Backup-Stra­te­gien – die wich­tigs­ten Backup-Methoden im Überblick

Im Rahmen von Backup-Stra­te­gien kommen ver­schie­de­ne Backup-Methoden zum Einsatz. Wir stellen diese hier über­sichts­hal­ber vor; de­tail­lier­te In­for­ma­tio­nen finden Sie jeweils in den im Anschluss ver­link­ten Artikeln. Eine Backup-Strategie umfasst in der Regel pe­ri­odi­sche Full Backups sowie da­zwi­schen­lie­gen­de in­kre­men­tel­le oder dif­fe­ren­zi­el­le Backups.

Vorab eine Übersicht der drei haupt­säch­li­chen Backup-Methoden samt Stärken und Schwächen – wir erklären diese sowie die einzelnen Ver­gleichs­kri­te­ri­en im weiteren Verlauf.

Eine niedrige Kom­ple­xi­tät bei Er­stel­lung und Wie­der­her­stel­lung bedeutet, dass sich die Backups dieser Methode mit Bord­mit­teln erzeugen und wie­der­her­stel­len lassen. Hat eine Methode eine hohe Kom­ple­xi­tät, wird in der Regel spezielle Software benötigt. Prin­zi­pi­ell ist eine niedrige Kom­ple­xi­tät vor­zu­zie­hen.

Das beim Anlegen eines Backups an­fal­len­de Da­ten­vo­lu­men be­ein­flusst zwei Di­men­sio­nen:

1. Spei­cher­be­darf auf dem Backup-Medium: Wie viel Platz wird benötigt, um ein weiteres Backup anzulegen?
2. Umfang der zu be­wäl­ti­gen­den Transfers: Backups sind Kopien von Daten. Die kopierten Daten müssen von der Quelle gelesen, trans­fe­riert und auf das Ziel­me­di­um ge­schrie­ben werden. Vo­lu­mi­nö­se Transfers benötigen eine hohe Band­brei­te, um in ak­zep­ta­bler Zeit ab­zu­schlie­ßen.

Ein Backup anzulegen dauert einen gewissen Zeitraum. Dieser umfasst den zeit­li­chen Aufwand für das Kopieren der Daten sowie ggf. weitere vor- oder nach­ge­schal­te­te Schritte. Der Zeit­be­darf ist abhängig von der Kom­ple­xi­tät der Backup-Methode, dem sich daraus er­ge­ben­den Da­ten­vo­lu­men und der zwischen Quell- und Ziel­sys­tem zur Verfügung stehenden Band­brei­te.

Das Anlegen von Backups ist nur eine Seite der Medaille. Der dabei be­trie­be­ne Aufwand ist nutzlos, wenn sich die Backups im Scha­dens­fall nicht wie­der­her­stel­len lassen. Prin­zi­pi­ell sind von­ein­an­der un­ab­hän­gi­ge Backups ver­knüpf­ten Backup-Ketten vor­zu­zie­hen, da so das Risiko von Da­ten­ver­lust minimiert wird.

Der Begriff „Backup“ ist im In­for­ma­ti­ons­zeit­al­ter all­ge­gen­wär­tig. Doch was genau ist ein Backup? Tat­säch­lich exis­tier­te der Begriff bereits vor der breiten Nutzung digitaler Systeme. Es handelt sich bei einem Backup-System prin­zi­pi­ell um eine Vor­keh­rung, um im Aus­nah­me­fall den Betrieb auf­recht­erhal­ten zu können. Bei­spiels­wei­se verfügt ein Hospital über einen „Backup Generator“, zu Deutsch „Not­strom­ag­gre­gat“. Dieses springt beim Ausfall der primären Strom­ver­sor­gung ein.

Auf digitale Systeme bezogen handelt es sich bei Backups um redundant ge­spei­cher­te Daten. Einfach gesagt: Man legt Kopien wichtiger Daten an und verteilt diese auf ver­schie­de­ne Medien. Wird der haupt­säch­li­che Da­ten­spei­cher in Mit­lei­den­schaft gezogen, lässt sich der Da­ten­be­stand aus einem der Backups re­kon­stru­ie­ren. Der 3-2-1-Backup-Regel folgend, sollte eines der Backups in der Cloud liegen. Auf die Da­ten­si­che­run­gen kommt es ins­be­son­de­re beim Eintreten von zwei Szenarien an:

1. Bei Verlust von Daten. Dann wird der verlorene Da­ten­be­stand aus dem Backup re­kon­stru­iert.

Digitale Systeme sind virtuell. Kleinste Fehler können zu voll­stän­di­gem Da­ten­ver­lust führen. Das ist kon­zep­tu­ell so, als fiele ein Wol­ken­krat­zer beim Versagen einer einzigen Schraube zusammen. Dann hilft nur, eine red­un­dan­te Kopie vorliegen zu haben.

2. Bei Ver­än­de­rung von Daten. Dann lassen sich die Daten auf den Zustand vor der Änderung zu­rück­set­zen.

Digitale Systeme ent­wi­ckeln mit zu­neh­men­der Kom­ple­xi­tät ein „Ei­gen­le­ben“. Kommt es zu un­ge­woll­ten Än­de­run­gen, lassen sich diese oft gar nicht oder nur schwer rück­gän­gig machen. Denn Feh­ler­su­che und -korrektur ver­schlin­gen ggf. viel Aufwand, ohne dass ein positives Ergebnis ga­ran­tiert ist. Es ist daher besser, die Daten aus einer vorher an­ge­leg­ten Kopie wie­der­her­zu­stel­len.

Um si­cher­zu­stel­len, dass im Notfall auf Backups zu­rück­ge­grif­fen werden kann, wird eine Backup-Strategie benötigt. Denn Backups sind nur dann wertvoll, wenn sie vor­aus­schau­end geplant und angelegt werden. Eine Backup-Strategie umfasst diese grund­le­gen­den Über­le­gun­gen:

1. Welche Daten müssen gesichert werden?
2. In welchen zeit­li­chen Abständen?
3. Auf welchen Medien?
4. Mit welchen Methoden?
5. Wie wird die In­te­gri­tät der Backups getestet?
6. Wie werden Backups im Be­darfs­fall wie­der­her­ge­stellt?

Gerade die letzten beiden Punkte werden häufig ver­nach­läs­sigt. Bemerkt man erst im Notfall, dass die an­ge­leg­ten Backups die ge­wünsch­ten Daten nicht enthalten oder sich nicht zum Wie­der­her­stel­len eignen, ist es zu spät. Es ist daher wichtig, den kom­plet­ten Prozess vom Erzeugen bis zum Wie­der­her­stel­len der Backups ausgiebig zu testen. Eine solide Backup-Strategie stellt sicher, dass es im Scha­dens­fall keine bösen Über­ra­schun­gen gibt.

Es gibt ver­schie­de­ne Methoden, kon­ti­nu­ier­li­che Backups eines Da­ten­be­stands anzulegen. Die drei haupt­säch­li­chen Backup-Methoden Full Backup, dif­fe­ren­zi­el­les Backup und in­kre­men­tel­les Backup haben jeweils spe­zi­fi­sche Vor- und Nachteile. Wir geben hier einen Überblick und erklären die Details in eigenen Artikeln zum Thema.

Eine Backup-Strategie umfasst in der Regel mehrere Arten von Backups. Generell wird zunächst ein voll­stän­di­ges Backup angelegt. Dann folgen in­kre­men­tel­le oder dif­fe­ren­zi­el­le Backups sowie ggf. pe­ri­odisch weitere Full Backups. Ver­schie­de­ne Da­ten­be­stän­de werden je nach Bedarf un­ter­schied­lich häufig mit den jeweils passenden Methoden gesichert.

Nehmen wir zur Ver­deut­li­chung an, dass eine Or­ga­ni­sa­ti­on einen der­zei­ti­gen Da­ten­be­stand von 100 GB hat, den es zu sichern gilt. Nehmen wir ferner an, dass der Da­ten­be­stand pro Tag um 1 GB wächst. Im Rahmen einer her­kömm­li­chen Backup-Strategie wird am Wo­chen­en­de ein Full Backup angelegt. Ferner sollen die täglichen Än­de­run­gen durch ein weiteres Backup gesichert werden. Alle Backup-Methoden beginnen also mit einem voll­stän­di­gen Backup am Sonntag. Dar­auf­fol­gend werden je nach Backup-Methode ggf. nur Än­de­run­gen gesichert.

Stellen wir die drei Backup-Methoden gegenüber. Ver­glei­chen wir zunächst die Größe des täglich an­wach­sen­den Da­ten­be­stands mit den pro Backup-Methode an­fal­len­den Da­ten­vo­lu­mi­na. Das Volumen der voll­stän­di­gen Backups ent­spricht dem Volumen des Da­ten­be­stands. Das Volumen eines dif­fe­ren­zi­el­len Backups wächst linear mit der Zeit seit dem letzten Full Backup. Dem­ge­gen­über ent­spricht das Volumen der in­kre­men­tel­len Backups dem Volumen der ge­än­der­ten Daten:

Das Anlegen der Backups ist ein wichtiger Aspekt einer Backup-Strategie. Wie sieht es nun mit der Wie­der­her­stel­lung aus? Ver­glei­chen wir als nächstes die Backup-Methoden mit Blick auf die Anzahl der zur Wie­der­her­stel­lung be­nö­tig­ten Backups. Bei voll­stän­di­gen und dif­fe­ren­zi­el­len Backups wird eine konstante Anzahl von Backups zur Wie­der­her­stel­lung benötigt. Bei in­kre­men­tel­len Backups wächst die Zahl der be­nö­tig­ten Backups linear mit der Zeit, die seit dem letzten Full Backup vergangen ist:

Beim Full Backup, auch „voll­stän­di­ges Backup“, wird eine komplette Kopie aller Daten eines Systems angelegt. Dabei kann es sich um eine Kopie aller Daten auf einem Laptop handeln oder bei­spiels­wei­se um eine Kopie aller digitalen Lohn­ab­rech­nun­gen eines Jahres. Legt man mehrere Full Backups desselben Da­ten­be­stands zu ver­schie­de­nen Zeit­punk­ten an, ergibt sich für ge­wöhn­lich eine hohe Redundanz der ent­hal­te­nen Daten. Denn die meisten Da­ten­be­stän­de ändern sich nur punktuell. Ein Full Backup dient als Grundlage für die anderen beiden Backup-Arten.

Da ein voll­stän­di­ges Backup den gesamten de­fi­nier­ten Da­ten­be­stand umfasst, fällt in der Regel ein hohes zu si­chern­des Da­ten­vo­lu­men an. Daraus folgt, dass für das Anlegen eines Full Backups eine Menge Spei­cher­platz auf dem Backup-Medium benötigt wird. Zudem dauert der Prozess in der Regel recht lange. Positiv ist, dass für die Planung eines voll­stän­di­gen Backups kein großer Aufwand er­for­der­lich ist: Man sichert einfach alles. Ferner ist das Wie­der­her­stel­len aus einem Full Backup meist recht un­kom­pli­ziert.

Ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup enthält nur die Än­de­run­gen seit dem letzten voll­stän­di­gen Backup. Der Umfang der zu si­chern­den Daten hängt vom Zeitraum zwischen dem dif­fe­ren­zi­el­len Backup und dem letzten voll­stän­di­gen Backup ab. In der Regel ist ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup jedoch deutlich kleiner und damit schneller anzulegen als ein weiteres Full Backup.

Zum Wie­der­her­stel­len der Daten werden das dif­fe­ren­zi­el­le Backup und das letzte voll­stän­di­ge Backup benötigt. Werden mehrere dif­fe­ren­zi­el­le Backups angelegt, sind diese von­ein­an­der un­ab­hän­gig: Sollte ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup be­schä­digt werden, sind andere dif­fe­ren­zi­el­le Backups davon nicht betroffen. Einige ver­brei­te­te Admin-Tools erlauben das Anlegen dif­fe­ren­zi­el­ler Backups. So lassen sich dif­fe­ren­zi­el­le Server-Backups mit Rsync erstellen.

Ein in­kre­men­tel­les Backup sichert die Än­de­run­gen seit dem letzten voll­stän­di­gen oder in­kre­men­tel­len Backup. Die einzelnen Backups sind klein und lassen sich schnell anlegen. Jedoch sind in­kre­men­tel­le Backups nicht von­ein­an­der un­ab­hän­gig: Zum Wie­der­her­stel­len werden alle in­kre­men­tel­len Backups seit dem letzten voll­stän­di­gen Backup benötigt. Wird ein in­kre­men­tel­les Backup in der Kette be­schä­digt, sind alle dar­auf­fol­gen­den in­kre­men­tel­len Backups wertlos.

Aufgrund des geringen Volumens der zu si­chern­den Daten sind in­kre­men­tel­le Backups besonders effizient und daher weit ver­brei­tet. Sie kommen zum Einsatz, um häufige Backups kleiner Än­de­run­gen anzulegen. Möchte man etwa mit „Time Machine“ auf dem Mac ein Backup erstellen, kommen in­kre­men­tel­le Backups zum Einsatz. Ähnlich verhält es sich unter Windows: Nutzt man das beliebte Tool Robocopy Backup oder möchte unter Windows 10 ein Backup erstellen, werden ebenfalls in­kre­men­tel­le Backups erzeugt.