這是一篇譯文，原文出自網站 iCanHelpYourMac，原標題為 Understanding Apple's Time Machine。

相比于翻譯本身，對于我來說熟悉如何使用 Markdown 碼字也許更加意義。

本文會幫助大家理解 Time Machine 應用（以下或簡稱 TM）的工作原理，我們期望它能幫我們實現什么以及它存在的局限性。

首先要區分幾個的術語（稱呼）。蘋果設計了一個叫 Time Capsule（時間膠囊）的硬件。它集成了 AirPort Extreme 基站無線路由器 和 外部硬盤驅動器。而 Time Machine 作為一個系統應用程序運行在 Mac OS X 10.5 及以上版本上，并且實現了自動將文件從內部硬盤驅動器復制到備份位置。

TM 可以將你的文件備份到多種媒介中，如，大多數 USB 或 FireWire 接口的外部硬盤驅動器、Mac 本地的額外內部硬盤驅動器、網絡存儲（NAS）、其他 Mac 提供的文件共享卷（AFP）以及時間膠囊（Time Capsule）。

使用 TM 需要兩個必要條件..

1. 一臺運行 OS X 10.5 及以上版本的 Mac。
2. 一個用來存儲備份文件的設備。

TM 是如何工作的

Time Machine 工作原理示意圖

如上圖所示（我把九張幻燈片轉成一張 gif 動態圖片），解釋了文件被創建之后 TM 是如何對它進行備份的。有這樣一個場景，我們在 11:30 AM 創建了一個文件，TM 在 12:00 PM 執行了第一次備份。由于該文件一直被編輯，所以 TM 每小時都會對該文件執行一次備份操作，這時有可能在 TM HD 上存有一個文件的多個副本。當 TM HD 的剩余磁盤空間不足時，TM 將會刪除該文件的備份中較舊的版本。但即便原始文件已經從你 Mac 的內部磁盤上刪除，TM 仍將保留這個被刪除文件備份的最后（最近）一個版本。值得注意的是，只有當 TM HD 的剩余磁盤空間不足時，TM 才會刪除備份。

一個很重要的事實是：除非某個文件同時存儲在兩個硬盤驅動器上，否則就不能說它做了 備份。如果從內置磁盤上刪除了原始文件，那么 TM 將不會再對該文件做備份操作。沒錯，雖然該文件仍會在 TM HD 中保留，但如果 TM HD 出現什么狀況，那么你將會永遠無法找回這個已經刪除的文件。很顯然，你的 TM HD 只是一個用作存儲的普通硬盤驅動器，只要是硬盤就有可能出現問題，所以我們在做數據備份時并不能完全依賴 TM。

基于上面所述需要記住的是，TM 將永遠不會刪除在它的磁盤上創建的任何一個文件的最后（最近）一個副本。在不采取任何限制措施的情況下，或許你的 TM HD 很快就會被擠爆。比如一股腦的把所有文件都塞進 TM 中或者頻繁做 創建、重命名 以及 移動 文件的操作。例如…如果你在桌面創建了一個叫 A.doc 的文件，TM 會在 TM HD 上創建一個叫 A.doc 的文件。如果你只是簡單的把 A.doc 重命名為 A1.doc，TM 將會永久保留 A.doc 的副本同時新創建一個叫 A1.doc 文件。

對于 Word 文件或是其他文本類文件來說，這種情況顯然不存在太大問題，因為文本類型的文件都小到不足以影響備份磁盤空間。相反，如果你使用 Adobe Photshop 編輯一個 300 MB 的 .psd 文件，TM HD 會因為備份每小時的副本而耗費過多的空間。如果你用 Adobe Photoshop 對一個 300 MB 的 .psd 文件編輯了四個小時，那么 TM 將會創建至少超過 1 GB 的副本。一個好的建議是，創建一個叫 “In Progress” 的文件夾存放正在編輯中的文件，再創建一個叫 “Archive” 的文件夾存放已完成不需要再編輯的文件。你可以簡單的通過刪除 TM 上的 “In Progress” 目錄來解決由文件頻繁修改導致 TM 創建多個副本耗費大量磁盤空間的問題。這樣做會刪除 “In Progress” 中的所有文件和這些文件對應的副本，而在下一次 TM 執行小時備份任務時將會重新創建新建文件的副本。

Time Machine 存儲文件原理示意圖

• Machintash HD：Machintash HD 的內容。創建一個原始文件，并在隨后的幾個小時中編輯該文件。TM 每小時執行一次操作，備份新 創建 或 編輯 / 修改 過的文件。

• Time Machine HD：以用戶用 Finder 瀏覽文件的視角所看到 TM HD 中的內容。在 Finder 中，用戶能看到 TM 對一個文件夾每個小時執行備份的副本。這些文件夾中的每一個看起來都有 Mac's HD 的完整副本。TM 用 “Hard Links”（硬鏈接） 讓文件顯示在多個文件夾中，而實際上文件的每個版本只對應一個副本?；蛟S在 TM HD 上，1000 個硬鏈接都指向同一個文件。

• TM HD File System：TM HD 存儲介質上的實際數據。正如你看到的，即使有很多硬鏈接出現在 TM HD 的 柱 或 簇 上，但實際在 TM HD 文件系統上只有三個文件。

備份設備如何選型

不同的備份設備各有利弊，那么該如何選擇呢？下面讓我們來做個分析。下面圖表展示了各個類型的設備所能支持的不同特性，并且根據每種設備對這些特性支持的程度來評定 Best（最好）、Good（好）、Mmhhh（Mediocre 一般）和 Not So Good（不好）級別，對比出孰優孰劣。

備份設備特性對比

解釋上圖中的特性：

• SPEED（速度）：能否快速備份到該設備。速度快慢由諸多因素決定。該評級嚴格依據對備份設備吞吐量的測試來進行。
• CAPACITY（容量）：設備提供足夠的磁盤空間存儲備份文件或者有按需擴容的能力。
• STABILITY（穩定性）：在 TM 執行備份操作時要求備份設備是可靠的。
• EASY SETUP（配置簡單）：備份解決方案能輕松配置。
• COMPATABILITY（兼容性）：該備份方案是否在多數用戶群體中廣泛使用。
• PORTABILITY（可移植性）：一些解決方案整合了網絡（如 Time Capsule），導致很難把網絡從方案中剝離出來。

貼士：旅行時不要用 TM 去做備份。如果你必須要攜帶備份設備，請單獨放置。為什么？如果裝著你的筆記本和備份硬盤的包被盜，那么你的數據就都沒了。不要將雞蛋放進同一個籃子中。這個特性也同樣適用于下面這條特征。

• MEDIA REDUNDANCY（介質冗余）：TM HD 介質可以方便的切換。做數據的在線備份和離線備份對于很多企業來說非常重要。這能保證如果一個副本被偷或者被毀，可以從另一個副本中恢復丟失的數據。為了實現介質冗余，可以簡單的使用兩塊同名的磁盤驅動器。當一個驅動器被刪除時，可以從另一個找回當前 TM 最后一次執行備份的數據。
• WIRELESS（無線）：備份設備能否無線接入。
• WIRED（連線）：備份設備是否需要物理連線。不管你有什么備份設備，最快速的備份方法是通過物理線纜連接到你的備份設備。
• AVAILABILITY（可用性）：設備容易獲得，并且可以在大多數系統中使用。例如，內部磁盤雖然使用起來很方便，但具備擴展第二塊內部磁盤能力的 Mac 卻并不多。
  MULTIPLE SYSTEMS（多系統）：備份解決方案支持多系統 / 計算機。這對于一些企業而言非常重要，因為他們常常需要把 5 到 10 臺計算機上的數據備份到同一個備份卷。這樣節省了總體費用，不必為辦公室的每臺計算機配置備份磁盤。
  ENCRYPTION（加密）：備份解決方案是否支持加密備份？這不是一個好的解決方案... 但對于某些場景來說很重要。請記住，對 TM 備份操作進行加密將拖慢備份進度。當然，如果加密秘鑰（.sparseimage）丟失或遺忘，你的數據會跟硬盤驅動器損壞一樣不再可用。這么干，你需要承擔風險，所以并不推薦。

備份解決方案的類型

1. 外部硬盤驅動器（USB 或 FireWire）

• 優點：
  A. 非常快
  B. 非常強的可擴展能力
  C. 非常高的可靠性
  D. 配制簡單（目前在配置方面最簡單的方案）
  E. 最強的兼容性
  F. 可輕松移除下線并做數據保護
  G. 可輕松在多個備份設備間做切換
  H. 廉價

優點 G 中提到的在多個備份設備間切換意思是，對某一個備份設備執行過備份操作之后可以移除，并附加到另一個需要做備份的設備執行備份操作。

• 缺點：
  A. 僅供一臺主機使用除非做物理移除
  B. 連接主機需要額外的物理線纜

2. 內部硬盤驅動器

• 優點：
  A. 極快
  B. 非常強的可擴展能力
  C. 非常穩定
  D. 配制簡單（僅次于外部硬盤驅動器）
  E. 廉價

• 缺點：
  A. 很少的機型支持內部硬盤驅動器（目前只有 Mac Pros 和 Xservers 支持）
  B. 只能供一臺主機使用（除非被用作 AFP 主機）
  C. 不能方便的離線做數據保護

3. 網絡存儲（NAS）

• 優點：
  A. 支持多主機備份
  B. 可無線訪問（沒有附加線纜）
  C. 方便移除并作離線數據保護

優點 C 中說的 “可無線訪問” 中的 線 并不是網線，而是指傳輸數據用的物理線纜。當然，不管是無線（網線）還是有線（網線），只要到 NAS 的網絡可達，就可以用作備份。

• 缺點：
  A. 速度限制（依賴于網絡帶寬 / 連接以及設備規格）
  B. 多數 NAS 設備不支持 HFS+ 文件系統（Mac OS 擴展 日志式）
  C. 多數設備使用 SMB 協議但由 TM 創建的 Spares Bundles 會受到 SMB 協議對文件大小的限制的影響

4. 其他 Mac 提供的蘋果文件共享（AFP）卷共享
   請參見下面 Time Machine 的網絡備份 部分，查看詳細信息。

• 優點：
  A. 支持多主機備份
  B. 可無線訪問（沒有附加線纜）
  C. 允許加密 TM 的備份（很好的特性，但并不推薦使用。）
  D. 通過 Internet 訪問進行一部分配置（主要通過 MobileME，但也不是必須。這句翻譯不出人話，可能是自己并沒有用過 AFP 方式并且不了解什么是 MobileME。）
  E. 廉價（只要你有另一臺 Mac 就可以充當 AFP 卷共享主機）

• 缺點：
  A. 不方便移除做離線數據保護
  B. 速度限制（依賴于網絡帶寬 / 連接）
  C. 要求至少兩個 Mac 并需要進行配置（主機和客戶端）
  D. TM 執行備份操作時主機 Mac 必須保持開機狀態

5. 蘋果 “時間膠囊”
   請參見下面 Time Machine 的網絡備份 部分，查看詳細信息。

• 優點：
  A. 能為多臺主機提供服務
  B. 可無線訪問（沒有附加線纜）
  C. 一個硬件具有 路由器 和 備份磁盤 兩部分功能
  D. 通過 Internet 訪問進行一部分配置（只需要配置網絡接入，而無需配置備份功能。網絡配置需要使用 AirPort 實用工具，而備份功能則在 TM 中配置。）
  E. MobileMe 整合（后續再了解 MobileMe 是什么？）

• 缺點：
  A. 不方便移除做離線數據保護
  B. 速度限制（依賴于網絡連接 & 設備類型）
  C. 一個硬件具有 路由器 和 備份磁盤 兩部分功能（硬盤掛了一切都沒了—— all in one 的設計既是優點也是缺點）
  D. 擴展能力受限（可用容量只有 2 TB 甚至更?。?br> E. 昂貴（按單位 GB 計算）

Time Machine 的網絡備份

下面的圖表是幾種 TM 常見的網絡備份場景，展示了如何基于辦公或者家庭網絡對你的主機進行備份。通過網絡備份有很多優勢，即便如此，對于你來說網絡備份也許并不是最好的解決方案。看一下網絡備份是否符合你的情況。不管你最終會選擇時間膠囊、其他 Mac 共享出來的 AFP 卷還是網絡存儲 NAS 中的哪一種備份方案，我都強烈建議你通過有線網絡連接進行第一次備份。盡管隨著無線網絡的發展，它已經變得越來越快，但依然沒有達到以太網絡的速度。

為了備份到任何卷，TM 需要將該卷掛載到本地。當你選擇了一個網絡卷作為 TM 備份的目標磁盤，TM 將在這個網絡卷上創建一個擴展名為 .sparsebundle 文件。TM 會將新創建的 Sparse Bundle 鏡像掛載到你主機的本地文件系統中。這樣就賦予 TM 執行備份操作所需要的完全寫入權限。這樣做是為了突破多數網絡存儲（NAS）產品上的一些限制。還有很多 NAS 產品使用 FAT32 文件系統提供 SMB 服務。這導致了諸如文件名長度、字符支持、文件大小限制等問題。這正是引進 Sparse Bundle 的原因。“你的主機名.sparsebundle” 實際上是一個包含成千上萬個文件的文件夾，這些文件大小都是 8.4 MB 甚至更小。Sparse Bundle 是磁盤鏡像的一種形式。在互聯網上分發的 Mac 軟件正在廣泛的使用相同的技術。

Time Machine 網絡方案 1

上述方案是基于網絡的備份方案中速度最快的一種。在這個方案中，我的 MacBook Pro 做為客戶端，一個 Mac mini Core Duo 做主機端。Mac mini 外掛 FireWire 接口硬盤作為 TM 備份的目標磁盤。在這個測試中，TM 的最大吞吐量可以達到每秒 26.08 MB。網絡則維持在每秒 14 到 15 MB 的速度。

Time Machine 網絡方案 2

Time Machine 網絡方案 3

Time Machine 時間膠囊方案 1

Time Machine 時間膠囊方案 2

Time Machine 時間膠囊方案 2-1

END