Verschiedene Backup-Verfahren: Welcher Typ eignet sich wofür?

Vollständige Backups (Full Backup)

Die grundlegendste und vollständigste Art der Datensicherung ist ein vollständiges Backup. Vollständige Backups bieten wohl den besten Schutz, sind aber nicht ohne Nachteile.

Funktionsweise vollständiger Backups

Wie der Name schon sagt, wird bei einem vollständigen Backup eine Kopie aller Daten auf einem anderen Datenträger, zum Beispiel einer Festplatte oder NAS-System, erstellt. In der Regel werden Backups in Kombination mit inkrementellen oder differenziellen Backups durchgeführt.

Anwendungsfälle für vollständige Backups

Die meisten Unternehmen führen vollständige Backups nicht täglich durch, da diese zeitaufwändig sind und oft viel Speicherkapazität erfordern. Vollständige Backups werden in der Regel in regelmäßigen, oft längeren, Abständen durchgeführt. Unternehmen mit geringen Datenmengen – oder kritischen Anwendungen – entscheiden sich möglicherweise dafür, täglich oder in einigen Fällen sogar noch häufiger ein vollständiges Backup durchzuführen.

Vorteile

Der Hauptvorteil eines vollständigen Backups bei jedem Vorgang besteht darin, dass eine vollständige Kopie aller Daten auf einem einzigen Datenträger verfügbar ist. Dies führt zu einer minimalen Zeit für die Datenwiederherstellung, einer Kennzahl, die als Recovery Time Objective (RTO) bezeichnet wird.

Nachteile

Da nicht jedes Unternehmen über die Zeit oder den Speicherplatz für häufige vollständige Backups verfügt, sind oft andere Arten von Backups erforderlich. Vollständige Backups dauern länger als andere Arten von Backups und erfordern mehr Speicherplatz.

Inkrementelle Backups

Inkrementelle Backups wurden eingeführt, um die Backup-Geschwindigkeit zu erhöhen und den für ein vollständiges Backup erforderlichen Speicherplatz zu verringern.

Funktionsweise inkrementeller Backups

Inkrementelle Backups sichern nur die Daten, die sich seit dem letzten Backup geändert haben. Angenommen, Sie haben am Montag eine vollständige Sicherung erstellt und für den Rest der Woche inkrementelle Sicherungen verwendet. Die für Dienstag geplante Sicherung würde dann nur die Daten enthalten, die sich seit Montag geändert haben. Die Sicherungsdateien vom Mittwoch würden nur die Daten enthalten, die sich seit Dienstag geändert haben, und so weiter.

Anwendungsfälle für inkrementelle Sicherungen

Vollständige Sicherungen sind die gründlichsten und vollständigsten Kopien von Daten, aber sie sind zu zeitaufwändig und benötigen zu viel Speicherplatz, um häufig durchgeführt zu werden. Unternehmen verwenden inkrementelle Backups, um stets aktuelle Daten zu speichern, ohne täglich vollständige Kopien erstellen zu müssen.

Ein Beispiel für einen Anwendungsfall sind Datenbanken, die sich zwar täglich ändern, aber nur in einigen Bereichen.

Vorteile

Da bei einem inkrementellen Backup nur die Daten seit dem letzten Backup jeglicher Art kopiert werden, kann ein Unternehmen es so oft wie gewünscht ausführen, wobei nur die neuesten Änderungen gespeichert werden. Ein weiterer Vorteil eines inkrementellen Backups besteht darin, dass es eine geringere Datenmenge kopiert als ein vollständiges Backup. Backup-Vorgänge werden schneller abgeschlossen und erfordern weniger Speichermedien für die Speicherung des Backups. Das entlastet die Bandbreite für Datenübertragungen und den Speicherplatz in Storage-Systemen.

Nachteile

Der Hauptnachteil von inkrementellen Backups besteht darin, dass ihre Wiederherstellung zeitaufwändig sein kann. Nehmen wir das vorherige Beispiel wieder auf und gehen wir davon aus, dass Sie das Backup vom Mittwoch wiederherstellen möchten. Dazu müssten Sie zunächst das vollständige Backup vom Montag wiederherstellen. Danach müssten Sie das Backup vom Dienstag wiederherstellen, gefolgt vom Backup vom Mittwoch.

Wenn eines der Backup-Medien fehlt oder beschädigt ist, kommt es außerdem zu einer unvollständigen Datenwiederherstellung.

Differenzielle Backups

Ein differenzielles Backup ähnelt einem inkrementellen Backup, weist jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. Auch sie werden in Verbindung mit vollständigen Backups verwendet.

Funktionsweise differenzielle Backups

Ein differenzielles Backup beginnt mit einem vollständigen Backup; nachfolgende Backups enthalten nur die Daten, die sich geändert haben. Der Unterschied zwischen inkrementellen und differenziellen Backups besteht darin, dass ein inkrementelles Backup nur die Daten enthält, die sich seit dem letzten Backup geändert haben, während ein differenzielles Backup alle Daten enthält, die sich seit dem letzten vollständigen Backup geändert haben.

Anwendungsfälle für differenzielle Backups

Da sie nur geänderte Daten sichern, werden differenzielle Backups zwischen vollständigen Backups durchgeführt. Angenommen, Sie möchten am Montag ein vollständiges Backup und für den Rest der Woche differenzielle Backups erstellen. Das Backup vom Dienstag würde alle Daten enthalten, die sich seit Montag geändert haben. Es wäre daher zu diesem Zeitpunkt identisch mit einem inkrementellen Backup. Am Mittwoch würde das differenzielle Backup jedoch auch alle Daten sichern, die sich seit Montag geändert haben.

Vorteile

Der Vorteil von differenziellen Sicherungen gegenüber inkrementellen Sicherungen ist eine kürzere Wiederherstellungszeit. Wenn Geschwindigkeit wichtig ist, beispielsweise in einem Disaster-Recovery-Szenario, in dem Ausfallzeiten inakzeptabel sind, kann eine schnelle Wiederherstellung entscheidend sein. Für die Wiederherstellung einer differenziellen Sicherung sind nie mehr als zwei Sicherungssätze erforderlich. Inkrementelle Sicherungen hingegen können eine große Anzahl von Sicherungssätzen erfordern.

Nachteile

Mit der Zeit können differenzielle Sicherungsmedien viel mehr Daten enthalten als inkrementelle Sicherungen. Differenzielle Backups benötigen mehr Speicherplatz und Zeit als inkrementelle Backups.

Synthetisches Voll-Backup

Ein synthetisches Voll-Backup ist eine Variante des inkrementellen Backups.

Wie funktionieren synthetische Voll-Backups?

Wie bei jeder anderen inkrementellen Sicherung umfasst dieses Sicherungsschema eine vollständige Sicherung, gefolgt von einer Reihe inkrementeller Sicherungen. Synthetische Sicherungen gehen jedoch noch einen Schritt weiter.

Der Unterschied zwischen einer synthetischen Sicherung und einer inkrementellen Sicherung besteht darin, dass der Sicherungsserver vollständige Sicherungen erstellt. Dazu kombiniert er die vorhandene vollständige Sicherung mit den Daten aus den inkrementellen Sicherungen. Das Ergebnis ist eine synthetische vollständige Sicherung, die von einer auf herkömmliche Weise erstellten vollständigen Sicherung nicht zu unterscheiden ist.

Anwendungsfälle für synthetische Vollsicherungen

Ein synthetisches Backup kopiert die Quelle nicht direkt, sodass es viel weniger Speicherplatz benötigt. Daher eignen sich synthetische Backups ideal für Unternehmen, die häufig vollständige Backups erstellen müssen, aber Speicherplatz und Wiederherstellungszeit sparen möchten.

Vorteile

Der Hauptvorteil eines synthetischen vollständigen Backups ist die erheblich verkürzte Wiederherstellungszeit. Bei der Wiederherstellung eines synthetischen vollständigen Backups muss der Backup-Operator nicht wie bei einem inkrementellen Backup mehrere Band- oder Festplattensätze wiederherstellen. Synthetische Voll-Backups bieten alle Vorteile eines echten Voll-Backups, jedoch mit den kürzeren Backup-Zeiten und der geringeren Bandbreitennutzung eines inkrementellen Backups.

Nachteile

Bei synthetischen Voll-Backups ist vor allem zu beachten, dass sie in der Regel vorhandene Backups überschreiben. Dadurch können Backup-Administratoren möglicherweise nicht mehr auf mehrere Versionen einer bestimmten Datei zugreifen.

Inkrementell-für-immer-Backup (Incremental-Forever)

Inkrementell-für-immer ist eine moderne Backup-Strategie, die die Vorteile von inkrementellen Backups mit der schnellen Wiederherstellung von Voll-Backups kombiniert. Sie minimiert die Belastung für Quellsysteme und Netzwerk während die effizienten Recovery-Fähigkeiten beibehalten werden.

Funktionsweise von Inkrementell-für-immer-Backups

Nach einem anfänglichen vollständigen Basis-Backup werden ausschließlich inkrementelle Backups durchgeführt, die nur die geänderten Datenblocks erfassen. Der Backup-Server erstellt automatisch im Hintergrund synthetische Voll-Backups, indem er das ursprüngliche Full Backup mit den subsequenten inkrementellen Änderungen kombiniert. Dieser Prozess erfolgt ohne Belastung der Quellsysteme.

Anwendungsfälle für Incremental Forever

Diese Methode ist der De-facto-Standard für moderne, disk-basierte Backup-Systeme und besonders ideal für Umgebungen mit begrenzten Backup-Fenstern oder hohen Anforderungen an die Systemverfügbarkeit. Sie eignet sich ausgezeichnet für umfangreiche Dateiserver, Datenbanken und Virtualisierungsumgebungen wie VMware vSphere oder Microsoft Hyper-V.

Vorteile

Die Strategie bietet minimale Belastung für Produktivsysteme und Netzwerkbandbreite, da nur geänderte Daten übertragen werden. Durch die synthetischen Vollbackups ermöglicht sie dennoch schnelle Wiederherstellungen, da keine Backup-Kette manuell zusammengestellt werden muss. Sie ist speichereffizient und reduziert die Gesamtbetriebskosten.

Nachteile

Die Implementierung erfordert leistungsfähige Backup-Server mit ausreichend Rechenleistung und Speicher für die Erstellung synthetischer Voll-Backups. Die Abhängigkeit von einer einzelnen Softwarelösung kann zu Vendor Lock-in führen. Die Wiederherstellung individueller Dateien aus einem spezifischen historischen Zeitpunkt kann, je nach Software, mehr Suchaufwand erfordern als bei einem einfachen Vollbackup, ist aber in der Regel über eine intuitive Suche im Backup-Katalog gelöst.

Continuous Data Protection (CDP)

Continuous Data Protection geht über traditionelle zeitgesteuerte Backup-Methoden hinaus. CDP sichert Daten kontinuierlich und zeichnet jede Änderung an einer Datei oder einem Block auf, sodass jeder frühere Zustand der Daten wiederhergestellt werden kann.

Funktionsweise von CDP

Im Gegensatz zu geplanten Backups, die in Intervallen arbeiten, erfasst CDP jeden Datenänderung in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit. Jede Transaktion oder jeder geänderte Block wird in einem eigenen Journal mit einem Zeitstempel versehen. Dies ermöglicht es, Daten nicht nur bis zum letzten Backup, sondern bis auf den Punkt unmittelbar vor einem Datenverlust oder einer Beschädigung zurückzusetzen.

Anwendungsfälle für CDP

CDP ist ideal für geschäftskritische Anwendungen und Datenbanken, bei denen selbst der Verlust von Minuten an Daten inakzeptabel ist (sehr niedriges Recovery Point Objective, RPO). Typische Einsatzgebiete sind Finanztransaktionssysteme, E-Commerce-Plattformen und jede andere Umgebung, in der hohe Datenaktualität entscheidend ist.

Vorteile

Der größte Vorteil ist ein RPO von nahezu null, da Daten bis zum letzten konsistenten Zustand gesichert sind. Dies bietet den bestmöglichen Schutz vor Datenverlust. Die Wiederherstellung ist präzise und ermöglicht Point-in-Time-Recovery für beliebige Zeitpunkte.

Nachteile

CDP kann ressourcenintensiv sein und erfordert mehr Verarbeitungsleistung und Netzwerkbandbreite. Die Verwaltung und der Speicherbedarf für die Journaldaten sind komplexer und oft kostspieliger als bei traditionellen Backups. Es ist weniger für statische Daten geeignet.

Snapshot-Backups

Snapshot-Backups erfassen den Zustand eines Dateisystems oder Volumes zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie erstellen eine schreibgeschützte, punktgenaue Momentaufnahme der Daten.

Funktionsweise von Snapshot-Backups

Ein Snapshot wird nahezu augenblicklich erstellt, indem das Dateisystem oder Storage-System eine Art Zeitmarke setzt. Ursprüngliche Daten werden beibehalten, und alle anschließenden Änderungen werden in neuen Blöcken gespeichert. Der Snapshot verweist weiterhin auf die ursprünglichen Blöcke, wie sie zum Zeitpunkt seiner Erstellung existierten. Für ein vollwertiges Backup muss diese Momentaufnahme auf ein separates, unabhängiges Speichersystem kopiert werden.

Anwendungsfälle für Snapshot-Backups

Snapshots sind perfekt für häufige, kurzfristige Schutzpunkte, zum Beispiel direkt vor Software-Updates, Patches oder größeren Datenmigrationen. Sie werden intensiv in virtualisierten Umgebungen (VMware, Hyper-V) und modernen Storage-Systemen (NAS, SAN) genutzt.

Vorteile

Snapshots sind extrem schnell in der Erstellung und haben zunächst nur einen geringen Speicherplatzbedarf. Sie ermöglichen sehr schnelle Wiederherstellungen (zum Beispiel einer gesamten virtuellen Maschine) auf den Zustand zum Erstellungszeitpunkt.

Nachteile

Ein Snapshot allein ist kein vollwertiges Backup, solange er auf dem Primärspeicher verbleibt. Ein Hardwareausfall des Hauptspeichers kann sowohl die Live-Daten als auch alle dort gespeicherten Snapshots betreffen. Bei intensiver Nutzung kann die Speicherverwaltungskomplexität zunehmen und die Performance beeinträchtigen.

Cloud Backup

Cloud Backup, auch als Online- oder Remote-Backup bekannt, überträgt Kopien der Daten über ein Netzwerk (meist das Internet) in ein von einem Cloud-Anbieter betriebenes Rechenzentrum.

Funktionsweise von Cloud Backup

Nach einer anfänglichen, oft umfangreichen Erstsynchronisierung laden Backup-Clients typischerweise nur inkrementelle Änderungen in die Cloud. Die Daten werden dabei für die Übertragung und im Ruhezustand verschlüsselt und im Rechenzentrum gespeichert. Moderne Dienste nutzen Techniken wie Deduplizierung und Kompression, um Datenvolumen und Kosten zu minimieren.

Anwendungsfälle für Cloud-Backup

Cloud-Backup ist eine gute Lösung für die Einhaltung der 3-2-1-Regel, indem es die externe Kopie bereitstellt. Es ist ideal für verteilte Unternehmen, Heimarbeitsplätze (Remote Work), Microsoft 365-/Google Workspace-Daten und als Ziel für lokale Server-Backups.

Vorteile

Es bietet eine hohe geografische Trennung vom Primärstandort, skalierbaren Speicher ohne eigene Hardware-Investitionen (OpEx-Modell) und einen Managed Service, der den Wartungsaufwand reduziert. Die Zahlung erfolgt nutzungsbasiert.

Nachteile

Die Wiederherstellung großer Datenmengen kann aufgrund begrenzter Internetbandbreite langsam sein. Laufende Kosten können bei sehr großen Datenmengen langfristig höher sein als eigene Infrastruktur. Die Abhängigkeit vom Internet und vom Cloud-Anbieter ist ein Faktor, der berücksichtigt werden muss.

Inkrementelles vs. differenzielles Backup in der Cloud

Cloud-Backups sollten so nahtlos und einfach wie möglich sein. Daher sind inkrementelle Backups in der Cloud in der Regel besser, da sie in der Regel weniger Ressourcen verbrauchen. Inkrementelle Backups sind außerdem kleiner als differenzielle Backups. Da Speicherplatz ein großer Kostenfaktor in der Cloud ist, gilt: Je kleiner das Backup, desto besser.

Incrementell Forever ist eine weitere gute Option für Cloud-Backups. Denken Sie jedoch daran, dass Sie sowohl für inkrementelle als auch für Incrementell Forever Backups alle Backups in der Backup-Kette für die Wiederherstellung benötigen.

Welcher Backup-Typ ist der richtige für Sie?

Bei so vielen verschiedenen Arten von Backups ist es wichtig, dasjenige zu wählen, das für die Backup- und Wiederherstellungsanforderungen Ihres Unternehmens am besten geeignet ist. Jedes Unternehmen und jede Branche hat einen anderen idealen Data-Protection-Plan, sodass die Prioritäten und Anforderungen für Backups variieren.

Stellen Sie sich bei der Entscheidung zwischen verschiedenen Datenbackup-Strategien die folgenden Fragen:

• Was schreibt Ihr Service Level Agreement in Bezug auf die Wiederherstellungszeit vor?
• Welche Richtlinien gelten für die externe Speicherung von Backup-Medien? Wenn Backups extern versandt werden, sind inkrementelle Backups keine gute Idee, da Sie alle Medien zurückholen müssen, bevor Sie mit der Wiederherstellung beginnen können.
• Welche Arten von Backups unterstützt Ihre Backup-Anwendung?

Wie Sie sehen, können synthetische Voll-Backups und inkrementelle Backups einen großen Beitrag zur Modernisierung des Backup-Prozesses leisten. Es ist jedoch wichtig, andere potenzielle Arten von Datensicherungen nicht auszuschließen, wenn Sie die beste Lösung für die Daten Ihres Unternehmens auswählen.