Erläuterung der Backup-Typen: Vollständiges, inkrementelles und differentielles Backup

<>Wie viele Arten von Backups gibt es?

Es gibt drei Hauptarten von traditionellen Backups:

• Vollständiges Backup
• Differentielles Backup
• Inkrementelles Backup

Es gibt auch Varianten dieser traditionellen Backup-Typen mit Merkmalen von einem oder mehreren dieser Typen:

• Spiegelungssicherung
• Reverse-inkrementelles Backup
• Intelligentes Backup
• Kontinuierliches Backup

Es gibt auch modernere Backup-Typen:

• Synthetisches Vollbackup
• Inkrementelles Backup

Im Folgenden erfahren Sie, wie sich diese unterscheiden und welche Vor- und Nachteile sie jeweils haben. Betrachten wir zunächst die grundlegenden Arten der Sicherung: Vollbackup, differenzielle Sicherung und inkrementelles Backup.

Was ist ein Vollbackup?

Bei einem vollständigen Backup wird eine vollständige Kopie des Quelldatensatzes erstellt. Für die Wiederherstellung enthält das vollständige Backup alles, was zum Wiederherstellen eines Computers oder von Objekten erforderlich ist.

Ein vollständiges Backup kann auf zwei Arten durchgeführt werden:

• als eine Reihe von Dateien, die exakte Kopien der Originaldateien sind; oder
• als eine Image-Datei, die alle diese Dateien enthält, mit der Möglichkeit, Komprimierung und Verschlüsselung zu aktivieren, wenn dies von der Backup-Lösung unterstützt wird

PROFI-TIPP: Da jede vollständige Backup-Image-Datei den gesamten Satz der kritischen Daten eines Unternehmens enthält, kann diese Datei anfällig für unbefugten Zugriff und andere Bedrohungen sein. Eine Möglichkeit, dieses Risiko zu vermeiden, ist die Verwendung von Datenverschlüsselung , sofern dies von Ihrer Backup-Lösung unterstützt wird.

Vor- und Nachteile eines vollständigen Backups

Diese Art des Backups gilt als die beste Option in Bezug auf Einfachheit und schnelle Wiederherstellung, insbesondere wenn der gesamte Datensatz in einer einzigen Datei gespeichert ist. Aufgrund der großen Datenmenge, die bei jeder Sicherungsrunde kopiert werden muss, hat die vollständige Sicherung jedoch mehrere Nachteile:

• Es handelt sich um einen sehr zeitaufwändigen Prozess, da er bis zu zehnmal länger dauern kann als andere Arten von Backups.
• Bei jeder Ausführung des Backups wird das Netzwerk und die Festplatten erheblich belastet, was den Routinebetrieb Ihrer Infrastruktur beeinträchtigt.
• Kontinuierlich hinzugefügte vollständige Backups verbrauchen viel Speicher im Backup-Repository.

Aus diesem Grund erstellen die meisten Unternehmen vollständige Backups nur periodisch und verwenden stattdessen auch andere Backup-Typen als Teil ihrer Strategie zur Datensicherheit und -aufbewahrung. Daher ist ein vollständiges Backup oft der Ausgangspunkt für die Implementierung anderer Backup-Typen.

Was ist ein differenziales Backup?

Ein differenziales Backup ist ein Backup-Typ, bei dem die Daten gespeichert werden, die sich seit der ersten vollständigen Sicherung oder der letzten vollständigen Sicherung geändert haben. Daher ist ein vollständiges Backup ein konstanter Bezugspunkt für nachfolgende Backups.

Zum Wiederherstellen von Daten sind bei einem differenzialen Backup nur zwei Backups erforderlich – ein vollständiges Backup und das letzte differenzielle Backup. (oder die entsprechende differenzielle Sicherung für einen älteren Wiederherstellungspunkt).

Vor- und Nachteile der differentiellen Sicherung

In Bezug auf die Geschwindigkeit des Backups/Wiederherstellung bietet die differenzielle Sicherung einige Vorteile:

• Die Backups sind schneller abgeschlossen als vollständige Backups.
• Benötigt weniger Speicherplatz als ein vollständiges Backup.
• Die Datenwiederherstellung ist schneller als bei einem inkrementellen Backup mit vielen Inkrementen.

Die Nachteile der differentiellen Sicherung sind:

• Die Wiederherstellung dauert länger als bei einem vollständigen Backup.
• Nicht die optimale Sicherungsart in Bezug auf den Speicherbedarf.

Der für differentielle Backups erforderliche Speicherplatz ist zumindest für einen bestimmten Zeitraum geringer als der für das vollständige Backup erforderliche Speicherplatz und größer als der für das inkrementelle Backup erforderliche Speicherplatz. Der Haken dabei ist, dass die inkrementellen Änderungen der Datensätze in einem differentiellen Backup mit der Zeit anwachsen können und jedes differentielle Backup sogar mehr Speicherplatz (und Zeit) beanspruchen kann als reguläre vollständige Backups.

Was ist eine inkrementelle Sicherung?

Bei einer inkrementellen Sicherung werden nur die Daten kopiert, die sich seit der letzten Sicherung (die eine vollständige, inkrementelle oder differentielle Sicherung sein kann) geändert haben. Diese Art der Sicherung reduziert den Zeitaufwand und die Belastung des Netzwerks im Vergleich zu vollständigen Sicherungen.

Der Ausgangspunkt für eine inkrementelle Sicherung ist die Erstellung eines ersten vollständigen Backups und das anschließende Kopieren nur der Datenblöcke, die sich seit dem letzten Backupauftrag geändert haben, d. h. das Senden von Inkrementen an das Backup-Repository. Je nach Backup-Aufbewahrungsrichtlinie kann in bestimmten Intervallen ein neues vollständiges Backup erstellt werden, um einen neuen Zyklus inkrementeller Backups zu starten.

Um den inkrementellen Backup-Prozess zu veranschaulichen, nehmen wir an, Sie erstellen am Sonntag ein vollständiges Backup und erstellen für den Rest der Woche inkrementelle Backups:

• Am Montag werden nur die Daten gesichert, die sich seit dem vollständigen Backup geändert haben.
• Am Dienstag werden nur die Daten gesichert, die sich seit Montag geändert haben.
• Und so weiter.

Somit können inkrementelle Backups fast so oft wie erforderlich durchgeführt werden, da jedes Mal nur die neuesten Änderungen, sofern vorhanden, gesichert und im Backup-Repository gespeichert werden.

Inkrementelle Backups sind schnell und benötigen viel weniger Speicher als vollständige Backups. Allerdings ist der Prozess der Wiederherstellung zeitaufwändiger, da Sie sowohl das letzte vollständige Backup als auch die gesamte Kette aufeinanderfolgender inkrementeller Backups wiederherstellen müssen. Wenn ein inkrementelles Backup in der Kette fehlt oder beschädigt ist, ist eine vollständige Wiederherstellung der neuesten Daten nicht möglich.

Vor- und Nachteile inkrementeller Backups

Die Vorteile inkrementeller Backups sind:

• Die Backup-Fenster sind kleiner, da nur die geänderten Daten zum Backup gesichert werden.
• Im Vergleich zu vollständigen und differentiellen Backups wird weniger Speicher benötigt.
• Geringere Belastung für Hardware und Infrastruktur.
• Kann so oft wie nötig ausgeführt werden, wobei jede Inkrementierung einen individuellen Wiederherstellungspunkt darstellt.

Nachteile inkrementeller Backups sind:

• Langsame Wiederherstellung von Daten, da sowohl das ursprüngliche vollständige Backup als auch alle anschließend erstellten Inkremente wiederhergestellt werden müssen.
• Die erfolgreiche Datenwiederherstellung hängt von der Integrität aller Inkremente in der Kette ab.

Vergleichstabelle der 3 wichtigsten Typen für das Backup

Was ist eine Spiegel-Sicherung?

Bei einer Spiegel-Sicherung wird eine exakte Kopie des Quelldatensatzes erstellt, wobei nur die neueste Version der Sicherungsdaten im Backup-Repository gespeichert wird. Diese Art der Sicherung ähnelt einer vollständigen Sicherung, bietet jedoch nicht die Möglichkeit, mehrere Wiederherstellungspunkte zu speichern.

Im Gegensatz zu anderen Backup-Typen werden alle einzelnen Backup-Dateien separat (genau wie in der Quelle) und nicht in einer einzigen komprimierten/verschlüsselten Container-Datei gespeichert. Nach dem Verbinden des Laufwerks, das das Spiegel-Backup enthält, kann auf die Dateien in einem Dateimanager wie Windows Explorer oder in der Linux-Bash-Shell zugegriffen werden. Dies ermöglicht den direkten Zugriff auf Backup-Dateien, ohne dass eine Wiederherstellungsoperation durchgeführt werden muss. Die Quelle wird von der Spiegel-Sicherungsdatei „gespiegelt“, und die Spiegel-Sicherung kopiert nur geänderte Dateien.

Dieser Sicherungstyp ist in bestimmten Aspekten vorteilhaft, z. B. aufgrund der schnellen Wiederherstellung und der bequemen direkten Zugriffsmöglichkeit auf einzelne Dateien. Der Spiegel-Sicherungstyp hat jedoch auch Nachteile: hoher Speicherbedarf, hohes Risiko eines unbefugten Zugriffs (da die Dateien nicht in einem verschlüsselten Sicherungsimage gepackt sind) und hohes Risiko einer Datenbeschädigung oder eines Datenmissbrauchs.

Eine weitere Schwäche dieses Ansatzes besteht darin, dass jede Änderung (böswillig oder versehentlich) in den Quelldaten in den Sicherungsdaten „gespiegelt“ wird. Wenn beispielsweise eine Datei in der Quelle gelöscht wird, wird dieselbe Datei auch im „Spiegel” gelöscht. Das bedeutet, dass jede unerwünschte Änderung in der Quelle aufgrund von menschlichem Versagen, Unfällen, Sabotage oder Malware zu derselben Änderung in den Sicherungsdaten führt.

Spiegel-Backups können für die Wiederherstellung nach einem Hardwareausfall nützlich sein, schützen die Daten jedoch nicht vor Beschädigung oder Löschung. Wenn Sie Spiegel-Backups verwenden, sollten Sie ein zusätzliches Backup-Schema verwenden, z. B. vollständige Backups oder vollständige Backups mit inkrementellen Backups usw., mit mehreren Wiederherstellungspunkten, um für andere Datenverlustszenarien vorbereitet zu sein.

Reverse Incremental Backup

Der Reverse Incremental Backup-Typ umfasst eine anfängliche vollständige Sicherung, gefolgt von inkrementellen Sicherungen, die reversibel in die vollständige Sicherung „injiziert” werden. Auf diese Weise wird eine vollständige Sicherung synthetisiert, die die neueste Version des Datensatzes darstellt.

Darüber hinaus werden alle inkrementellen Sicherungen, die auf die vollständige Sicherung angewendet werden, ebenfalls im Backup-Repository aufbewahrt und „springen” in einer Sicherungskette hinter die kontinuierlich aktualisierte vollständige Sicherung zurück. Dies ermöglicht ein Rollback auf die letzte vollständige Sicherung, falls Sie ältere Versionen Ihrer Daten wiederherstellen müssen.

Die Methode der umgekehrten inkrementellen Sicherung ist vorteilhaft, da sie die schnellste Wiederherstellung der neuesten Datenversion ermöglicht, da sie die aktuellste vollständige Sicherungsdatei enthält. Die Geschwindigkeit der Wiederherstellung von einem vollständigen Backup ist sehr hoch. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, Daten aus dem letzten Wiederherstellungspunkt wiederherzustellen, wenn eine der inkrementellen Sicherungen beschädigt ist.

Die umgekehrte inkrementelle Sicherung wird verwendet, wenn eine Sicherungsstrategie eine schnelle Wiederherstellung der neuesten Version der Daten und eine kurze Wiederherstellungszeit-Ziel (RTO) erfordert. (RTO).

Intelligente Sicherung

Ein Smart Backup ist eine Kombination aus vollständigen, inkrementellen und differentiellen Backups. Je nach Backup-Zielen und verfügbarem Speicher ermöglicht Smart Backup eine effiziente Verwaltung von Backup-Daten und Speicher. Die Methode folgt einem bestimmten „intelligenten” Muster, um Backup-, Bereinigungs- und Zusammenführungsvorgänge zu steuern. Die folgende Tabelle vermittelt einen Eindruck davon, wie diese Art des Backups funktioniert.

Durch die Verwendung der intelligenten Art des Backups profitieren Sie von mehreren Wiederherstellungspunkten und einer effizienten Speicherplatzstrategie.

Kontinuierliche Datensicherung (CDP)

Im Gegensatz zu anderen Arten des Backups, die periodisch ausgeführt werden, protokolliert die kontinuierliche Datensicherung, manchmal auch als „kontinuierliche Sicherung” bezeichnet, jede Änderung im Quelldatensatz, ähnlich wie bei der Spiegelung. Der Unterschied besteht darin, dass bei CDP das Änderungsprotokoll zurückgesetzt werden kann, um ältere Datenstände wiederherzustellen.

Kontinuierliche Backups werden auch als Echtzeit-Backups bezeichnet, da alle Änderungen so schnell wie möglich gesichert werden. Unternehmen verwenden den kontinuierlichen Backup-Typ, wenn sie ein möglichst kurzes Ziel der Wiederherstellungspunkte (RPO) erreichen müssen. > (RPO)

Der Synthetisches Vollbackup- Typ bietet alle Vorteile eines regulären Vollbacks, benötigt jedoch weniger Zeit und Speicher.

Die Vorteile des synthetischen Vollbacks sind:

• Schnelle Vorgänge zum Backup und zur Wiederherstellung
• Bessere Speicherverwaltung
• Geringe Anforderungen an den Speicher
• Geringe Netzwerkauslastung
• Geringe Festplatten- und Prozessorauslastung auf Quellservern

Forever-Incremental Backup

A forever-incremental Backup beinhaltet eine anfängliche vollständige Sicherung als Referenzpunkt zur Verfolgung von Änderungen, gefolgt von nur inkrementellen Backups. Es werden keine anderen Sicherungstypen, wie z. B. periodische vollständige Backups, verwendet, daher der Name forever incremental.

Um dies zu veranschaulichen, nehmen wir an, Sie erstellen am Sonntag ein vollständiges Backup. Ab dem nächsten Tag werden täglich inkrementelle Backups erstellt:

• Montag: Zwei neue Blöcke, A und B, werden im Quelldatensatz erstellt.
• Dienstag: Block A wird gelöscht und ein neuer Block C wird im Quelldatensatz erstellt.
• Mittwoch: Block B wird gelöscht und ein neuer Block D wird im Quelldatensatz erstellt.

Mit diesem Plan verfolgt die fortlaufende inkrementelle Sicherung tägliche Änderungen, ohne doppelte Datenblöcke im Backup-Repository zu behalten, um den Speicherplatzverbrauch zu reduzieren. Gleichzeitig werden Verweise zu Wiederherstellungspunkten hinzugefügt, die auf verwandte Datenblöcke und die Wiederherstellungssequenz hinweisen.

Je nach Backup-Aufbewahrungsrichtlinie werden nach der Erstellung einer Reihe von inkrementellen Backups die abgelaufenen Wiederherstellungspunkte entfernt, um Speicherplatz im Backup-Repository freizugeben. Alle gespeicherten Backup-Daten sind so organisiert, dass sowohl das anfängliche vollständige Backup als auch die aufbewahrten Inkremente zusammen eine vollständige Wiederherstellung ermöglichen.

In der folgenden Abbildung sehen Sie ein Beispiel dafür, wie der Backup-Typ „Forever-Incremental“ funktioniert, wenn wir die Aufbewahrungsrichtlinie so festlegen, dass die drei neuesten Wiederherstellungspunkte beibehalten werden.

Die Vorteile des Forever-Incremental-Backups sind die gleichen wie die des Synthetischen Vollbackups:

• Schnelle Sicherungs- und Wiederherstellungsvorgänge
• Bessere Speicherverwaltung
• Geringer Speicherplatzbedarf
• Geringe Netzwerk-Workloads;
• Geringer Verbrauch der Hardware-Ressourcen des Quellservers

Fazit

Es gibt keinen Backup-Typ, der in allen Umgebungen und Fällen funktioniert. Die Wahl hängt von den spezifischen Anforderungen Ihres Unternehmens ab, die sich aus den Datenschutzrichtlinien, dem verfügbaren Speicher, den Ressourcen und Medien, der Netzwerkbandbreite, den Service Level Agreements, den kritischen Datenbereichen usw. ergeben. Andererseits haben die inkrementellen und synthetischen Vollbackups den Sicherungsprozess entscheidend modernisiert und sind die aktuellstenund effizientesten Datensicherungstechniken, die auf die Anforderungen der meisten Unternehmen zugeschnitten sind.

NAKIVO Backup & Replication ist eine moderne Datensicherungslösung, die sowohl inkrementelle als auch vollständige (aktive oder synthetische vollständige) und fortlaufend inkrementelle Backup-Typen sowie weitere Sicherheits- und Leistungsfunktionen wie Verschlüsselung, Komprimierung, Deduplizierung usw. bietet.

Try NAKIVO Backup & Replication

Get a free trial to explore all the solution’s data protection capabilities. 15 days for free. Zero feature or capacity limitations. No credit card required.

Try for Free