变更块跟踪（CBT）：定义、工作原理与启用方法

随着虚拟基础设施规模的不断增长，传统的完整备份很快变得效率低下。反复备份整个虚拟磁盘会消耗不必要的存储空间，增加备份窗口，并产生繁重的I/O负载。

为解决这一问题，现代虚拟化平台引入了变更块跟踪（CBT）技术。

变更块跟踪能够精确定位自上次备份以来哪些磁盘块发生了变更，使备份软件仅处理已修改的数据。这显著提升了备份性能，减少了存储消耗，并缩短了备份窗口。

什么是变更块跟踪？

变更块跟踪（CBT）是一种虚拟化功能，记录虚拟机磁盘中自上次备份或快照以来发生变更的块。

CBT不扫描整个磁盘，而是维护描述已修改块的元数据。备份软件可以查询这些信息，并仅备份已变更的数据。

为什么变更块跟踪很重要？

没有CBT时，增量备份通常这样工作：

• 扫描整个虚拟磁盘
• 识别已修改的数据
• 传输已变更的文件或块

对于大型VM，这个过程浪费时间和计算资源。

启用CBT后：

• 虚拟机管理程序自动记录磁盘变更
• 备份软件获取已变更块列表
• 仅传输已修改的块

这显著提高了备份效率。

变更块跟踪如何工作

变更块跟踪（CBT）通过在虚拟磁盘的块级别监控变更来工作。CBT不在每次备份时扫描整个磁盘，而是跟踪自上次备份以来哪些块被修改，使增量备份仅处理已变更的数据。

以下是分步工作流程：

1. 监控磁盘写入 – CBT钩入虚拟化层，记录对虚拟磁盘的所有写入操作。每个被修改的块都在变更跟踪元数据文件中被标记。
2. 存储变更元数据 – 元数据通常与虚拟磁盘一起存储，维护所有已变更块的记录。这使得备份软件能够快速识别哪些块需要备份。
3. 增量备份查询 – 当触发增量备份时，备份软件查询CBT元数据以获取已变更块列表。
4. 仅备份变更块 – 利用这些信息，仅传输和存储已修改的块，大幅减少备份时间、网络使用和存储开销。

CBT广泛应用于VMware和Hyper-V等虚拟化环境，显著提高增量备份效率，同时减少对VM性能的影响。

变更块跟踪VMware架构

在VMware环境中，CBT在虚拟机管理程序存储层内运行。

典型工作流程如下：

• 备份软件发送请求
• 虚拟机管理程序检查变更跟踪元数据
• 返回已变更块列表
• 备份系统仅传输这些块

由于CBT在虚拟机管理程序级别运行，因此不需要在虚拟机内部安装代理。

变更块跟踪的主要优势

变更块跟踪（CBT）为管理虚拟化环境的组织带来了显著优势。通过仅跟踪自上次备份以来发生变更的块，CBT大幅减少了需要处理的数据量，从而加速增量备份并缩短备份窗口。这不仅节省了时间，还降低了存储和网络资源的负载，使备份更高效，对正在运行的业务影响更小。

此外，CBT提高了大型环境的可扩展性。IT团队无需执行耗时的全盘扫描，即使在大型虚拟基础设施中也能依赖CBT以最小的性能影响运行。当与i2Backup等备份解决方案配合使用时，CBT使组织能够实施高性能、资源高效的备份策略，在不影响系统可用性的前提下确保数据保护。

CBT vs 快照 vs 增量备份

这些技术是互补而非竞争的。CBT识别变更，快照捕获系统状态，增量备份存储已修改的数据。

VMware CBT vs Hyper-V RCT

如何启用变更块跟踪

在VMware环境中启用变更块跟踪（CBT）允许备份软件高效识别自上次备份以来虚拟磁盘中哪些块发生了变化，显著加速增量备份。按照以下步骤安全正确地启用CBT：

步骤1. 验证VM前提条件
启用CBT前，确保虚拟机满足必要条件：虚拟机应处于开机状态，虚拟硬件版本为7或更高，且不包含活动快照。如果VM有快照或不支持的磁盘配置，CBT可能初始化失败，这可能导致触发完整备份而非增量备份。

步骤2. 访问VM设置
打开VMware vSphere Client，右键单击目标VM，选择编辑设置。转到VM选项选项卡，展开高级，然后打开配置参数。

步骤3. 为VM和磁盘启用CBT
检查以下参数是否存在：

• ctkEnabled = "TRUE" – 为VM启用CBT。
• scsiX:Y.ctkEnabled = "TRUE" – 为每个虚拟磁盘启用CBT，将X:Y替换为SCSI控制器和单元编号。

如果这些参数缺失，请手动添加。保存配置后，将在数据存储中创建-ctk.vmdk文件，用于存储变更块元数据。

步骤4. 执行基准完整备份
启用CBT后，立即运行完整备份。这为所有未来的增量备份建立基准。跳过此步骤可能导致增量备份不完整或不一致。

步骤5. 避免导致CBT重置的操作
注意虚拟硬件变更、删除快照或VM迁移等操作。这些操作可能重置或使CBT元数据失效，需要重新启用并执行新的完整备份。

将CBT与i2Backup结合使用

许多企业备份解决方案可以利用CBT来加速增量备份。例如，英方软件的i2Backup与CBT无缝集成，在虚拟化环境中实现更快、资源效率更高的备份。

像i2Backup这样的企业备份平台利用变更块跟踪显著加速增量备份操作。i2Backup不扫描整个虚拟磁盘，而是向虚拟机管理程序查询已变更块信息，并仅传输已修改的数据。

这种方法使组织能够更高效地保护大型VMware环境，同时减少存储消耗和备份窗口。

变更块跟踪何时可能重置

在某些情况下，CBT元数据可能重置，包括：

• 主机崩溃
• 磁盘配置变更
• VM硬件升级
• 快照不一致

如果CBT重置，下一次备份通常会作为完整备份运行。

常见问题

结论

总之，变更块跟踪（CBT）是一项强大的技术，允许备份软件识别自上次备份以来虚拟磁盘中哪些块发生了变化。通过启用CBT，组织可以显著减少备份时间，最小化I/O使用，并提高整体备份效率。确保虚拟机满足前提条件并在启用CBT后执行完整备份以建立基准非常重要。使用像i2Backup这样的备份解决方案可以进一步在企业环境中最大化CBT的优势。