Mangelhafte Datensicherung ist Realität, nicht nur im privaten Bereich, sondern auch bei Unternehmen. Dabei ist es kein Hexenwerk, eine sinnvolle Datensicherung zu realisieren. Vom einzelnen Rechner bis zu komplexen Netzwerken stellt Ihnen dieser Artikel unterschiedliche Backup-Lösungen vor:

1. Festplattenspiegelung und RAID-Systeme
2. Backup-to-Disk
3. Backup-to-Tape
4. Backup-to-Disk-to-Tape

Diese Lösungen stellen nur einige von vielen Möglichkeiten dar. Je nachdem, ob Einzelrechner oder Server mit großen Datenbeständen gesichert werden sollen, sollten Sie professionelle Beratung in Anspruch nehmen.

Bei einer Festplattenspiegelung, auch „Mirroring“ oder „RAID Level 1“ [1] genannt, werden alle Daten gleichzeitig auf zwei Festplatten geschrieben. Beim Ausfall einer Festplatte sind die Daten weiterhin vorhanden, da beide Festplatten exakt den gleichen Datenbestand besitzen. Eine Festplatte kann während des Betriebs entnommen und extern aufbewahrt werden. Sie besitzt dann den Datenbestand zum Zeitpunkt der Entnahme. Wird die Festplatte wieder eingesteckt, kann ein neues Spiegelbild auf diese geschrieben werden.

Aktuelle Rechner bieten oftmals integrierte RAID-Controller oder die Möglichkeit, RAID Level 1 per Software bereitzustellen. Dabei wird der Prozessor des Rechners allerdings belastet. Besser ist eine Hardware-Lösung, die mit eigenem RAID-Controller und zwei Festplatteneinschüben eine kompakte Einheit bildet. Diese ist unabhängig vom Betriebssystem, benötigt keine Software und bietet ein Display zur Status-Überwachung.

Bei einer Festplattenspiegelung hat man nur die Hälfte der
Gesamtkapazität zur Verfügung, da die Platten redundant ausgelegt sind.
Obwohl dies mit doppelten Festplatten-Kosten verbunden ist, stellt
Mirroring eine einfache und praktische Lösung dar.

Eine professionellere Lösung ist mit RAID Level 5 möglich. Dabei werden mehrere Festplatten an einen RAID-Controller angeschlossen und zu einer großen Festplatte zusammengefasst. Die Nettokapazität berechnet sich nach folgender Formel: (Anzahl der Festplatten – 1) x kleinste Kapazität einer Festplatte. Bei 16 ein Terabyte großen SATA-Festplatten ergibt sich so eine Nettokapazität von 15 Terabyte. Bei RAID-Level 5 kann eine, bei RAID Level 6 (Nettokapazität = 14 Terabyte) können sogar zwei Festplatten ausfallen, ohne dass Datenverlust entsteht.

Ein RAID-System schützt vor Datenverlust beim Ausfall einer oder mehrerer Festplatten (je nach RAID-Level). Es ist aber kein Ersatz für eine Datensicherung. Greift ein Virus auf den Datenbestand zu, so wird er auf allen Festplatten aktiv. Auch vor Datenfehlern bei Stromschwankungen und versehentlich gelöschten Dateien schützt ein RAID-System nicht. Erst eine zusätzliche Datensicherung auf externe Disk-Systeme oder Bänder bringt ausreichende Sicherheit.

Eine Backup-to-Disk-Lösung vereinigt mehrere Vorteile gegenüber einer Backup-to-Tape-Lösung:

• Entlastung des Backup-Servers
• Schnelleres Backup/Restore vom RAID-System
• Hoher Datenfluss am RAID-System
• Verringerung der Ausfallzeiten der jeweiligen Clients
• Tägliches Vollbackup der Clients möglich
• Kapazität durch zusätzliche RAID-Systeme erweiterbar

Bei der Backup-to-Disk-Lösung werden mit einer entsprechenden Backup-Software die Daten auf ein RAID-System oder eine externe Festplatte gesichert. Hier sind die Daten unmittelbar und schnell verfügbar. Ein Restore-Vorgang (Wiederherstellung der Daten) kann in kürzester Zeit durchgeführt werden.
Funktionsweise: An einem Tag der Woche wird ein komplettes Vollbackup erstellt, das alle Daten der Clients und Server sichert. Dieses Backup-Verfahren dauert relativ lange, da der komplette Datenbestand gesichert wird. An den folgenden Tagen werden die täglich neu erstellten und geänderten Daten gesichert. Dies geschieht relativ zügig, da die täglich anfallenden Datenmengen gegenüber dem Voll-Backup eher gering ausfallen.

Zur Wiederherstellung müssen zuerst die letzte Vollsicherung und danach alle folgenden inkrementellen Sicherungen in der richtigen Reihenfolge zurückgesichert werden.

Inkrementelle Datensicherung

Nur die seit der letzten Vollsicherung täglich neu erstellten oder geänderten Dateien werden gesichert. Bei der Wiederherstellung der Daten werden die letzte Vollsicherung und alle inkrementellen Sicherungen benötigt. Vorteil: je nach Datenmenge wird für die inkrementellen Sicherungen wenig Speicherplatz auf den Festplatten benötigt. Nachteil: Zeitaufwand bei der Daten-Wiederherstellung.

Eine weitere Möglichkeit der Datensicherung ist die Vollsicherung mit anschließender täglicher differenzieller Sicherung der Daten. Während bei der inkrementellen Datensicherung immer die geänderten und neu erzeugten Daten im Vergleich zum Vortag gesichert werden, werden bei der differenziellen Datensicherung immer nur die nach der letzten Vollsicherung geänderten oder neu erzeugten Daten auf einmal gesichert.

Differenzielle Datensicherung

Nur die seit der letzten Vollsicherung neu erstellten oder geänderten Dateien werden gesichert. Bei der Wiederherstellung der Daten wird die letzte Vollsicherung und die letzte differenzielle Sicherung benötigt. Vorteil: Der Zeitaufwand der Wiederherstellung ist geringer als bei der inkrementellen Datensicherung.

Je nach Menge der zu sichernden Daten sind einzelne Bandlaufwerke, Autoloader (mit mehreren Bändern) oder Librarys (Bandbibliotheken) die richtige Wahl. Die Daten der Clients (Einzelrechner) und Server auf Bänder zu sichern hat mehrere Vorteile:

• Bänder sind wesentlich unempfindlicher gegen Alterung und mechanischen Verschleiß als Festplatten
• Energieeinsparung gegenüber Festplatten
• Vollständige, inkrementelle oder differenzielle Datensicherung ist möglich
• Mehrere, zeitlich unterschiedliche Bandsicherungen sind möglich, bei vergleichsweise preiswerten Bändern
• Möglichkeit der Datenauslagerung auf Bänder

Funktionsweise: Der Backupserver sichert mit einer entsprechenden Backup-Software über Nacht die Daten aller Clients und Server auf einen Autoloader. Dieser kann mehrere LTO-Bänder aufnehmen und eignet sich daher für das tägliche, automatische Backup.

Das Backup-Verfahren gleicht der Backup-to-Disk Lösung, mit dem Unterschied, dass die Sicherung und die Wiederherstellung wesentlich länger dauert, da der Datentransfer von Bandlaufwerken deutlich geringer als der von RAID-Systemen ist. Aus diesem Grund werden die Daten auch nachts gesichert, da der laufende Betrieb nicht gestört werden soll.

Eine Backup-to-Disk-to-Tape-Lösung vereinigt mehrere Vorteile gegenüber einer gewöhnlichen Backup-to-Tape-Lösung:

• Entlastung des Backup-Servers
• Schnelleres Backup/Restore vom RAID-System
• Gleichmäßiger Datenfluss am RAID-System
• Kein Shoeshine-Effekt (s. u.) beim Bandlaufwerk
• Verringerung der Ausfallzeiten der jeweiligen Clients
• Erhöhte Sicherheit der Daten durch zweistufiges Backup
• Trennung von dauerhafter und temporärer Datensicherung
• Möglichkeit der Daten-Auslagerung auf Bänder

In der ersten Stufe „Backup-to-Disk” werden die Daten auf ein RAID-System gesichert. Die Daten sind so unmittelbar und schnell verfügbar und können in kürzester Zeit wiederhergestellt werden. In der zweiten Stufe „Disk-to-Tape” werden die Daten vom RAID-System auf eine Library gesichert. Da keine offenen Dateien/Datenbanken vorhanden sind und das RAID-System ohne zu stocken auf die Library schreiben kann, tritt kein Shoeshine-Effekt auf.

Shoeshine-Effekt

Als Shoeshine-Effekt bezeichnet man die ungleichmäßige Vor-und Rückwärtsbewegung eines Datenspeicherbands bei stockender Datenzufuhr. Diese Bewegung beansprucht die Bänder und Laufwerke extrem, da öfters angehalten und neu positioniert werden muss. Bei einer Backup-to-Disk-to-Tape-Lösung tritt dieser Effekt nicht auf.

Funktionsweise: Der Backupserver sichert mit einer entsprechenden Backup-Software über Nacht die Daten der Clients und Server auf das RAID-System. Dieses ist in zwei Bereiche unterteilt, in welchen die dauerhaft und die temporär zu sichernden Daten abgelegt werden. Nachdem die einzelnen Clients und Server gesichert sind, werden die dauerhaft zu sichernden Daten vom RAID-System auf die Library geschrieben. Dies geschieht mit hoher Datenrate, da die Library vom Backup-Server die Daten des RAID-Systems erhält. Der Restore (Wiederherstellung der Daten) erfolgt wiederum schnell vom RAID-System oder bei bereits ausgelagerten Dateien von der Library. Anstelle einer Library ist auch ein Autoloader einsetzbar – je nach gewünschter Kapazität.

Der heutige Stand der Technik bietet Lösungen von S bis XL, um Backups von wichtigen Unternehmensdaten zu erstellen. Der erste Schritt sollte dabei sein, die zu sichernden Daten und Systeme zu identifizieren und den Umfang der Daten abzuschätzen. Nur so lässt sich das Backup-Szenario sinnvoll konzipieren. Im Fall der Fälle spielt es eine untergeordnete Rolle, wie Sie ihr Backup angefertigt haben – Hauptsache, Sie haben eins.