Дедупликация данных

Что такое дедупликация данных

Говоря простыми словами, дедупликация данных — это интеллектуальная «уборка» цифрового хранилища. Алгоритм разбивает входной поток (файл, архив, резервной копии) на единицы определенного уровня — от крупных файлов до отдельных байтов. Для каждой единицы вычисляется хеш-сумма; если полученный хеш уже присутствует в базе, вместо повторного сохранения создается указатель на ранее записанный уникальный блок данных. Благодаря этому однажды загруженный объект может многократно переиспользоваться без физического дублирования.

Процесс дедупликации позволяет хранить только уникальные данные, что значительно сокращает общий объем хранимых данных. Варианты методов дедупликации различаются по глубине анализа, но цель у них одна — повысить эффективность хранения, снизив общий объем.

Преимущества и недостатки использования дедупликации данных

Основные методы дедупликации данных

Файловая (single‑instance storage)

Алгоритм сравнивает целые файлы; повторяющиеся объекты заменяются ссылками. Метод прост, почти не требует процессорных ресурсов, но эффективность ограничена случаями, когда файлы совпадают побайтно. Практическое применение — почтовые серверы, где один и тот же вложенный документ рассылается сотням сотрудников. Этот подход работает на уровне файлов.

Блочная (fixed‑block)

Входной поток делится на блоки фиксированного размера (например, 4 МБ). Хеш считается для каждого блока, совпадения заменяются ссылками. Классика для системы резервного копирования: большинство VM-образов и баз изменяются не целиком, а отдельными блоками. Производительность этого метода высока, так как он эффективен для наборов данных с высокой повторяемостью.

Блочная с переменным размером (variable‑block)

Граница блока динамична: определяется по алгоритму «скользящего окна» (rolling hash). Позволяет «поймать» сходство даже при небольших сдвигах данных. Высокая эффективность при работе с офисными документами и файлами образов виртуальных машин, но нагрузка на процессор выше.

Байтовая (byte‑level)

Сравнение выполняется на уровне отдельных байтов или коротких последовательностей. Максимально экономит место, но требует серьезной вычислительной мощности и I/O-операций. Используется редко — в высокопроизводительных архивных платформах и специализированных системах хранения для геномики. Этот метод имеет самый высокий уровень детализации.

Клиентская (source‑side)

Процесс дедупликации выполняется до передачи данных по сети: уникальные блоки вычисляются прямо на рабочей станции или узле кластера. Экономит сетевой трафик, подходит для мобильных и распределенных решений, например, для агентов «VK Cloud Backup». Дедупликация позволяет передавать только уникальные данные, что значительно ускоряет процесс.

Серверная (target‑side)

Алгоритм запускается уже на целевом хранилище данных; клиентские устройства передаются «как есть». Этим путем идут корпоративные СХД, где доступна мощная вычислительная подсистема, — например, модуль дедупликации в РФ-сервере «Yadro Tatlin».

Сравнительная таблица методов дедупликации

Применение дедупликации данных при резервном копировании

В резервном копировании дедупликация давно стала стандартом де‑факто.

• Полные бэкапы становятся «скользящими». Система записывает только измененные блоки, позволяя ежедневно создавать полные точки восстановления данных без терабайтов лишнего трафика.
• Окна бэкапа сокращаются. При дедупликации на источнике данных передача неизменных блоков исключается, поэтому ночные копирования укладываются в небольшие интервалы.
• Российские решения. «Астра Backup», «VK Cloud Backup», «БэкапИнфо» и модуль в «Kaspersky Unified Storage» применяют блочной дедупликации с переменным размером блока, что позволяет экономить на облачном хранении данных и снижает итоговые расходы до 25% при хранении образов 1С-серверов.
• Долгосрочное хранение. Для годовых архивов широко используется политика «immutable copy + дедупликация», при которой неизменяемые блоки сохраняются, а дубликаты занимают только ссылкой.

Области применения дедупликации данных

Дедупликация файлов и блоков особенно востребована там, где хранятся сотни версий похожих артефактов — журналы транзакций, контейнерные образы, отчетные документы за годы.

Дедупликация данных — это проверенный тип оптимизации дисковой емкости и сетевых ресурсов, который с каждым годом совершенствуется за счет более быстрых функций хеширования и специализированных процессоров. Выбор метода (файлового, блочного или байтового) зависит от структуры информационных потоков и доступной вычислительной мощности. Корректно настроенная дедупликация повышает экономическую эффективность инфраструктуры без ущерба для целостности данных и доступности информации. Сквозная поддержка технологии в современных российских платформах резервного копирования, облачных хранилищах и системах виртуализации делает ее незаменимым инструментом для организаций, стремящихся к рациональному управлению данными в условиях ростом данных.