Гайд по резервному копированию: виды, решения и ПО

В статье подробно рассмотрим резервное копирование данных: изучим методы, планы и политики резервирования.

Начнем с того, почему нужно защищать информацию, поскольку это очевидно не для всех.

Почему нужно защищать данные

Существует немало причин, по которым следует иметь под рукой копии актуальных файлов и баз данных. Вот главные:

• Выход из строя физических носителей. «Железо» не вечно: любые накопители могут сломаться в самый неподходящий момент, и в результате ценные данные будут потеряны.
• Сбои ПО. Они могут приводить к тому, что данные просто исчезнут (файлы повредятся без возможности восстановления). И если не было настроено резервное копирование, изменения последних дней, недель и даже месяцев будут утрачены.
• Кибератаки. Наибольшую уязвимость представляют данные, к которым был открыт какой-либо доступ через сеть. Такие файлы можно легко повредить, удалить или, еще хуже, зашифровать с целью получения выкупа. Последнее актуально прежде всего для крупного и среднего бизнеса.

Поэтому, чтобы не переживать о потере или краже важных данных, нужно заранее предусмотреть безопасную схему резервного копирования.

Виды резервного копирования данных

Существует два основных типа резервных копий: они могут создаваться в виде файлов или образов. Выбор того или иного решения зависит прежде всего от типа данных, с которыми работает компания. Исходя из этого подбирается также и ПО для резервного копирования (программы будут рассмотрены далее).

Методы резервирования

Методов резервного копирования данных насчитывается пять:

• Полный. Как и следует из названия, в данном случае создается полная копия данных. Это позволяет быстро и легко восстановить их в случае необходимости, а также обеспечивает удобство хранения. С другой стороны резервные копии при полном копировании отнимают много дискового пространства, а само их создание времязатратно.
• Инкрементный. Это одна из разновидностей частичного копирования. В данном случае создаются бэкапы только тех частей базы данных (а точнее, ее полной копии), которые изменились со времени выполнения последнего резервного копирования. А очередная полная копия создается в этом случае через заданный интервал времени (например, еженедельно в конце рабочей недели). Инкрементный метод создания бэкапов позволяет сэкономить время и место в хранилище при копировании. Одновременно с этим уменьшается и нагрузка на сетевые мощности. Однако есть у него и минусы. Так, при необходимости восстановления базы данных из копии потребуется гораздо больше времени, чем при полном копировании. Это объясняется тем, что придется последовательно восстанавливать все измененные части базы данных. Кроме того, этот метод менее надежен, поскольку при повреждении даже одного скопированного блока может стать невозможным восстановление в целом. В результате придется откатываться назад во времени, и часть данных может быть потеряна.
• Обратный инкрементный. Преимущество этого метода перед обычным инкрементным заключается в том, что последний бэкап здесь является независимым, поскольку при каждом сохранении создается новая резервная копия. Таким образом, свежие копии легко восстановить: это не займет много времени и не создает большой нагрузки на сеть. А если на сервере не хватает места, его нетрудно освободить, удалив старые бэкапы. Однако придется потратить гораздо больше времени, если потребуется восстановить одну из старых копий.
• Дифференциальный. Как и в случае с инкрементными методами, при дифференциальном сначала создается полная копия данных, а отдельные бэкапы создаются только для тех блоков, которые были изменены. Но сохраняются только данные, изменившиеся со времени создания изначального полного бэкапа, а не со времени создания последних бэкапов. В результате скорость создания бэкапа здесь выше, чем при полном копировании, однако уступает инкрементным методам (а при восстановлении всё наоборот). Тем не менее дифференциальный метод обеспечивает повышенную надежность резервного копирования. Из минусов стоит отметить то, что каждая новая резервная копия создается дольше, а также занимает больше места.
• Синтетический. Этот метод использует механизмы обратного инкрементного копирования и решает проблемы полного. При синтетическом копировании новые полные бэкапы создаются из совмещения изначальной копии с инкрементными. Созданная копия затем используется в качестве основы для новых. В результате снижается нагрузка на сеть, увеличивается скорость копирования и освобождается место на сервере. Но в качестве платы синтетическое копирование больше нагружает сервер.

Какой метод выбрать, решают в зависимости от объема базы (или баз) данных, аппаратного обеспечения и задач. Однако успешность создания бэкапов зависит и от других факторов. Например, от правильного планирования, что мы и рассмотрим далее.

Планирование бэкапов

Это необходимо для минимизации факторов риска, к которым относятся неполадки, сбои, ошибки, кибератаки. Грамотно составленный план обеспечит восстановление данных с минимальными (а то и нулевыми) потерями. При планировании учитываются:

• типы данных (например, БД, образы, папки или email);
• временные затраты на создание бэкапа (этот параметр называется RTO);
• время между точками восстановления (RPO), на основании которого определяется периодичность создания бэкапов;
• методы создания бэкапа (о них выше);
• места для хранения бэкапов (физические или облачные хранилища, типы устройств и т. д.);
• политики хранения резервных копий.

План также учитывает нагрузки на сеть в отдельные периоды времени (это зависит от режима работы организации), проверку целостности бэкапов и ряд других моментов. Например, в плане прописывают алгоритм действий при обнаружении сетевых угроз или при сбоях. Следует также уделить внимание тестам восстановления бэкапов.

Политики резервирования

Политика хранения бэкапов подразумевает определение того, сколько копий и в каких хранилищах размещаются. Также политика определяет, следует ли архивировать копии после окончания жизненного цикла. Вне зависимости от выбранного метода и плана, вы будете использовать одну из трех политик:

• 3-2-1. «3» здесь означает три обязательных резервных копии, «2» — типы носителей (часто это диск + облачное хранилище), а «1» — обязательное хранение одной из копий за пределами физического сервера (то же облако, как пример).
• GFS или Grandfather-Father-Son. Пример: ежемесячная, еженедельная и ежедневная копии базы данных.
• TOH или Tower of Hanoi. Эта политика используется при нехватке места в хранилище или когда для создания бэкапов задействуют разные типы носителей. Суть политики TOH заключается в хранении бэкапов на разных носителях, чтобы копии восстанавливались без потерь, если какое-то из хранилищ откажет.

Решения резервирования

• Bare-metal. Нужное ПО ставится непосредственно на железо, минуя ОС. Это дает преимущества в виде возможности восстановления любых данных и преобразования физических образов в виртуальные.
• Single-pass. Резервирование и восстановление за один проход, что подойдет, если создаются бэкапы одного типа (только файлы или только образы). В противном случае для каждого типа бэкапа придется выполнять все операции заново.
• Real-Time Backup (или CDP, или Continuous Backup). Копии создаются в автоматическом режиме при каждом изменении исходных данных. Разумеется, при этом нужно производительное аппаратное обеспечение, потому что нагрузка на память и процессорные мощности серьезная.
• Remote Replication. Это решение используется, когда выполняется работа с несколькими резервными копиями и на нескольких ресурсах.

Выбор программ

ПО для создания резервных копий много, причем существуют как платные, так и бесплатные варианты. Из конкретных решений можно отметить:

• Acronis True Image. Поддерживаются версии для каждой ОС, при этом Acronis демонстрирует повышенную скорость копирования и восстановления копий. Однако есть и минус: не поддерживается контейнеризация в облачных средах. Зато Acronis работает с любыми типами данных, позволяя шифровать их.
• Veeam Backup. Поддерживает разнообразные сетевые протоколы и подойдет для тех, кто профессионально работает с базами данных. Обеспечивает переключение резервных мощностей, имеет функции полного и выборочного копирования. При этом программа бесплатна.
• Backup4all. Здесь заявлена полная поддержка облачных сервисов, также есть гибкая система фильтров и возможность дробления резервных копий. Из других плюсов выделим «умную» обработку, при которой исключается двойное сжатие файлов, уже находящихся в архивах, что увеличивает скорость создания и восстановления копий. Полная версия Backup4all позволяет использовать облачные мощности Dropbox и Drive.Google. Недостаток у этого решения только один: могут некорректно преобразовываться кириллические символы в названиях файлов.
• Iperius Backup. Поддерживает большинство облачных сервисов, обеспечивает повышенную скорость обработки больших данных. Также есть защита от случайного завершения работы, что реализуется через функцию запуска программы в виде службы.
• ApBackUP. Недорогая российская программа с расширенным функционалом: поддерживается создание правил для выполнения бэкапов по инкрементным и дифференциальному методам, доступны различные варианты хранения копий. А еще ApBackUP поддерживает сторонние архиваторы, так что архивирование с помощью этой утилиты становится мощнее.

Среды резервирования

Для резервирования задействуется три типа хранилищ: диски, ленты и облако.

• Диски. Надежные, быстрые, однако дороже остальных носителей, особенно если речь об SSD. К тому же SSD имеют ограничения по циклам записи/перезаписи и существенно ограничены по емкости. Другой тип дисков, часто выбираемый для бэкапов — HDD, которые отличаются большими объемами и более низкой стоимостью, в сравнении с SSD.
• Ленты. Ленточные накопители работают по тому же принципу, что и обычные магнитные ленты, и до сих пор популярны для целей резервного копирования. Они дешевые и хранят огромные объемы информации. Но, в отличие от дисков, ленты не поддерживают произвольный доступ к данным — только последовательный, поэтому они намного медленнее.
• Облако. Подойдет, если компания использует политику 3-2-1. Из минусов отметим зависимость от облачного провайдера и снижение конфиденциальности информации.

Восстановление данных

При восстановлении используются снапшоты — мгновенные снимки дисков, с которых затем выполняется восстановление до того состояния, в котором диск был на момент снимка (копирования). При этом учитывается время создания снимка, а также допустимые сроки, объемы потерь и время на восстановление.

Восстановление данных из резервных копий обычно выполняется с использованием тех же утилит, при помощи которых создаются бэкапы. Если вы работаете с базами данных, то такие решения, как Oracle, Postgres, SQL Server имеют собственные инструменты для создания резервных копий и для восстановления.

Катастрофоустойчивость

Если в месте нахождения физической инфраструктуры компании произошло стихийное бедствие, хранилища могут быть уничтожены. Поэтому важно, чтобы данные располагались в удаленном хранилище и к ним был бы организован доступ по альтернативным каналам. И в завершение еще один момент, касающийся репликации. 

Репликация — это тоже копирование, принцип работы которого состоит в том, что создаются точные виртуальные копии объектов, которые затем постоянно синхронизируются с исходными данными. Но реплики не помогут в случае возникновения логических ошибок и изменения внутренней структуры данных. Поэтому резервное копирование — необходимая процедура для безопасности данных. А для катастрофоустойчивости резервные копии должны храниться на удалении от ЦОД компании.