Что такое резервное копирование и зачем оно нужно?

Работая с различными данными, рано или поздно возникает вопрос об организации процесса резервного копирования с целью их восстановления при возникновении различных проблем. К таким проблемам можно отнести выход из строя оборудования, программные сбои, кибератаки а также человеческий фактор. Для обеспечения надежности и целостности данных необходимо разработать план по эффективную стратегию резервного копирования, включающую регулярное создание копий, их защищенное хранение и тестирование процедур восстановления.

Резервное копирование — это процесс создания копий данных для восстановления информации в случае её утраты, повреждения или удаления. Этот процесс является ключевым в современном цифровом мире, где информация играет критическую роль как для частных лиц, так и для организаций. Потеря данных может произойти по множеству причин: от технических сбоев до человеческих ошибок и кибератак. Резервное копирование помогает минимизировать риски, связанные с утратой ценной информации, и обеспечивает возможность быстрого восстановления данных, что делает его неотъемлемой частью любой стратегии управления данными.

Резервное копирование выполняет множество задач, которые делают его незаменимым при организации и работе любой IT-инфраструктуры. Основные задачи включают:

1. Защита от потери данных
Причины потери данных могут варьироваться от неполадок в оборудовании (например, поломка жёсткого диска) до человеческого фактора, включая случайное удаление или повреждение носителя. Резервные копии позволяют восстановить утраченную информацию, минимизируя последствия.
2. Сохранение старых и измененных версий файлов
Резервные копии позволяют хранить разные версии файлов, что особенно полезно для проектов, где требуется отслеживать изменения и возвращаться к предыдущим версиям.
3. Соответствие законодательным и нормативным требованиям
Во многих отраслях, таких как медицина, финансы или юриспруденция, существуют строгие требования к хранению данных. Резервное копирование помогает соблюдать эти требования, обеспечивая сохранность данных в течение необходимого времени.

Резервное копирование выполняют для любых типов данных, представляющих ценность для пользователей или компании. Ключевые категории включают:

• Рабочие файлы

Это документы, электронные таблицы, презентации, проектные файлы, которые являются критически важными для работы бизнеса или профессиональной деятельности.

• Мультимедийный контент

Если компания специализируется на создании аудио, видео или графических материалов, необходимо заранее продумать стратегию резервного копирования этих файлов.

• Критически важные и персональные данные

В некоторых отраслях экономики, таких как медицина, банковский и финансовый сектора, существуют данные, которые подлежат обязательному сохранению в соответствии с законодательной базой. К таким типам данных относятся медицинские записи, персональные данные, личные документы, финансовые отчёты, контракты и т.д.

• Конфигурационные файлы приложений и сервисов

Современные приложения, особенно инфраструктурные (веб-серверы, СУБД, брокеры сообщений, DNS-серверы и т.д.), используют конфигурационные файлы, которые могут быть очень важны для их работы.

Существуют различные виды резервного копирования, каждый из которых имеет свои преимущества, недостатки и сценарии применения. Рассмотрим их подробнее.

Этот тип предполагает создание копий всех необходимых данных, независимо от того, изменялись они или нет. Полное копирование является наиболее надёжным, так как создаёт полную копию всех файлов, что упрощает процесс их восстановления. Недостатки включают значительный объём хранилища и длительное время выполнения, особенно для больших объёмов данных. Полное копирование часто используется как отправная точка для других видов резервного копирования (например, дифференциального).

Сохраняет только данные, изменённые с момента последней полной резервной копии. Процесс выполняется быстрее, чем полное копирование, так как копируется меньший объём данных. Однако со временем размер дифференциальных копий увеличивается, так как они включают все изменения с момента последней полной копии.

Сохраняет только изменения, произошедшие с момента последнего копирования (полного или инкрементного). Этот метод самый быстрый и экономичный по объёму хранилища, так как копируются только новые или изменённые данные. Недостаток — сложный процесс восстановления, требующий последовательного применения всех инкрементных копий после последней полной копии.

Сочетает преимущества полного и инкрементного методов. После создания полной копии изменения сохраняются как инкрементные, но основная полная копия обновляется с учётом этих изменений. Это упрощает процесс восстановления, так как всегда доступна актуальная полная копия. Однако метод требует значительных вычислительных ресурсов.

Создаёт точную копию данных в реальном времени. Любое изменение, произведённое в исходных данных, немедленно переносится в зеркальную копию. Главный недостаток — отсутствие защиты от случайного удаления файлов, так как удаление в исходных данных также удаляет их из зеркальной копии.

Этот метод копирует и сохраняет данные в виде отдельных блоков фиксированного размера, а не целых файлов. Он особенно эффективен для больших файлов, таких как базы данных, образы виртуальных машин или видеофайлы. Копирование по блокам минимизирует объём передаваемых и хранимых данных, но требует специализированного программного обеспечения.

Фиксирует каждое изменение данных в реальном времени. Это обеспечивает минимальную потерю данных в случае сбоя, так как можно восстановить данные до состояния, существовавшего до сбоя. Однако этот метод требует значительных вычислительных ресурсов и высокоскоростного хранилища, что делает его дорогостоящим решением.

Частота резервного копирования зависит от типа данных, их важности и частоты изменений. Рекомендации включают:

• Ежедневно: подходит для часто обновляемых данных (базы данных, рабочие документы и т.д.). Ежедневные копии минимизируют риск потери важных данных и их изменений.
• Еженедельно: подходит для данных, которые изменяются реже, например, файлы системных настроек.
• В зависимости от событий: к таким событиям можно отнести завершение крупных проектов, обновление программного обеспечения, перенос инфраструктуры и т.д. Актуально для проектных данных.

Для повышения надёжности рекомендуется следовать правилу "3-2-1":

• Необходимо хранить три копии данных.
• Использовать два разных типа носителя (например, внутренние жесткие диски и внешние твердотельные накопители).
• Хранить одну копию вне основного места хранения, например, в другом физическом месте или в облачном хранилище.

RTO (Recovery Time Objective) — время, необходимое для восстановления системы после сбоя. Определяет, как долго бизнес может терпеть простой.

RPO (Recovery Point Objective) — максимальный объём данных, который можно потерять, выраженный во времени между последней резервной копией и моментом сбоя.

Данные параметры являются ключевыми для политики резервного копирования: RTO влияет на стоимость и скорость восстановления, а RPO — на частоту создания копий и актуальность данных.

Процесс резервного копирования состоит из нескольких этапов, каждый из которых обладает своими особенностями:

1. Выбор данных для будущего копирования: на самом первом этапе необходимо четко определить, какие данные потребуются для резервного копирования. Это могут быть как отдельные файлы, так и целые системы (например, операционные системы).
2. Выбор типа резервного копирования: необходимо определить, какой вид резервного копирования будет использоваться опираясь на предварительные требования.
3. Выбор носителя или хранилища: далее необходимо выбрать место где будут храниться резервные копии. Это может быть место на локальном жёстком диске, сетевом хранилище (NAS), внешнем накопителе или в облачной хранилище.
4. Настройка расписания: как правило процесс резервного копирования всегда автоматизирован. Автоматизация резервного копирования позволяет минимизировать ошибки возникающие при человеческом факторе.
5. Использование шифрования и защиты данных: процессы шифрования и защиты позволяют обезопасить резервные копии от несанкционированного доступа и их кражи.

Резервные копии могут храниться на различных носителях, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

• Физические носители: жёсткие и SSD-диски, USB-накопители, NAS (сетевые хранилища) обеспечивают быстрый доступ к данным и удобны для долгосрочного хранения, но уязвимы к физическим угрозам, таким как пожар или кража.
• Облачные сервисы: Сервисы Google Drive, Яндекс.Диск, Dropbox, Microsoft Azure, AWS, а также object storage в Яндекс.Облаке (аналог S3), защищают от физических угроз, но требуют стабильного интернет-соединения. Хранение больших объёмов данных может быть дорогостоящим, а также возникают вопросы безопасности и конфиденциальности, особенно при хранении персональных данных. Важно отметить, что резервные копии, содержащие персональные данные российских пользователей, запрещено хранить в зарубежных сервисах.
• Гибридное хранение: данный подход комбинирует локальные и облачные решения, обеспечивая баланс между скоростью доступа и безопасностью. Например, одна копия хранится на локальном диске, другая — в облачном хранилище.

Восстановление данных — это процедура извлечения информации из резервной копии в рабочую среду. Процесс включает следующие этапы:

1. Выбор подходящей копии для восстановления: для начала выбирается необходимая копия, которая будет восстановлена.
2. Восстановление данных: процесс восстановления данных всегда индивидуальный. Восстановление может быть как автоматическим, так и ручным.
3. Проверка целостности: после того как данные были восстановлены, необходимо убедиться, что данные восстановились в полном объеме, работают корректно и не содержат ошибок. Это может реализовать выполнив проверку целостности файлов.
4. Тестирование восстановления: стоит регулярно проводить тестовые восстановления, чтобы убедиться, что процесс работает корректно и файлы резервных копий не повреждены.