Dif­fe­ren­zi­el­les Backup (Dif­fe­ren­ti­al Backup)

Dif­fe­ren­zi­el­le Backups liegen kon­zep­tu­ell zwischen voll­stän­di­gen und in­kre­men­tel­len Backups. Auch in Bezug auf Effizienz und Kom­ple­xi­tät liegt das Dif­fe­ren­ti­al Backup im Mit­tel­feld. Heut­zu­ta­ge kommen jedoch haupt­säch­lich in­kre­men­tel­le Backups zum Einsatz.

Beim dif­fe­ren­zi­el­len Backup handelt es sich um eine häufig als Be­stand­teil von Backup-Stra­te­gien ein­ge­setz­te Backup-Methode. Beim ersten Durchlauf der dif­fe­ren­zi­el­len Sicherung wird ein Full Backup angelegt. Dar­auf­fol­gen­de Si­che­run­gen speichern jeweils nur die Un­ter­schie­de zum voll­stän­di­gen Backup. Das erste dif­fe­ren­zi­el­le Backup ist nicht zu un­ter­schei­den vom ersten in­kre­men­tel­len Backup. Erst ab dem nächsten Backup-Vorgang un­ter­schei­den sich die beiden Methoden.

Zum Abgleich der Än­de­run­gen kommen ver­schie­de­ne Verfahren zum Einsatz. Im ein­fachs­ten Fall werden die Änderungs-Zeit­stem­pel einer Datei aus dem letzten Full Backup und dem aktuellen Zustand ver­gli­chen. Ist der Zeit­stem­pel der Datei im aktuellen Zustand jünger, wurde die Datei seit der letzten Voll­si­che­rung verändert und muss erneut gesichert werden. Eine höhere Präzision wird erzielt, indem von den Inhalten der beiden Da­tei­ver­sio­nen Hash-Werte errechnet werden. Un­ter­schei­den sich die beiden Hashes, wurde die Datei geändert und wird in die dif­fe­ren­zi­el­le Sicherung auf­ge­nom­men.

Zum Re­kon­stru­ie­ren eines dif­fe­ren­zi­el­len Backups wird zunächst die letzte Voll­si­che­rung wie­der­her­ge­stellt. An­schlie­ßend werden die im dif­fe­ren­zi­el­len Backup ent­hal­te­nen Än­de­run­gen ein­ge­spielt. Etwaige bereits im Full Backup vor­han­de­ne Daten werden dabei über­schrie­ben. Das Ergebnis ist eine komplette Spie­ge­lung des Da­ten­be­stands zum Zeitpunkt der dif­fe­ren­zi­el­len Sicherung.

Die dif­fe­ren­zi­el­le Da­ten­si­che­rung bietet in Bezug auf Effizienz einen guten Kom­pro­miss zwischen voll­stän­di­gen und in­kre­men­tel­len Backups. Auch die Kom­ple­xi­tät bei Er­stel­lung und Wie­der­her­stel­lung liegt bei dif­fe­ren­zi­el­len Backups niedriger als bei in­kre­men­tel­len und etwas höher als bei voll­stän­di­gen Backups.

Zunächst sind re­gel­mä­ßig angelegte dif­fe­ren­zi­el­le Backups deutlich ef­fi­zi­en­ter als das wie­der­hol­te Anlegen voll­stän­di­ger Backups. Denn es werden jeweils nur die seit dem letzten Full Backup ver­än­der­ten Daten gesichert. Dabei sind dif­fe­ren­zi­el­le Si­che­run­gen robuster als in­kre­men­tel­le Backups. Anders als bei der in­kre­men­tel­len Sicherung wird keine Kette zu­sam­men­ge­hö­ri­ger Backups erzeugt. Statt­des­sen bezieht sich jedes dif­fe­ren­zi­el­le Backup lediglich auf das letzte Full Backup. Dies minimiert das Risiko, dass die gesamte Backup-Kette un­brauch­bar wird, wenn ein einzelnes Glied bricht.

Zum Wie­der­her­stel­len aus einer dif­fe­ren­zi­el­len Sicherung werden nur zwei Da­ten­sät­ze benötigt: das dif­fe­ren­zi­el­le Backup selbst und das da­zu­ge­hö­ri­ge Full Backup. Aufgrund ihrer geringen Kom­ple­xi­tät lassen sich dif­fe­ren­zi­el­le Backups gut mit Bord­mit­teln anlegen und wie­der­her­stel­len, ohne dass spe­zia­li­sier­te Software benötigt wird.

Nach­teil­haft an der dif­fe­ren­zi­el­len Da­ten­si­che­rung ist, dass zum Wie­der­her­stel­len zwei Dateien benötigt werden: das letzte Full Backup und das dif­fe­ren­zi­el­le Backup. Wird das Full Backup kor­rum­piert, ist das dif­fe­ren­zi­el­le Backup weit­ge­hend wertlos.

Legt man auf­ein­an­der­fol­gen­de dif­fe­ren­zi­el­le Si­che­run­gen zum selben Full Backup an, ergibt sich eine hohe Redundanz der ge­si­cher­ten Daten. Bei­spiels­wei­se enthält ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup vom Don­ners­tag neben dem Full Backup die Än­de­run­gen vom Montag, Dienstag und Mittwoch. Daraus folgt, dass das dif­fe­ren­zi­el­le Backup vom Don­ners­tag größer ist als das vom Mittwoch und kleiner als das vom Freitag.

Generell eignet sich die dif­fe­ren­zi­el­le Da­ten­si­che­rung bei nicht allzu stark an­wach­sen­dem Da­ten­vo­lu­men bzw. kurzen Abständen zwischen den einzelnen dif­fe­ren­zi­el­len Backups. Wenn Sie Backups un­kom­pli­ziert und ohne Einsatz spe­zi­el­ler Soft- oder Hardware erzeugen und wie­der­her­stel­len wollen, bietet sich die dif­fe­ren­zi­el­le Sicherung an.

Eine her­kömm­li­che Backup-Strategie in Un­ter­neh­men umfasst ein Full Backup an jedem Wo­chen­en­de sowie tägliche dif­fe­ren­zi­el­le Backups. Der 3-2-1-Backup-Regel folgend, sollte zumindest eines der Backups in der Cloud liegen. Auf Grund großer Da­ten­vo­lu­mi­na sind in­kre­men­tel­le Cloud-Backups mitt­ler­wei­le stärker ver­brei­tet.

Auch die meiste breit ein­ge­setz­te Backup-Software erstellt heut­zu­ta­ge eher in­kre­men­tel­le Backups. Möchte man etwa auf dem Mac ein Backup erstellen, nutzt man im ein­fachs­ten Fall die ein­ge­bau­te Software „Time Machine“. Diese erstellt in­kre­men­tel­le Backups. Ähnlich verhält es sich, wenn man unter Windows 10 ein Backup erstellen möchte – gleich, ob die ein­ge­bau­te Windows-Sicherung oder das beliebte Tool Robocopy Backup zum Einsatz kommt. In beiden Fällen werden die Backups in­kre­men­tell erzeugt.

Möchte man ein Server-Backup mit Rsync anlegen, lässt sich hingegen eine dif­fe­ren­zi­el­le Sicherung erstellen. Das Ergebnis ist ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup, das die Än­de­run­gen seit dem letzten Full Backup in einem eigenen Ver­zeich­nis enthält. Schauen wir uns den dafür be­nö­tig­ten Prozess an:

1. Zunächst wird ein initiales, voll­stän­di­ges Backup angelegt:

Danach liegt das Full Backup im Ver­zeich­nis target-path/source-dir/.

1. Im Anschluss wird eine dif­fe­ren­zi­el­le Sicherung der Än­de­run­gen angelegt:

Im Anschluss liegen die ge­än­der­ten Dateien im Ver­zeich­nis diff-target/.

Zum Wie­der­her­stel­len genügt es, den Prozess um­zu­dre­hen. Wiederum werden zwei Rsync-Ko­pier­vor­gän­ge benötigt:

1. Full Backup auf die Quelle zu­rück­ko­pie­ren:

1. Dif­fe­ren­zi­el­le Sicherung mit dem Full Backup zu­sam­men­füh­ren: