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# 快照与数据保护

## 内置数据保护

本页介绍 VergeOS 快照机制（采用写时复制与时间点哈希树引用）、用于应用一致性恢复的静默快照、用于保留计划的快照配置文件、克隆、站点同步复制以及恢复流程。每次 VergeOS 安装都包含这些能力——快照、自动调度、异地复制和细粒度恢复——并且可通过与计算、存储和网络相同的 UI 进行管理。

```mermaid
graph TB
    subgraph protection["VergeOS 数据保护栈"]
        direction TB
        SNAP["快照<br/>时间点捕获"]
        PROF["快照配置文件<br/>自动调度与保留"]
        CLONE["克隆<br/>即时 VM/租户副本"]
        SYNC["站点同步<br/>异地复制与 DR"]

        SNAP --> PROF
        SNAP --> CLONE
        PROF --> SYNC
    end

    subgraph scope["保护范围"]
        SYS["系统快照<br/>完整或部分"]
        VM["VM 快照<br/>单个工作负载"]
        NAS["NAS 卷快照<br/>文件级恢复"]
        TEN["租户快照<br/>隔离环境"]
    end

    SNAP --> SYS
    SNAP --> VM
    SNAP --> NAS
    SNAP --> TEN

    style protection fill:#e8f4e8,stroke:#2d7a2d
    style scope fill:#e8edf4,stroke:#2d4a7a
```

## 快照架构

VergeOS 快照利用 **VergeFS 基于哈希的架构** 来提供几乎即时、节省空间的时间点捕获。由于 VergeFS 已经将数据存储为由内容寻址哈希标识的去重 64KB 块，因此快照本质上只是一个 **哈希树引用的时间点捕获** ——它保留了在该时刻标识每个文件和 VM 磁盘的根哈希。

### 为什么快照更节省空间

创建快照时，不会复制任何数据。快照引用与活动数据相同的底层块。只有当活动数据与快照发生偏离时，存储占用才会增长——新的或修改过的块会写入新位置，而快照仍继续引用原始块。这意味着：

* **即时创建** ——无论数据大小如何，捕获哈希树根引用几乎都是瞬时完成的
* **初始开销极小** ——一个新快照几乎不占用额外空间
* **渐进增长** ——存储用量会按数据随时间变化的速度成比例增加
* **保留去重** ——快照与活动数据中的相同块只存储一次

{% hint style="warning" %}
**存储规划**

虽然快照在初期非常节省空间，但长期保留大量快照且数据变动频繁时，vSAN 使用量可能会显著增加。请定期监控存储利用率，并根据可用容量调整保留策略。
{% endhint %}

### 原生不可变

VergeOS 快照是 **原生不可变的** ——一旦捕获，任何工作负载都无法修改所引用的块。这为勒索软件和意外数据损坏提供了内在保护，因为在 VM 内运行的恶意软件无法回到 vSAN 中修改快照数据。VergeOS 还支持系统快照上的显式 **不可变标志** ，可阻止任何用户（包括管理员）删除快照，直到快照到达其保留期到期为止。该标志不能简单地切换关闭：若要提前移除，必须先发起解锁请求，之后删除会在 **解锁请求后的 7 天或快照自然到期时执行，以先到者为准**。因此，短保留期的不可变快照——例如默认的每小时快照，虽不可变但仅保留 3 小时——会在这 3 小时内受到保护，然后到期；只有当你手动提前解锁较长保留期的快照时，7 天的解锁延迟才会生效。

## 快照范围

VergeOS 支持四个不同级别的快照，每个级别都对应不同的恢复目标：

### 系统快照

系统快照会捕获你的 **整个 VergeOS 环境** ——所有 VM、租户、NAS 卷、网络和系统配置——一次性完成。

| 类型           | 捕获内容               | 恢复选项                        | 使用场景            |
| ------------ | ------------------ | --------------------------- | --------------- |
| **完整**       | 系统中的一切             | 完整系统恢复，或选择性恢复单个 VM、租户、NAS 卷 | 全系统保护，DR 恢复点    |
| **部分（包含标签）** | 仅包含匹配指定标签的 VM/租户/卷 | 恢复包含的对象                     | 为关键工作负载提供更高频率保护 |
| **部分（排除标签）** | 除匹配指定标签的对象外的所有内容   | 恢复包含的对象                     | 排除临时或非关键工作负载    |

完整系统快照是 VergeOS 数据保护的基础，并且是 **完整系统恢复所必需的**。部分快照通过允许特定工作负载拥有自己的复制频率和保留策略，与完整快照形成互补，而无需扩大系统级保留范围。

{% hint style="success" %}
新建的 VergeOS 系统默认已预配置为在多个时间间隔执行完整系统快照——每小时一次（保留 3 小时）、每天午夜一次（保留 3 天）以及每天中午一次（保留 1 天）。
{% endhint %}

### VM 快照

单个 VM 快照提供 **按工作负载保护** 并能够静默来宾文件系统以实现应用一致性捕获。

| 快照方法        | 静默选项      | 典型用例                |
| ----------- | --------- | ------------------- |
| **完整系统快照**  | 否（崩溃一致）   | 广泛的全系统 DR 覆盖        |
| **部分系统快照**  | 是（通过静默标签） | 为所选 VM 提供更高频率或更长保留期 |
| **单个虚拟机快照** | 是（如果选择）   | 按 VM 保护，维护前可临时执行    |

### NAS 卷快照

NAS 卷快照提供 **文件级恢复** ，适用于 CIFS/SMB 和 NFS 共享。卷快照支持静默捕获，并且可以使用专用快照配置文件独立于系统快照进行调度。

### 租户快照

每个租户都作为独立的虚拟数据中心运行。租户可以从父系统的快照中恢复，租户也可以在其 **自己的独立快照计划** 中于隔离环境内运行。

## 静默快照

静默快照提供 **应用一致性** 捕获：在拍摄快照前，临时冻结文件系统 I/O 并刷新写入缓冲区。对于 Windows VM，还会调用 VSS（Volume Shadow Copy Service）编写器，确保支持 VSS 的应用（如 SQL Server、Exchange 和 Active Directory）为一致性备份准备好数据。

### 要求

* 该 **VergeOS 客户机代理** 必须安装并在 VM 上注册
* Linux VM：代理冻结文件系统（fsfreeze）
* Windows VM：代理在文件系统冻结之外还会触发 VSS 编写器

### 静默可用的位置

| 上下文           | 如何启用                              |
| ------------- | --------------------------------- |
| **手动 VM 快照**  | 选择 *静默* 复选框，在拍摄快照时勾选              |
| **计划的 VM 快照** | 启用 *静默快照* 在 VM 分配的快照配置文件中         |
| **部分系统快照**    | 分配 *静默标签* 在配置文件周期中——匹配标签的 VM 会被静默 |
| **完整系统快照**    | 不可用——完整系统快照始终是崩溃一致的               |

{% hint style="info" %}
**来自 VMware 或 Nutanix？**

你已经知道应用一致性快照需要来宾代理。在 VergeOS 中，同一个代理同时支持 Linux（fsfreeze）和 Windows（VSS），而且相同的静默选项也适用于手动 VM 快照、通过配置文件进行的计划 VM 快照、部分系统快照（静默标签）以及 NAS 卷快照。
{% endhint %}

## 克隆

克隆会创建一个 **来自快照的新 VM 实例** ，它引用与原始对象相同的底层数据块。由于 VergeFS 使用内容寻址存储，克隆几乎是即时完成的——无需复制任何数据。克隆在两者发生分化之前，会与源共享去重块。

### 克隆选项

| 选项            | 说明                          |
| ------------- | --------------------------- |
| **恢复为新对象**    | 从快照创建一个新的 VM，同时保持原始 VM 不受影响 |
| **保留 MAC 地址** | 保留相同的 MAC 地址（请谨慎使用，以避免冲突）   |
| **保留设备 UUID** | 保留源 VM 的设备标识符               |
| **跨集群**       | 克隆到不同的计算集群                  |

### 常见克隆用例

* **测试/开发环境** ——启动生产副本进行测试，而不影响原始环境
* **升级前验证** ——先克隆 VM，再在克隆上执行升级，并在接触生产环境之前进行验证
* **数据恢复** ——将快照克隆到新的 VM，把其磁盘挂载到另一台 VM 上，以提取特定文件，而无需覆盖源环境进行恢复
* **模板创建** ——对黄金镜像拍摄快照，并反复克隆以实现快速部署

{% hint style="success" %}
为避免在源和克隆同时运行时产生网络冲突，请在隔离的内部网络上启动克隆，或让 VergeOS 生成新的 MAC 地址（默认行为）。
{% endhint %}

## 快照配置文件

快照配置文件提供 **自动调度和保留管理**。一个配置文件包含一个或多个 **周期**，每个周期定义一个快照频率和保留时长。

### 默认配置文件

VergeOS 自带若干预配置文件：

| 配置文件              | 计划                                                   |
| ----------------- | ---------------------------------------------------- |
| **系统快照**          | 每小时一次（保留 3 小时，预配置为不可变），每天午夜一次（保留 3 天），每天中午一次（保留 1 天） |
| **SOX（萨班斯-奥克斯利）** | 每年（7 年）、每月（1 年）、每周（31 天）、每天（7 天）                     |
| **HIPAA**         | 每年（无限期）、每月（1 年）、每周（31 天）、每天（7 天）                     |
| **NAS 卷同步**       | 每天下午 6 点（保留 3 天）                                     |

### 配置文件周期配置

配置文件中的每个周期定义：

* **频率** ——每小时、每天、每周、每月、每年，或自定义（一次性）
* **保留** ——保留快照多长时间（天、小时、年，或永久）
* **最少快照数** ——即使过期后，也始终确保至少有一定数量的快照可用
* **快照类型** （仅系统快照）——完整、部分包含标签或部分排除标签
* **静默标签** （仅部分快照）——对所选 VM 进行基于标签的静默
* **不可变标志** （仅系统快照）——在解锁并经过强制等待期之前禁止删除
* **存储快照的最高层级** （VM/卷快照）——控制允许用于快照数据的最高存储层级

### 分配配置文件

配置文件可分配给：

* **系统快照** -- 导航到 **系统 > 系统快照 > 设置快照配置文件**
* **单个 VM** ——编辑 VM，并在 *快照配置文件* 字段中选择一个配置文件
* **NAS 卷** ——在卷创建或编辑时分配

## 站点同步与灾难恢复

站点同步会将 **系统快照复制到远程 VergeOS 系统**，从而提供异地备份、灾难恢复和迁移能力。

```mermaid
graph LR
    subgraph primary["主站点"]
        P_VSAN["vSAN"]
        P_SNAP["系统快照"]
        P_VSAN --> P_SNAP
    end

    P_SNAP -->|"块级同步<br/>传输中压缩<br/>AES-256 加密"| LINK["WAN / VPN"]

    LINK --> S_SNAP

    subgraph secondary["灾备站点"]
        S_SNAP["接收的快照"]
        S_VSAN["vSAN"]
        S_SNAP --> S_VSAN
    end

    style primary fill:#e8f4e8,stroke:#2d7a2d
    style secondary fill:#e8edf4,stroke:#2d4a7a
```

### 主要特性

### 块级同步

仅在站点之间传输已更改的块，从而最大限度降低带宽占用和传输时间。

### 传输中压缩

数据在传输过程中会被压缩，以进一步降低带宽需求。注意：VergeOS 不会对静态数据进行压缩——压缩仅在站点同步复制期间应用。

### AES-256 加密

所有复制流量在传输过程中都会自动加密。

### 修复服务器（ioGuardian）

在多个驱动器同时故障或电源事件后，同步站点可作为自动内联修复源。

### 站点同步如何工作

1. **网络配置** ——PAT 规则将传入的同步流量映射到 vSAN（自 VergeOS 4.13.x 起已在 Core 和 External 网络上预先创建）
2. **传入同步** ——接收站点创建一个传入同步定义以接受连接
3. **传出同步** ——发送站点创建一个指向接收站点的传出同步
4. **快照选择** ——配置哪些快照配置文件周期应自动同步，并设置远程保留
5. **调度** ——同步可以按计划运行、排队执行或手动触发
6. **修复服务器** ——可选地将同步目标配置为 ioGuardian 修复源

### 在 DR 站点可恢复的内容

从远程站点接收到的快照中，你可以：

* **恢复整个系统** ——启动源环境的完整副本
* **恢复单个租户** ——恢复特定租户环境
* **恢复单个 VM** ——提取并启动特定工作负载
* **同步回传** ——在灾难后将快照取回源站点，以便进行本地数据恢复

### 部分快照与站点同步

完整和部分系统快照都可以与站点同步配合使用。这可实现如下策略：

* 将高优先级 VM 更频繁地同步到 DR 站点
* 在不扩大系统级保留的情况下，在远程站点更长时间保留特定工作负载
* 将不同的工作负载子集复制到不同的远程位置

## 恢复场景

| 场景              | 推荐方案                       |
| --------------- | -------------------------- |
| **操作系统/应用升级失败** | 从单个快照或系统快照恢复 VM            |
| **勒索软件攻击**      | 从不可变系统快照恢复（感染前）            |
| **误删文件**        | 从 NAS 卷快照恢复文件              |
| **硬件故障（单节点）**   | HA 会切换 VM；无需进行快照恢复         |
| **整个站点丢失**      | 在 DR 站点通过站点同步恢复整个系统        |
| **配置错误**        | 从最近的系统快照恢复系统               |
| **需要开发/测试环境**   | 从快照克隆 VM 到隔离网络             |
| **合规审计**        | 从长保留期的 SOX/HIPAA 快照中检索历史数据 |

## 入门

按照以下推荐路径为新的 VergeOS 部署配置数据保护：

1. **查看默认系统快照配置文件** -- 导航到 **系统 > 系统快照 > 查看快照配置文件** 并调整默认计划以满足你的 RPO 要求
2. **安装来宾代理** ——将 VergeOS 来宾代理部署到需要应用一致性（静默）快照的关键 VM
3. **分配 VM 级配置文件** ——对于需要按 VM 调度的工作负载，编辑每个 VM 并分配合适的快照配置文件
4. **配置部分快照** ——为关键 VM 添加标签，并在系统配置文件中添加部分快照周期，以获得更高频率的保护
5. **设置站点同步** ——配置到远程 VergeOS 系统的传出同步，用于异地 DR
6. **测试恢复** ——通过从快照恢复 VM 并测试站点同步故障切换来验证你的方案
7. **启用不可变快照** ——为了防止勒索软件，将关键快照周期标记为不可变，并设置适当的保留期


---

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