Hoe werkt ontdubbelen en compressie bij data backup?

Ontdubbelen (deduplicatie) en compressie zijn twee essentiële technieken die worden gebruikt om de efficiëntie van data backups te verbeteren. Deze methoden werken samen om de hoeveelheid opslagruimte die nodig is voor backups aanzienlijk te verminderen. Bij deduplicatie worden identieke stukken data geïdentificeerd en slechts eenmaal opgeslagen, terwijl bij compressie de data wordt verkleind door patronen efficiënter op te slaan. Door deze technieken te combineren, kun je niet alleen opslagkosten verlagen, maar ook de snelheid van backups en restores verbeteren. Dit is vooral belangrijk in moderne hybride IT-omgevingen, waar de hoeveelheid te beheren data exponentieel groeit.

Wat is het belang van ontdubbelen en compressie bij data backup?

Ontdubbelen en compressie zijn cruciaal geworden in modern databeheer omdat organisaties met steeds grotere hoeveelheden data te maken hebben. Deze technieken helpen je om de data-explosie beheersbaar te houden.

Allereerst zorgen deze methoden voor aanzienlijke opslagbesparingen. Zonder deduplicatie zou je dezelfde informatie meerdere keren opslaan, wat resulteert in verspilde opslagruimte en hogere kosten. Compressie vermindert vervolgens de grootte van de unieke data die wordt opgeslagen.

Daarnaast verbeteren deze technieken de backupsnelheid. Wanneer minder data fysiek wordt getransporteerd over het netwerk, worden backups sneller voltooid. Dit is vooral belangrijk binnen de steeds krapper wordende backup-windows die moderne bedrijven hanteren.

Ook de herstelsnelheid na een incident wordt positief beïnvloed. Als je minder data hoeft te herstellen, kan een data recovery sneller worden uitgevoerd, wat de downtime vermindert. Bij een ransomware-aanval of systeemfalen kan dit het verschil maken tussen enkele uren of dagen herstelwerk.

Tot slot dragen deze technieken bij aan een betere schaalbaarheid van je backup-infrastructuur. Je kunt met dezelfde hardware veel meer data beschermen, wat de totale eigendomskosten (TCO) verlaagt.

Hoe werkt deduplicatie precies bij het maken van backups?

Deduplicatie werkt door unieke datablokken te identificeren en duplicaten te vervangen door verwijzingen naar het originele blok. Het proces verloopt in enkele fundamentele stappen:

Eerst wordt de data opgedeeld in kleinere stukken of ‘chunks’. Voor elk stuk berekent het systeem een unieke hashwaarde, een soort digitale vingerafdruk. Het systeem vergelijkt vervolgens deze hashwaarden om identieke datablokken te identificeren.

Als een datablok al eerder is opgeslagen, slaat het systeem in plaats van het duplicaat slechts een kleine verwijzing op naar het originele blok. Deze verwijzing neemt veel minder ruimte in dan de volledige data.

Er zijn twee hoofdtypen deduplicatie:

• Bestandsniveau deduplicatie: Dit vergelijkt volledige bestanden met elkaar. Als twee bestanden identiek zijn, wordt er slechts één kopie opgeslagen.
• Blokniveau deduplicatie: Dit is geavanceerder en werkt op het niveau van datablokken binnen bestanden. Zelfs als bestanden verschillen, kunnen gemeenschappelijke blokken worden herkend en gedeeld.

Blokniveau deduplicatie is effectiever omdat het duplicatie kan detecteren binnen en tussen verschillende bestanden. Het kan zelfs werken tussen verschillende machines in je netwerk, wat leidt tot nog grotere besparingen in een organisatiebrede backup-strategie.

De verwijzingen en originele datablokken worden bijgehouden in een index, die het systeem gebruikt om de data te reconstrueren wanneer je deze moet terughalen. Dit gebeurt volledig transparant, zodat de gebruiker niet merkt dat de data was gededupliceerd.

Wat is het verschil tussen deduplicatie en compressie?

Hoewel deduplicatie en compressie beide de opslagvereisten verminderen, werken ze op fundamenteel verschillende manieren:

Deduplicatie elimineert dubbele data door identieke datablokken slechts één keer op te slaan en vervolgens te verwijzen naar dit unieke blok wanneer hetzelfde patroon opnieuw voorkomt. Het werkt als een slim kopieersysteem dat voorkomt dat dezelfde informatie meerdere keren wordt opgeslagen.

Compressie daarentegen verkleint de grootte van individuele bestanden of datablokken door patronen binnen die data efficiënter te coderen. Het werkt door redundantie binnen een enkel bestand te verminderen, niet tussen verschillende bestanden of datablokken.

Timing en toepassing verschillen ook:

• Deduplicatie wordt vaak toegepast op grotere datasets, zoals volledige backup sets of storage pools.
• Compressie wordt meestal toegepast op individuele bestanden of kleinere datablokken.

De twee technieken vullen elkaar perfect aan. Typisch wordt deduplicatie eerst toegepast om dubbele datablokken te elimineren, gevolgd door compressie om de overgebleven unieke datablokken verder te verkleinen. Deze combinatie levert de grootste ruimtebesparingen op.

Welke vormen van datacompressie worden gebruikt bij backups?

Bij backups worden verschillende compressietechnieken toegepast, afhankelijk van het type data en de gewenste balans tussen compressieratio en snelheid. De meest voorkomende technieken zijn:

Verliesloze compressie is essentieel voor backups omdat hierbij geen data verloren gaat. Populaire algoritmes zoals LZ77, DEFLATE en LZMA zoeken naar herhalende patronen binnen bestanden en vervangen deze door kortere codes, wat resulteert in kleinere bestandsgroottes zonder informatieverlies.

Adaptieve compressie past het compressieniveau dynamisch aan op basis van het type data. Voor moeilijk comprimeerbare bestanden (zoals al gecomprimeerde afbeeldingen of video’s) wordt minimale compressie toegepast, terwijl tekst- of databasebestanden intensiever worden gecomprimeerd.

Blokniveau compressie werkt door data op te delen in blokken voordat compressie wordt toegepast. Dit maakt parallelle verwerking mogelijk en verbetert de prestaties, vooral bij grote datasets.

Hardware-versnelde compressie gebruikt gespecialiseerde hardware om het compressieproces te versnellen, wat vooral nuttig is bij grote backup-operaties waar snelheid belangrijk is.

Contextbewuste compressie is een geavanceerde techniek die rekening houdt met het type data (database, e-mail, documenten) en past optimale compressiestrategieën toe voor elk datatype.

Hoeveel opslagruimte kun je besparen met deduplicatie en compressie?

De opslagbesparingen die je kunt bereiken met deduplicatie en compressie variëren sterk afhankelijk van je data en IT-omgeving, maar zijn vaak substantieel.

Bij gestructureerde data zoals databases, kan deduplicatie alleen al leiden tot besparingen van 30-50%. Voor ontwikkelomgevingen, waar veel vergelijkbare codekopieën bestaan, kunnen de besparingen oplopen tot 70-90%. In virtuele machine-omgevingen, waar meerdere VMs vaak dezelfde besturingssystemen en applicaties gebruiken, kan deduplicatie de opslagvereisten met 60-80% verminderen.

Compressie voegt hier nog eens extra besparingen aan toe. Tekstbestanden en documenten kunnen vaak 50-70% kleiner worden gemaakt met compressie. Databasebestanden kunnen typisch met 40-60% worden verkleind.

De combinatie van beide technieken leidt tot de grootste besparingen. In hybride IT-omgevingen is het niet ongewoon om de totale opslagvereisten voor backups met 65-85% te verminderen bij gebruik van zowel deduplicatie als compressie.

Deze besparingen vertalen zich niet alleen in lagere directe opslagkosten, maar ook in verminderde netwerkvereisten, snellere backup- en herstelprocessen, en een kleinere ecologische voetafdruk door verminderd energieverbruik.

Wanneer is deduplicatie en compressie niet geschikt voor je backup-strategie?

Hoewel deduplicatie en compressie enorme voordelen bieden, zijn er situaties waarin deze technieken minder effectief of zelfs ongeschikt zijn:

Voor data die al gecomprimeerd is, zoals JPEG-afbeeldingen, MP3-bestanden, ZIP-archieven of gecomprimeerde video’s, voegt extra compressie weinig waarde toe en kan het zelfs vertragend werken. Het systeem verspilt rekenkracht aan pogingen om data te comprimeren die nauwelijks kleiner kan worden.

Versleutelde data vormt ook een uitdaging. Omdat versleuteling ontworpen is om patronen te verbergen, zijn zowel deduplicatie als compressie meestal ineffectief op versleutelde bestanden. In omgevingen met end-to-end versleuteling moet je deduplicatie toepassen vóór de versleuteling plaatsvindt.

Bij applicaties met extreem lage latency-vereisten, zoals bepaalde financiële handelssystemen of realtime controlesystemen, kan de extra verwerkingstijd voor deduplicatie en decompressie de prestaties negatief beïnvloeden.

In sommige gevallen, zoals bij zeer kleine datasets, wegen de besparingen mogelijk niet op tegen de overhead van het implementeren en beheren van deduplicatie- en compressietechnologieën.

Kleinschalige omgevingen met beperkte IT-expertise kunnen ook moeite hebben met het effectief configureren en beheren van deze technieken, waardoor de potentiële voordelen niet volledig worden benut.

Hoe beïnvloeden deze technieken de snelheid van backups en restores?

Deduplicatie en compressie hebben een complexe relatie met de snelheid van backup- en restore-operaties:

Tijdens backups kunnen deze technieken zowel vertragende als versnellende effecten hebben. Het comprimeren en dedupliceren van data vereist rekenkracht, wat het proces kan vertragen. Echter, omdat er minder data via het netwerk wordt verstuurd, kunnen backups over trage netwerken juist sneller verlopen.

Bij restore-operaties moet de data worden gereconstrueerd uit de gededupliceerde en gecomprimeerde staat. Dit kan extra tijd kosten, vooral bij complexe deduplicate-schema’s. Moderne oplossingen gebruiken echter vaak parallelle verwerking en caching-technieken om deze overhead te minimaliseren.

Source-side vs. target-side implementatie speelt ook een rol. Bij source-side worden de technieken toegepast voordat data over het netwerk wordt verzonden, wat netwerk-bottlenecks vermindert. Target-side implementatie legt de verwerkingslast bij het backup-systeem, wat de client-systemen ontlast.

De mate van impact hangt af van factoren zoals:

• Hardware-capaciteit (CPU, geheugen) van de backup-infrastructuur
• Netwerkbandbreedte tussen clients en backup-servers
• Type data dat wordt verwerkt
• Kwaliteit en efficiëntie van de gebruikte algoritmes

Moderne backup-oplossingen, zoals onze E-Storage Recovery service, zijn geoptimaliseerd om een ideale balans te vinden tussen opslagefficiëntie en prestaties, zodat je zowel van ruimtebesparing als van snelle restore-tijden kunt profiteren.

Wat zijn de belangrijkste voordelen van ontdubbelen en compressie?

Ontdubbelen en compressie bieden verschillende strategische voordelen voor je data backup en cyber recovery strategie:

De meest directe impact is de aanzienlijke kostenbesparing door verminderde opslagbehoeften. In tijden van exponentiële datagroei helpen deze technieken je om de groei van je storage-infrastructuur beheersbaar te houden zonder je backup-strategie te compromitteren.

Deze technieken maken ook langere retentieperioden mogelijk binnen dezelfde opslagcapaciteit. Dit is vooral belangrijk voor compliance met regelgeving zoals DORA, NIS2 en GDPR, die vaak langere bewaartermijnen vereisen.

Voor organisaties met meerdere vestigingen of cloud-implementaties verminderen deduplicatie en compressie de hoeveelheid data die over het netwerk moet worden verzonden. Dit maakt efficiëntere replicatie en off-site backups mogelijk, wat de disaster recovery-capaciteiten verbetert.

Een kleiner data-volume betekent ook minder energieverbruik voor opslag en koeling. Dit vermindert niet alleen de operationele kosten maar draagt ook bij aan duurzaamheidsdoelstellingen.

Tot slot maken deze technieken geavanceerde backup-strategieën praktisch haalbaar, zoals frequentere incrementele backups of uitgebreidere versioning-mogelijkheden, wat resulteert in betere recovery point objectives (RPO’s) zonder proportionele toename in opslagvereisten.

Bij E-Storage combineren we deze technieken met onze Backup en Cyber Recovery as a Service oplossing, waarbij we demonstreerbare recovery bieden die voldoet aan de eisen van de business en regelgeving. We ondersteunen hybride IT-omgevingen en bieden een pay-as-you-grow model dat meegroeit met je behoeften, terwijl onze deduplicatie- en compressietechnieken ervoor zorgen dat de kosten beheersbaar blijven.

Meer weten? Neem vandaag contact op met ons