Inkrementelles Backup

Was ist ein inkrementelles Backup?

Eine inkrementelle Sicherung ist eine Backup-Art, bei der nur die Daten kopiert werden, die seit der letzten Sicherung geändert oder erstellt wurden. Ein inkrementelles Backup wird eingesetzt, wenn die zu schützende Datenmenge zu groß ist, um jeden Tag ein vollständiges Backup dieser Daten durchzuführen. Da nur geänderte Daten gesichert werden, sparen inkrementelle Backups Zeit und Speicherplatz bei der Wiederherstellung.

Inkrementelle Backups sind eine gängige Methode für Cloud-Backups, da sie weniger Ressourcen verbrauchen, können aber auch bei herkömmlichen Speichermethoden eingesetzt werden. Inkrementelle Backups müssen korrekt und nach einem geeigneten Zeitplan durchgeführt werden, um erfolgreich zu sein.

Wie funktionieren inkrementelle Backups?

Ein inkrementelles Backup-Szenario erfordert ein vollständiges Backup und anschließende inkrementelle Backups über einen bestimmten Zeitraum hinweg. Wenn beispielsweise am Montag ein erstes vollständiges Backup durchgeführt wurde, wird das inkrementelle Backup am Dienstag einen Snapshot erstellen und alle neuen oder geänderten Dateien seit dem Backup am Montag sichern. Bei der inkrementellen Sicherung am Mittwoch werden jedoch nur die Dateien gesichert, die seit der inkrementellen Sicherung vom Dienstag geändert wurden, und so weiter, bis eine weitere vollständige Sicherung durchgeführt wird.

Da die anfängliche Vollsicherung einige Zeit in Anspruch nehmen kann, führen Unternehmen die Vollsicherung häufig an einem Wochenende durch, wenn die Daten vom Unternehmen wahrscheinlich nicht benötigt werden.

Um aktuelle Daten oder eine vollständige Kopie der Daten wiederherstellen zu können, müssen alle inkrementellen Backups, die seit dem letzten vollständigen Backup durchgeführt wurden, auf dieses erste vollständige Backup angewendet werden. Es kann einige Zeit dauern, bis ein neues vollständiges Backup für die Wiederherstellung bei einem Disaster Recovery effektiv rekonstruiert werden kann, aber der gesamte Wiederherstellungsprozess ist schneller und effizienter als die tägliche Durchführung vollständiger Backups.

Gebräuchliche Arten von inkrementellen Backups

Es gibt verschiedene Arten von inkrementellen Backups und unterschiedliche Szenarien für die Aktualisierung von Daten oder die Erstellung neuer vollständiger Backups der Daten. Einige dieser Varianten sind die folgenden:

Synthetisches Voll-Backup

Eine synthetische Vollsicherung wird erstellt, indem die vorherige Vollsicherung und nachfolgende inkrementelle Sicherungen gelesen werden, anstatt eine weitere Vollsicherung durchzuführen, bei der die Daten aus dem Primärspeicher gelesen und kopiert werden müssten. Mit diesem Ansatz lassen sich herkömmliche Voll-Backups vermeiden, da die zu schützende Datenmenge in der Regel so groß ist, dass die Zeit für ein Voll-Backup nicht ausreichen würde, ohne den Betrieb zu unterbrechen.

Die meisten Unternehmen haben heute so große Datenmengen, dass vollständige Backups einfach nicht mehr zu bewältigen sind. Traditionell verließen sich die Betreiber von Backup-Systemen auf die Zeitspanne zwischen dem Ende des Arbeitstages und dem nächsten Morgen, an dem der neue Arbeitstag beginnt – ein Zeitraum, der als Backup-Fenster bezeichnet wird –, um alle notwendigen Backups durchzuführen. Heutzutage, da viele Unternehmen rund um die Uhr arbeiten oder international tätig sind, ist das Backup-Fenster praktisch nicht mehr verfügbar oder extrem verkürzt.

Inkrementelles Backup auf Dateiebene

Ein inkrementelles Backup auf Dateiebene sichert Daten auf einer einfachen, granularen Skala und funktioniert gut mit kleinen Datensätzen. Wenn eine inkrementelle Datei geändert oder aktualisiert wird, wird sie an ein Backup-Repositorygesendet.

Inkrementelles Backup auf Blockebene

Eine inkrementelle Sicherung auf Blockebene ist eine gängige Form der inkrementellen Sicherung, bei der die Software Speicherblöcke sichert, die geschrieben wurden, anstatt Dateien und Ordner zu sichern. Die geschriebenen Blöcke enthalten entweder neue oder geänderte Daten. Backups auf Blockebene sind effizienter als Backups auf Dateiebene, da nur die geänderten Blöcke gesichert werden, während die Software die gesamte Datei sichern muss. Einige Speichergeräte und -systeme – insbesondere Storage Area Networks – greifen auf Daten auf Blockebene zu, so dass dieser Ansatz auch schnellere Backups ermöglichen kann.

Inkrementelles Backup auf Byte-Ebene

Inkrementelle Backups auf Byte-Ebene sind noch granularer als inkrementelle Backups auf Blockebene. Bei einer inkrementellen Sicherung auf Byte-Ebene wird das Dateisystem auf einzelne Bytes überwacht, die sich geändert haben, und diese Bytes werden dann auf inkrementeller Basis gesichert. Da es sich um so kleine Datenelemente handelt, führt dieser Ansatz zu den kleinstmöglichen Backups.

Inkrementelles Forever Backup

Diese auch als progressive inkrementelle Sicherung bezeichnete Variante ist sowohl für die Sicherung in einem Cloud-Speicher als auch für lokale Sicherungssysteme geeignet. Nachdem eine erste Kopie der Daten erstellt wurde, sichert die Software nur neue und geänderte Daten. Da die Sicherung festplattenbasiert ist, müssen keine regelmäßigen Vollsicherungen erstellt werden, da die inkrementellen Änderungen einfach auf die lokal gespeicherte Vollkopie angewendet werden können.

Erweitertes inkrementelles Backup

Einige Anbieter von Datensicherungen werben mit einer Funktion, die oft als erweiterte inkrementelle Datensicherung bezeichnet wird und eine zusätzliche Kontrollebene bietet, um sicherzustellen, dass die Datensicherungen aktuell und umfassend sind. Der erweiterte Teil dieser inkrementellen Sicherungen bedeutet, dass diese Sicherungsanwendungen nicht nur neue und geänderte Dateien erkennen und sichern, sondern auch andere Änderungen erkennen können, zum Beispiel Dateien, die verschoben oder umbenannt wurden.

Umgekehrtes inkrementelles Backup

Eine umgekehrte (reverse) inkrementelle Backup-Methode ähnelt einer synthetischen Vollsicherung. In einem umgekehrten inkrementellen Szenario beginnt der Prozess mit der ersten Vollsicherung. Wenn die erste inkrementelle Sicherung erstellt wird, wird sie auf die ursprüngliche Vollsicherung angewendet, um eine neue vollständige Sicherungskopie zu erstellen, ohne die ursprüngliche Vollsicherung zu verändern. Die nächste inkrementelle Sicherung wird vorbereitet, indem die Änderungen an der neuen Vollsicherung erfasst werden, und dann wird sie verwendet, um eine weitere, aktuellere Vollsicherung zu erstellen.

Auf diese Weise steht immer eine vollständige Sicherungskopie zur Verfügung, ohne dass jede inkrementelle Sicherung separat durchgeführt werden muss. Außerdem ist es bei diesem Ansatz möglich, bei Bedarf auf eine frühere vollständige Kopie zurückzugreifen, um Vorfälle wie Malware-Angriffe zu bewältigen.

Inkrementelle vs. differentielle Backups

Differenzielle Backups stellen eine Abwandlung des traditionellen Szenarios von vollständigen plus inkrementellen Backups dar. Wie bereits erwähnt, werden bei einem typischen inkrementellen Prozess die täglichen Änderungen mit dem Datenstand des Vortages verglichen. Dadurch entsteht eine Reihe von Sicherungsdatensätzen, die alle auf die ursprüngliche vollständige Sicherungskopie angewendet werden müssten, um eine aktuelle vollständige Sicherungskopie zu erstellen.

Bei differenziellen Sicherungen werden die Änderungen jedes Tages mit der ursprünglichen Vollsicherung verglichen und beibehalten, so dass der Effekt kumulativer ist als bei inkrementellen Sicherungen. Dies bedeutet auch, dass eine vollständige Sicherungskopie für Datenwiederherstellungsprozesse zur Verfügung stehen sollte, ohne dass eine Reihe von geänderten Datendateien auf die vollständige Kopie angewendet werden muss.

Mehrstufige inkrementelle Backups sind eine Variante der differenziellen Backup-Methode. Bei einer mehrstufigen inkrementellen Sicherung werden Sicherungsebenen definiert, um die Zeit zu verkürzen, die für die Wiederherstellung einer Sicherung benötigt wird. Angenommen, ein Administrator erstellt bei der Ausarbeitung einer Sicherungsstrategie am Montag eine Vollsicherung, die als Level 0 definiert ist. Dann erstellt der Administrator am Dienstag eine Level-1-Sicherung und am Mittwoch eine Level-2-Sicherung. Wenn ein Benutzer unter normalen Umständen am Donnerstag eine inkrementelle Sicherung erstellt und wiederherstellt, müssten auch die Sicherungen von Montag, Dienstag und Mittwoch wiederhergestellt werden.

Als Alternative könnte ein Backup-Administrator am Donnerstag ein inkrementelles Level-1-Backup erstellen, das alle Daten enthält, die seit dem letzten Level-1-Backup – in diesem Fall am Dienstag – erstellt oder geändert wurden. Folglich müssten für eine vollständige Wiederherstellung die Backups von Montag, Dienstag und Donnerstag wiederhergestellt werden und nicht die Backups von Montag, Dienstag, Mittwoch und Donnerstag.

Inkrementelle vs. Continuous Data Protection

Kontinuierliche Datensicherung (Continuous Data Protection, CDP) ist eine Backup-Methode, die mit inkrementellen Backups verwandt ist – insbesondere mit dem inkrementellen Ansatz für immer –, da nur neue und geänderte Daten erfasst und gespeichert werden müssen. Der Hauptunterschied zwischen inkrementellen Backups und CDP ist jedoch die Backup-Geschwindigkeit, das heißt die Zeit zwischen den Datensicherungsvorgängen.

CDP erfasst Datenänderungen sofort oder in sehr kurzen Abständen, zum Beispiel alle 10 Minuten oder kürzer, im Gegensatz zu inkrementellen Sicherungsvorgängen, die in der Regel alle 24 Stunden stattfinden. Die Änderungen, die CDP erfasst und speichert, werden in der Regel schnell auf die vollständige Datensicherungskopie angewendet, so dass eine aktuelle vollständige Sicherung fast sofort verfügbar ist.

Vor- und Nachteile von inkrementellen Backups

Der Hauptvorteil inkrementeller Sicherungen besteht darin, dass es weniger tägliche Sicherungsdateien gibt, was zu kürzeren Sicherungszeiträumen und weniger Speicherplatz führt. Der Hauptnachteil besteht darin, dass bei einer vollständigen Wiederherstellung die letzte Vollsicherung und alle nachfolgenden inkrementellen Sicherungen wiederhergestellt werden müssen, was erheblich länger dauern kann als die Wiederherstellung einer Vollsicherung. Selbst wenn nur eine einzige Datei wiederhergestellt werden muss, muss eine Reihe von inkrementellen Sicherungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die neueste Version der Datei wiederhergestellt wird.

Außerdem muss jedes inkrementelle Backup überprüft werden, um sicherzustellen, dass es sauber, nicht beschädigt und wiederherstellbar ist. Wenn eine inkrementelle Sicherung in einer Sicherungskette beschädigt oder anderweitig nicht wiederherstellbar ist, wird der Prozess der Wiederherstellung einer vollständigen Sicherung unterbrochen. In diesem Fall müssen die fraglichen inkrementellen Sicherungen aufgegeben und mit einer neuen vollständigen Sicherung begonnen werden. Viele Datensicherungsprogramme verfügen über ein gewisses Maß an Virenerkennung während des Sicherungsvorgangs, was dazu beitragen kann, dass die inkrementellen Kopien nicht beschädigt werden.

Wie bei allen Datensicherungs- und -wiederherstellungsaktivitäten muss der Prozess sorgfältig verwaltet und überwacht werden, um den Überblick darüber zu behalten, wann eine vollständige oder inkrementelle Sicherung durchgeführt wurde, wo sie gespeichert ist und welche Kopien der Daten sicher an einem externen Ort aufbewahrt werden. In den meisten Fällen bietet die für den inkrementellen Backup-Prozess verwendete Backup-Software detaillierte Protokolle und andere Informationen zur Nachverfolgung.

Bewährte Verfahren für inkrementelle Backups

Unternehmen sollten eine Reihe von Best Practices befolgen, sobald sie eine umfassende inkrementelle Backup-Strategie implementiert haben. Einige Best Practices für Backup-Strategien gelten für alle Backup-Prozesse, andere wiederum sind spezifischer für inkrementelles Backup, darunter die folgenden:

• Kombinieren von inkrementellen Backups mit anderen Backup-Typen. Da sich eine Sicherungsart und eine andere nicht gegenseitig ausschließen, können verschiedene Arten kombiniert werden, um die Vorteile jeder Art zu nutzen. So kann beispielsweise an Tagen in der Woche oder im Monat, an denen weniger Mitarbeiter aktiv sind, die umfassendere und zeitaufwändigere Vollsicherung durchgeführt werden.
• Optimierung der Verarbeitungsleistung für Wiederherstellungsserver. Um sicherzustellen, dass alle Infrastrukturanforderungen bei der Wiederherstellung von Daten erfüllt sind, sollten die Wiederherstellungsserver mit aktueller Rechenleistung ausgestattet sein. Haushaltszwänge können groß angelegte Upgrades verhindern; in diesem Fall kann die Optimierung über einen längeren Zeitraum gestreckt werden.
• Aktualisierung der Aufbewahrungsrichtlinien. Datenaufbewahrungsrichtlinien (Data Retention Policy) könnten vorschreiben, dass Daten nach ihrer bestimmungsgemäßen Verwendung zu löschen sind. Dadurch werden inkrementelle Backups optimiert, so dass sie nur für kritische Daten gelten und nicht mehr Aufwand und Ressourcen als nötig erfordern.
• Regelmäßige vollständige Backups vorschreiben. Wenn Sie regelmäßig vollständige Backups vorschreiben und sicherstellen, dass diese reibungslos ablaufen, ist gewährleistet, dass inkrementelle Backups bei Bedarf erfolgreich durchgeführt werden. Sie sollten auch bei jeder größeren Aktualisierung der IT-Infrastruktur durchgeführt werden, zum Beispiel bei Aktualisierungen des Betriebssystems.
• Berücksichtigung verschiedener Backup-Granularitätsstufen. Es gibt verschiedene Granularitätsstufen, die von verschiedenen Backup-Anbietern angeboten werden. Ein inkrementelles Backup auf Byte-Ebene stellt sicher, dass alle Änderungen an einem Byte von Daten seit dem vorangegangenen Backup gespeichert werden. Bei einer inkrementellen Sicherung auf Dateiebene mit geringerer Granularität werden alle Änderungen an einer Datei seit der vorhergehenden Sicherung gespeichert.