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Datensicherungsstrategie

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Eine Datensicherungsstrategie kann überall dort zum Einsatz kommen, wo es einzigartige Daten eines gewissen Wertes gibt, sei es im Privatanwenderbereich, in Projekten oder im Unternehmensbereich

Im Falle des Letzteren kann diese als bindende Vorgabe in Form einer Richtlinie existieren

In ihr kann festgelegt werden:

Wie die Datensicherung zu erfolgen hat
Wer für die Datensicherung verantwortlich ist
Wann Datensicherungen durchgeführt werden
Welche Daten gesichert werden sollen
Welches Speichermedium zu verwenden ist
Wo die Datensicherung sicher aufbewahrt wird
Wie die Datensicherung vor Datendiebstahl zu sichern ist (zum Beispiel durch Verschlüsselung)
Wie lange Datensicherungen aufzubewahren sind
Wann und wie Datensicherungen auf ihre Wiederherstellbarkeit überprüft werden

Außerdem sollte festgelegt werden, wann und ob (a) eine vollständige Sicherung (z. B. am Wochenende) und/oder (b) eine inkrementelle oder differenzielle Sicherung (z. B. werktags um Mitternacht) durchgeführt wird

Weitere Punkte sind:

Wenn die Wiederherstellung von Daten notwendig ist, sollte das Vorgehen mehreren Mitarbeitern bekannt sein
Eine Checkliste für diesen Fall ist sehr nützlich, da im Ernstfall oft niemand Zeit oder Nerven hat, nachzudenken, was als Nächstes zu tun ist
Nach Möglichkeit sollten die Daten vor der Sicherung nicht komprimiert werden
Redundanz kann bei der Wiederherstellung von Daten nützlich sein
Es ist zumindest ein Laufwerk bereitzuhalten, welches die verwendeten Medien lesen kann
Der wirtschaftliche Nutzen von Datensicherungen (Kosten, um die Daten ohne Datensicherung wiederherzustellen) muss in einem sinnvollen Verhältnis zu dem für die Datensicherung betriebenen Aufwand stehen
Der einzig sichere Beweis einer erfolgreichen Datensicherung ist der Nachweis, dass die gesicherten Daten auch vollständig und innerhalb eines angemessenen Zeitraums wiederhergestellt werden können
Aus diesem Grund sollten in regelmäßigen Abständen Rücksicherungstests erfolgen

Kriterien

Die optimale Datensicherungsstrategie ist von vielen Faktoren abhängig und daher in jedem Einzelfall neu zu ermitteln Wichtige Faktoren, die berücksichtigt werden müssen, sind:

Die Art der Daten

Maschinell wiederherstellbare Daten: Dazu gehören Daten und zum Beispiel installierte Software, die nach einem Datenverlust nur wieder eingespielt werden muss

Meistens reicht hier eine Backupsoftware, deren einwandfreie Funktion getestet wurde

Manuell wiederherstellbare Daten: Dazu gehören zum Beispiel Texte, Pläne und Bilder, die ebenfalls auf Papier vorhanden sind

Diese können durch Abtippen oder Einscannen (z. B. Texterkennung) wieder digitalisiert werden
Zu beachten ist allerdings, dass auch die aufwändige Konfiguration und Administration von installierter Software in diese Rubrik fällt
Ebenso muss etwa ein eingescannter Bauplan manuell weiterverarbeitet werden, damit er wieder nahtlos in der CAD-Software eingesetzt werden kann
So muss zusätzlich die manuelle Wiederherstellung dokumentiert werden, damit die wiederhergestellten Daten der geforderten Qualität entsprechen

Unersetzliche Daten: Dazu gehören zum Beispiel digitale Fotos und Videos, aber auch eingescannte Belege, wenn die Originale nicht mehr vorhanden sind

Da die Daten unersetzlich sind, muss die Datensicherung den höchsten Anforderungen entsprechen

Der Wert der Daten

Hier sind drei Aspekte zu unterscheiden: Erstens, welcher Verlust entsteht, wenn die Daten unwiederbringlich zerstört werden? Wenn z. B. in einem Unternehmen Daten tagesaktuell in der Nacht gesichert werden, müssen bei einem Datenverlust kurz vor Feierabend alle Erfassungen wiederholt werden

Aus der Arbeitszeit der betroffenen Mitarbeiter ergibt sich ein Anhaltspunkt für den Verlust
Vor allem bei den unersetzlichen Daten ist allerdings oft auch der ideelle Wert zu berücksichtigen

Zweitens, welcher Verlust entsteht durch die Zeit, die die vollständige Wiederherstellung benötigt und in der ggf. nicht gearbeitet werden kann? Wenn z. B. die Installation eines PC einen Tag benötigt, kann der Schaden den Wert der installierten Software weit übersteigen

Hier wäre also ein Sicherungsverfahren zu wählen, das es ermöglicht, den installierten Stand sehr schnell wieder vollständig zu rekonstruieren (Speicherabbild)

Drittens, welche Kosten entstehen aus der Informationspflicht, die u. U. gemäß Bundesdatenschutzgesetz oder Rechtsvorschriften anderer Staaten besteht? Bei Datenverlusten von bestimmten Arten personenbezogener Daten müssen die Betroffenen, die Aufsichtsbehörden oder die Öffentlichkeit über die Datenpanne informiert werden

Die Änderungshäufigkeit der Daten

Dieser Faktor hat entscheidenden Einfluss auf die Anwendung und Gestaltung des Generationenprinzips

Daten mit geringer Änderungshäufigkeit, wie z. B. Betriebssystem und installierte Software, müssen nicht unbedingt regelmäßig gesichert werden
Es kann auch ausreichend sein, diese Bereiche nur vor oder nach Eingriffen zu sichern

Je schneller Daten verändert werden, desto geringer wird man die Zyklendauer der Sicherung entsprechend dem Generationenprinzip wählen

Zu beachten ist hier auch die Verfallsdauer
Während es für viele Daten im Geschäftsleben gesetzlich geregelte Aufbewahrungszeiten gibt (beispielsweise Rechnungsdaten), können z. B
aktuelle Inhalte von Webseiten u. U
schon nach kurzer Zeit verworfen werden, wenn sie nicht mehr benötigt werden

Gesetzliche Anforderungen

Die Datensicherungsstrategie muss in der Lage sein, mögliche gesetzliche Auflagen zu garantieren (z. B. Revisionssicherheit)

Zu beachten sind die Grundsätze ordnungsmäßiger DV-gestützter Buchführungssysteme, speziell Absatz 5.1 und 5.2

Speicherort

Da es also sehr unterschiedliche Arten von Daten mit unterschiedlichen Anforderungen an die Sicherungsstrategie gibt, ist es zweckmäßig diese Daten schon im Vorfeld auf verschiedene Speicherorte (Festplatten, Partitionen) zu trennen

Für jeden Speicherort kann dann die optimale Strategie gewählt werden
Zusätzlich existieren unfallgeschützte Datenspeicher
Bei der Online-Datenspeicherung werden die Daten in den meisten Fällen in einem Rechenzentrum aufbewahrt

Zeitaufwand der Datensicherung

Bei der Wahl eines geeigneten Konzepts spielt insbesondere aus unternehmerischer Sicht der für die Datensicherung benötigte Zeitaufwand eine wichtige Rolle

Der Gesamtaufwand setzt sich aus dem wiederkehrenden Sicherungsaufwand und dem im Falle eines Datenverlusts anfallenden Wiederherstellungsaufwand zusammen
Die Relation, in der diese beiden Größen zueinanderstehen, ist abhängig von der Auswahl eines konkreten Datensicherungsverfahrens
Ein geringer Sicherungsaufwand wird vornehmlich dann angestrebt, wenn große Datenmengen während des Sicherungsvorganges gesperrt werden müssen, was bei vielen Systemen bereits seit Jahrzehnten aber oft vermieden werden kann
Zu diesem Zweck gibt es Software, die Daten eines Systems im laufenden Betrieb sichern kann

Anforderungen

Je nach Medium und Art der Datensicherung werden die Kriterien anders ausfallen

Meistens erwähnt werden jedoch folgende Punkte:

Regelmäßigkeit: Datensicherungen sollen in regelmäßigen, periodischen Abständen erfolgen

Diese Abstände variieren je nach Anwendung
Eine monatliche Sicherung der Daten auf einem privaten PC kann durchaus ausreichend sein, während in Produktionsumgebungen meistens tägliche Sicherungen der Produktivdaten erforderlich sind
Sie erhöhen die Zuverlässigkeit der Datenwiederherstellung

Aktualität: Die Aktualität der Datensicherung ist abhängig von der Anzahl der Datenänderungen

Je öfter wichtige Daten verändert werden, desto häufiger sollten diese gesichert werden

Verwahrung: Datensicherungen von Unternehmen beinhalten unter anderem Firmengeheimnisse oder personenbezogene Daten und müssen vor unbefugtem Zugriff geschützt werden
Anfertigung von zwei Datensicherungen: Die Anfertigung von zwei räumlich getrennten Datensicherungen eines Datenbestandes erhöht die Zuverlässigkeit der Datenwiederherstellung, um die Auswirkungen plötzlich auftretender Ereignisse wie Feuer oder physikalischer Zufälle zu minimieren

Datensicherungen sollten räumlich getrennt von der EDV-Anlage gelagert werden
Die Entfernung sollte so groß sein, dass eine Katastrophe (Brand, Erdbeben, Flut …), welche die EDV-Anlage heimsucht, den gesicherten Datenbestand nicht gefährdet
Alternativ können unfallgeschützte Datenspeicher eingesetzt werden

Ständige Prüfung auf Vollständigkeit und Integrität: Datensicherungen und Datensicherungsstrategien müssen regelmäßig überprüft und angepasst werden

Wurden die Daten wirklich vollständig gesichert? Ist die eingesetzte Strategie konsistent? Erfolgte die Sicherung ohne Fehler?

Regelmäßige Überprüfung auf Wiederherstellbarkeit: Ein Rückspielen der Daten muss innerhalb eines festgelegten Zeitraums durchgeführt werden können

Dazu muss die Vorgehensweise einer Datenwiederherstellung ausreichend dokumentiert sein und die benötigten Ressourcen (Personal, Medien, Bandlaufwerke, Speicherplatz auf den Ziellaufwerken) müssen verfügbar sein

Datensicherungen sollten automatisch erfolgen: Manuelle Datensicherungen können durch menschliche Fehler beeinflusst werden
Verwendung von Standards: Die Verwendung von Standards macht die Datenwiederherstellung einfacher
Datenkompression: Datenkompression kann Speicherplatz sparen, hängt aber von der Komprimierfähigkeit der Daten ab

Moderne Laufwerke (z. B. DAT, DLT oder LTO) können die Daten bei der Sicherung komprimieren
Unkomprimierte Daten sind jedoch möglicherweise einfacher wiederherzustellen

Eine Datenkompression kann die automatische Überprüfung der Datenintegrität erschweren und zusätzliche Rechenzeit benötigen
Zeitfenster: Sicherungsvorgänge können eine lange Zeit zur Fertigstellung benötigen, das kann in Produktionsumgebungen unter Umständen zu Problemen führen (Beeinträchtigung des Datentransfers, Zugriffsmöglichkeit)

Eine Kompression kann ebenfalls Einfluss auf die Dauer der Datensicherung haben

Löschung veralteter Datensicherungen: Nicht mehr benötigte Datensicherungen sollten gelöscht werden, damit die Vertraulichkeit der gespeicherten Daten gewahrt bleibt

Backupstrategien

First in, first out (FIFO)
- Sobald Speicherplatz zur Neige geht, wird die älteste Vollsicherung gelöscht, beziehungsweise auch alle inkrementellen oder differenziellen Backups
Großvater-Vater-Sohn auch Generationenprinzip
- Sohn-Backup: z. B. tägliches BU
- Vater-Backup: z. B. wöchentliches BU
- Großvater-Backup: z. B. montliches BU
Türme von Hanoi
- Türme von Hanoi am Bsp. für drei Medien:
  - erste Medium jeden zweiten Tag benutzt (1, 3, 5, 7, 9, …)
  - das zweite jeden vierten (2, 6, 10, …)
  - das dritte jeden achten (4, 12, 20, …)

3-2-1 Backup-Regel

Die 3-2-1 Backup-Regel ist eine Strategie um sich gegen Datenverlust durch den Ausfall von Backupsystemen abzusichern

Dabei stehen die einzelnen Zahlen für die folgenden Punkte:

3: Die zu sichernden Daten sollten in dreifacher Ausführung gespeichert werden

2: Es sollten zwei verschiedene Medientypen (Festplatten, Magnetband, DVD, Cloud, …) zum Speichern der Daten verwendet werden

1: Eine der Kopien sollte an einem anderen Standort (offsite) liegen

First in, first out (FIFO)

FIFO ist die einfachste Strategie

Sobald die Speichermedien – oder der Speicherplatz eines Mediums – zur Neige geht, wird die älteste Vollsicherung gelöscht, beziehungsweise auch alle inkrementellen oder differenziellen Backups, die auf der ältesten Vollsicherung beruhen

Großvater-Vater-Sohn

In unterschiedlichen Zeitabständen werden Backups erstellt * Hier: täglich, wöchentlich und monatlich Wochen wurden farblich markiert.

Auch als Generationenprinzip bekannt, ist „Großvater-Vater-Sohn“ eine der häufigsten Strategien für die Erstellung von Backups

Das „Sohn“-Backup als häufigstes wird jeden Werktag erstellt, jene des „Vaters“ am Ende der Woche, und jene des „Großvaters“ am Ende des Monats

Verwendet man Vollsicherungen – und pro Vollsicherung ein Speichermedium – benötigt man vier Medien für die Wochentage (am letzten Werktag wird nämlich die wöchentliche Sicherung durchgeführt), und fünf Speichermedien für das am Freitag stattfindende Backup
Hinzu kommen beliebig viele Speichermedien, um die vergangenen Monate abzudecken

Auf macOS verwendet Time Machine eine ähnliche Strategie auf einem einzelnen Speichermedium: Für die letzten 24 Stunden werden stündliche Backups vorgehalten, für den letzten Monat tägliche Backups, und schließlich wird das jeweils älteste monatliche Backup erst gelöscht, wenn der Speicherplatz ausgeht

Da jeweils das älteste Backup eine Vollsicherung darstellt, müssen vor dem Löschvorgang die Daten in das zweitälteste Backup transferiert werden.

Türme von Hanoi

Um einen guten Kompromiss bei der Anzahl der vorgehaltenen Datensicherungen und der zur Verfügung zu stellenden Hardware zu erreichen, benutzt man auch die Sicherungsart „Türme von Hanoi“

Diese Sicherungsstrategie basiert auf dem gleichnamigen Knobelspiel.

Jedes verwendete Sicherungsmedium entspricht einer Scheibe der Türme und bei jeder Bewegung der Scheibe wird ein Backup auf das entsprechende Medium gespielt

Somit wird das erste Medium jeden zweiten Tag benutzt (1, 3, 5, 7, 9, …), das zweite jeden vierten (2, 6, 10, …) und das dritte jeden achten (4, 12, 20, …)

Mit n Medien kann man somit 2 ^n-1 Tage auskommen, bis das letzte Medium überschrieben wird

Somit hat man bei drei Medien noch Backups von vor vier Tagen, am fünften Tag wird das Backup C überschrieben
Bei vier Medien hat man acht Tage bis am neunten Tag Medium D überschrieben wird und bei fünf Medien hat man 16 Tage, bis am 17. Tag das Medium E überschrieben wird usw. Dateien können jeweils, abhängig von der Menge der Medien, von vor 1, 2, 4, 8, 16, …, 2 ^n-1 Tagen wiederhergestellt werden
Mathematisch betrachtet wird das zu verwendende Medium durch die Anzahl der Nullen auf der rechten Seite der Binärdarstellung der Tage seit Beginn des Backups bestimmt

Die folgenden Tabellen zeigen, welche Medien an welchen Tagen verwendet werden, bei verschiedener Anzahl an Medien

Dabei muss beachtet werden, dass bei dieser Methode das erste Backup bereits nach zwei Tagen überschrieben wird
Dies kann aber umgangen werden, indem man am Ende des Zyklus (in den Tabellen rot markiert) anfängt

Türme von Hanoi für drei Medien
	Tag des Zyklus
	01	02	03	04	05	06	07	08
Medium	A		A		A		A
		B				B
				C				C

Türme von Hanoi für vier Medien
	Tag des Zyklus
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13	14	15	16
Medium	A		A		A		A		A		A		A		A
		B				B				B				B
				C								C
								D								D

Türme von Hanoi für fünf Medien
	Tag des Zyklus
	01	02	03	04	05	06	07	08	09	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32
Medium	A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A		A
		B				B				B				B				B				B				B				B
				C								C								C								C
								D																D
																E																E