Оценка решений резервного копирования. ПО для резервного копирования

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение

 

Появившиеся в начале 80-ых персональные ЭВМ (ПЭВМ или ПК) прочно вошли во все сферы человеческой деятельности. Вместе с  ними  у  эксплуатирующих ПЭВМ организаций и ведомств возникли и многочисленные  проблемы.  Одна  из них — защита информации. Согласно статистическим данным более 80% компаний и агентств несут финансовые убытки из-за нарушения безопасности данных.

      Проблема  защиты  информации  представляет  собой   совокупность  тесно связанных проблем в областях  права,  организации  управления,  разработки технических средств, программирования и математики.  Одна  из  центральных задач проектирования систем защиты состоит  в  рациональном  распределении имеющихся.

Никому не надо объяснять, что информация имеет свою цену. Как же ее защитить? Самым простым и надежным способом является резервное копирование.

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

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.

1. РЕЗЕРВНОЕ КОПИРОВАНИЕ И ИХ ВИДЫ

1. Резервное копирование цифровых данных предприятия в рамках системы обеспечения максимального уровня защищенности данных от несанкционированного доступа

 

Непрерывное резервное копирование  важнейших корпоративных данных, хранящихся на файловых серверах и временно подключаемых к сети компьютера

 

Основные характеристики:

Непрерывная защита важных файлов в  реальном времени

Возможность быстрого копирования  и восстановления в режиме "disk-to-disk" (с диска на диск)

Возможность свести к минимуму окно резервного копирования/восстановления

Создание моментальных (point-in-time) копий, позволяющих выполнять откат  к любой версии файла

Установка настроек для файлов с  высоким и низким приоритетом

Возможность выбирать различные целевые  устройства для резервного копирования/репликации

Защита файловых серверов и временно подключаемых вычислительных систем

Оптимизация целевых точек восстановления (RPO) и целевого времени восстановления (RTO)

Хранение файлов в течение заранее  определяемых периодов времени

Возможность контролировать расходы  и повышать продуктивность пользователей

Простота внедрения и прозрачное выполнение операций в фоновом режиме.

 

В настоящее время компании уделяют  все больше внимания защите своих данных. Потеря важной бизнес-информации может привести к падению продуктивности, простоям приложений, задержкам выполнения проектов, необходимости обращаться в службу поддержки пользователей и убыткам для компании. Многие компании фактически обязаны развертывать решения для защиты данных в соответствии с требованиями законодательства.

 

По мере роста объемов данных, хранящихся на файловых серверах, все  более серьезной проблемой становится защита данных от вирусов и повреждений, поэтому компаниям необходимы более совершенные возможности восстановления состояния данных на определенный момент времени. Зачастую самыми ценными файлами являются те, с которыми пользователи работают именно сейчас. Таким образом, возможность отката к состоянию на определенный момент времени часто более важна, чем просто возвращение к резервной копии, сделанной прошлой ночью. Компаниям требуются усовершенствованные средства управления данными на основе политик, чтобы обеспечить максимальную защиту самых ценных для бизнеса данных.

 

Хотя большинство компаний уже  внедрили решения для защиты корпоративных данных, информация, хранящаяся на рабочих станциях и ноутбуках, защищается недостаточно надежно - даже с учетом того, что, по оценкам которых экспертов, она составляет 60-70% всех корпоративных данных. В особенности это касается юридических фирм и компаний, оказывающих медицинские и консультационные услуги, для которых потеря (может оказать серьезное негативное влияние на продуктивность и поставить под вопрос само существование компании.

В процессе резервного копирования данных хранить программы и информацию необходимо в формате компрессионно сжатых ISO, причем сжатие и копирование проводить на компьютере не подключенном к Интернет и к локальной сети. Данный метод удобнее и надежнее для ваших целей, к тому же значительно снижает потребность в серверных мощностях.

2. Полное резервирование (Full backup)

Полное резервное копирование  позволяет сохранить все данные, содержащиеся в одной или нескольких файлах или файловых группах. При модели полного восстановления полный набор резервных копий файлов совместно с количеством резервных копий журнала, достаточным для охвата всех резервных копий файлов, эквивалентен полной резервной копии базы данных.

Использование резервных  копий файлов может ускорить восстановление, ограничив его восстановлением только поврежденных файлов, а не всей базы данных. Например, если база данных состоит из нескольких файлов, размещенных на различных дисках, и на одном из них происходит сбой, то восстановить данные нужно будет только на этом диске.

Резервные копии файлов базы данных можно создавать и восстанавливать по отдельности. В инструкциях BACKUP или RESTORE вместо каждого файла по отдельности можно указать всю файловую группу. Следует иметь в виду, что если какой-либо файл файловой группы находится в автономном режиме (например во время его восстановления), то вся файловая группа переводится в автономный режим, и создать ее резервную копию будет невозможно.

Резервные копии файлов обладают следующими преимуществами по сравнению с полными резервными копиями базы данных.

• Восстановление после сбоев отдельных носителей выполняется быстрее. Поврежденный файл или файлы могут быть легко восстановлены.
• Резервные копии файлов обладают улучшенной гибкостью при выполнении по расписанию и облегчают работу с носителями по сравнению с полными резервными копиями баз данных; последние становятся неудобными для очень больших баз данных. Большая гибкость при работе с резервными копиями файлов и файловых групп может оказаться полезной также для больших баз данных, содержащих данные с различными параметрами обновления.

Главным недостатком  резервных копий файлов по сравнению  с резервным копированием всей базы данных являются дополнительные сложности в администрировании. Сбой носителя может привести к невозможности восстановления всей базы данных, если для поврежденного файла не будет существовать резервной копии. Поэтому необходимо обслуживать полный набор резервных копий файлов, поэтому как для полной модели восстановления, так и для модели с неполным протоколированием одна или несколько резервных копий журнала минимально охватывают интервал между первым и последним полным резервным копированием.

Обслуживание полного  набора таких резервных копий  и их отслеживание может оказаться трудоемкой задачей, потери времени на которую способны перевесить издержки расхода дискового пространства на полные резервные копии баз данных.

При модели полного восстановления за счет увеличения сложности управления использование разностных резервных  копий файлов может снизить количество резервных копий журнала, необходимых для восстановления.

Чтобы получить максимальный выигрыш от использования резервных  копий файлов, необходимо учитывать  расположение данных на диске и характер их использования. Рекомендуется следующий подход:

• Чаще создавать резервные копии тех данных, которые часто обновляются.
• Реже создавать резервные копии редко обновляемых данных.
• Создать резервную копию данных, которые используются только для чтения, лишь один раз.
• В модели полного восстановления необходимо выполнять резервное копирование журналов транзакций отдельно от остальной части стратегии резервирования данных. Полный набор резервных копий файлов вместе с резервными копиями журналов, которых достаточно для охвата всех резервных копий файлов с момента первого копирования, эквивалентен полной резервной копии базы данных.
• Восстановить базу данных лишь из файла и резервных копий журналов может оказаться сложно. Поэтому лучше выполнить полное резервное копирование базы данных, а затем начать резервное копирование журнала, чем сразу создавать резервную копию файлов. На следующем рисунке показана стратегия, согласно которой создается полная резервная копия базы данных (за время t1) вскоре после создания базы данных (за время t0). Эта первая резервная копия базы данных позволяет начать резервное копирование журнала транзакций. Резервное копирование журнала транзакций запланировано через определенные промежутки времени. Резервные копии файлов создаются через некоторый интервал времени, оптимально соответствующий требованиям предприятия. На данном рисунке показана каждая из четырех файловых групп, резервное копирование которых происходит одновременно. Порядок, в котором оно производится (группы A, C, B, A), отражает требования предприятия к базе данных.

Рисунок 1.1 – Стратегия, объединяющая резервное копирование баз данных, файлов и журналов

При использовании модели полного восстановления необходимо выполнить накат всех журналов транзакций во время восстановления резервной копии файла для записи и чтения, чтобы обеспечить согласованность состояния файла с остальной частью базы данных. Чтобы избежать необходимости наката большого количества резервных копий журналов транзакций, следует чаще создавать разностные резервные копии файлов

3. Дифференциальное резервное копирование (Differential backup)

 

Дифференциальное резервное копирование  – это один из трёх основных типов резервного копирования наряду с полным резервным копированием и инкрементальным резервным копированием. Дифференциальное резервное копирование позволяет сохранять изменения, сделанные со времени последнего полного бэкапа. Каждая последующая дифференциальная копия содержит все изменения, которые были сделаны со времени последнего полного бэкапа, поэтому для восстановления требуется только последний полный бэкап и одна из дифференциальных копий в зависимости от срока давности данных, которые необходимо восстановить.

Основные преимущества дифференциального копирования:

• Экономия дискового пространства. По сравнению с использованием полного бэкапа, дифференциальное резервное копирование позволяет сэкономить до 90% места на резервном носителе, так как сохраняет только последние изменения.

• Возможность восстановить промежуточное состояние информации за тот или иной отрезок времени, охваченный сохраненными резервными копиями.

• Быстрое восстановление. В отличие от инкрементного бэкапа, которому для восстановления необходимо пройти по всей цепочке копий от последнего инкрементного бэкапа до последнего полного, дифференциальное резервное копирование требует для выполнения восстановления данных только последнюю дифференциальную копию и последнюю полную. За счет этого восстановление происходит намного быстрее.

 

4. Инкрементное (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.

 

nnbackup.exe dump 0 -i c:\data -o d:\backup\data\ [options]

Инкрементное резервное  копирование - очень эффективный и вместе с тем надежный способ резервного копирования. Его основные преимущества - скорость и высокая степень настраиваемости: в зависимости от размера исходных данных вы можете выбирать схему резервного копирования, которая уменьшит затраты времени на восстановление данных (особенно при больших объемах информации).

Режим инкрементного резервного копирования  напоминает действие популярной юниксовой  утилиты dump и позволяет сначала выполнить резервное копирование всего исходного каталога и потом "добавлять" к нему те файлы, которые изменились со времени последнего резервного копирования.

Сессию резервного копирования  в таком режиме принято называть "дампом". Каждой сессии резервного копирования (дампу) присваивается  свой номер (целое число от 0 до 9) - уровень резервирования, который и определяет, какие файлы будут скопированы.

Правила таковы:

• дамп уровня 0 содержит в себе все файлы из источника данных
• дамп любого другого уровня (например, N) содержит только файлы, которые появились или изменились с момента создания последнего дампа, чей уровень меньше N. Если новых или измененных файлов нет, то дамп не создается.
• каждый дамп упаковываются в один большой файл и сжимается по алгоритму zip. Использованная в nnBackup компрессионная библиотека (zlib) накладывает ограничение на размер создаваемого zip-архива - 2 гигабайта. Чтобы иметь возможность создавать дампы большего размера, используйте вызов внешнего архиватора с помощью опции -extzip. 
  Также вы можете использовать опцию командной строки -nozip, чтобы полностью отменить упаковку дампов в zip-архив и сохранять данные в каталоги с соответствующими именами.

Например, чтобы создать  дамп уровня 0 с полной копией источника, мы (26 ноября 2002 года) запускаем nnBackup так:

nnbackup.exe dump 0 -i c:\data -o d:\backup\data\

В результате работы вышеуказанной  команды создан zip-файл d:\backup\data\0_2002-11-26.zip с полным содержимым каталога c:\data. Через день мы запустим nnBackup следующим образом (дамп уровня 1):

nnbackup.exe dump 1 -i c:\data -o d:\backup\data\

и получим zip-файл d:\backup\data\1_2002-11-27.zip, в котором будут содержаться только файлы, появившиеся или измененные с того момента, когда мы делали дамп уровня 0.

Соответственно, дамп уровня 2 (d:\backup\data\2_2002-11-28.zip) будет содержать только файлы, появившиеся или измененные с момента создания дампа уровня 1, дамп уровня 3 (d:\backup\data\3_2002-11-29.zip) будет содержать только файлы, появившиеся или измененные с момента создания дампа уровня 2 и т. д