kan op verschillende gedetailleerde niveaus worden geïmplementeerd, zoals op het bestand, het blok of het byte niveau, afhankelijk van de specifieke eisen van het opslagsysteem.

Wanneer een dataset wordt onderzocht, verdeelt het deduplicatiesysteem in de praktijk de data in segmenten of brokken, die elk een unieke identificatiecode krijgen, doorgaans een cryptografische code. hachee. Deze identificatiegegevens worden vervolgens vergeleken om duplicaten te detecteren. Als de identificatie van een segment overeenkomt met een bestaande, verwijst het systeem naar het bestaande segment in plaats van het duplicaat op te slaan. Deze methode vermindert de benodigde hoeveelheid opslagruimte aanzienlijk, omdat alleen unieke gegevenssegmenten worden opgeslagen, terwijl overtollige gegevens worden vervangen door verwijzingen naar de originele gegevens.

Hoe werkt deduplicatie?

Gegevensontdubbeling werkt door het identificeren en elimineren van overtollige gegevens in een opslagsysteem, waardoor wordt gegarandeerd dat alleen unieke gegevensexemplaren worden opgeslagen. Hier volgt een gedetailleerde uitleg van hoe het proces doorgaans werkt:

Gegevens chunking. De eerste stap bij het ontdubbelen van gegevens bestaat uit het opsplitsen van de gegevens in kleinere, beheersbare stukken, die chunks worden genoemd. Deze chunks kunnen in grootte variëren, en de methode die wordt gebruikt om de chunkgrenzen te bepalen kan vast of variabel zijn. Chunking met een vaste grootte is eenvoudiger, maar kan minder efficiënt zijn, terwijl chunking met een variabele grootte de chunkgrenzen aanpast op basis van de gegevensinhoud, wat vaak resulteert in betere deduplicatieverhoudingen.
Hashing. Elk stuk gegevens wordt verwerkt via een cryptografische hashfunctie, zoals MD5 of SHA-256, om een unieke identificatie te genereren die bekend staat als een hashwaarde of vingerafdruk. Deze hashwaarde dient als digitale handtekening voor het deel, waardoor het systeem duplicaten snel en nauwkeurig kan identificeren.
Vergelijking. De hashwaarden van de chunks worden vergeleken met een centrale index of databank waarin de hashwaarden van eerder opgeslagen chunks worden opgeslagen. Als een hashwaarde overeenkomt met een bestaande waarde in de index, geeft dit aan dat het deel een duplicaat is.
Storage. Wanneer een dubbel deel wordt geïdentificeerd, slaat het systeem het overtollige deel niet opnieuw op. In plaats daarvan creëert het een verwijzing of verwijzing naar het originele deel dat al is opgeslagen. Als het stuk uniek is en niet in de index wordt gevonden, wordt het opgeslagen in het opslagsysteem en wordt de hashwaarde aan de index toegevoegd.
Indexeren. De index of database wordt voortdurend bijgewerkt met nieuwe hashwaarden van unieke chunks. Deze index is cruciaal voor het deduplicatieproces, omdat deze ervoor zorgt dat alle binnenkomende gegevens worden vergeleken met eerder opgeslagen gegevens om duplicaten efficiënt te identificeren.
Wederopbouw. Wanneer gegevens worden opgehaald of gereconstrueerd, gebruikt het systeem de opgeslagen unieke delen en de verwijzingen om deze weer in de oorspronkelijke vorm samen te stellen. Dit proces zorgt ervoor dat deduplicatie transparant is voor gebruikers en applicaties, die op dezelfde manier met de gegevens omgaan als met niet-gededupliceerde opslag.
Optimalisatie. Deduplicatiesystemen omvatten vaak aanvullende optimalisaties, zoals datacompressie en caching. Compressie verkleint de opslagvoetafdruk verder door gegevens te coderen in een ruimtebesparend formaat. Caching verbetert de prestaties door veelgebruikte gegevens op te slaan in snellere opslaglagen.
Afvalinzameling. Na verloop van tijd kunnen gegevens die niet langer nodig zijn of zijn bijgewerkt, verweesde delen en verwijzingen achterlaten. Deduplicatiesystemen voeren periodiek garbagecollection uit om deze ongebruikte chunks te identificeren en te verwijderen, waardoor een optimaal opslaggebruik wordt gegarandeerd.

Gebruiksscenario's voor gegevensontdubbeling

Gegevensdeduplicatie is een veelzijdige technologie die toepassing vindt in verschillende scenario's in verschillende industrieën. Hier volgen enkele belangrijke gebruiksscenario's en uitleg over hoe deduplicatie wordt gebruikt:

Backup en herstel. in backup systemen worden in de loop van de tijd vaak meerdere kopieën van dezelfde gegevens opgeslagen, wat resulteert in aanzienlijke redundantie. Deduplicatie vermindert de benodigde hoeveelheid opslagruimte door ervoor te zorgen dat alleen unieke datablokken worden opgeslagen. Dit leidt sneller tot lagere opslagkosten backup en snellere herstelprocessen, omdat er minder gegevens hoeven te worden beheerd en hersteld.
Primaire opslagoptimalisatie. Deduplicatie kan worden toegepast op primaire opslagomgevingen om de opslagvoetafdruk van actieve gegevens te minimaliseren. Deze optimalisatie resulteert in lagere opslagkosten en verbeterde opslagefficiëntie, waardoor organisaties meer gegevens in dezelfde fysieke ruimte kunnen opslaan.
ramp herstel. Deduplicatie helpt bij het stroomlijnen van noodherstelprocessen door de hoeveelheid gegevens te verminderen die moet worden overgedragen en opgeslagen op een secundaire locatie. Het verbetert de gegevensoverdrachtsnelheden, vermindert bandbreedte en zorgt ervoor dat terugwinningsoperaties efficiënter en kosteneffectiever zijn.
Virtuele desktopinfrastructuur (VDI). In VDI-omgevingen hebben meerdere virtuele desktops vaak identieke besturingssystemen, applicaties en datasets. Deduplicatie verwijdert deze redundanties, wat resulteert in lagere opslagvereisten, snellere provisioning van virtuele desktops en verbeterde algehele prestaties van de VDI-omgeving.
E-mail archiveren. E-mailsystemen genereren aanzienlijke hoeveelheden dubbele gegevens als gevolg van bijlagen en herhaalde e-mailketens. Door deduplicatie is er minder opslagruimte nodig voor e-mailarchieven.
Database management. Databases bevatten vaak redundante gegevens, vooral in omgevingen met frequente gegevensupdates backupS. Deduplicatie minimaliseert deze redundantie, wat leidt tot geoptimaliseerd opslaggebruik, verbeterde databaseprestaties en lagere backup tijden.
Cloud mediaopslag. Cloud opslagproviders kunnen deduplicatie implementeren om de hoeveelheid gegevens die ze voor meerdere klanten moeten opslaan en beheren, te verminderen. Dit maakt kostenbesparingen voor de aanbieders mogelijk en verbetert de prestaties schaalbaarheid of cloud opslag diensten.
Big data en analyse. in big data omgevingen bevatten grote datasets vaak redundante informatie. Deduplicatie helpt de opslagvereisten voor deze datasets te minimaliseren. Dit maakt efficiëntere gegevensverwerking en -analyse mogelijk, waardoor de tijd en middelen die nodig zijn om inzichten uit grote hoeveelheden gegevens te verkrijgen, worden verminderd.
Bestandssynchronisatie en delen. Services waarbij bestanden worden gesynchroniseerd en gedeeld, zoals Dropbox of Google Drive, kunnen deduplicatie gebruiken om ervoor te zorgen dat alleen unieke gegevens worden opgeslagen en gesynchroniseerd tussen apparaten. Dit verlaagt de opslagkosten, versnelt synchronisatieprocessen en verbetert de gebruikerservaring door de upload- en downloadtijden te minimaliseren.
Beheer van virtuele machines. In omgevingen waar meerdere VM worden geïmplementeerd, kan er sprake zijn van aanzienlijke duplicatie van besturingssysteembestanden en binaire bestanden van toepassingen. Deduplicatie elimineert deze redundanties, wat leidt tot lagere opslagvereisten, snellere VM-implementatie en verbeterde prestaties van virtuele omgevingen.

Technieken voor gegevensontdubbeling

Bij gegevensontdubbeling worden verschillende technieken gebruikt om overtollige gegevens te identificeren en te elimineren. Deze technieken kunnen worden geclassificeerd op basis van het gegevensniveau waarop ze zich richten en de timing van het deduplicatieproces. Hier worden de belangrijkste technieken voor gegevensontdubbeling uitgelegd:

Ontdubbeling op bestandsniveau. Deze techniek identificeert en elimineert dubbele bestanden. Elk bestand wordt vergeleken met behulp van een unieke identificatie, meestal een hash-waarde, om te bepalen of er al een identiek bestand is opgeslagen. Het is relatief eenvoudig en efficiënt voor omgevingen waar vaak hele bestanden worden gedupliceerd, zoals in documentbeheersystemen.
Deduplicatie op blokniveau. Deze techniek verdeelt bestanden in kleinere blokken van vaste of variabele grootte en identificeert duplicaten op blokniveau. Elk blok wordt gehasht en duplicaten worden geïdentificeerd op basis van de hashwaarden. Het biedt een fijner niveau van granulariteit dan deduplicatie op bestandsniveau, wat resulteert in hogere deduplicatieverhoudingen en een betere opslagefficiëntie, vooral voor grote bestanden met kleine verschillen.
Deduplicatie op byteniveau. Deze techniek onderzoekt gegevens op de byte niveau, waarbij reeksen bytes binnen bestanden of blokken worden vergeleken om redundantie te identificeren en te elimineren. Het biedt het hoogste niveau van granulariteit en kan de grootste opslagbesparingen opleveren, maar het is rekenintensief en vereist mogelijk meer verwerkingskracht en tijd.
Inline-deduplicatie. Deze techniek voert deduplicatie in realtime uit, terwijl gegevens naar het opslagsysteem worden geschreven. Dubbele gegevens worden geïdentificeerd en geëlimineerd voordat deze worden opgeslagen, waardoor de directe opslagvoetafdruk wordt verkleind en het schrijven van redundante gegevens wordt vermeden.
Deduplicatie na het proces. Deze techniek voert deduplicatie uit nadat gegevens naar het opslagsysteem zijn geschreven. De gegevens worden geanalyseerd en tijdens de daaropvolgende verwerking worden overtollige kopieën geïdentificeerd en geëlimineerd. Het maakt snellere initiële schrijfbewerkingen mogelijk, omdat deduplicatie niet in realtime wordt uitgevoerd. Het kan worden gepland tijdens periodes van lage systeemactiviteit om de impact op de prestaties te minimaliseren.
Brongebaseerde deduplicatie. Deze techniek voert deduplicatie uit bij de gegevensbron, zoals op clientcomputers of backup agenten, voordat gegevens naar het opslagsysteem worden verzonden. Het vermindert de hoeveelheid gegevens die via het netwerk moet worden overgedragen, wat leidt tot een lager en sneller bandbreedtegebruik backup tijden.
Doelgerichte deduplicatie. Deze techniek voert deduplicatie uit op het opslagdoel, zoals on backup apparaten of opslagarrays, daarna gegevens zijn verzonden van de bron. Het is eenvoudiger te implementeren en te beheren omdat het deduplicatieproces wordt gecentraliseerd, maar het vermindert de netwerkbandbreedtevereisten niet.
Wereldwijde ontdubbeling. Deze techniek voert deduplicatie uit over meerdere opslagsystemen of locaties, waardoor een globale index van unieke datablokken ontstaat om duplicaten in de gehele opslaginfrastructuur te identificeren. Het maximaliseert de opslagefficiëntie door duplicaten op verschillende systemen en locaties te elimineren, waardoor grotere opslagbesparingen en verbeterde gegevensconsistentie worden gerealiseerd.
Deduplicatie aan de clientzijde. Net als bij brongebaseerde deduplicatie wordt deduplicatie aan de clientzijde geïmplementeerd op clientapparaten, waarbij gegevens worden gededupliceerd voordat deze naar het opslagsysteem worden verzonden of backup server. Het vermindert de hoeveelheid gegevens die via het netwerk wordt verzonden, wat leidt tot snellere gegevensoverdracht en minder netwerkcongestie.
Hardwareondersteunde deduplicatie. Deze techniek maakt gebruik van gespecialiseerde hardwarecomponenten, zoals deduplicatieversnellers of opslagcontrollers, om deduplicatietaken efficiënter uit te voeren. Het ontlast de deduplicatiewerklast van het hoofdbestand CPU, wat resulteert in snellere verwerkingstijden en verbeterde algehele systeemprestaties.

Voor- en nadelen van gegevensontdubbeling

Gegevensdeduplicatie is een krachtige technologie die aanzienlijke voordelen biedt op het gebied van opslagefficiëntie en kostenreductie. Het brengt echter ook zijn eigen uitdagingen en beperkingen met zich mee. Door de voor- en nadelen van gegevensdeduplicatie te begrijpen, kunnen organisaties weloverwogen beslissingen nemen over de implementatie van deze technologie in hun opslaginfrastructuur.

Deduplicatie voordelen

Gegevensdeduplicatie biedt talloze voordelen die het tot een aantrekkelijke technologie maken voor het optimaliseren van opslagsystemen en het verbeteren van het algehele gegevensbeheer. Deze voordelen dragen bij aan kostenbesparingen, verbeterde prestaties en een beter gebruik van hulpbronnen. Hieronder vindt u een gedetailleerde uitleg van de belangrijkste voordelen van gegevensdeduplicatie:

Besparing van opslagruimte. Door redundante gegevens te elimineren, vermindert deduplicatie de benodigde hoeveelheid opslagruimte aanzienlijk. Dit leidt tot lagere opslagkosten en de mogelijkheid om meer gegevens op dezelfde fysieke ruimte op te slaan.
Kost efficiëntie. Een lagere opslagbehoefte vertaalt zich in lagere kosten voor de aanschaf en het onderhoud van opslag hardware. Bovendien besparen organisaties op stroom, koeling en... data center ruimte kosten.
Verbeter uw klantbeleving backup en hersteltijden. Deduplicatie vermindert de hoeveelheid gegevens waarvan een back-up moet worden gemaakt, wat resulteert in een snellere verwerking backup processen. De hersteltijden zijn ook verbeterd omdat er minder gegevens hoeven te worden hersteld.
Verbeterd gegevensbeheer. Omdat er minder gegevens hoeven te worden beheerd, kunnen administratieve taken zoals data migratie, replicatie en archivering worden efficiënter en beheersbaarder.
Optimalisatie van de netwerkbandbreedte. Brongebaseerde deduplicatie vermindert de hoeveelheid gegevens die via het netwerk wordt verzonden, waardoor het bandbreedtegebruik wordt geoptimaliseerd en de gegevensoverdrachtprocessen worden versneld.
Schaalbaarheid. Door deduplicatie kunnen organisaties hun opslaginfrastructuur effectiever schalen door het gebruik van de beschikbare opslagcapaciteit te maximaliseren.
Voordelen voor het milieu. Verminderde vereisten voor opslaghardware en verbeterde efficiëntie leiden tot een lager energieverbruik en een kleinere ecologische voetafdruk, wat bijdraagt aan duurzamere IT-activiteiten.
Verbeterde prestaties in virtuele omgevingen. In virtuele desktopinfrastructuur en virtuele machineomgevingen verkleint deduplicatie de opslagvoetafdruk en verbetert de prestaties door redundante gegevens te minimaliseren.

Nadelen van deduplicatie

Hoewel gegevensdeduplicatie tal van voordelen biedt op het gebied van opslagefficiëntie en kostenbesparingen, brengt het ook verschillende uitdagingen en beperkingen met zich mee waarmee organisaties rekening moeten houden. Ze bevatten:

Prestatieoverhead. Ontdubbelingsprocessen, vooral die welke inline worden uitgevoerd, kunnen introducties opleveren latency en vereisen aanzienlijke computerbronnen, wat mogelijk een impact heeft op de prestaties van opslagsystemen en -applicaties.
Complexiteit en beheer. Het implementeren en beheren van een deduplicatiesysteem kan complex zijn en vereist gespecialiseerde kennis en hulpmiddelen. Dit verhoogt de administratieve lasten voor IT-personeel en maakt aanvullende training noodzakelijk.
Initiële kosten. Hoewel deduplicatie op de lange termijn tot kostenbesparingen kan leiden, kunnen de initiële investeringen in deduplicatiehardware, -software en -infrastructuur aanzienlijk zijn, wat voor sommige organisaties een barrière kan vormen.
Risico's voor gegevensintegriteit. In zeldzame gevallen kunnen deduplicatieprocessen leiden tot data corruptie of verlies, vooral als er fouten optreden in de deduplicatie-index of tijdens de gegevensreconstructiefase. Het waarborgen van de gegevensintegriteit vereist robuuste mechanismen voor foutcontrole.
Compatibiliteitsproblemen. Niet alle applicaties en opslagsystemen zijn compatibel met deduplicatietechnologieën. Het integreren van deduplicatie in de bestaande infrastructuur kan aanzienlijke aanpassingen of upgrades vereisen.
Backup en de complexiteit herstellen. Hoewel deduplicatie de opslagbehoefte vermindert, kan dit ook compliceren backup en herstelprocessen. Het herstellen van gededupliceerde gegevens kan langer duren en vereist extra stappen om gegevens opnieuw samen te stellen uit unieke delen.
Het verbruik van hulpbronnen. Deduplicatieprocessen, vooral processen die op de achtergrond of na het proces worden uitgevoerd, kunnen aanzienlijke systeembronnen verbruiken, zoals CPU, geheugen en I / O bandbreedte, wat de algehele systeemprestaties beïnvloedt.
Zorgen over schaalbaarheid. Naarmate de datavolumes groeien, kan het onderhouden en schalen van de deduplicatie-index een uitdaging worden. Grote indexen kunnen de prestaties beïnvloeden en vereisen extra opslag- en beheerbronnen.

Veelgestelde vragen over gegevensontdubbeling

Hier vindt u de antwoorden op de meest gestelde vragen over gegevensontdubbeling.

Doelontdubbeling versus bronontdubbeling

Doelontdubbeling vindt plaats op de opslagbestemming, zoals on backup apparaten of opslagarrays, waarbij gegevens worden gededupliceerd nadat ze vanaf de bron zijn verzonden. Hierdoor wordt het deduplicatieproces gecentraliseerd, waardoor het beheer en de implementatie in de hele organisatie worden vereenvoudigd, maar de netwerkbandbreedtevereisten worden hierdoor niet verminderd, aangezien alle gegevens eerst naar het doel moeten worden overgedragen.

Bronontdubbeling vindt daarentegen plaats bij de gegevensoorsprong, zoals op clientcomputers of backup agenten, voordat gegevens over het netwerk worden verzonden. Deze aanpak vermindert de hoeveelheid verzonden gegevens, verlaagt het bandbreedtegebruik en versnelt backup Dit is vooral gunstig in omgevingen met beperkte netwerkcapaciteit. Brondeduplicatie vereist echter deduplicatiemogelijkheden aan de clientzijde, waardoor mogelijk de complexiteit en verwerkingsoverhead voor de bronsystemen toeneemt.

Deduplicatie op bestandsniveau versus op blokniveau

Deduplicatie op bestandsniveau, ook wel single-instance storage genoemd, elimineert dubbele bestanden door slechts één kopie van elk bestand op te slaan en verwijzingen ernaar te maken voor volgende duplicaten. Deze methode is eenvoudig en effectief voor omgevingen met veel identieke bestanden, zoals documentbeheersystemen, maar er kunnen kleinere redundanties binnen bestanden ontbreken.

Deduplicatie op blokniveau daarentegen splitst bestanden op in kleinere blokken en dedupliceert met deze fijnere granulariteit. Door deze blokken te hashen en te vergelijken, identificeert en elimineert deduplicatie op blokniveau redundanties binnen bestanden, wat leidt tot een hogere opslagefficiëntie en betere deduplicatieverhoudingen. Het is echter complexer en rekenintensiever dan deduplicatie op bestandsniveau, waardoor meer verwerkingskracht nodig is en de systeemprestaties mogelijk negatief worden beïnvloed.

Gegevensontdubbeling versus compressie

Gegevensontdubbeling identificeert en elimineert overtollige kopieën van gegevens op bestand-, blok- of byteniveau, waarbij alleen unieke exemplaren worden opgeslagen en referenties voor duplicaten worden gebruikt, wat vooral effectief is in omgevingen met een hoge gegevensredundantie, zoals backup systemen.

Compressie verkleint de omvang van gegevens door deze efficiënter te coderen, waardoor repetitieve patronen binnen individuele bestanden of datablokken worden verwijderd. Terwijl deduplicatie hogere opslagbesparingen oplevert in scenario's met aanzienlijke redundantie, is compressie gunstig voor het verkleinen van de grootte van individuele bestanden, ongeacht de redundantie.

Door beide technieken te combineren kan de opslagefficiëntie worden gemaximaliseerd, waarbij deduplicatie het totale datavolume vermindert en compressie de omvang van unieke data verkleint.

Gegevensdeduplicatie versus thin provisioning

Gegevensontdubbeling en dunne voorzieningen zijn beide technieken voor opslagoptimalisatie, maar ze richten zich op verschillende aspecten van opslagefficiëntie. Data-deduplicatie richt zich op het verminderen van het opslagverbruik door het elimineren van overtollige kopieën van gegevens, zodat alleen unieke datablokken worden opgeslagen. Dit proces vermindert de benodigde opslagruimte aanzienlijk backups, virtuele machines en andere omgevingen met hoge gegevensredundantie.

Thin provisioning optimaliseert het opslaggebruik door opslagcapaciteit op aanvraag toe te wijzen in plaats van vooraf. Het maakt het mogelijk dat meerdere virtuele opslagvolumes dezelfde fysieke opslagpool delen, waardoor de illusie wordt gewekt van een overvloedige opslagcapaciteit terwijl er alleen ruimte in beslag wordt genomen wanneer de gegevens daadwerkelijk worden geschreven.

Terwijl gegevensdeduplicatie de hoeveelheid opgeslagen gegevens vermindert, maximaliseert thin provisioning het gebruik van beschikbare opslagbronnen. Beide technieken kunnen samen worden gebruikt om de opslagefficiëntie te verbeteren, maar ze werken op verschillende niveaus en pakken verschillende opslaguitdagingen aan.