3.1.2. Резервное копирование и восстановление данных
В большинстве случаев информация, хранящаяся на компьютерах значительно дороже самих компьютеров. Кроме того, ее гораздо труднее восстановить. Резервное копирование файловой системы подразумевает ее копирование на съемный носитель информации (например, на магнитную ленту) с целью предотвращения потери, разрушения, нарушения целостности данных. Восстановление – обратный процесс, при котором данные из архива копируются в заданную директорию. Резервное копирование и восстановление (backup & recovery) – одна из наиболее критических административных функций. Администратор обязан обеспечить регулярное копирование для предотвращения потерь информации из-за:
нарушения в работе вычислительной системы (system crash);
поломок аппаратного обеспечения;
влияния «человеческого фактора» (случайное удаление важных файлов);
внешних воздействий (стихийных бедствий, террористических актов и т.п.);
проблем переустановки или обновления системы (data migration).
Большинство современных операционных систем позволяют автоматизировать процедуры backup & recovery. Для этих целей можно использовать периодические процессы. Операционные системы Microsoft Windows NT, XP, Win2000/2003 имеют возможности управления заданиями в визуальном режиме. В ОС UNIX периодическим выполнением процессов управляет демон cron. Он запускается во время начальной загрузки системы и остается в активном состоянии, пока система не выключена. Демон cron читает файл конфигурации, содержащий последовательности командных строк, расписание их вызова, регистрационные имена, от имени которых процессы должны выполняться. Команды обрабатываются интерпретатором sh.
Формат crontab-файла имеет вид :
|
Минута |
Час |
День |
Месяц |
День_недели |
Пользователь |
Команда |
|
0..59 |
0..24 |
1..31 |
1..12 |
1..7 |
root |
ufsdump |
Символ * соответствует любому значению.
Различают полное и инкрементальное копирование. При полном копировании содержимое файловой системы или директории копируется полностью. Для этого необходим носитель с емкостью, эквивалентной размеру копируемой файловой системы (100% дублирование), что является главным недостатком данного метода.
При инкрементальном копировании в архив помещаются только файлы, изменявшиеся в промежуток времени от предыдущего копирования. При такой организации архива проще восстановить малые изменения в файловой системе. Однако поиск файла в нескольких инкрементальных копиях может занимать больше времени (возможно потребуется даже откат до последнего полного архива файловой системы).
Как часто нужно копировать файловую систему? Если не требуется минимизировать затраты времени и стоимость магнитной ленты, то можно проводить копирование каждый день. Однако, в большинстве случаев это не реально, поэтому чаще всего применяется инкрементальное копирование. Рекомендуется резервировать файловую систему так, чтобы обеспечить восстановление файлов по крайней мере за последние 4 недели. Для этого требуется 4 набора магнитных лент (одна на неделю), которые используются по кругу. Также архивируются месячные копии за последний год и годовые копии за последние несколько лет.
При инкрементальном резервном копировании используется понятие уровня дампа (dump level). Дамп нулевого уровня создает полный снимок файловой системы. Уровни 1 – 9 используются для планирования инкрементального копирования, но не имеют определенного смыслового значения. Это просто числа для гибкого определения кумулятивного или дискретного копирования. Рассмотрим на примере процедуру инкрементального резервного копирования с использованием механизма уровней дампа.
Одной из наиболее часто используемых схем backup&recovery является ежедневное кумулятивное инкрементальное резервное копирование. На рисунке 3.8 показано расписание с ежемесячным уровня 0, ежедневным дампом уровня 9, еженедельным дампом уровня 5, выполняемом в цикле (такой же результат дают последовательности уровней, выраженные другими числами (4, 4, 4, 4, 2 или 7, 7, 7, 7, 5 и т.д); числа сами по себе значения не имеют).
Рисунок 3.8 – Ежедневное кумулятивное инкрементальное копирование
В следующем примере показано расписание, в котором на разные ленты записывается только информация за прошедший день (рисунок 3.9). Это – дискретное резервное копирование. В этом случае за неделю используются последовательные номера уровней (3, 4, 5, 6) .
Рисунок 3.9 – Ежедневное дискретное инкрементальное копирование
При ежедневном кумулятивном и еженедельном кумулятивном резервном копировании потребуется 6 лент если переиспользовать ежедневные ленты или 9 лент для отдельных четырех дампов девятого уровня (таблица 3): одна для дампа нулевого уровня, четыре для недельных копий, одна или четыре для ежедневных копий. Для восстановления файловой системы потребуется дамп нулевого уровня, ближайшая недельная копия и самая поздняя дневная копия.
Таблица 3 – Характеристики схем резервного копирования
|
|
Daily Cumulative, Weekly Cumulative |
Daily Cumulative, Weekly Incremental |
Daily Incremental, Weekly Cumulative | |||||||||||||||
|
Float |
Пон. |
Втр. |
Срд. |
Чет. |
Пят. |
Float |
Пон. |
Втр. |
Срд. |
Чет. |
Пят. |
Float |
Пон. |
Втр. |
Срд. |
Чет. |
Пят. | |
|
1 -ое месяца |
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
1-я неделя |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
3 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
|
2-я неделя |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
4 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
|
3-я неделя |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
|
4-я неделя |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
5 |
|
9 |
9 |
9 |
9 |
6 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
2 |
|
|
Содержимое архива | |||||||||||||||||
|
1-я неделя |
|
ab |
abc |
abcd |
abcde |
Abcdef |
|
ab |
abc |
abcd |
abcde |
abcdef |
|
ab |
c |
d |
e |
abcdef |
|
2-я неделя |
|
g |
gh |
ghi |
ghij |
Abcdefghijk |
|
g |
gh |
ghi |
ghij |
ghijk |
|
g |
h |
i |
j |
abcdefghijk |
Для ежедневного кумулятивного и еженедельного инкрементального резервного копирования также нужно 6 или 9 лент. Для восстановления файловой системы в этом случае необходимы дамп нулевого уровня, все пятничные копии и наиболее поздняя дневная копия.
Для ежедневного инкрементального и еженедельного кумулятивного резервного копирования требуется как минимум девять лент, или 21 лента, если требуется хранить недельные архивы в течение месяца. Для восстановления файловой системы нужен дамп нулевого уровня, последняя пятничная копия и все ежедневные копии за последнюю неделю. Этот вид резервного копирования можно использовать в качестве аналога журналируемой файловой системы: Здесь возможен откат к ранее сохраненным версиям файла за месяц.