От глиняных табличек к жестким дискам. Технологии резервного копирования
Пролежав две с половиной тысячи лет, они рассыпались в прах под ногами археологов. Обломки лопатами сгребали в кучи, освобождая проходы к барельефам. И лишь на всякий случай ими набили несколько ящиков для отправки в Британский музей. Шел 1846 год. Генри Остен Лейярд вел раскопки дворца ассирийского царя Ашшурбанапала.
Одна из основ современной цивилизации - это возможность накапливать, хранить и передавать информацию. Две с половиной тысячи лет назад массовым средством хранения данных была глина. В данный момент - это накопители на жестких магнитных дисках, к которым относятся жесткие диски серверов и пользовательских компьютеров. Несмотря на очевидные преимущества современной технологии в области хранения информации, оба названных метода по надежности не слишком разделяют прошедшие тысячелетия . Жесткие диски современных компьютеров капризны при нагревании и охлаждении, «боятся» скачков напряжения, критичны к ударам и перегрузкам, ограничены по числу операций чтения и записи. Список факторов, способных вывести жесткие диски из строя, можно продолжать весьма долго, но все они лишний раз подтвердят очевидное – срок «жизни» жесткого диска ограничен.
Спасаем информацию
В серверах и специализированных устройствах хранения данных надежность сохранности информации повышается путем аппаратного дублирования носителей. При выходе из строя одного начинает использоваться резервный носитель. В большинстве случаев подмена происходит без помех работоспособности систем. Способ надежный, но дорогой в реализации, и в силу этого для обычных пользовательских компьютеров традиционно не применяется. Резервное копирование файлов на сетевые носители снижает вероятность потери информации в случае выхода из строя персонального компьютера, но никоим образом не устраняет риск потери должным образом настроенного рабочего места пользователя на длительное время. Часы ожидания ключевого сотрудника, пока для него подготовят новое рабочее место, аналогичное утраченному (установка, настройка и регистрация операционной системы, драйверов, пользовательских программ), могут привести к весьма значимым финансовым, материальным и нематериальным потерям. Задача IT-департамента осложняется тем, что подобных ключевых рабочих мест в структуре предприятия могут быть десятки, применяемое компьютерное оборудование не однотипно, рабочий график пользователей весьма напряженный, а аварии могут происходить одновременно. К тому же, применение аппаратных средств резервного копирования (аппаратный RAID) для ряда пользовательских компьютеров недоступно в силу архитектурных ограничений систем. В результате возникает достаточно сложная задача, но на практике время на восстановление системы после аварии удается свести к четверти часа.
Жесткий диск в образе
Ключевой момент применяемой методики – предварительное создание образов жестких дисков пользовательских ПК. Технология создания образов на достаточно высоком уровне реализована сразу несколькими разработчиками программного обеспечения. Среди отечественных компаний следует назвать Acronis и Paragon, среди зарубежных - Symantec. Все они предлагают несколько вариантов реализации методики, отличающихся, в основном, лишь масштабом применения: для персонального использования, для малых офисных и домашних сетей, для крупных предприятий. Каждый из предлагаемых продуктов представляет собой законченное «коробочное» решение, на практике демонстрирующее принцип «поставил - применил» и позволяющее даже неподготовленному пользователю сразу же приступить к выполнению требуемой задачи. В силу специфичности тематики общего у программных продуктов названных компаний весьма немало, что и позволяет в дальнейшем опустить различия в пользовательских интерфейсах и деталях реализации, уделив больше внимания архитектурным нюансам методики.
Простое копирование файлов с одного жесткого диска на другой не позволяет создать полноценную копию. Системная информация операционной системы привязана к строго определенному местоположению на диске, а при простом копировании это положение нарушается. Поэтому при создании образа жесткого диска (специально сформированного файла) наряду со считываемой с накопителя информацией указывается и местоположение данной информации, физический адрес, на котором она была записана. Используя образ, за несколько минут можно развернуть на «пустом» диске подходящего объема полностью работоспособный аналог пользовательской системы. Диски на замену следует брать с тем же интерфейсом, равного или большего объема, можно и иного производителя, лишь бы их подключение поддерживалось и не вызывало аппаратных конфликтов.
Технология резервного копирования с сохранением в файл удобна для архивного создания копий системы. Ее также можно использовать для клонирования дисков, когда информация с одного накопителя сразу же переносится на другой. Последнее удобно при плановой замене одного накопителя на аналогичный большего объема, а также при заблаговременной подмене накопителя, имеющего внешне заметные признаки дисфункции. Например, при биении считывающей головки, когда от начала подозрительных шумов, раздающихся из корпуса жесткого диска, до окончательного выхода накопителя из строя может пройти несколько недель.
«Инкрементные» снимки
Создав образ жесткого диска или, иначе говоря, проведя полное резервное копирование, в последующем на его основе можно создавать новые образы, выполняя операцию «инкрементного добавления», фиксирующую лишь произошедшие изменения в анализируемой файловой системе. Как следствие, время создания актуальной резервной копии уменьшается в несколько раз. При последующей операции «инкрементного добавления» учитывается как первоначальный «полный» образ системы, так и все последующие «инкрементные» снимки. Из этого следуют и потенциальные ограничения на использование данного метода.
Во-первых, для восстановления актуальной версии системы требуются все файлы образов, как первоначальный «полный», так и последующие «инкрементные». Если один из промежуточных образов утерян или не читается, систему не восстановить.
Во-вторых, список изменений файловой системы между снятиями первоначального и последующего образов может быть весьма значителен, что приведет к значительному увеличению времени снятия «инкрементного» образа и увеличению его файлового объема до значения, сопоставимого с объемом «полного» образа. Соответственно, при значимых изменениях файловой системы оптимальным решением будет сделать новый «полный» образ системы и уже на его основе выполнять последующие «инкрементные» добавления. Для уменьшения времени снятия образа из списка копируемых объектов файловой системы можно при необходимости исключать определенные директории и файлы. Главное, что бы их отсутствие не оказало влияния на работоспособность восстановленной системы.
Операция регулярного создания резервных копий легко автоматизируется при помощи штатных планировщиков заданий, входящих в состав программ снятия образов. В параметрах работы планировщика можно указать требуемую периодичность операции. Например, выполнять ее еженедельно при каждом входе или выходе из системы. Файл образа можно сохранять на локальном диске пользовательского компьютера, либо на сетевом диске или каком-либо внешнем носителе: USB/CD/DVD/BD. При необходимости резервные архивы могут кодироваться с целью предотвращения несанкционированного доступа к информации. Тем не менее, не взирая на наличие штатных средств криптографической защиты, доступ к архивам следует ограничивать.
Избирательное восстановление
Помимо восстановления из образа всего жесткого диска возможна и более избирательная работа. При необходимости можно восстановить лишь некоторые разделы, не зависимо от их типа: базовый, расширенный, логический, а также любую комбинацию дисков и разделов, сохраненных в одном образе. Доступно также избирательное восстановление отдельных файлов и папок из выбранного образа. В сохраненные данные можно заглянуть, не восстанавливая весь раздел, достаточно лишь указать программе «подключить образ», и хранимая в нем информация будет доступна в виде нового защищенного от записи виртуального диска. После завершения работы виртуальный диск можно также просто отключить. А в случае вирусного повреждения загрузочного диска сервера или пользовательского компьютера с помощью ранее снятого образа можно восстановить первый трек жесткого диска и запись MBR (Главная Загрузочная Запись).
Наряду с программами снятия образов, предназначенными для персонального использования на отдельном компьютере, есть и более функциональные реализации, ориентированные на развертывание в многопользовательских сетях. Подобные системы позволяют проводить регулярное резервное копирование дисков множества рабочих станций и серверов, весь доступ и передачу данных осуществляя по сети. При этом все процессы резервного копирования будут работать в фоновом режиме, не отвлекая сотрудников от работы на перезагрузку Windows и не требуя закрытия активных приложений. Процессы резервного копирования полностью автоматизируются путем использования программных сценариев и планировщиков задач, и полностью контролируются с помощью специального терминала удаленного администрирования.
Правила копирования
В завершение статьи порекомендую придерживаться нескольких простых правил резервного копирования данных:
К вопросу сравнения технологий
В 612 г. до нашей эры мидийские и вавилонские войска захватили и подожгли город Ниневию, столицу ассирийского царства. Огонь бушевал и во дворце Ашшурбанапала, затронув помещения библиотеки. Следующие две с половиной тысячи лет город был засыпан песком, когда раскаленный жар иракских пустынь сменялся пронзительным холодом ночи. Глиняные таблички выдержали жар, холод и испытание временем. Смог бы это выдержать современный офисный компьютер?
Александр Красоткин
Спасаем информацию
В серверах и специализированных устройствах хранения данных надежность сохранности информации повышается путем аппаратного дублирования носителей. При выходе из строя одного начинает использоваться резервный носитель. В большинстве случаев подмена происходит без помех работоспособности систем. Способ надежный, но дорогой в реализации, и в силу этого для обычных пользовательских компьютеров традиционно не применяется. Резервное копирование файлов на сетевые носители снижает вероятность потери информации в случае выхода из строя персонального компьютера, но никоим образом не устраняет риск потери должным образом настроенного рабочего места пользователя на длительное время. Часы ожидания ключевого сотрудника, пока для него подготовят новое рабочее место, аналогичное утраченному (установка, настройка и регистрация операционной системы, драйверов, пользовательских программ), могут привести к весьма значимым финансовым, материальным и нематериальным потерям. Задача IT-департамента осложняется тем, что подобных ключевых рабочих мест в структуре предприятия могут быть десятки, применяемое компьютерное оборудование не однотипно, рабочий график пользователей весьма напряженный, а аварии могут происходить одновременно. К тому же, применение аппаратных средств резервного копирования (аппаратный RAID) для ряда пользовательских компьютеров недоступно в силу архитектурных ограничений систем. В результате возникает достаточно сложная задача, но на практике время на восстановление системы после аварии удается свести к четверти часа.
Жесткий диск в образе
Ключевой момент применяемой методики – предварительное создание образов жестких дисков пользовательских ПК. Технология создания образов на достаточно высоком уровне реализована сразу несколькими разработчиками программного обеспечения. Среди отечественных компаний следует назвать Acronis и Paragon, среди зарубежных - Symantec. Все они предлагают несколько вариантов реализации методики, отличающихся, в основном, лишь масштабом применения: для персонального использования, для малых офисных и домашних сетей, для крупных предприятий. Каждый из предлагаемых продуктов представляет собой законченное «коробочное» решение, на практике демонстрирующее принцип «поставил - применил» и позволяющее даже неподготовленному пользователю сразу же приступить к выполнению требуемой задачи. В силу специфичности тематики общего у программных продуктов названных компаний весьма немало, что и позволяет в дальнейшем опустить различия в пользовательских интерфейсах и деталях реализации, уделив больше внимания архитектурным нюансам методики.
Простое копирование файлов с одного жесткого диска на другой не позволяет создать полноценную копию. Системная информация операционной системы привязана к строго определенному местоположению на диске, а при простом копировании это положение нарушается. Поэтому при создании образа жесткого диска (специально сформированного файла) наряду со считываемой с накопителя информацией указывается и местоположение данной информации, физический адрес, на котором она была записана. Используя образ, за несколько минут можно развернуть на «пустом» диске подходящего объема полностью работоспособный аналог пользовательской системы. Диски на замену следует брать с тем же интерфейсом, равного или большего объема, можно и иного производителя, лишь бы их подключение поддерживалось и не вызывало аппаратных конфликтов.
Технология резервного копирования с сохранением в файл удобна для архивного создания копий системы. Ее также можно использовать для клонирования дисков, когда информация с одного накопителя сразу же переносится на другой. Последнее удобно при плановой замене одного накопителя на аналогичный большего объема, а также при заблаговременной подмене накопителя, имеющего внешне заметные признаки дисфункции. Например, при биении считывающей головки, когда от начала подозрительных шумов, раздающихся из корпуса жесткого диска, до окончательного выхода накопителя из строя может пройти несколько недель.
«Инкрементные» снимки
Создав образ жесткого диска или, иначе говоря, проведя полное резервное копирование, в последующем на его основе можно создавать новые образы, выполняя операцию «инкрементного добавления», фиксирующую лишь произошедшие изменения в анализируемой файловой системе. Как следствие, время создания актуальной резервной копии уменьшается в несколько раз. При последующей операции «инкрементного добавления» учитывается как первоначальный «полный» образ системы, так и все последующие «инкрементные» снимки. Из этого следуют и потенциальные ограничения на использование данного метода.
Во-первых, для восстановления актуальной версии системы требуются все файлы образов, как первоначальный «полный», так и последующие «инкрементные». Если один из промежуточных образов утерян или не читается, систему не восстановить.
Во-вторых, список изменений файловой системы между снятиями первоначального и последующего образов может быть весьма значителен, что приведет к значительному увеличению времени снятия «инкрементного» образа и увеличению его файлового объема до значения, сопоставимого с объемом «полного» образа. Соответственно, при значимых изменениях файловой системы оптимальным решением будет сделать новый «полный» образ системы и уже на его основе выполнять последующие «инкрементные» добавления. Для уменьшения времени снятия образа из списка копируемых объектов файловой системы можно при необходимости исключать определенные директории и файлы. Главное, что бы их отсутствие не оказало влияния на работоспособность восстановленной системы.
Операция регулярного создания резервных копий легко автоматизируется при помощи штатных планировщиков заданий, входящих в состав программ снятия образов. В параметрах работы планировщика можно указать требуемую периодичность операции. Например, выполнять ее еженедельно при каждом входе или выходе из системы. Файл образа можно сохранять на локальном диске пользовательского компьютера, либо на сетевом диске или каком-либо внешнем носителе: USB/CD/DVD/BD. При необходимости резервные архивы могут кодироваться с целью предотвращения несанкционированного доступа к информации. Тем не менее, не взирая на наличие штатных средств криптографической защиты, доступ к архивам следует ограничивать.
Избирательное восстановление
Помимо восстановления из образа всего жесткого диска возможна и более избирательная работа. При необходимости можно восстановить лишь некоторые разделы, не зависимо от их типа: базовый, расширенный, логический, а также любую комбинацию дисков и разделов, сохраненных в одном образе. Доступно также избирательное восстановление отдельных файлов и папок из выбранного образа. В сохраненные данные можно заглянуть, не восстанавливая весь раздел, достаточно лишь указать программе «подключить образ», и хранимая в нем информация будет доступна в виде нового защищенного от записи виртуального диска. После завершения работы виртуальный диск можно также просто отключить. А в случае вирусного повреждения загрузочного диска сервера или пользовательского компьютера с помощью ранее снятого образа можно восстановить первый трек жесткого диска и запись MBR (Главная Загрузочная Запись).
Наряду с программами снятия образов, предназначенными для персонального использования на отдельном компьютере, есть и более функциональные реализации, ориентированные на развертывание в многопользовательских сетях. Подобные системы позволяют проводить регулярное резервное копирование дисков множества рабочих станций и серверов, весь доступ и передачу данных осуществляя по сети. При этом все процессы резервного копирования будут работать в фоновом режиме, не отвлекая сотрудников от работы на перезагрузку Windows и не требуя закрытия активных приложений. Процессы резервного копирования полностью автоматизируются путем использования программных сценариев и планировщиков задач, и полностью контролируются с помощью специального терминала удаленного администрирования.
Правила копирования
В завершение статьи порекомендую придерживаться нескольких простых правил резервного копирования данных:
- жестко соблюдать календарный график копирования;
- использовать более чем один способ резервирования данных;
- копии хранить в территориально отдаленном от рабочих помещений месте;
- периодически «восстанавливать» системы из архива и проверять их работоспособность.
К вопросу сравнения технологий
В 612 г. до нашей эры мидийские и вавилонские войска захватили и подожгли город Ниневию, столицу ассирийского царства. Огонь бушевал и во дворце Ашшурбанапала, затронув помещения библиотеки. Следующие две с половиной тысячи лет город был засыпан песком, когда раскаленный жар иракских пустынь сменялся пронзительным холодом ночи. Глиняные таблички выдержали жар, холод и испытание временем. Смог бы это выдержать современный офисный компьютер?
Александр Красоткин
Опубликовано 08.09.2009