Резервное копирование
Резервное копирование
Содержание
Введение 3
1. Цели, требования к системе и типы резервного копирования
2. Резервные носители 5
3. Схемы ротации 7
4. Хранение резервных копий. Вопросы восстановления 8
5. Причины утери информации и методы борьбы с ними 10
Заключение 13
Список литературы и источников 14
Введение
Резервное копирование данных одна из важнейших операций которую нужно производить любому пользователю ПК. Резервное копирование данных можно делать как в ручную, так и с помощью специальных программы. Резервное копирование (резервное дублирование данных) – 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.
Каждый пользователь хранит на компьютере различную информацию. Практически у каждого пользователя на компьютере хранится важная информация, потеря которой может, как минимум, расстроить пользователя (личные фото, коллекция музыки, рабочие документы и т.д.).
К сожалению, информация не может абсолютно надежно храниться на компьютере. Отказ аппаратной части (жесткий диск) или вирусная атака и даже неаккуратность самого пользователя (случайное удаление информации) могут привести к потере важных данных. Что бы обезопасить важную информацию необходимо делать резервное копирование данных.
1. Цели, требования к системе и типы резервного копирования
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, такие как передача данных и работа с общими документами.
Требования к системе резервного копирования
К системе резервного копирования предъявляются определенные требования:
- Надёжность хранения информации – обеспечивается применением отказоустойчивого оборудования систем хранения, дублированием информации и заменой утерянной копии другой в случае уничтожения одной из копий (в том числе как часть отказоустойчивости).
- Простота в эксплуатации – автоматизация (по возможности минимизировать участие человека: как пользователя, так и администратора).
- Быстрое внедрение – простая установка и настройка программ, быстрое обучение пользователей.
Типы резервного копирования
Резервное копирование подразделяется на типы: полные копии, добавочные копии, разностные копии.
Полные копии
Полная копия – это копия, при которой на резервный носитель сохраняется каждый файл. Если копируемые данные никогда не меняются, то все создаваемые полные копии будут одинаковыми. Это объясняется тем фактом, что при создании полной копии не проверяется, был ли файл изменён со времени последнего копирования, и таким образом, на носитель записывается все файлы, вне зависимости от того, были они изменены или нет.
Полное копирование обычно затрагивает всю систему и все файлы. Еженедельное, ежемесячное и ежеквартальное резервное копирование подразумевает создание полной копии всех данных. Обычно оно выполняется по пятницам или в течение выходных, когда копирование большого объёма данных не влияет на работу организации. Полное резервное копирование следует проводить, по крайней мере, еженедельно.
Добавочные копии
При создании добавочных копий, в отличие от полных, сначала проверяется время изменения файла и сравнивается со временем последнего копирования. Добавочные копии используются в сочетании с регулярными полными копиями.
При добавочном резервном копировании происходит копирование только тех файлов, которые были изменены с тех пор, как в последний раз выполнялось полное или добавочное резервное копирование. Последующее добавочное резервное копирование добавляет только файлы, которые были изменены с момента предыдущего. В среднем, добавочное резервное копирование занимает меньше времени, так как копируется меньшее количество файлов. Однако процесс восстановления данных занимает больше времени, так как должны быть восстановлены данные последнего полного резервного копирования, плюс данные всех последующих добавочных резервных копирований.
С целью исключить необходимость восстановления всех копий по очереди был разработан разносный подход.
Разносные копии
Разностные копии похожи на добавочные тем, что они включают только изменённые файлы. Однако разностные копии являются накопительными - другими словами, при разностном копировании файл, изменённый однажды, будет включаться во все последующие разностные копии (имеется в виду до следующей, полной копии).
Разностное копирование ускоряет процесс восстановления. Все, что вам необходимо - это последняя полная и последняя дифференциальная резервная копия. Популярность дифференциального резервного копирования растет, так как все копии файлов делаются в определенные моменты времени, что, например, очень важно при заражении вирусами.
Эффект такого использования разностных копий заключается в том, что со временем разностные копии обычно немного вырастут (если в интервале времени между полными копиями меняются разные файлы). Таким образом, разностные копии находятся где-то между добавочными и полными с точки зрения использования резервных носителей и скорости копирования, а также быстроты восстановления одного файла и всей файловой системы (так как приходится просматривать/восстанавливать меньше копий).
Клонирование
Клонирование позволяет скопировать целый раздел или носитель (устройство) со всеми файлами и директориями в другой раздел или на другой носитель. Если раздел является загрузочным, то клонированный раздел тоже будет загрузочным.
Резервное копирование в виде образа
Образ – точная копия всего раздела или носителя (устройства), хранящаяся в одном файле.
Резервное копирование в режиме реального времени
Резервное копирование в режиме реального времени позволяет создавать копии файлов, директорий и томов, не прерывая работу, без перезагрузки компьютера. [1]
2. Резервные носители
Системные администраторы обычно подразумевают под резервным копированием запись и чтение лент, но сегодня существуют и другие варианты.
Когда-то стримеры (устройства для чтения/записи лент) были единственными устройствами со съёмными носителями, пригодными для выполнения резервного копирования. Однако это положение изменилось.
Лента
Лента была первым, широко используемым съёмным носителем для хранения данных. Её преимуществами является невысокая стоимость самого носителя и достаточно большой объём. Однако лента имеет и ряд недостатков - она может порваться, а доступ к данным на ленте по определению последователен.
Это означает, что необходимо внимательно следить за использованием лент (и прекращать использование лент, отработавших своё), и что поиск нужного файла на ленте может быть длительным занятием.
С другой стороны, лента - один из наиболее недорогих носителей для хранения данных, а её надёжность проверена временем. Это значит, что для создания ленточной библиотеки приличного объёма, вам не придётся потратить большую часть своего бюджета, и вы сможете полагаться на неё и сегодня, и в будущем.
Диск
В прошлом диски никогда не использовались в качестве резервного носителя. Однако цена хранения на дисках упала до той отметки, когда в некоторых случаях хранение резервных копий на дисках имеет смысл.
Главной причиной для использования дисков в качестве резервных носителей может быть скорость. Это самые быстрые носители данных из существующих. Скорость может быть важна, если в вашем центре данных для резервного копирования отводится небольшое окно, а объём копируемых данных велик.
Но дисковое хранилище - не идеальный резервный носитель по ряду причин:
Диски обычно не являются съёмными. Один их главных факторов эффективной стратегии резервного копирования заключается в хранении резервных копий вне вашего центра данных, в каком-то удалённом хранилище. Резервная копия рабочей базы данных, хранящаяся на диске в полуметре от самой базы данных - это не резервная, а просто копия. И такие копии будут не очень полезны, если ваш центр данных и всё, что в нём находится (включая ваши копии), будет повреждён или разрушен при неблагоприятном стечении обстоятельств.
Диски очень уязвимы к внешним воздействиям. И даже если вы потратите дополнительные деньги на съёмные жёсткие диски, их уязвимость может быть проблемой. Если вы уроните жёсткий диск, вы потеряете свою резервную копию. Можно приобрести специальные корпуса, которые могут сократить (но не полностью исключить) эту угрозу, но это ещё больше увеличит стоимость и без того дорогостоящего решения.
Сеть
Сама по себе сеть не может являться резервным носителем. Но в сочетании с технологиями хранения, она может сослужить хорошую службу. Например, если взять высокоскоростное сетевое подключение к удалённому центру данных с дисковыми хранилищами большого объёма, то упомянутые ранее недостатки копирования на диски перестают быть недостатками.
Когда вы делаете копию по сети, диски уже находятся далеко, поэтому необходимость куда-то перевозить очень уязвимые диски отпадает. Если скорость сети достаточна, вы также сохраняете выигрыш в скорости, который вы можете получить, выполняя резервное копирование на диски.
Однако этот подход всё же никак не решает вопрос архивного хранения (хотя здесь также можно использовать ранее упомянутый подход "сброса на ленту готовой резервной копии"). Кроме того, затраты на организацию удалённого центра данных с высокоскоростным подключением к основному центру данных делает это решение крайне дорогостоящим. Но организации, нуждающиеся в возможностях, которые может предоставить такое решение, платят эту цену без проблем.
3. Схемы ротации
Смена рабочего набора носителей в процессе копирования называется их ротацией. Для резервного копирования очень важным вопросом является выбор подходящей схемы ротации носителей (например, магнитных лент).
Одноразовое копирование
Простейшая схема, не предусматривающая ротации носителей. Все операции проводятся вручную. Перед копированием администратор задает время начала резервного копирования, перечисляет файловые системы или каталоги, которые нужно копировать. Эту информацию можно сохранить в базе данных, чтобы её можно было использовать снова. При одноразовом копировании чаще всего применяется полное копирование.
Простая ротация
Простая
ротация подразумевает, что некий набор
лент используется циклически. Например,
цикл ротации может составлять неделю,
тогда отдельный носитель выделяется
для определенного рабочего дня недели.
Недостаток данной схемы – она не очень
подходит для ведения архива, поскольку
количество носителей в архиве быстро
увеличивается. Кроме того, инкрементальная/
«Дед, отец, сын»
Данная схема имеет иерархическую структуру и предполагает использование комплекта из трех наборов носителей. Раз в неделю делается полная копия дисков компьютера («отец»), ежедневно же проводится инкрементальное (или дифференциальное) копирование («сын»). Дополнительно раз в месяц проводится еще одно полное копирование («дед»). Состав ежедневного и еженедельного набора постоянен. 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 архив попадают только данные, имевшиеся на конец месяца, а также износ носителей.
«Ханойская башня»
Схема призвана устранить некоторые из недостатков схемы простой ротации и ротации «Дед, отец, сын». Схема построена на применении нескольких наборов носителей. Каждый набор предназначен для недельного копирования, как в схеме простой ротации, но без изъятия полных копий. Иными словами, отдельный набор включает носитель с полной недельной копией и носители с ежедневными инкрементальными (дифференциальными) копиями. Специфическая проблема схемы «ханойская башня» – ее более высокая сложность, чем у других схем.
«10 наборов»
Данная схема рассчитана на десять наборов носителей. Период из сорока недель делится на десять циклов. В течение цикла за каждым набором закреплен один день недели. По прошествии четырехнедельного цикла номер набора сдвигается на один день. Иными словами, если в первом цикле за понедельник отвечал набор номер 1, а за вторник – номер 2, то во втором цикле за понедельник отвечает набор номер 2, а за вторник – номер 3. Такая схема позволяет равномерно распределить нагрузку, а, следовательно, и износ между всеми носителями.
Схемы «Ханойская башня» и «10 наборов» используются нечасто, так как многие системы резервного копирования их не поддерживают. [2]
4. Хранение резервных копий и вопросы восстановления
Когда резервные копии сделаны - они должны быть сохранены. Однако, совсем не так очевидно, что именно следует хранить и где.
Хранение резервных копий
Можно выделить три основные ситуации:
- Восстановление отдельных файлов по запросу пользователей
- Глобальное восстановление при чрезвычайной ситуации
- Архивное хранилище
Когда пользователь удаляет файл случайно, он хочет возвратить его немедленно. Следовательно, резервный носитель должен быть не дальше нескольких метров от компьютера, на котором должны быть восстановлены данные.
В случае чрезвычайных ситуаций необходимо будет выполнить полное восстановление одного или нескольких компьютеров в вашем центре данных, а если произошедшая катастрофа будет иметь физический характер, она разрушит не только ваши компьютеры, но и все резервные копии, хранящиеся рядом.
Вопрос архивного хранилища менее спорный - резервный носитель может храниться далеко от центра данных.
Для решения этих разных задач могут быть выбраны различные подходы, в зависимости от потребностей организации. Первый возможный подход заключается в хранении копий за несколько дней у себя на месте, а затем переносить эти копии в более безопасное удалённое хранилище, когда будут созданы новые ежедневные копии.
Другой подход заключается в поддержке двух наборов носителей:
- Набор носителей в центре данных, используемый исключительно для восстановления отдельных данных по запросу
- Набор носителей для удалённого хранения и восстановления в случае чрезвычайных ситуаций
Конечно, наличие двух наборов подразумевает необходимость делать все резервные копии дважды или копировать их. Это можно сделать, но двойное резервное копирование может занять много времени, а для копирования резервных копий могут потребоваться несколько устройств для работы с резервными копиями и возможно, выделить для копирования отдельный компьютер.
Сложность для системного администратора заключается в выдерживании баланса между удовлетворением нужд пользователей и наличием резервных копий на случай наихудших ситуаций. [3]
Вопросы восстановления
Хотя резервные копии выполняются ежедневно, восстановление обычно происходит реже. Однако, восстановления неизбежно, в нём обязательно будет необходимость, поэтому к нему лучше подготовиться.
Восстановление на «голом» компьютере
Выражением "восстановление на «голом» компьютере" системные администраторы описывают процесс восстановления полной копии системы на компьютере, на котором нет абсолютно никаких данных - ни операционной системы, ни приложений, ничего.
Вообще можно выделить два основных подхода к восстановлению на голом компьютере:
- Переустановка, за которой следует восстановление
Здесь базовая операционная система устанавливается таким же образом, как и на совершенно новый компьютер. Когда операционная система установлена и правильно настроена, оставшиеся диски можно подключить и отформатировать, и восстановить все копии с резервных носителей.
- Диски для восстановления системы
Диск для восстановления системы - это загрузочный носитель некоторого рода (обычно CD-ROM), который содержит минимальное системное окружение и позволяет выполнять самые основные административные задачи. Окружение восстановления содержит необходимые утилиты для разбиения на разделы и форматирования дисков, драйверы устройств, необходимые для обращения к устройству с резервными копиями, и программы, необходимые для восстановления данных с резервных носителей.
Проверка копий
Все типы копий следует периодически проверять, чтобы убедиться в том, что эти копии можно прочитать. Действительно, иногда копии, по той или иной причине, могут не читаться. Но самое печальное в этом то, что чаще всего это обнаруживается только при потере данных, когда требуется резервная копия.
Причины этого могут быть самыми разными, например: смещение головки стримера, неправильно настроенная программа резервного копирования и ошибка оператора. Но какова бы не была причина, не проводя периодических проверок, вы не можете быть уверены в том, что у вас действительно есть резервные копии, с которых когда-нибудь позже можно будет восстановить данные. [4]
5. Причины утери информации и методы борьбы с ними
Утеря информации бывает по разным причинам.
Эксплуатационные поломки носителей информации
Описание: случайные поломки в пределах статистики отказов, связанные с неосторожностью или выработкой ресурса. Конечно же, если какая-то важная информация уже потеряна, то можно обратиться в специализированную службу – но надёжность этого не стопроцентная.
Борьба: хранить всю информацию (каждый файл) минимум в двух экземплярах (причём каждый экземпляр на своём носителе данных). Для этого применяются:
Ручное или автоматическое копирование на другой носитель. Для этого может использоваться система контроля версий, специализированная программа резервного копирования.
Стихийные и техногенные бедствия
Описание: шторм, землетрясение, кража, пожар, прорыв водопровода – всё это приводит к потере всех носителей данных, расположенных на определённой территории.
Борьба: единственный способ защиты от стихийных бедствий – держать часть резервных копий в другом помещении. В частности, помогает резервное копирование через сеть на компьютер, расположенный достаточно далеко.
Вредоносные программы
Описание: в эту категорию входит случайно занесённое ПО, которое намеренно портит информацию – вирусы, черви, «троянские кони». Иногда факт заражения обнаруживается, когда немалая часть информации искажена или уничтожена.
Борьба:
Установка антивирусных программ на рабочие станции. Простейшие антивирусные меры – отключение автозагрузки, изоляция локальной сети от Интернета, и т.д.
Обеспечение централизованного обновления.
Иметь копии в таком месте, до которого вирус не доберётся – выделенный сервер или съёмные носители.
Если копирование идёт на сервер: обеспечить защиту сервера от вирусов. Хранить версии достаточной давности, чтобы существовала копия, не контактировавшая с заражённым компьютером.
Если копирование идёт на съёмные носители: часть носителей хранить (без дописывания на них) достаточно долго, чтобы существовала копия, не контактировавшая с заражённым компьютером.
Использование носителей с однократной записью: CD-R, DVD-R, BD-R. Их объём недостаточен для серьёзных применений.
Человеческий фактор
Описание: намеренное или ненамеренное уничтожение важной информации – человеком, специально написанной вредоносной программой или сбойным программным обеспечением.
Борьба:
Тщательно расставить 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.
Построить работающую систему резервного копирования – то есть, систему, которой люди реально пользуются и которая достаточно устойчива к ошибкам оператора. Если пользователь не пользуется системой резервного копирования, вся ответственность за сохранность ложится на него.
Хранить версии достаточной давности, чтобы при обнаружении испорченных данных файл можно было восстановить.
Оперативно обновлять программное обеспечение, которое заподозрено в потере данных.
Заключение
В независимости от того как и чего была сделана резервная копия, необходимо делать это периодично с изготовлением нескольких копий на разных носителях информации.
Необходимо делать резервные копии периодично. В зависимости от типа данных можно делать резервные копии через промежуток времени (каждую неделю, месяц и т.д.) или по событию (появлению новых фотографий или изменение отчета.)
Если не следить за периодичностью, то в случае потери данных восстановить, возможно, будет только старую версию резервной копии, в которой не будет хватать недавно измененных данных.
Сделав резервную копию важной информации, нужно постараться размножить эту копию на разных хранилища информации: флешка, внешний жёсткий диск, DVD-диск, облачное хранилище и т.д. Чем больше копий будет сделано, тем больше вероятность, что можно будет вернуть потерянную информацию.
Создание резервной копии данных очень важная процедура. Она необходима любому пользователю.
Список литературы и источников
1. А.Н.Чекмарев, Д.Б.Вишнякова Глава 8. Восстановление системы. Процедуры резервного копирования и восстановления. Санкт-Петербург: БХВ - Санкт-Петербург, 2000.
2. Электронный ресурс: http://www.rembook.ru/
3. Электонный ресурс: http://pctoall.ru/
4. Электронный ресурс: http://www.linuxcookbook.ru/
5. Электронный ресурс: http://chuzhoypc.ru/prichiny-
