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.