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% <#>---------------------------------------------------------------------------<#>
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\section{Backup}%
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\label{sec:backup}
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Sicherlich hat jeder schon einmal schmerzlichst erfahren müssen, wie ärgerlich
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es ist, wenn Daten verloren gegangen sind und diese nicht durch ein Backup
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gesichert wurden. Der Schmerz sitzt tief, wenn die Urlaubsbilder, Kinderfotos
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oder andere wichtige Dokumente verloren sind. Man ärgert sich häufig über sich
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selber, da man wusste, dass dieser Moment früher oder später mal eintreten würde
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und man es bis dahin nicht geschafft hat ein Backup zu erstellen.
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In Kapitel \nameref{sec:dateisysteme.btrfs} wurden Snapshots von Subvolumes
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erzeugt. Dies Snapshots können nicht direkt als ein Backup betrachtet werden,
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obwohl sie eine Momentaufnahme eines Subvolumes wiederspiegeln. Der Grund ist,
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dass unter einem Backup die Sicherung eines Zustands auf einem anderen
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Speichergerät verstanden wird. Dies kann beispielsweise auf eine andere
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Festplatte oder ein Magnetband per Bandlesegerät realisiert werden.
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Früher wurden Bandlesegeräte sehr häufig eingesetzt, um große Datenmengen zu
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sichern. Diese Methode wird zunehmend ersetzt durch andere Technologien wie
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Beispielsweise das exportieren und importieren von Snapshots. Dies muss nicht
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zwingend ein BtrFS Dateisystem sein, es kann auch ein ZFS oder QCOW2 Dateisystem
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sein. Aus der Zeit, in der Bandlaufgeräte vorwiegend Verwendung fanden, sind
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unterschiedliche Backup Methoden entstanden.
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Je nach Datenbestand wurden unterschiedliche Methoden angewand oder kombiniert,
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um die Vorteile je nach Situation auszunutzen. Nachfolgend werden die einzelnen
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Methoden näher erläutert.
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% #>-----------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Inkrementelles Backup}%
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\label{sec:backup.inkrementell}
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Ein inkrementelles Backup setzt ein bestehendes Backup der Daten vorraus. Dies
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kann ein Vollbackup, differentielles oder inkrementelles Backup sein. Es werden
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ausschließlich die Daten gesichert, welche sich zum Zeitpunkt des letzten
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Backups geändert haben. Zum Wiederherstellen des Datenbestandes werden somit
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alle Backups benötigt, da die Änderungen sequenziell eingespielt werden müssen.
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Dies führt beim dem Einsatz von Magnetbändern gerade dazu, dass Administratoren
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panisch auf die Suche nach den Magnetbändern gehen, wenn Daten vergangener Jahre
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wiedergerstellt werden müssen. Grund für die Aufregung ist, dass wenn ein Backup
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oder Magnetband fehlt die Wiederherstellung der gesicherten Daten nicht möglich
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ist.
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Die folgende Abbildung beschreibt den Speicherverbrauch pro Wochentag und hebt
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hervor, welche Änderungen in welchem inkrementellen Backup gesichert sind.
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\begin{figure}[H]
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\centering
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\includegraphics[width=1\textwidth]{img/inkrementell-backup.png}
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\caption{Inkrementelle Backups}%
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\label{fig:backup.inkrementell}
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\end{figure}
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Vorteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Sehr einfaches Verfahren
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\item Niedriger Speicherbedarf. Die Backups sind wesentlich kleiner als
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differentielle oder Vollbackups. Es werden daher auch Magnetbänder mit
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geringerer Kapazität benötigt. Kosten können so gesenkt werden.
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\item Das Erstellen der Sicherung ist im Vergleich zu den anderen Methoden
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schneller erstellt, da nur die letzten Änderungen gesichert werden müssen.
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\end{enumerate}
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\item \textbf{Nachteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Das Vollbackup und \textbf{alle} inkrementellen Backups sind
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notwendig, um einen Zeitpunkt wiederherzustellen.
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\end{enumerate}
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\end{itemize}
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% #>-----------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Differenzielles Backup}%
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\label{sec:backup.differentiell}
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Das differentielle Backup ist dem inkrementellen Backup sehr ähnlich. Es werden
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jedoch nicht die Änderungen zu jedem letzten beliebigen Backup gesichert,
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sondern ausschließlich zum letzten Vollbackup. Demnach ist zur Wiederherstellung
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der Daten das letzte Vollbackup und das gewünschte differentielle Backup
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notwendig. Die folgende Abbildung spiegelt wie Abbildung
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\ref{fig:backup.inkrementell} den Speicherverbrauch pro Wochentag ab und hebt
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hervor, welche Änderungen in welchem differenziellen Backups gesichert sind.
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\begin{figure}[H]
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\centering
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\includegraphics[width=1\textwidth]{img/differentielles-backup.png}
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\caption{Differenzielle Backups}%
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\label{fig:backup.differentiell}
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\end{figure}
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Vorteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Weniger Speicherbedarf als bei einem Vollbackup, aber mehr als bei
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einem inkrementellen Backup
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\item Zur Wiederherstellung wird nur das letzte Vollbackup und das
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differentielle Backup zum gewünschten Zeitpunkt benötigt.
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\end{enumerate}
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\item \textbf{Nachteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Dateien, die einmal verändert werden, müssen bei jedem differentiellen
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Backup neu gesichert werden. Dadurch entsteht ein höheres Datenaufkommen.
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\end{enumerate}
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\end{itemize}
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% #>-----------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Vollbackup}%
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\label{sec:backup.vollbackup}
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Bei einem Vollbackup wird der komplette Datenbestand gesichert. Um verlorene
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Daten wiederherzustellen wird nur das entsprechende Vollbackup benötigt. Die
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folgende Abbildung beschreibt das Wachstum der Vollbackups pro Tag.
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\begin{figure}[H]
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\centering
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\includegraphics[width=1\textwidth]{img/vollbackups.png}
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\caption{Vollbackups}%
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\label{fig:backup.vollbackup}
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\end{figure}
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Vorteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Sehr einfache Wiederherstellung
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\item Nur das jeweilige Backup bzw. Band notwendig
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\end{enumerate}
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\item \textbf{Nachteile:}
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\begin{enumerate}[itemsep=0pt]
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\item Sehr hoher Speicherverbrauch
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\item Um auf mehrere Versionen zurückgreifen zu können wird das jeweilige
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Backup benötigt.
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\end{enumerate}
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\end{itemize}
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% #>-----------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Großvater-Vater-Sohn Prinzip}%
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\label{sec:backup.gvs-prinzip}
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Das Großvater-Vater-Sohn Prinzip, auch Generationen Prinzip genannt, ist ein
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Rotationsverfahren für Magnetbänder, um mit möglichst wenigen Magnetbändern den
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Zugriff auf ältere Sicherungszustände zu gewährleisten.
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Als Sohn-Sicherung werden die täglichen Sicherungen von Montag bis Donnerstag
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beschrieben. Dies sind in der Regel inkrementelle Sicherungen. Die Sicherung,
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welche Freitags erstellt wird, ist die erste Vater-Sicherung. Für die erste
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Woche sind daher fünf Magnetbänder notwendig.
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Wird nun bei der Vater-Sicherung ein differentielles Backup erstellt, sind die
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Änderungen, welche in der Woche angefallen sind inkludiert. Dies bedeutet, dass
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die Sicherungsbänder von Montag bis Donnerstag in der zweiten Woche
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wiederverwendet und überschrieben werden können.
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Daraus folgt, dass ein sechstes Band für die 2. Vater-Sicherung in der 2. Woche
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notwendig ist. Dies geht so für die 3. und 4. Woche des Monats weiter. Es
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resultiert daher für einen Monat, dass vier Sicherungsbänder für die
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Sohn-Sicherungen und vier Sicherungsbänder für die Vater-Sicherungen notwendig
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sind. Also insgesamt acht Bänder.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1a:} Gehen Sie davon aus, dass zu Beginn des Monats ein
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Vollbackup des vergangenen Monats existiert. Geben Sie tabellarisch oder
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grafisch für den aktuellen Monat an, an welchen Tagen, welches Band und
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Backup-Methode verwendet wird, um dem Vater-Sohn Prinzip zu entsprechen.
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\end{itemize}
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Am letzten Tag im Monat wird die Sohn- oder Vater-Sicherung durch die
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Großvater-Sicherung ersetzt. Die Großvater-Sicherung ist im Regelfall ein
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Vollbackup. Anschließend wird wieder mit der Sohn- und Vater-Sicherung für den
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nächsten Monat fortgefahren. Da die Großvater-Sicherung alle Änderungen des
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letzten Monats beinhaltet, kann die Sohn-Sicherung als auch die Vater-Sicherung
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im nächsten Monat überschrieben werden. Daraus resultiert, dass zusätzlich 12
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Bänder für jeden Monat benötigt werden. Insgesamt also 20 Bänder pro Jahr.
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\begin{itemize}[label={},itemsep=0pt]
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\item \textbf{Aufgabe 1b:} Geben Sie für drei Monate tabellarisch oder
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grafisch die Tage an, welches Band und Backup-Methode verwendet wird, um dem
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Großvater-Vater Prinzip zu entsprechen.
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\end{itemize}
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% #>-----------------------------------------------------------------------------<#
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\subsection{Praxisaufgabe: Die nette Kollegin}%
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\label{sec:backup.praxisfall}
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In dem Unternehmen, indem Sie tätig sind wird nicht Ende des Monats, sondern an
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dem ersten Freitag im Monat, die Großvater-Sicherung erstellt. Die letzte
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Großvater-Sicherung wurde vergangenen Freitag, den 6. November 2020, erstellt.
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Eine Kollegin aus der Finanzabteilung hat Sie schriftlich informiert, dass der
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letzte Praktikant ein Verzeichnis gelöscht hat, welches Sie nun benötigt. Das
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Beschäftigungsverhältnis des Praktikanten fing vor drei Monaten, zwei Wochen und
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einem Tagen, ausgehend von der letzen Großvater-Sicherung, an. Gehen Sie davon
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aus, dass die Dateien zu diesem Zeitpunkt vorhanden waren.
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Welche Bänder sind notwendig, um die Dateien und Verzeichnisse für die Kollegin
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aus der Finanzabteilung wiederherzustellen?
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Ihr Chef traut ihnen nun das Wiederherstellen von Daten zu. Prompt erhalten Sie
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einen Anruf, dass die Daten welche sie wiederhergestellt haben nicht in der
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Version vorliegt, welche die nette Kollegin erwartet hat. Sie hat sie angewiesen
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die Daten vom 28. Oktober 2020 wiederherzustellen.
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Welche Bänder sind notwendig, um die Daten und Verzeichnisse vom 28. Oktober
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2020 wiederherzustellen?. |