Full Backup (Voll­si­che­rung)

Beim Full Backup handelt es sich um die grund­le­gen­de Backup-Methode. Es gibt andere Backup-Arten, jedoch benötigen diese allesamt eine initiale Kom­plett­si­che­rung als Grundlage. Ein kom­plet­tes Backup anzulegen, ist un­kom­pli­ziert, wenn auch auf Dauer in­ef­fi­zi­ent. Wir stellen die Voll­si­che­rung als Teil unserer Ar­ti­kel­rei­he zu Backup-Stra­te­gien vor.

Bei einem Full Backup, auch bekannt als Voll­si­che­rung, wird eine exakte Kopie eines gesamten Da­ten­be­stands angelegt. Da sich ein voll­stän­di­ges Backup auf einen de­fi­nier­ten Da­ten­be­stand bezieht, handelt sich um einen relativen Begriff. Der Da­ten­be­stand, von dem ein Backup erstellt wird, kann bei­spiels­wei­se umfassen:

• alle auf einem Laptop be­find­li­chen Daten
• alle Lohn­ab­rech­nun­gen eines Jahres
• das gesamte Stamm­ver­zeich­nis einer Website

Was ist nun der Un­ter­schied zwischen einem voll­stän­di­gen Backup und einer normalen Kopie? Zunächst wird ein Backup nor­ma­ler­wei­se auf einem anderen phy­si­schen Medium angelegt als dem, das den ur­sprüng­li­chen Datensatz enthält. Bei­spiels­wei­se kopiert man die Daten der internen Laptop-SSD auf eine externe Fest­plat­te. Ferner handelt es sich bei einem Backup um eine exakte Kopie, weshalb der Prozess des Backup-Er­stel­lens auch als „Klonen“ oder „Spiegeln“ be­zeich­net wird. Aus einem voll­stän­di­gen Backup sollte sich der Ori­gi­nal­zu­stand getreu re­kon­stru­ie­ren lassen. Sinn und Zweck der Voll­si­che­rung ist, Redundanz zu erzeugen und die dabei ent­ste­hen­den Kopien verteilt zu lagern, um das Risiko von Da­ten­ver­lus­ten zu mi­ni­mie­ren.

Zum Anlegen einer Kopie in digitalen Systemen müssen Daten trans­fe­riert werden. Die Daten werden von der Quelle gelesen und auf das Ziel ge­schrie­ben. Je nach Größe des Da­ten­sat­zes sowie der zum Einsatz kommenden Da­ten­lei­tung dauert ein Kom­plett­si­che­rung ggf. sehr lange.

Zum Anlegen eines voll­stän­di­gen Backups werden die Daten auf einen phy­si­schen Speicher wie Fest­plat­te oder USB-Stick kopiert oder an einen Cloud-Speicher gesendet. Dazu kommt je nach Be­triebs­sys­tem und An­for­de­run­gen spe­zia­li­sier­te Software zum Einsatz. Für viele ge­bräuch­li­che Szenarien reichen jedoch vor­han­de­ne „Bord­mit­tel“ des Be­triebs­sys­tems voll­kom­men aus. Im Folgenden zeigen wir ein paar Beispiele für Befehle, mit denen sich ein voll­stän­di­ges Backup von der Kom­man­do­zei­le aus anlegen lässt.

Um auf der Kom­man­do­zei­le ein Backup eines Ver­zeich­nis­ses anzulegen, nutzen wir den Linux-Copy-Befehl. Wir kopieren das Quell­ver­zeich­nis auf einen Zielpfad. Das Ziel kann auf jeglichem am System ge­moun­te­ten Volumen liegen:

Mit der Option -a („Ar­chi­vie­ren“) legt der Copy-Befehl eine exakte Kopie an: Zeit­stem­pel, Zu­griffs­rech­te etc. der Zieldaten werden auf die genauen Werte der kor­re­spon­die­ren­den Quellen gesetzt. Dies ist u. a. kritisch bei Systemen, die Code umfassen, bei­spiels­wei­se einer WordPress-In­stal­la­ti­on. Wird die Kopie ohne Nutzung der Ar­chi­vie­ren-Option angelegt, drohen Si­cher­heits­lü­cken oder Einbußen der Funk­tio­na­li­tät.

Eine weit ver­brei­te­te Methode zum Anlegen eines kom­plet­ten Backups besteht im Erzeugen eines Tarball-Archivs. Dazu nutzen wir den Linux-tar-Befehl (der Name steht für „Tape Archive“), um aus mehreren Dateien bzw. Ver­zeich­nis­sen eine einzelne Datei zu erzeugen. Damit dies funk­tio­niert, muss die Zieldatei als erster Parameter angegeben werden:

Die Option -z weist den tar-Befehl an, Gzip-Kom­pri­mie­rung zu nutzen. Die dabei erzeugte .tar.gz-Datei ist in der Regel um den Faktor 2 bis 10 kleiner als die Ge­samt­grö­ße der in das Backup auf­ge­nom­me­nen Daten.

Bei Rsync handelt es sich um eine aus­ge­reif­te Software zum Kopieren von Da­ten­sät­zen. Quelle und Ziel können sich auf demselben phy­si­schen System befinden oder auf über das Netzwerk ver­bun­de­nen, ent­fern­ten Systemen. Im letzteren Fall greift Rsync u. a. auf das aus­ge­reif­te SSH-Protokoll zurück.

So lassen sich Server-Backups mit Rsync erstellen bzw. vormals angelegte Backups wie­der­her­stel­len. Besonders für große Da­ten­sät­ze ist vor­teil­haft, dass Rsync in der Lage ist, ab­ge­bro­che­ne Backups fort­zu­set­zen. Be­trach­ten wir den sim­pels­ten Aufruf von Rsync zum Anlegen einer exakten Ver­zeich­nis­ko­pie:

Wie beim bereits vor­ge­stell­ten cp-Befehl kommt die Option -a für „Ar­chi­vie­ren“ zum Einsatz. Dies stellt sicher, dass eine exakte Kopie angelegt wird. Unser Beispiel setzt voraus, dass das zu ko­pie­ren­de Ver­zeich­nis am an­ge­ge­be­nen Pfad noch nicht existiert. Ist das Ver­zeich­nis auf der Quelle bereits vorhanden, überträgt Rsync in­tel­li­gent nur die Än­de­run­gen seit dem letzten Ko­pier­vor­gang. Dann handelt es sich nicht mehr um ein Full Backup, sondern per De­fi­ni­ti­on um ein dif­fe­ren­zi­el­les Backup.

Die bereits vor­ge­stell­ten Befehle cp und Rsync sind beides Linux-Tools. Sie sind per WSL2 („Windows Subsystem for Linux“) auch unter Windows verfügbar. Mit Robocopy steht ferner eine Windows-eigene Al­ter­na­ti­ve zur Verfügung. Dies ist ins­be­son­de­re nützlich, da das unter Windows zum Einsatz kommende NTFS-Da­tei­sys­tem einige Be­son­der­hei­ten aufweist.

Genutzt wird Robocopy Backup wie die Linux-Ver­wand­ten von der Kom­man­do­zei­le aus. Neben der An­spie­lung auf den Su­per­hel­den RoboCop steht der Name des Tools für „Robust File Copy“. Be­trach­ten wir einen ex­em­pla­ri­schen Robocopy-Befehl. Wir spiegeln ein Quell­ver­zeich­nis auf einen Zielpfad:

Die Option /mir steht für „mirror“, also „Spiegel“. Robocopy legt somit eine Kom­plett­si­che­rung des Quell­ver­zeich­nis­ses an. Ziel und Quelle liegen auf dem lokalen System oder auf einem über das Netzwerk an­ge­bun­de­nen Windows-Share. Anders als Rsync bietet Robocopy keine Un­ter­stüt­zung für das Kopieren über eine SSH-Ver­bin­dung.

Um auf dem Mac ein Backup zu erstellen oder unter Windows 10 ein Backup zu erstellen, nutzt man die ins System ein­ge­bun­de­nen Tools Time Machine bzw. Windows-Sicherung. Beiden ist gemein, dass beim ersten Ausführen eine Kom­plett­si­che­rung angelegt wird. In dar­auf­fol­gen­den Backup-Durch­gän­gen werden lediglich die seit dem letzten Backup an­fal­len­den Än­de­run­gen über­tra­gen. Aus der Voll­si­che­rung lässt sich das System komplett wie­der­her­stel­len.

Die bisher vor­ge­stell­ten Tools zum Anlegen kom­plet­ter Backups nutzen allesamt ein lokales oder ent­fern­tes Be­triebs­sys­tem, um die Zieldaten zu schreiben. Was jedoch, wenn Sie Daten zu Backup-Zwecken in einem Cloud-Speicher ablegen möchten? Hierzu können Sie auf einen Dienst wie Cloud Backup von IONOS zu­rück­grei­fen. Auf diese Weise schützen Sie auch Ihre ge­schäft­li­chen Daten optimal vor Verlust und anderen Gefahren wie Ran­som­wa­re-Ver­schlüs­se­lung.

Je nach Ein­satz­sze­na­rio hat es mehr oder weniger Sinn, ein voll­stän­di­ges Backup eines Da­ten­be­stands anzulegen. Daher gibt es weitere, spe­zia­li­sier­te Backup-Methoden. Be­trach­ten wir die Vor- und Nachteile einer Kom­plett­si­che­rung.

Es gibt drei haupt­säch­li­che Vorteile beim Anlegen eines Full Backups:

1. Einfach anzulegen: Bord­mit­tel genügen
2. Ver­läss­lichs­te Backup-Methode: Geringes Risiko von Da­ten­ver­lust
3. Einfach wie­der­her­stell­bar: Meist genügt Umkehren des Ko­pier­vor­gangs

Un­mit­tel­ba­rer Vorteil eines kom­plet­ten Backups ist, dass sich dieses relativ un­kom­pli­ziert anlegen lässt. Man benötigt in der Regel keine spe­zia­li­sier­te Software, sondern bedient sich der vor­han­de­nen Bord­mit­tel. Da ein voll­stän­di­ges Backup den kom­plet­ten Da­ten­be­stand umfasst, erfordert das Anlegen keine spe­zi­el­len Vor­be­rei­tun­gen. Lediglich zwei Vor­aus­set­zun­gen müssen erfüllt sein:

1. Es ist genug Spei­cher­platz auf dem Ziel­sys­tem vorhanden.
2. Es ist aus­rei­chend Band­brei­te vorhanden, um den Ko­pier­vor­gang in ak­zep­ta­bler Zeit ab­zu­schlie­ßen.

Hat man si­cher­ge­stellt, dass beide Vor­aus­set­zun­gen erfüllt sind, startet man den Backup-Vorgang. Dann ist Warten angesagt. Denn bis ein Full Backup fertig ist, kann einige Zeit vergehen. Nach Abschluss des Ko­pier­vor­gangs gilt es noch zu über­prü­fen, dass das Backup voll­stän­dig und ohne Fehler angelegt wurde.

Der nächste große Vorteil einer Kom­plett­si­che­rung ist deren Ver­läss­lich­keit. Da ein kom­plet­tes Backup den gesamten zu si­chern­den Da­ten­be­stand umfasst, ist es unmöglich, Daten zu vergessen oder zu übersehen. Dazu ist es jedoch wichtig, dass man sich an die ur­sprüng­li­che Intention hält: Full Backup bedeutet per De­fi­ni­ti­on, dass der gesamte Da­ten­be­stand gesichert wird.

Gerade bei großen Da­ten­men­gen ist es ver­lo­ckend, Argumente zu finden, bestimmte Daten vom Backup aus­zu­schlie­ßen: „Das brauchen wir eh nicht“, „wurde alles beim letzten Mal gesichert“ etc. Leider weiß man tat­säch­lich oft erst im Nach­hin­ein, ob diese Annahmen zutreffen. Gibt es von den aus­ge­nom­me­nen Daten dann kein aktuelles Backup, ist der Schaden an­ge­rich­tet. Daher ist es notwendig, beim Full Backup wirklich den gesamten Da­ten­be­stand voll­stän­dig zu sichern – auch wenn es u. U. sehr lange dauert.

Das Anlegen eines Backups ist erst die halbe Miete. Denn ein Backup ist nur dann wertvoll, wenn es sich ori­gi­nal­ge­treu wie­der­her­stel­len lässt. Auch hier glänzt das voll­stän­di­ge Backup durch seine Ein­fach­heit: Zum Wie­der­her­stel­len wird nur das Backup selbst benötigt; meist reicht es aus, Quelle und Ziel zu ver­tau­schen und den Ko­pier­vor­gang erneut laufen zu lassen.

Jedoch gilt beim Full Backup wie bei allen Backup-Methoden: Ohne vor­he­ri­ges Testen kann man sich nicht darauf verlassen, dass sich der Original-Da­ten­be­stand aus dem Backup wie­der­her­stel­len lässt. Das testweise Wie­der­her­stel­len aus Backups ist Teil jeder soliden Backup-Strategie. Kei­nes­falls möchte man erst beim ein­ge­tre­te­nen Da­ten­ver­lust rea­li­sie­ren, dass die sorg­fäl­tig an­ge­leg­ten Backups wertlos sind.

Der prin­zi­pi­el­le Nachteil einer voll­stän­di­gen Da­ten­si­che­rung liegt in ihrer In­ef­fi­zi­enz begründet. Ein kom­plet­tes Backup anzulegen, dauert in der Regel lange und ver­braucht viel Platz auf dem Ziel­me­di­um. Denn beim Full Backup wird per De­fi­ni­ti­on der komplette Da­ten­be­stand gesichert.

Mac-Benutzer kennen diese Pro­ble­ma­tik von der Nutzung der sys­tem­ei­ge­nen Backup-Software Time Machine. So kann der erste Backup-Vorgang stun­den­lang dauern, bei großen zu si­chern­den Da­ten­men­gen sogar die ganze Nacht. Denn beim ersten Durchlauf wird eine Kom­plett­si­che­rung aller auf dem Mac be­find­li­chen Daten angelegt.

Zunächst ist das Anlegen einer Kom­plett­si­che­rung die Grundlage für dar­auf­fol­gen­de dif­fe­ren­zi­el­le oder in­kre­men­tel­le Backups. Das heißt: Ohne Voll­si­che­rung gibt es kein Backup im Sinne einer Backup-Strategie. Daneben gibt es ein paar Umstände, die das Anlegen eines Full Backups er­for­der­lich machen oder be­güns­ti­gen. Schauen wir uns ein paar Beispiele an.

In manchen Si­tua­tio­nen hat man es mit einem Da­ten­be­stand zu tun, bei dem unklar ist, welche Be­stand­tei­le wichtig sind. In diesen Fällen ist es vor­teil­haft, zunächst ein voll­stän­di­ges Backup anzulegen. Man spannt damit ge­wis­ser­ma­ßen ein Si­cher­heits­netz auf. So ab­ge­si­chert macht man sich daran, die Daten zu sichten und ggf. in die Ka­te­go­rien „weg­schmei­ßen“ und „auf­be­wah­ren“ zu sortieren. Geht dabei etwas schief, rettet einen das zuvor angelegte Full Backup.

Ähnlich verhält es sich, wenn Än­de­run­gen an einem System durch­ge­führt werden sollen. Web­ad­mi­nis­tra­to­ren kennen die Pro­ble­ma­tik allzu gut: Ein neuer Kunde hat ein be­stehen­des System, das vorher von einem anderen Admin gepflegt wurde. Nun sollen vom neuen Admin Än­de­run­gen vor­ge­nom­men werden. Was jedoch, wenn dabei etwas schief geht? Der neue Admin kennt das System nicht, der alte Admin ist nicht mehr verfügbar. Um hand­lungs­fä­hig zu bleiben, legt man zunächst ein Full Backup an. Schlagen die Än­de­run­gen fehl und be­schä­di­gen das System, greift man auf die Voll­si­che­rung zurück. Wichtig ist wiederum, das Wie­der­her­stel­len vor dem Durch­füh­ren der Än­de­run­gen zu testen.

Möchte man ein System migrieren, z. B. eine WordPress-Site von einem Server auf einen anderen umziehen, benötigt man eine komplette Kopie der Website-Daten. Im Fall von WordPress umfasst dies zumindest das WordPress-Stamm­ver­zeich­nis und die WordPress-Datenbank. Zum Vor­be­rei­ten der Migration legt man ein kom­plet­tes Backup der Daten an und trans­fe­riert dieses auf den neuen Server. Dort wird die Website aus dem Backup re­kon­stru­iert. Hat man si­cher­ge­stellt, dass die Site pro­blem­los läuft, wird sie live ge­schal­tet. Meist lässt man das alte System noch eine Weile bestehen, um im Notfall darauf zu­rück­grei­fen zu können. Dann fungiert das alte System ge­wis­ser­ma­ßen als Voll­si­che­rung.

Manchmal ist es notwendig, ein System neu auf­zu­set­zen. Denken Sie bei­spiels­wei­se an einen Laptop, dessen Fest­plat­te Fehler aufweist, oder eine Website, deren Server neu in­stal­liert wird. In diesen Fällen geht man ähnlich vor wie bei der Sys­tem­mi­gra­ti­on: Man legt ein kom­plet­tes Backup an, setzt die zu­grun­de­lie­gen­de Hardware oder Software neu auf und spielt im Anschluss das Backup wieder ein.

Jedoch gibt es einen ent­schei­den­den Un­ter­schied zur Sys­tem­mi­gra­ti­on: Beim Neu­auf­set­zen geht das ur­sprüng­li­che System verloren. Es ist daher ratsam, der 3-2-1-Backup-Regel folgend min­des­tens zwei Kom­plett­si­che­run­gen des Systems an ge­trenn­ten Orten anzulegen. Ferner ist es un­ab­ding­bar, den Wie­der­her­stel­lungs­pro­zess vor dem Neu­auf­set­zen zu testen.

Kommt ein Projekt zum Abschluss, gilt es, alle wichtigen Daten für die Zukunft zu ar­chi­vie­ren. Bei For­schungs- und Ent­wick­lungs­pro­jek­ten ist die än­de­rungs­si­che­re Ar­chi­vie­rung Grund­vor­aus­set­zung für Ver­füg­bar­keit bzw. Re­pro­du­zier­bar­keit der Er­geb­nis­se. Handelt es sich beim Projekt um eine Foto- oder Film­pro­duk­ti­on, fallen große Mengen ein­zig­ar­ti­ger Rohdaten an. Auch diese gilt es zu ar­chi­vie­ren. Als ein­fachs­te Maßnahme erzeugt man ein voll­stän­di­ges Backup als Tarball- oder ZIP-Archiv und legt dieses auf einem red­un­dan­ten Da­ten­spei­cher ab.

Auch Web­pro­jek­te erreichen ir­gend­wann das Ende ihrer Le­bens­dau­er. Bevor eine Website offline genommen wird, legt man stan­dard­mä­ßig ein letztes, kom­plet­tes Backup an. So lässt sich die Site bei Bedarf in der Zukunft re­kon­stru­ie­ren. Da eine Website neben den sta­ti­schen Daten Code umfasst, ist es notwendig, die Aus­füh­rungs­um­ge­bung in das Backup mit­auf­zu­neh­men. Bei­spiels­wei­se erstellt man ein Image auf Grundlage einer vir­tu­el­len Maschine oder eines Con­tai­ners. So ist si­cher­ge­stellt, dass sich das System in Zukunft mitsamt aller Ab­hän­gig­kei­ten starten lässt.

Viel­leicht kennen Sie dieses Szenario: Ein älterer Rechner zeigt immer stärkere Aus­fall­erschei­nun­gen. Zunächst stürzt der Rechner manchmal ab, dann immer häufiger, bis er schließ­lich nur noch selten startet. In so einem Fall ist Eile geboten – es gilt zu retten, was zu retten ist. Bekommt man das System noch einmal stabil zum Laufen, legt man schleu­nigst ein kom­plet­tes Backup an. Denn viel­leicht bietet sich diese Chance bereits zum letzten Mal. Wurde das Backup angelegt, hat man Zeit, in Ruhe die Daten zu sortieren.

Ein häufiges Szenario, bei dem Nutzer intuitiv komplette Backups anlegen, ergibt sich, wenn ein wichtiger Datensatz vorliegt, der klein ist und sich schnell ändert. Denken Sie bei­spiels­wei­se an einen Ordner mit einer im Aufbau be­find­li­chen Dok­tor­ar­beit. Der Ordner enthält viel­leicht nur eine Handvoll Dokumente, die zu­sam­men­ge­nom­men einige Megabyte umfassen. Der Doktorand arbeitet jeden Tag an den Do­ku­men­ten und sichert die dabei an­fal­len­den Än­de­run­gen, indem er abends den kom­plet­ten Ordner auf einen USB-Stick kopiert. Wenn auch relativ in­ef­fi­zi­ent, ist dieser Ansatz unter technisch weniger ver­sier­ten Nutzern aufgrund seiner Ein­fach­heit weit ver­brei­tet.