Резервное копирование (англ. backup) — процесс создания копии данных на носителе (жестком диске, дискете и т. д.), предназначенной для восстановления данных в оригинальном месте их расположения в случае их повреждения или разрушения.

Цель

Резервное копирование необходимо для возможности быстрого и недорогого восстановления информации (документов, программ, настроек и т. д.) в случае утери рабочей копии информации по какой-либо причине.

Кроме этого решаются смежные проблемы:

  • Дублирование данных
  • Передача данных и работа с общими документами

Требования к системе резервного копирования

Надёжность хранения информации. Обеспечивается дублированием информации и заменой утерянной копии другой в случае уничтожения одной из копий.

Простота в эксплуатации — автоматизация (по возможности минимизировать участие человека: как пользователя, так и администратора).

Быстрое внедрение (лёгкая установка и настройка программ, создание скриптов, краткое обучение пользователей).

Виды резервного копирования

Полное резервирование Full Backup

Полное резервирование обычно затрагивает всю вашу систему и все файлы. Еженедельное, ежемесячное и ежеквартальное резервирование подразумевает полное резервирование. Первое еженедельное резервирование должно быть полным резервированием, обычно выполняемым по Пятницам или в течение выходных, в течение которого копируются все желаемые файлы. Последующие резервирования, выполняемые с Понедельника по Четверг до следующего полного резервирования, могут быть добавочными или дифференциальными, главным образом для того, чтобы сохранить время и место на носителе. Полное резервирование следует проводить, по крайней мере, еженедельно.

Дифференциальное резервирование Differential Backup

При дифференциальном резервировании каждый файл, который был изменен с момента последнего полного резервирования, копируется каждый раз заново. Дифференциальное резервирование ускоряет процесс восстановления. Все, что вам необходимо, это последняя полная и последняя дифференциальная резервная копия. Популярность дифференциального резервирования растет, так как все копии файлов делаются в определенные моменты времени, что, например, очень важно при заражении вирусами.

Добавочное резервирование Incremental Backup

При добавочном («инкрементальном») резервировании происходит копирование только тех файлов, которые были изменены с тех пор, как в последний раз выполнялось полное или добавочное резервное копирование. Последующее добавочное резервирование добавляет только файлы, которые были изменены с момента предыдущего добавочного резервирования. В среднем, добавочное резервирование занимает меньше времени, так как копируется меньшее количество файлов. Однако, процесс восстановления данных занимает больше времени, так как должны быть восстановлены данные последнего полного резервирования, плюс данные всех последующих добавочных резервирований. При этом, в отличие от дифференциального резервирования, изменившиеся или новые файлы не замещают старые, а добавляются на носитель независимо.

Пофайловый метод

Система пофайлового резервирования запрашивает каждый индивидуальный файл и записывает его на носитель. Всегда следует использовать предлагаемую опцию верификации. При верификации, все копируемые с диска данные перечитываются с источника и проверяются или побайтно сравниваются с данными на носителе. Так как фрагментированные файлы на диске из-за большего количества выполняемых операций поиска замедляют процесс резервирования, то производительность можно обычно увеличить производя регулярную дефрагментацию диска. При дефрагментации блоки данных располагаются по порядку, друг за другом так, чтобы они были доступны в кэше упреждающего чтения.

Метод отображающего дублирования диска

При отображающем дублировании делается своеобразный «снимок» вашего диска и копируется на носитель сектор за сектором. Процесс почти беспрерывный, позволяющий резервирующему устройству работать с максимальной производительностью. Отображающее дублирование обеспечивает быстрое восстановление всей системы. Многие системы отображающего дублирования также позволяют восстанавливать отдельные файлы.

Схемы ротации

Для резервного копирования очень важным вопросом является выбор подходящей схемы ротации носителей (например, магнитных лент). Наиболее часто используют следующие схемы:

  • Одноразовое копирование;
  • Простая ротация;
  • «Дед, отец, сын»;
  • «Ханойская башня»;
  • «10 наборов».

Схемы «Ханойская башня» и «10 наборов» используются нечасто, так как многие системы резервирования их не поддерживают.

Одноразовое копирование (custom) является самой простой схемой, поскольку оно вообще не предусматривает ротации носителей. Все операции проводятся вручную. Перед копированием администратор задает время начала резервирования, перечисляет файловые системы или каталоги, которые нужно копировать. Эту информацию можно сохранить в базе, чтобы ее можно было использовать снова. При одноразовом копировании чаще всего применяется полное копирование.

Простая ротация подразумевает, что некий набор носителей используется циклически. Например, цикл ротации может составлять неделю, когда отдельный носитель выделяется для определенного рабочего дня недели. Полная копия делается в пятницу, а в другие дни — инкрементальные (или дифференциальные) копии. Таким образом, для недельного цикла достаточно иметь пять носителей (если копирование происходит только в рабочие дни, и емкость одного носителя достаточна для копии). После завершения цикла все повторяется сначала, и запись производится на те же самые носители, хотя иногда полные (пятничные) копии сохраняют в качестве архива. Недостаток данной схемы в том, что она не очень хорошо подходит для ведения архива, даже если полные копии сохраняются, поскольку количество носителей в архиве быстро увеличивается. Кроме того, запись (во всяком случае, инкрементальная/дифференциальная) производится на одни и те же носители, что ведет к их значительному износу и, как следствие, увеличивает вероятность отказа.

Схема «Дед, отец, сын» (Grandfather, Father, Son) имеет иерархическую структуру и предполагает использование комплекта из трех наборов носителей. Раз в неделю делается полная копия дисков компьютера, ежедневно же проводится инкрементальное (или дифференциальное) копирование. Дополнительно раз в месяц производится еще одно полное копирование. Набор для ежедневного инкрементального копирования называется «сыном», для еженедельного — «отцом», и для ежемесячного — «дедом». Состав ежедневного и еженедельного набора является постоянным и неизменным. В случае ежедневного набора свой носитель (их может быть несколько, если объем информации превышает объем одного носителя) закреплен за каждым рабочим днем (кроме пятницы), а в случае еженедельного набора — за каждой неделей по порядку (то есть данный набор должен содержать не менее четырех носителей). Для этой базовой схемы ротации необходимо 12 комплектов носителей (четыре ежедневных, Понедельник-Четверг; пять еженедельных, Пятница недели 1-5; и три ежемесячных, месяц 1-3). Носители используются в день, неделю или месяц, соответствующие их этикетке. Ежемесячные носители обычно заново не используются и откладываются в архив. Таким образом, по сравнению с простой ротацией в архиве содержатся только ежемесячные копии плюс последние еженедельные и ежедневные копии. Недостаток данной схемы состоит в том, что в архиве находятся только имевшиеся на конец месяца данные. Как и при схеме простой ротации, ежедневные копии подвергаются значительному износу, в то время как нагрузка на еженедельные копии сравнительно невелика.

Схема «Ханойская башня» (Tower Of Hanoi) получила свое название от древней китайской игры, в которой используется рекурсивный метод. В этой игре, вы перемещаете стопку дисков с одного колышка на другой, и маленький диск может быть помещен только на диск большего размера. Как и эта игра, многочисленные комплекты носителей сменяются в последовательности добавочного и полного резервирования. Здесь, для увеличения безопасности используется больше комплектов носителей, чем в GFS. Призвана устранить некоторые из перечисленных недостатков, но, правда, она имеет свои собственные. Схема построена на применении нескольких наборов носителей, их количество не регламентируется, хотя обычно ограничивается пятью-шестью. Каждый набор предназначен для недельного копирования, как в схеме простой ротации, но без изъятия полных копий. То есть отдельный набор включает носитель с полной недельной копией и носители с ежедневными инкрементальными (дифференциальными) копиями. Таким образом каждый следующий по порядку набор используется в два раза реже, чем предыдущий. Таким образом, набор N1 перезаписывается каждые две недели, набор N2 — каждые четыре недели, и т. д. Специфической проблемой схемы «Ханойская башня» является ее излишняя сложность.

Схема «10 наборов», как и следует из названия, рассчитана на использование 10 наборов носителей. Период из 40 недель делится на десять циклов. В течение цикла за каждым набором закреплен один день недели. По прошествии четырехнедельного цикла осуществляется сдвиг номера набора. Иными словами, если в первом цикле за понедельник отвечал набор N1, а за вторник — N2, то во втором цикле за понедельник отвечает набор N2, а за вторник — N3. Такая схема позволяет равномерно распределить нагрузку и, как следствие, износ между всеми носителями.

Типы носителей резервной копии

Лента стримера - запись резервных данных на магнитную ленту стримера.

DVD или CD – запись резервных данных на компактные диски.

HDD – запись резервных данных на жесткий диск компьютера.

LAN – запись резервных данных на любую машину внутри локальной сети.

FTP – запись резервных данных на FTP сервера.

– запись резервных данных на любое USB совместимое устройство (такое как флэшкарта или внешний жесткий диск)

ZIP, JAZ, MO - Резервное копирование на дискеты ZIP, JAZ, MO.

 

<Методы борьбы с утерей информации

Рассмотрим возможные причины утери информации:

Физическая порча носителей информации (жёстких дисков, дискет, CD/DVD)

Борьба — хранить всю информацию (каждый файл) минимум в двух экземплярах (причём каждый экземпляр на своём носителе данных).

  • два жёстких диска на сервере дублируют друг друга (организован RAID 1). Если один выйдет из строя — его можно заменить, вся информация сохранится на другом. Следовательно, файлы, расположенные в общих папках на сервере более защищены;
  • внедрить CVS — у пользователей хранится только локальная копия папки (репозиторий хранится на сервере);
  • создание резервных копий файлов, не помещённых в CVS по расписанию (из .cmd файла с помощью команды xcopy или специальной программы);
  • создание резервных копий базы данных по расписанию. Необходимую частоту копирования нужно выяснить опытным путём.

Когда какая-то важная информация уже потеряна (удалён файл), то можно обратиться в специализированную службу и они попробуют восстановить данные с помощью своего специального оборудования.

Эта причина не самая распространенная, так как современные жёсткие диски редко выходят из строя.

Современный жесткий диск работает до отказа порядка трех лет — в режиме постоянно включенного компьютера (сервера). Тонкий момент: если организован RAID 1 на двух одинаковых жестких дисках, введенных в эксплуатацию одновременно, то выходить из строя они будут примерно в одно и то же время!

Уничтожение (или порча) информации из-за компьютерных вирусов

Борьба — установка антивирусных программ на сервер и рабочие станции. Антивирусы будут постоянно обновляться из одной общей папки: первая копия антивируса получает обновления прямо из Интернета, а другие копии настроены на папку, куда первая загружает обновления), или нужно грамотно настроить proxy, чтобы обновления кешировались (это всё меры для уменьшения трафика).

Случайное (преднамеренное) удаление (изменение) информации другого пользователя

Борьба:

  • тщательно расставляются права на все ресурсы, чтобы другие пользователи не могли модифицировать чужие файлы. Исключение делается для системного администратора, который должен обладать всеми правами на всё, чтобы быть способным исправить ошибки пользователей, программ и т. д.

Удаление информации из-за несогласованности действий

Один человек записал куда-то свои файлы, а другой непреднамеренно удалил. Борьба:

  • пользователи или хранят ценную информацию в местах известных (указанных пользователем) системному администратору. Если пользователь сохраняет информацию в любых других местах — вся ответственность за сохранность ложится на пользователя;
  • при этом системный администратор не должен удалять без ведома пользователя никакие «непонятные» папки с компьютера пользователя.
  • перед переустановкой Операционной системы следует обязательно копировать всё содержимое раздела (на которой будет установлена ОС) на сервер, на другой раздел или на CD / DVD.

Сильное дублирование информации (одновременное существование множества копий одного и того же документа)

Каждый пользователь только сам знает, какие версии документов последние и самые нужные. Дублирование должно быть незаметным для пользователей (то есть для пользователей «видна» только одна копия каждого документа).

Необходимость резервного копирования в бизнесе очевидна — потеря информации и отсутствие возможности быстро ее восстановить приводит к большим убыткам. Ежегодно во всем мире большое количество коммерческих организаций, в которых происходит потеря данных, прекращает свое существование. Остальные — уделяют более серьезное

Внедрение резервного копирования данных в информационной системе позволяет:

восстановить функционирование информационной системы в кратчайшие сроки в случае частичного или полного разрушения данных;

создавать и поддерживать архивы данных;

осуществлять перенос больших объемов информации.

Система резервного копирования обычно состоит из сервера с установленным на нем управляющим ПО и библиотеки для хранения данных. Тип используемой библиотеки определяется требуемым объемом хранения и скоростью копирования. В качестве носителя мы предлагаем решения с накопителями на жестких дисках, магнитооптических дисках и магнитных лентах.

Управляющее ПО позволяет производить резервное копирование в соответствии с заданным расписанием.

Современные информационные системы строятся на основе сети, поэтому система резервного копирования должна быть также сетевой, т. е. обеспечивать сохранение данных со всех узлов сети.

Резервное копирование и восстановление информации клиентов осуществляется по запросу от серверной части, клиенты только передают информацию серверу, который осуществляет ее сохранение в библиотеке. Клиентами системы могут быть отдельные рабочие места на базе персональных компьютеров и серверы сети.

 1  2