Mit defekten Festplatten verschwinden jährlich Millionen Dokumente, Bilder und Filme im Nirvana. Dabei ist Datensicherung keine Zauberei und auch durchaus kein langweiliges Thema.

Die Festplatte ist die fehleranfälligste Komponente eines Rechner. Das liegt zum einen daran, dass sie bewegte Bauteile enthält, die auf die Dauer verschleißen. Zum anderen reagieren Festplatten mehr oder weniger empfindlich auf thermische oder mechanische Belastungen. Unter ungünstigen Umständen reicht es aus, gegen den Rechner zu stoßen, um der Platte das Lebenslicht auszublasen. Dem gegenüber steht, dass die Festplatte in der Regel auch das wichtigste Bauteil des Rechners ist, weil sie alle Daten speichert, die Sie mit dem Rechner produzieren oder verarbeiten.

Diesen Aspekten gilt es Rechnung zu tragen und die Daten in regelmäßigen Abständen zu sichern. Allerdings ist die Empfindlichkeit von Festplatten bei weitem nicht das einzige Argument für eine Datensicherung. Tatsächlich tritt Datenverlust durch versehentliches Löschen, Schädlingsbefall oder Dateisystem-Inkonsistenzen häufiger auf als durch defekte Bauteile. Umso wichtiger ist es, wichtige Daten in regelmäßigen Abständen zu sichern, um einem Datenverlust vorzubeugen.

Auch wenn eine durchdachte Datensicherungsstrategie zunächst unnötig und kompliziert erscheinen mag, entpuppt sich bei genauerer Betrachtung nicht nur als simpel, sondern auch als äußerst effektives Mittel gegen Datenverlust.

Speichermedien

Generell eignet sich jeder Datenträger als Backup-Medium, der das nötige Fassungsvermögen mitbringt. Der wohl unkomplizierteste Weg ist es, dem Rechner eine zweite Festplatte zu spendieren und die relevanten Daten in regelmäßigen Abständen von der einen auf die andere Platte zu kopieren. Geht eine von beiden kaputt, stehen die Daten immer noch auf der anderen bereit. Um das lästige manuelle Kopieren der Dateien zu umgehen, kann man die Platten zu einen RAID-1-Verbund zusammenfassen [1]. Das System schreibt dann die Daten jeweils auf beide Platten gleichzeitig. Fällt eine aus, müssen Sie diese lediglich durch eine neue ersetzen und diese in den RAID-Verbund aufnehmen. Diese Methode hat jedoch auch Nachteile: Ereignisse, die den Rechner beschädigen oder zerstören, etwa Überspannung durch Blitzeinschläge, ziehen unter Umständen beide Platten in Mitleidenschaft. Des Weiteren hilft RAID-1 lediglich gegen Festplattenausfälle. Fehler im Dateisystem oder das versehentliche Löschen von Dateien fängt diese Methode der redundanten Datenspeicherung nicht ab. Zudem bringt speziell Soft-RAID einen weiteren, nicht zu unterschätzenden Nachteil mit sich: Die Performance sinkt gegenüber einer Einzelplatte unter Umständen um 30 oder mehr Prozent.

Solche Nachteile umgehen Sie mit dem Einsatz einer externen Festplatte, die Sie ausschließlich zum Zweck der Datensicherung an den Rechner anstecken und nach dem Backup wieder in den Schrank legen. Als alternatives Speichermedium bieten sich inzwischen USB-Sticks an: Bei einem Fassungsvermögen von 16 GByte oder mehr sind sie schon für 12 bis 15 Euro zu haben. Zwar robuster als Festplatten, fassen USB-Sticks aber weniger Daten, zudem ist die Anzahl der Schreibzyklen begrenzt. Verwenden Sie den Stick jedoch ausschließlich zur Datensicherung, spielt das kaum eine Rolle – wohl aber, dass die Transferrate auch der besten Sticks weit unter denen einer Festplatte liegt.

Als weitere Backup-Medien wurden in der Vergangenheit oft CDs und DVDs eingesetzt. Das war jedoch zu einer Zeit, als noch keine brauchbaren Ergebnisse über die Haltbarkeit der Medien vorlagen. Inzwischen weiß man aber, dass es bereits nach drei bis fünf Jahren zu Datenverlusten auf gebrannten Rohlingen kommen kann. Bei wiederberschreibbaren optischen Medien kommt es unter Umständen noch deutlich schneller zu Defekten. Deswegen eignet sich diese Art der Datensicherung nur für einen relativ kurzen Zeitraum. Sie sollten darüber hinaus die Medien mit dem Erstellungsdatum versehen und nach Ablauf der Haltbarkeit umkopieren.

Langzeitarchivierung

Ein Thema, das seit Jahren eng mit dem der Datensicherung verwoben ist, und das bei den Anwendern immer wieder für Verunsicherung sorgt, stellt die Haltbarkeit von Speichermedien dar. Wie erwähnt eignen sich optische Datenträger wie CDs und DVDs nur für einen relativ begrenzten Zeitraum zum Sichern von Daten. Geht es darum, diese zehn Jahre oder länger zu verwahren, wird die Luft schon dünn. Mangels Langzeiterfahrung kann man derzeit über die Haltbarkeit von USB-Sticks nur spekulieren. Erste Prognosen deuten jedoch darauf hin, dass sie sich sehr gut zum längerfristigen Speichern von Daten eignen. Eine immer größere Rolle spielt in diesem Kontext auch das Solid State Drive – entsprechende Medien bekommt man inzwischen schon zu einem GByte-Preis von rund 1,50 Euro.

Als relativ haltbares Speichermedium gilt die Festplatte, die als reines Backupmedium deutlich länger als zehn Jahre hält. Allerdings kommen bei längeren Lagerzeiten einige Unwägbarkeiten ins Spiel, nämlich der rasante Wandel der IT und damit verbunden der Wechsel von Standards. Unterstützt der Computer der Zukunft die derzeit verwendet Schnittstellen wie USB, SATA oder IDE überhaupt noch? Wer das für abwegig hält, versuche heute einmal, ein 5.25- oder 8-Zoll-Laufwerk für alte Floppys aufzutreiben. Ähnlich sieht es bei Dateiformaten aus: So tauschen Kamerahersteller nicht selten bei jedem Modellwechsel auch das verwendete RAW-Format aus, was dazu führen kann, dass es in zehn Jahren keine Software mehr gibt, welche die alten Daten anzeigt. Abhilfe schafft hier das Konvertieren der Bilder in Adobes Standard-Format DNG.

Eine interessante Alternative bietet das Online-Backup. Dank der zwischenzeitlich beinahe flächendeckend verfügbaren Breitband-Internetanschlüsse stellt es heute für viele Anwender kein Problem mehr, auch mehrere GByte große Daten zu transferieren. Anbieter, die Online-Storage für wenig Geld anbieten, gibt es inzwischen genügend. Allerdings geben Sie hier zum einen Ihre Daten aus der Hand, zum anderen gibt es keine Gewähr dafür, dass der Speicheranbieter in zehn Jahren noch existiert. Sie sollten Online-Backups immer verschlüsseln, um die Daten vor Fremdzugriffen zu schützen.

Eine immer häufiger diskutierte Version der Langzeitdatensicherung stellt das Speichern der Dateinformationen auf analogen Medien dar. So hält beispielsweise Papier problemlos 30 Jahre und länger. Diverse Dienste bieten auch schon das Ausbelichten digitaler Bilder auf Dias zum Archivieren wichtiger Aufnahmen an, da diese bei richtiger Lagerung mehrere Jahrzehnte ohne einen Qualitätsverlust überstehen. Allerdings sind die Kosten erheblich: Auch bei Mengen über hundert Stück verlangen die meisten Anbieter noch bis zu zwei Euro pro Dia.

Der Königsweg bei der digitalen Datensicherung bleibt gerade für die Langezeitarchivierung die Bandsicherung, die nach wie vor in den meisten Firmen zum Einsatz kommt.

Professionelle Datensicherung

Das regelmäßige Sichern der Datenbestände gehört in Firmen nicht zur Kür, sondern zum vorgeschrieben Pflichtprogramm, nicht zuletzt wegen der gesetzlich geregelten Aufbewahrungsfrist von bis zu zehn Jahren.

Als Backup-Medien kommen dabei, wie erwähnt, beinahe ausnahmslos Bänder zum Einsatz. Sie bieten zum einen den günstigsten Preis per GByte, zum anderen haben sie sich gerade für beim langfristigen Aufbewahren von Daten bewährt, da die Bänder bei richtiger Aufbewahrung extrem langsam altern. Um zu gewährleisten, dass die Daten von jedem beliebigen Zeitpunkt rekonstruiert werden können, verwenden viele Admins als Backup-Strategie das Generationen-Rotationsprinzip, auch als “Großvater, Vater, Sohn” bekannt (Abbildung 1).

Abbildung 1: Das Generationenprinzip “Großvater, Vater, Sohn” gewährleistet, dass sich Daten von jedem beliebigen Sicherungszeitpunkt lückenlos wiederherstellen lassen.

Die “Sohn”-Medien enthalten die Tagessicherung, die “Vater”-Medien das Wochenbackup und die “Großvater”-Bänder das Monats-Backup. Das folgende Beispiel eines üblichen Szenarios veranschaulicht die Technik: An den ersten vier Tagen der Woche erfolgt jeweils eine inkrementelle oder differenzielle Datensicherung (siehe Kasten “Sicherungsmethoden”) auf die “Sohn”-Medien 1 bis 4, am Freitag steht eine Vollsicherung auf das “Vater”-Band 1 an. In der nächsten Woche erfolgt die inkrementelle Datensicherung wieder auf die “Sohn”-Tapes der Vorwoche, am Freitag ein Vollbackup auf “Vater” Nummer 2. So setzt sich das über alle Wochen des Monats fort. Am Monatsende kommt der Großvater 1 an die Reihe, der eine vollständige Datensicherung aufnimmt. Damit werden die “Vater”-Medien 1 bis 4 für die wöchentlichen Komplettsicherungen des Folgemonats frei. Der “Großvater” wandert zur Archivierung in den Datenschutzschrank oder noch besser ein externes Archiv wie einen Banksafe (Abbildung 2).

Abbildung 2: Das Auslagern von Backupmedien verhindert, dass die vermeintlich sicheren Daten von katastrophalen Einflüssen wie etwa Bränden zerstört werden. (Bild: Kroll Ontrack)

Diese Art der Datensicherung ist zwar sehr effizient, für den Privatanwender aber zu umständlich, zu teuer und in der Regel auch nicht notwendig. Selbst der Einsatz von Streamern lohnt sich nur in Ausnahmefällen, da sowohl die Geräte als auch die Speichermedien verhältnismäßig teuer sind. Darüber hinaus erschwert die sequenzielle Speichertechnik von Bändern das Wiederherstellen einzelner Daten erheblich, da Sie unter Umständen eine Minute darauf warten, bis das Tape zur richtigen Stelle gespult ist.

Sicherungsmethoden

Die klassische Datensicherung unterscheidet zwischen drei verschiedenen Verfahren (Abbildung 3), die jede für sich ihre Vor- und Nachteile mitbringt und in der Regel in Kombination zum Einsatz kommen.

• Full Dump (Volldatensicherung): Diese Methode speichert alle auf einem Medium lagernden Daten. So lassen sich alle Dateien einfach zu rekonstruieren. Allerdings fallen hohe Datenvolumina an, die selbst große Speichermedien schnell an ihre Grenzen bringen und lange Backup-Zeiten erzwingen.
• Differenziell: Es werden nur jene Daten gesichert, die sich seit der letzten Vollsicherung geändert haben oder neu dazukamen. Die Daten lassen sich mittels des letzten Vollbackups und des letzten differenziellen Backups einfach wiederherstellen. Durch die Redundanzen der differenziellen Backups fällt aber auch hier ein hohes Datenvolumen an.
• Inkrementell: Dies Backupstrategie sichert lediglich die Daten, die sich seit dem letzten inkrementellen Backup verändert haben oder neu hinzukamen. Somit enthält ein inkrementelles Backup anders als ein differentielles keine doppelten Daten. Ein Wiederherstellen erfordert aber immer alle Backupsätze seit der letzten Vollsicherung. Dafür benötigt diese Methode mit Abstand am wenigsten Speicherplatz.

Abbildung 3: Während die differenzielle Datensicherung stets alle Dateien seit der letzten Vollsicherung berücksichtigt, speichert die inkrementelle nur die jeweils geänderten Daten seit der letzten inkrementellen Sicherung.

Private Datensicherung

Der Anspruch bei der privaten Datensicherung unterscheidet sich in vielen Punkten essenziell vom jenem in Unternehmen. Hier steht eine möglichst einfache Handhabung im Vordergrund. Das betrifft sowohl das Erstellen der Backups als auch das Wiederherstellen verloren gegangener Daten. Zunächst gilt es jedoch festzulegen, welche Daten in welchem Turnus gesichert werden sollen. So lohnt es beispielsweise nicht, von der mehr oder weniger statischen Musiksammlung alle drei Tage ein Backup zu erstellen, während bei den Dokumenten oder dem E-Mail-Postfach unter Umständen sogar eine mehrfache tägliche Sicherung angebracht ist.

Generell sollten Sie externe Backupmedien nicht unmittelbar beim PC aufbewahren. Viele Firmen verwahren einen Teil ihrer Datensicherung sogar im Banktresor, um beispielsweise im Falle eines Brandes nicht alle Daten zu verlieren. Das ist für den Privatanwender sicherlich nicht praktikabel, jedoch sollten Sie zumindest die Jahressicherung im Keller oder einem anderen Raum aufbewahren.

Es macht wenig Sinn, den Rechner vor dem Zugriff Fremder abzusichern, während das Backupmedium jedem Einsicht in die persönlichen Daten gewährt, der das möchte. Deswegen sollten Sie die Daten entsprechend schützen. Das gilt in besonderem Maße, wenn Sie in Erwägung ziehen, die Daten bei einem Online-Storage-Dienstleister [2] zu speichern. Den sichersten Schutz vor dem Zugriff Fremder bietet zweifellos der Einsatz von Truecrypt-Containern, die sich im eingehängten Zustand wie ein normales Laufwerk verhalten ([3], [4]). Alternativ packen Sie Ihre gesicherten Dateien und versehen das Archiv mit einem Passwort.

Einen Sonderfall der Datensicherung, der sich nicht nur an private Anwender richtet, ist das Erstellen von Festplatten- oder Partitionsimages. In der Open-Source-Welt hat sich dafür das Programm Clonezilla [5] etabliert. Diese Methode eignet sich aber nur bedingt zur Datensicherung, sondern dient in erster Linie zur Systemwiederherstellung. Haben Sie Ihr Heimatverzeichnis aber auf einer eigenen Partition untergebracht, stellt Clonezilla eine durchaus brauchbare Alternative dar. Allerdings erlaubt es weder eine inkrementelle noch eine differentielle Sicherung. Dafür ermöglicht das Programm, das Image nicht nur auf einer lokalen Platte, sondern auch in einem NFS- oder SSH-Verzeichnis im Netz zu speichern.

Datensicherung mit Bordmitteln

Das Sichern der persönlichen Daten erfordert nicht zwangsläufig den Einsatz externer Programme: Linux bringt nämlich alle dafür notwendigen Tools frei Haus mit. Am einfachsten erledigen Sie das Backup mit dem Tool Zip. Im Gegensatz zu Tar, Gzip und Bzip enthält es eine Option, das erstellte Archiv mit einem Passwort zu versehen. Weiterhin ermöglicht es, nur neue oder veränderte Daten zu sichern, die das Archiv noch nicht enthält. Mit der Eingabe von

$ zip -9 -P Passwort -u backup1.zip -r Datei1 Ordner1 Ordner2

erstellen Sie rekursiv von den angegebenen Dateien und Ordnern ein mit einem Passwort versehenes ZIP-Archiv. Der Schalter -u bewirkt, dass das Programm lediglich neue oder geänderte Daten berücksichtigt. Um die Sicherung zu automatisieren, müssen Sie die Befehlskette lediglich in ein Skript kopieren, das Sie im Verzeichnis /etc/cron.daily speichern. Wenn Sie das erzeugte Archiv nun regelmäßig auf einen externen Datenträger kopieren, haben Sie schon eine relativ effiziente Methode der Datensicherung. Geben Sie zu den Dateien und Verzeichnissen, die Sie packen möchten, absolute Pfade an, speichert Zip sie damit, was ein Wiederherstellen unter Umständen deutlich erleichtert.

Um mit Zip gepackte Dateien zu verwalten, verwenden Sie das Programm Unzip. Es ermöglicht Ihnen anhand diverser Schalter genau festzulegen, welche Dateien in welchem Umfang es wiederhergestellen soll. Ausgehend vom oben genannten Beispiel bewirkt der Aufruf

$ unzip -P Passwort -n backup1.zip -d /

dass das Programm nur nicht vorhandene Dateien entpackt. Mit dem Schalter -d geben Sie den Pfad an, in den Sie das Verzeichnis extrahieren möchten. Haben Sie die Sicherung mit absoluten Pfaden erstellt, entpackt das Programm die Dateien im Ursprungsverzeichnis. Eine vollständige Übersicht aller Parameter finden Sie in der Man-Page (man unzip).