Backup na dyskach – zalety i wady

Kopie bezpieczeństwa można przechowywać na różnych mediach, historycznie najczęściej wykorzystywana była taśma magnetyczna, do niektórych zastosowań świetnie nadają się dyski optyczne, ale coraz częściej kopie bezpieczeństwa przechowuje się na dyskach.

Macierze dyskowe jako nośniki kopii początkowo były bardzo kosztowną alternatywą. Obecnie dzięki wzrostowi pojemności napędów oraz ogólnemu spadkowi cen, kopie na dyskach magnetycznych mogą mieć uzasadnienie ekonomiczne. Przemawiają za nimi zalety tego nośnika, najważniejszą z nich jest szybkość dostępu do wybranych porcji informacji oraz dowolna prędkość zapisu poniżej maksymalnej.

ZALETY

Prędkość zapisu i odczytu
Przy wykonywaniu backupu na taśmę magnetyczną, informacja jest na niej zapisywana w sposób sekwencyjny. Odtwarzanie kompletu informacji odbywać się będzie zatem z maksymalną prędkością napędu, ale wybranie pojedynczych fragmentów (na przykład jednego pliku rozproszonego między blokami danych) będzie wymagało wielokrotnego przewijania taśmy. Proces ten można przyspieszyć, ale nadal obecne są ograniczenia techniczne wprowadzane przez samą taśmę magnetyczną. Problem staje się jeszcze trudniejszy, gdy przy zapisie stosowany był multipleksing i multistreaming, czyli zapis z wielu źródeł na więcej niż jeden napęd.

Zapis na dyski jest pozbawiony tych wad. Informacja zapisywana do macierzy dyskowej może być zapisywana sekwencyjnie albo losowo, praktycznie z dowolną prędkością niższą od maksymalnej.

Szybkość złożenia kopii syntetycznej
Przy backupie zapisanym na dyski, dowolną porcję danych można skopiować. Dzięki odczytom w dowolnej kolejności odpowiednie oprogramowanie może zestawić gotowy backup syntetyczny złożony z kolejnych backupów różnicowych lub przyrostowych. Proces ten odbywa się sprawniej, niż w przypadku taśmy, nawet jeśli streamer taśmowy może odtwarzać i zapisywać ciągły strumień znacznie szybciej. Barierą jest proces przewijania taśmy i znajdowania oczekiwanego fragmentu informacji. Nowoczesne oprogramowanie potrafi przygotować kompletny obraz odtwarzania na podstawie jednej kopii pełnej i kolejnych kopii przyrostowych lub różnicowych. Proces ten nie wymaga zmian taśm w napędzie.

Wielodostęp
Taśma magnetyczna nigdy nie była projektowana pod kątem wielodostępu. Nawet jeśli nowoczesne oprogramowanie backupowe może zapisać na streamer strumień z kilku maszyn, nadal w tym samym czasie odbywa się wyłącznie jedna operacja – jest nią zapis strumienia. Dzisiejsze centra przetwarzania danych są skomplikowane, inżynierowie oczekują różnych procesów wykonujących się w tym samym czasie. Zatem jeśli z serwera A wykonuje się właśnie kopia bezpieczeństwa, można oczekiwać, że pewną część wolnego pasma zajmie przykładowy proces weryfikacji już wykonanej kopii serwera B lub asynchroniczna replikacja uprzednio wykonanej kopii serwera C do zdalnej lokalizacji. Podobnych operacji nie da się wykonać za pomocą streamera, ale są one nadzwyczaj proste, jeśli medium docelowym jest macierz dyskowa. Jest ona urządzeniem od początku projektowanym pod kątem wielodostępu i równocześnie prowadzonych operacji zapisu oraz odczytu.

Replikacja
Pojedyncza kopia bezpieczeństwa już umożliwia odtworzenie danych w przypadku awarii, ale znacznie lepiej posiadać dwie kopie. Kasetę z taśmą można skopiować, możliwy jest również zapis równoczesny tego samego strumienia na dwa napędy, ale metoda ta nigdy nie będzie tak sprawna i elastyczna jak replikacja między dwiema macierzami. Dzięki replikacji dział IT może posiadać dwie identyczne kopie w dwóch lokalizacjach, proces „wysyłania” będzie odbywać się automatycznie. W odróżnieniu od wysyłania taśmy, kopia replikowana do drugiego urządzenia jest natychmiast gotowa do użycia. Istnieją na rynku rozwiązania, które umożliwiają zamontowanie kopii maszyny wirtualnej w taki sposób, że backupowany tam system można uruchomić bezpośrednio z kopii.

Kopia na klucz
W przypadku kopii bezpieczeństwa szczególnie istotna jest jej nienaruszalność. Oczywiście wyjęcie kasety z napędu skutecznie uniemożliwia nadpisanie kopii, ale proces ten nie zawsze można zautomatyzować. Na pewnym etapie niezbędna będzie interwencja człowieka.

Oprogramowanie wielu macierzy dyskowych wyposażone jest w mechanizm kopii trwałych. Kopia migawkowa danego zasobu może być utrwalona kryptograficznie w taki sposób, że zmiana będzie niemożliwa. Trwałe kopie migawkowe mogą się z powodzeniem przydać przy dokumentowaniu incydentów bezpieczeństwa, przy walce z rozprzestrzeniającą się infekcja złośliwego oprogramowania, a także przy wykonywaniu kopii, które potem zostaną przeniesione na inny nośnik poza firmą, wymagany na przykład przez regulacje prawne.

Maszyna prosto z backupu
Na rynku istnieją rozwiązania techniczne, które umożliwiają sprawdzenie sprawności kopii bezpieczeństwa maszyny wirtualnej w sposób bezpośredni, czyli przez uruchomienie maszyny wirtualnej bezpośrednio z kopii. Metoda ta nie ma swojego odpowiednika w świecie klasycznego disaster recovery. Umożliwia ona sprawdzenie maszyny wirtualnej włącznie z weryfikacją uruchamianego tam oprogramowania bez konieczności odtwarzania tej maszyny do testowego środowiska. Ograniczeniem jest oczywiście ograniczona wydajność systemu storage, na którym odkładana jest kopia.

WADY

Wyższe koszty utrzymania
Przechowywanie kopii bezpieczeństwa na macierzy dyskowej ma istotną wadę, związaną z kosztami utrzymania. W odróżnieniu od kaset z taśmą, macierz dyskowa musi być cały czas zasilana. Wyłączanie macierzy nie jest uzasadnione ze względów technicznych. Większość awarii dysków zdarza się podczas ich uruchamiania po przerwie w eksploatacji, awarie ciągle eksploatowanych dysków są rzadsze.

Ciągła eksploatacja macierzy dyskowych wiąże się z wyższymi kosztami, na które składa się energia elektryczna, w tym także zużycie energii na chłodzenie datacenter, koszty wsparcia technicznego i serwisu samej macierzy, koszty wymiany dysków oraz koszty pracowników, którzy tą macierzą zarządzają.

Nieprzenośność
Macierz dyskowa z samej swojej natury jest urządzeniem stacjonarnym i bardzo rzadko się ją przewozi w inne miejsce. Jeśli organizacja ma być przygotowana na awarię polegającą na utracie całej serwerowni, musi posiadać przynajmniej jedną lokalizację zapasową. Jeśli kopia jest zapisywana na taśmie, do bezpiecznego przechowywania danych wystarczy wynajęta skrytka bankowa lub zamykana szafa w typowym pomieszczeniu biurowym.

Wymagana infrastruktura
Replikacja kopii do drugiej macierzy w zdalnej lokalizacji ma dużo zalet z punktu widzenia ochrony przed utratą informacji, ale ma również wady. Każda macierz dyskowa wymaga pracy w serwerowni wyposażonej w zasilanie gwarantowane, chłodzenie oraz łącze transmisji danych, najczęściej światłowodowe. Nie każda lokalizacja dysponuje taką infrastrukturą, szczególnie może to dotyczyć ograniczeń związanych z niedostatecznym pasmem łączy transmisji danych. Łącza te muszą być zestawione z użyciem IP VPN, by narzędzia asynchronicznej replikacji mogły przesyłać dane między ośrodkami i muszą zapewnić wystarczające pasmo, by dane z jednej macierzy mogły być replikowane do drugiej. Proces ten wymaga odpowiedniego doboru macierzy dyskowych, by proces replikacji asynchronicznej mógł się poprawnie odbywać.

Technologia sprawdzona przez dekady
Taśma magnetyczna jest jedyną technologią długotrwałego składowania informacji, która udowodniła swoją trwałość zapisu w praktyce. Historia taśm magnetycznych obejmuje ponad sześć dekad, często cytowana trwałość kasety LTO to 30 lat. Dzięki takiej historii zapisu magnetycznego na taśmie, poznano jej zarówno mocne, jak i słabe strony. Wiadomo, w jakich warunkach (temperatura, wilgotność) należy taśmy przechowywać, jak należy się z nimi obchodzić, ile czasu zajmuje zapis i odtworzenie backupu. W przypadku długoterminowej kopii, przechowywanej na potrzeby zgodności z regulacjami prawnymi, taśma będzie lepsza od dysków. Jest to obecnie jedyna technologia, która w praktyce udowodniła trwałość zapisu większą niż 15 lat.