Backup-Strategien

Backups und Backup-Strategien sind besonders wichtig, um eine hohe Datensicherheit zu gewährleisten.

Doch wann und wie sollte ein Backup am besten durchgeführt werden? Welche Backup-Strategien gibt es? Und mit welchen Methoden und auf welchen Speichermedien kann man ein Backup erstellen?

simpleclub erklärt dir, worauf du beim Sichern von Daten achten solltest!

Backup-Strategien einfach erklärt

Um die Sicherheit von Daten zu gewährleisten, sollten regelmäßig Backups durchgeführt werden. Umso mehr Daten gesichert werden müssen, umso wichtiger ist es, eine geeignete Backup-Strategie zu befolgen.

Es sollte festgelegt werden, welche Daten wie, auf welchem ​​Speichermedium und in welchem ​​Rhythmus gesichert werden.

Es gibt beispielsweise vier verschiedene Sicherungsarten:

• Vollsicherung
• Speicherabbildsicherung
• Differenzielle Sicherung
• Inkrementelle Sicherung

Diese unterscheiden sich jeweils darin, welche Dateien explizit in einem Backup unterschieden werden. Während bei Voll- und Speicherabbildsicherungen alle Daten gesichert werden, werden bei Differenzieller und Inkrementeller Sicherung Änderungen gesucht. Nur die geänderten Dateien werden dann gesichert.

Es gibt verschiedene Backup-Strategien, die jeweils festlegen, wann welche Daten auf welchen Sicherungsmedien gespeichert werden. Ein Beispiel ist das Großvater-Vater-Sohn-Prinzip, bei der Tages-, Wochen- und Monatssicherungen auf jeweils unterschiedlichen Sicherungsmedien durchgeführt werden.

Backup-Strategien Definition

Backup-Strategien Datensicherung

Regelmäßige Backups (auch Datensicherungen) stellen das zentrale Element dar, um Datensicherheit zu gewährleisten.

Das Ziel bei der Datensicherung ist es, so gut wie möglich Datenverluste zu vermeiden. Gespeicherte Daten sind immer verschiedenen Gefahren ausgesetzt, wie beispielsweise Hardware-Ausfällen, versehentlichen Löschungen, Viren oder sogar Diebstahl.

Gerade bei sehr wichtigen Daten, beispielsweise kritische Unternehmensdaten, sollte ein Datenverlust so weit wie möglich ausgeschlossen werden.

Dafür muss sich für eine Backup-Strategie entschieden werden, unabhängig davon, ob es sich um Daten aus dem Privat- oder Unternehmensbereich handelt. Um in der Backup-Strategie festzulegen, welche Daten wie und wann gesichert werden sollen, gilt es einige Faktoren zu beachten, unter anderem:

• Art der Daten
• Art der Aufbewahrung
• Wiederherstellungsbedarf
• Kosten für zusätzliche Datenspeicherung

Backup-Strategien Sicherungsmedien

Um Daten zu Speichern stehen diverse Sicherungsmedien zur Verfügung. Nachfolgend siehst du einige davon aufgelistet.

Auf welchem dieser Sicherungsmedien die Datensicherung durchgeführt werden sollte, hängt natürlich von den Daten und von den Anforderungen an diese ab.

Die Sicherung auf externen Festplatten oder USB-Sticks ist beispielsweise kostengünstig und ist einfach umzusetzen, und eignet sich in der Regel gut für den privaten Anwender.

Eine Bandsicherung wird häufig im Unternehmenskontext mit großen Datenmengen, räumlicher Trennung und automatisierbarer Datensicherung angewendet.

Online-Sicherungen (in einem Cloudspeicher) bieten eine hohe Sicherheit, insbesondere durch die räumliche Trennung. Es fallen aber laufende Kosten an und die Verfügbarkeit der Daten und die Geschwindigkeit bei der Datensicherung hängen von der Internetverbindung ab.

Netzwerklösungen wie Network-Attached-Storage (NAS) oder Storage Area Networks (SAN) werden häufig im Unternehmenskontext eingesetzt. Ein NAS, also ein zentralisierter Datenspeicher in einem Netzwerk, erlaubt in kleinen bis mittleren Unternehmen einfache Dateifreigaben zwischen Benutzern. SAN ist ein dediziertes Hochgeschwindigkeitsnetzwerk, welches verschiedene Speichergeräte und Server miteinander verbindet. Gerade in größeren Unternehmen ist dies sinnvoll. Es erlaubt einen hohen Datendurchsatz und ist gut skalierbar.

Backup-Strategien Sicherungsarten

Bei der Datensicherung wird zwischen verschiedenen Sicherungsarten unterschieden:

Vollsicherung

Bei einer Vollsicherung werden sämtliche zu sichernden Daten vollständig auf ein ausgewähltes Sicherungsmedium übertragen. Das erleichtert die Datenwiederherstellung nach einem Ausfall, da sämtliche Daten vollständig auf einem Sicherungsmedium vorhanden sind. Der größte Nachteil ist der hohe Speicherbedarf für das Backup.

Nachfolgend wird dargestellt, welche Dateien, an den regelmäßigen Sicherungszeitpunkten T_0$T_0$ bis T_n$T_n$ im Backup gespeichert werden. Mit jeder neuen Datei vergrößert sich das Backup.

Speicherabbildsicherung

Bei einer Speicherabbildsicherung (auch (disk) image backup) werden auch alle Metadaten und die Dateisystemstruktur des Datenträgers gesichert.

Es ist also eine vollständige Kopie eines Datenträgers oder Systems. Dabei werden zum Sicherungszeitpunkt alle Dateien, das Betriebssystem, Anwendungen und Einstellungen kopiert.

Das Ergebnis bietet die Möglichkeit der vollständige Wiederherstellung des Systems, genau so, wie es zum Zeitpunkt der Sicherung war. Dies ist gerade nach einem Hardwareausfall besonders hilfreich.

Snapshot

Ein Snapshot ist eine Momentaufnahme des Zustands eines Systems, bspw. einer virtuellen Maschine zu einem spezifischen Zeitpunkt. Alle nachfolgenden Änderungen werden separat gespeichert, wodurch eine schnelle Rückkehr zum gespeicherten Zustand möglich ist.

In virtuellen Umgebungen wie VMware oder Hyper-V sind Snapshots nützlich, um verschiedene Systemzustände zu speichern und zu diesen bei Problemen zurückzukehren, zum Beispiel nach einer fehlgeschlagenen Software-Installation.

Wichtig ist jedoch, dass Snapshots kein Ersatz für vollständige Backups sind. Sie schützen nicht vor physischen Problemen wie Hardwareausfällen, sondern sind nur ein Bestandteil einer breitgefächerten Backup-Strategie.

Differenzielle Sicherung

Bei der differenziellen Sicherung werden an regelmäßigen Zeitpunkten alle Dateien im Backup gesichert, die sich seit der letzten Vollsicherung verändert haben oder neu erstellt wurden.

Im Vergleich zur Vollsicherung wird dadurch weniger Speicherplatz für das Backup benötigt. Jedoch steigt der Speicherbedarf mit jedem differenziellen Backup, da alle neuen oder veränderten Daten zusätzlich zu den Daten aus den vorangegangenen differenziellen Sicherungen in jedem Backup gesichert werden.

Hier wird dargestellt, welche Dateien im differenziellen Backup (Zeitpunkte T_1$T_1$ und T_2$T_2$) gesichert werden.

An Zeitpunkt T_0$T_0$ und T_n$T_n$ wird eine Vollsicherung durchgeführt.

Inkrementelle Sicherung

Bei der inkrementellen Sicherung werden an regelmäßigen Zeitpunkten die Dateien im Backup gesichert, die sich seit der letzten inkrementellen Sicherung geändert haben oder neu erstellt wurden.

Hier wird dargestellt, welche Dateien im jeweilig durchgeführten inkrementellen Backup (Zeitpunkte T_1$T_1$ und T_2$T_2$) gesichert werden. Da die zum Zeitpunkt T_1$T_1$ bearbeiteten bzw. erstellten Dateien schon in diesem Backup gesichert wurden, werden diese im Backup zum Zeitpunkt T_2$T_2$ nicht noch einmal gesichert, wie es beim differenziellen Backup der Fall wäre.

Zu den Zeitpunkten T_0$T_0$ und T_n$T_n$ wird jeweils eine Vollsicherung durchgeführt.

Bei einem inkrementellen Backup wird im Vergleich zum differenziellen Backup noch weniger Speicherplatz benötigt. Die Wiederherstellung der Daten wird dadurch aber komplexer. Um die Daten vollständig wiederherzustellen werden alle inkrementellen Backups und die letzte Vollsicherung benötigt, während bei der differenziellen Sicherung nur die jeweils letzte differenzielle Sicherung und die letzte Vollsicherung benötigt wird.

Backup-Strategien Datenbank-Backups

Datenbanken und deren ständige Verfügbarkeit spielen für viele Unternehmen eine wichtige Rolle. Insbesondere, wenn ein Unternehmen digitale Dienste bereitstellt, sind Datenbanken häufig unverzichtbar.

Gerade deshalb sind Datenbank-Backups besonders wichtig. Bei der Festlegung einer Backup-Strategie sollte auf die Konsistenz, Verfügbarkeit und Integrität der Daten geachtet werden:

• Konsistenz: Bezieht sich darauf, dass Daten stets den definierten Regeln entsprechen. Nach jeder Transaktion bleibt die Datenbank in einem konsistenten Zustand.
• Verfügbarkeit: Bedeutet, dass die Datenbank jederzeit erreichbar und einsatzbereit ist, um einen kontinuierlichen Zugriff auf Daten zu gewährleisten.
• Integrität: Bezieht sich auf die Genauigkeit und Konsistenz der Daten. Die Daten müssen korrekt, aktuell und unverändert sein.

Ein wichtiges Instrument für Datenbank-Backups sind Transaktionsprotokolle. Sie zeichnen alle Änderungen an der Datenbank auf. Anhand der Sicherungen dieser Protokolle können Daten bis zu einem bestimmten Zeitpunkt wiederhergestellt werden.

Bei der Auslegung einer Backup-Strategie für Datenbanken sind zwei Kennzahlen wichtig:

• RTO (Recovery Time Objective): Gibt die maximale Zeit an, die nach einem Ausfall vergehen darf, bis die Systeme wieder voll funktionsfähig sind. Dieser Wert hilft bei der Planung der Wiederherstellungsstrategien.
• RPO (Recovery Point Objective): Legt fest, wie viel Datenverlust in einem bestimmten Zeitraum akzeptabel ist. Dieser Wert bestimmt, wie häufig Backups erstellt werden müssen.

Backup-Strategien Großvater-Vater-Sohn-Prinzip

Eine wichtige Strategie ist das Großvater-Vater-Sohn-Prinzip (auch Drei-Generationen-Sicherung). Dabei gibt es für jede Generation eine Anzahl an Speichermedien, auf denen in unterschiedlichen Rhythmen Daten gesichert werden.

An jedem Wochentag (Mo-Do) wird beispielsweise auf je einem Sohn-Speichermedium ein Backup durchgeführt (Tagessicherung). In den drei ersten Wochen eines Monats wird am Freitag auf je einem Vater-Medium ein Backup durchgeführt (Wochensicherung). Und am Ende der vierten Woche eines Monats in einem Jahr wird ein Backup auf je einem Großvater-Medium (Monatssicherung) durchgeführt.

Insgesamt werden dafür 32 getrennte Speichermedien benötigt. 16 Sohn-Speichermedien, 4 Vater-Speichermedien und 12 Großvater-Speichermedien.

Dabei ist nicht vorgegeben, ob es sich bei einzelnen Backups um Vollsicherungen, differenzielle oder inkrementelle Sicherungen handelt.

Backup-Strategien Langzeitarchivierung

Datenarchivierung heißt, dass Daten, die nicht mehr aktiv genutzt werden, aber noch für zukünftige Referenzen oder um gesetzlichen Pflichten nachzukommen, aufbewahrt werden müssen, vom primären Speicherort auf ein Archivierungssystem verschoben wird.

Genauso verhält es sich bei der Langzeitarchivierung von Backups. So werden Backups, die nicht aktiv im Rahmen der Backup-Strategie benötigt werden, archiviert.

An ein Archivierungssystem werden in der Regel geringere Ansprüche in Bezug auf Performance gestellt. Sie sind in der Regel kostengünstiger und legen den Fokus auf eine lange Lebensdauer.

Da die Daten häufig über einen sehr langen Zeitraum, teilweise über Jahrzente, gesichert werden müssen, spielen hier Speichermedien mit langer Lebensdauer und langfristiger Datenintegrität eine wichtige Rolle.

Backup-Strategien 3-2-1-Regel

Die 3-2-1-Regel ist eine Datensicherungs-Strategie, die aus drei einfachen Merkregeln besteht.

Um das Risiko eines Datenverlustes zu minimieren:

• Sollten mindestens drei Kopien der Daten vorhanden sein (Ein Original und zwei Backups).

• Die beiden Kopien des Originals auf zwei verschiedenen Speichermedien gesichert werden, um die Ausfallsicherheit zu erhöhen.

• Und mindestens eine der Kopien an einem anderen Ort aufbewahrt werden, um sicherzustellen, dass beispielsweise bei einem Brand oder einer Naturkatastrophe noch mindestens eine Kopie vorhanden ist.

Das Befolgen dieser Regeln garantiert natürlich keine absolute Sicherheit vor einem Datenverlust, hat sich aber als Best Practice bewährt, um das Risiko möglichst gering zu halten.

Backup-Strategie Weitere Strategien

Neben den vorgestellten gibt es natürlich noch weitere Beispiele, auf die hier nicht weiter eingegangen wird. Dazu zählen unter anderem:

• First in First Out (FIFO)
• Last in First Out (LIFO)
• Türme von Hanoi

Backup-Strategien Anwendung

Eine spezifische Backup-Strategie für ein Unternehmen könnte beispielsweise so aussehen:

Entsprechend dem Generationen-Prinzip, wird an jedem Freitag eine Vollsicherung auf einem eigenen Sicherungs-Medium (Vater-Backup) durchgeführt. An den Wochentagen (Montag bis Donnerstag) werden jeweils differenzielle Backups auf jeweils eigenen Speichermedien (Sohn-Backup) gesichert. Zusätzlich wird am ersten eines jeden Monats eine Vollsicherung auf jeweils zusätzlichen Sicherungsmedien (Großvater-Sicherung) durchgeführt.

Um die Datensicherheit weiter zu erhöhen, könnten die zusätzlichen Sicherungen örtlich getrennt aufbewahrt werden.

Backup-Strategien Zusammenfassung

Um ein hohes Maß an Datensicherheit zu gewährleisten, sollten regelmäßig Backups (auch Datensicherungen) durchgeführt werden. Gerade bei großen, zu sichernden Datenmengen sollte eine Backup-Strategie (auch Datensicherungsstrategie) verfolgt werden.

Darin wird festgelegt, wann, welche Daten, auf welche Art und Weise auf welchen Sicherungsmedien gesichert werden.

Es wird nach Sicherungsart unterschieden zwischen:

• Vollsicherung (alle Daten werden gesichert)

• Speicherabbildsicherung (auch Metadaten und Datenstruktur werden gesichert)

• Differenzielle Sicherung (nur Daten, die seit der letzten Vollsicherung geändert oder erstellt wurden, werden gesichert)

• Inkrementelle Sicherung (nur Daten, die seit der letzten inkrementellen Sicherung geändert oder erstellt wurden, werden gesichert)

Eine Backup-Strategie, welche vorgibt, wann welche Daten auf welchen Sicherungsmedien gesichert werden, ist das Großvater-Vater-Sohn-Prinzip.

Eine (Best-Practice-) Richtlinie für Backups ist die 3-2-1-Regel. Danach sollten drei Kopien der Daten gesichert werden, die auf mindestens zwei Sicherungsmedien gespeichert werden. Davon sollte mindestens ein Medium an einem anderen Ort aufbewahrt werden.