| Red Hat Enterprise Linux 4: Einführung in die System-Administration | ||
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Backups haben zwei Hauptzwecke:
Sie erlauben die Wiederherstellung einzelner Dateien
Sie erlauben die vollständige Wiederherstellung ganzer Dateisysteme
Der Hauptzweck ist die Grundlage für die typische Dateiwiederherstellung: ein Benutzer löscht aus Versehen eine Datei und fragt, ob diese vom letzten Backup wiederhergestellt werden kann. Die genauen Umstände können variieren, aber dies ist die häufigste Anwendung für Backups.
Die zweite Situation ist der Alptraum eines jeden Systemadministrators: aus irgendeinem Grund hat der Systemadministrator Hardware vor sich, die irgendwann ein produktiver Teil des Datencenters war. Doch jetzt ist dies nur noch ein lebloser Klumpen Stahl und Silikon. Was fehlt, ist die Software und alle Daten, die von Ihnen und den anderen Benutzern über die Jahre gesammelt wurden. Angeblich wurde von allem ein Backup erstellt. Die Frage ist nur: wirklich?
Und wenn dies der Fall ist, sind Sie in der Lage, diese wiederherzustellen?
Schauen Sie sich die Art von Daten an,[1] die von einem normalen Computersystem verarbeitet und gespeichert werden. Sie werden feststellen, dass einige Daten sich so gut wie nie ändern und andere ständig im Wandel begriffen sind.
Die Geschwindigkeit, mit der sich die Daten ändern, ist maßgebend für das Design eine Backups. Hierfür gibt es zwei Gründe:
Ein Backup ist nichts weiter als ein Schnappschuss der Daten, für die ein Backup durchgeführt wird. Es ist eine Reflektion der Daten zu einem bestimmten Zeitpunkt.
Daten, die sich eher unregelmäßig ändern, brauchen auch nur unregelmäßig gesichert werden. Daten, die sich häufig ändern, müssen auch häufiger gesichert werden.
Systemadministratoren, die ein gutes Allgemeinverständnis ihrer Systeme, Benutzer und Applikationen haben, sind auch schnell in der Lage, die Daten auf ihren Systemen in verschiedene Kategorien einzuteilen. Hier sind einige Beispiele:
Diese Daten ändern sich normalerweise nur während Aktualisierungen, Installationen von Bug Fixes und jeglichen bestimmten Änderungen.
![]() | Tipp |
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Sollten Sie überhaupt Backups von einem Betriebssystem durchführen? Dies ist eine Frage, über der sich viele Systemadministratoren den Kopf zerbrochen haben. Auf der einen Seite ist eine Neuinstallation eines Betriebssystems eine Option, vorausgesetzt der Installationsprozess ist relativ unkompliziert und die Applikationen der Bug Fixes und angepassten Software sind gut dokumentiert und leicht reproduzierbar. Auf der anderen Seite ist ein Backup des Betriebssystems die richtige Wahl, wenn Zweifel bestehen, dass eine Neuinstallation die ursprüngliche Systemumgebung vollständig wiederherstellen kann. Diese Backups müssen nicht so häufig wie die Backups für Produktionsdaten durchgeführt werden. Gelegentliche Backups von Betriebssystemen sind auch sinnvoll, wenn nur ein paar Systemdateien wiederhergestellt werden müssen (z.B. durch unabsichtliches Löschen). |
Diese Daten ändern sich, wenn Applikationen installiert, aktualisiert oder gelöscht werden.
Diese Daten ändern sich so oft wie die jeweiligen Applikationen ausgeführt werden. Abhängig von der jeweiligen Applikation und Ihrem Unternehmen kann dies bedeuten, dass die Änderung jede Sekunde stattfindet oder einmal am Ende des Geschäftsjahres.
Diese Daten ändern sich mit dem Verhaltensmuster der Benutzergemeinschaft. Für die meisten Unternehmen bedeutet dies, dass es ständig Änderungen gibt.
Basierend auf diesen Kategorien (und den zusätzlichen Kategorien, die speziell für Ihr Unternehmen zutreffen) sollten Sie jetzt zumindest gut über die Art von Backups Bescheid wissen, die Sie benötigen, um Ihre Daten zu sichern.
![]() | Anmerkung |
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Sie sollten beachten, dass die meiste Backup-Software mit Daten auf Verzeichnis- oder Dateisystemlevel umgeht. Mit anderen Worten spielt die Verzeichnisstruktur Ihres Systems eine Rolle bei der Art und Weise, wie Backups durchgeführt werden. Dies ist ein weiterer Grund, warum es immer eine gute Idee ist, die beste Verzeichnisstruktur für ein neues System sorgfältig zu planen und Dateien und Verzeichnisse in Bezug auf die jeweilige Verwendung zu gruppieren. |
Um Backups durchzuführen, müssen Sie als erstes die richtige Software besitzen. Diese Software muss nicht nur in der Lage sein, Bits auf Backup-Medien zu kopieren, sondern auch mit den Personal- und Geschäftsbedürfnissen Ihres Unternehmens übereinstimmen. Einige Features, die Sie bei der Auswahl Ihrer Backup-Software in Betracht ziehen sollten, umfassen:
Die Planung von Backups zu einem angemessenen Zeitpunkt
Die Verwaltung des Ortes, der Rotation und der Verwendung von Backup-Medien
Das Arbeiten mit Operatoren (und/oder automatischen Medienwechslern), um sicherzustellen, dass die richtigen Medien zur Verfügung stehen.
Die Unterstützung von Operatoren im Auffinden der Medien, die ein bestimmtes Backup einer Datei enthalten
Wie Sie sehen, umfasst eine realistische Backup-Lösung wesentlich mehr als nur das Kritzeln von Bits auf Backup-Medien.
Die meisten Systemadministratoren betrachten zu diesem Zeitpunkt zwei Lösungen:
Den Kauf einer kommerziell entwickelten Lösung
Das Erstellen eines im Hause entwickelten Backup-Systems (mit einer möglichen Integration einer oder mehrerer Open Source Technologien)
Jeder Ansatz hat seine Vor- und Nachteile. Bedingt durch die Komplexität der Aufgabe ist es eher unwahrscheinlich, dass selbstentwickelte Software einige Aspekte (z.B. Medien-Management oder umfangreiche Dokumentation und technischen Support) sehr gut durchführen kann. Für einige Unternehmen ist dies jedoch eher irrelevant.
Eine kommerziell entwickelte Lösung ist wahrscheinlich funktionaler, kann aber auch viel zu komplex für die Ansprüche des Unternehmens sein. Auf der anderen Seite kann die Komplexität aber auch genutzt werden, um bei dieser Lösung zu bleiben, sollte das Unternehmen wachsen.
Wie Sie sehen gibt es keine eindeutige Methode für die Entscheidung für ein Backup-System. Die einzige Richtlinie, die wir Ihnen geben können, ist folgende Punkte zu betrachten:
Das Ändern von Backup-Software ist schwierig. Einmal implementiert, werden Sie diese Software sehr lange verwenden; Sie haben schließlich Langzeit-Backup-Archive, die Sie lesen können müssen. Das Wechseln von Backup-Software bedeutet, dass Sie die ursprüngliche Software behalten müssen (um auf die Archive zugreifen zu können) oder Sie müssen die Backup-Archive konvertieren, so dass diese mit der neuen Software kompatibel sind.
Abhängig von der Backup-Software sind die Anstrengungen, die in das Konvertieren von Backup-Archiven gesteckt werden müssen, relativ niedrig (jedoch zeitaufwendig), wie das Laufenlassen der Backups durch ein bereits bestehendes Konvertierungsprogramm oder erfordern ein reversives Engineering des Backup-Formats und das Erstellen benutzerdefinierter Software, um diese Aufgabe durchzuführen.
Die Software muss 100% zuverlässig sein — sie muss genau das tun, was von ihr verlangt wird, wenn es von ihr verlangt wird.
Wenn es nötig wird, jegliche Daten zu sichern — ob eine einzelne Datei oder ein komplettes Dateisystem — muss die Backup-Software 100% verlässlich sein.
Die allgemeine Meinung über Computer-Backups ist, dass diese eine identische Kopie aller Daten auf dem Computer darstellen. Anders gesagt, wenn ein Backup an einem Dienstag abend erstellt wurde, und sich den ganzen Mittwoch über nichts ändert, ist das Backup am Mittwoch identisch mit dem Backup vom Dienstag.
Auch wenn es möglich ist, Backups so zu konfigurieren, ist es eher unwahrscheinlich, das Sie dies tun. Um ein tieferes Verständnis zu erlangen, müssen wir erst die verschiedenen Arten von Backups betrachten. Diese sind:
Vollständige Backups
Inkrementelle Backups
Differentielle Backups
Die Art des Backups, die zu Beginn dieses Kapitels erwähnt wurde, ist als vollständiges Backup bekannt. Bei einem vollständigen Backup wird jede einzelne Datei auf das Backup-Medium geschrieben. Wie oben erwähnt, sind die Backups identisch, solange sich keine Daten ändern.
Diese Ähnlichkeit hängt von der Tatsache ab, dass ein vollständiges Backup nicht prüft, ob sich eine Datei seit dem letzten Backup geändert hat. Alle Daten werden blind auf das Backup-Medium geschrieben, ob diese geändert wurden oder nicht.
Vollständige Backups werden aus folgendem Grund nicht ständig durchgeführt — jede einzige Datei wird auf das Backup-Medium geschrieben. Dies bedeutet, dass ein Großteil des Backup-Mediums für immer die gleichen Daten verschwendet wird. Das abendliche Sichern von 100 Gigabytes, wenn sich nur 10 Megabytes geändert haben, scheint nicht der logischste Ansatz zu sein; deshalb wurden Inkrementelle-Backups geschaffen.
Im Gegensatz zu vollständigen Backups prüfen Inkrementelle Backups als erstes, ob das Änderungsdatum einer Datei neuer ist als das des letzten Backups. Ist dies nicht der Fall, wurde die Datei seit dem letzten Backup nicht geändert und wird nicht in das Backup aufgenommen. Ist jedoch das Änderungsdatum neuer als das letzte Backup-Datum, wurde die Datei geändert und sollte gesichert werden.
Inkrementelle Backups werden zusammen mit einem regelmäßigen, vollständigen Backup eingesetzt (z.B. ein vollständiges Backup jede Woche plus tägliche Inkrementelle-Backups).
Der Hauptvorteil der Inkrementelle Backups ist, dass diese schneller sind als vollständige Backups. Der Hauptnachteil ist, dass das Wiederherstellen einer Datei u.U. bedeutet, mehrere Inkrementelle Backups zu durchsuchen, bis die richtige Datei gefunden wurde. Bei der Wiederherstellung eines kompletten Dateisystems ist es notwendig, das letzte vollständige Backup wiederherzustellen und dann jedes darauffolgende Inkrementelle Backup.
Um das Durchsuchen jedes Inkrementellen Backups zu umgehen, wurde ein leicht unterschiedlicher Ansatz implementiert. Dieser ist als Differentielles Backup bekannt.
Differentielle Backups ähneln Inkrementellen Backups, indem beide nur geänderte Dateien sichern. Differentielle Backups sind jedoch kumulativ — d.h. dass wenn eine Datei geändert wurde, diese in allen nachfolgenden Backups mitaufgenommen wird (bis zum nächsten vollständigen Backup).
Die bedeutet, dass jedes Differentielle Backup alle seit dem letzten vollständigen Backup geänderten Dateien enthält und somit eine vollständige Wiederherstellung mit dem letzten vollständigen Backup und dem letzten Differentiellen Backup möglich ist.
Wie die Backup-Strategie für Inkrementelle Backups folgen Differential Backups gewöhnlich dem gleichen Ansatz: ein einzelnes, regelmäßiges vollständiges Backup und häufigere Differentielle Backups.
Der Nachteil von Differentiellen Backups auf diese Weise ist, dass diese mit der Zeit ziemlich groß werden können (davon ausgehend, dass verschiedene Dateien zwischen den vollständigen Backups verändert werden). Dies platziert Differentielle Backups zwischen Inkrementelle Backups und vollständigen Backups in Bezug auf den Einsatz von Backup-Medien und Backup-Geschwindigkeit, wobei meistens schnellere Wiederherstellungen von einzelnen Dateien und vollständigen Systemen geboten werden (aufgrund weniger Backups, die durchsucht/wiederhergestellt werden müssen).
Durch diese Charakteristika sind Differentielle Backups auf jeden Fall eine Überlegung wert.
Wir haben den Begriff "Backup-Medien" in den vorherigen Abschnitten nur vorsichtig verwendet. Und hierfür gibt es einen Grund. Die meisten erfahrenen Systemadministratoren denken bei Backups sofort an das Lesen und Beschreiben von Bändern. Heutzutage gibt es jedoch weitere Optionen.
Eine zeitlang waren Bandgeräte die einzigen portablen Mediengeräte, die für Backup-Zwecke eingesetzt werden konnten. Dies hat sich jedoch geändert. In den folgenden Abschnitten betrachten wir die bekanntesten und beliebtesten Backup-Medien und bieten einen Überblick über deren Vorteile und Nachteile.
Band war das erste, weitverbreitete portable Daten-Speichermedium. Es hat die Vorteile geringer Kosten und relativ guter Speicherkapazität. Band hat jedoch auch einige Nachteile — es ist Verschleiß-anfällig, und der Zugriff auf Daten erfolgt sequentiell.
Diese Faktoren bedeuten, dass man einen Überblick über die Bandnutzung behalten sollte (Bänder nach Ablauf ihrer Lebensdauer in den Ruhestand versetzen) und dass das Suchen nach einer bestimmten Datei auf Band zu einer langwierige Angelegenheit werden kann.
Auf der anderen Seite ist Bandspeicher das kostengünstigste Massenspeichermedium auf dem Markt und verfügt über erprobte Verlässlichkeit. Dies bedeutet, dass das Aufbauen einer vernünftig großen Band-Bibliothek nicht einen Großteil Ihres Budgets in Anspruch nimmt und Sie sich darauf verlassen können, diese jetzt und auch in Zukunft verwenden zu können.
Festplatten wurden bisher nicht als Backup-Medien in Betracht gezogen. In letzter Zeit sind jedoch die Preise für Speichermedien soweit gesunken, dass es sich in einigen Fällen auszahlt, Festplatten als Backup-Speicher einzusetzen.
Der Hauptgrund für den Einsatz von Festplatten als Speichermedium ist deren Geschwindigkeit. Es gibt bisher kein schnelleres Massenspeicher-Medium auf dem Markt. Geschwindigkeit kann zu einem kritischen Faktor werden, wenn die Zeit zum Speichern von Daten relativ kurz ist und die Datenmengen groß sind.
Festplatten sind jedoch nicht das ideale Backup-Medium. Gründe sind unter anderem Folgende:
Festplatten sind generell nicht portabel. Ein Schlüsselfaktor einer effektiven Backup-Strategie ist, die Backups extern zu lagern. Ein Backup Ihrer Produktionsdaten, das sich auf einer Festplatte einen Meter entfernt von der eigentlichen Datenbank befindet, ist kein Backup sondern eine Kopie. Und Kopien sind im Falle, das das Datencenter und alles darin (inklusive Ihrer Kopien) durch unglückliche Umstände beschädigt oder zerstört werden, nicht gerade hilfreich.
Festplatten sind relativ kostenintensiv (zumindest verglichen mit anderen Backup-Medien). Es gibt Situationen, in denen Geld keine Rolle spielt, in allen anderen Situationen bedeutet dies jedoch, die Ausgaben für Festplatten als Backup-Speicher so gering wie möglich zu halten, indem die Anzahl der Backup-Kopien so gering wie möglich gehalten wird. Weniger Backup-Kopien bedeutet weniger Redundanz, sollte ein Backup aus irgendeinem Grund nicht lesbar sein.
Festplatten sind zerbrechlich. Auch wenn Sie Geld in portable Festplatten investieren, kann die Zerbrechlichkeit zum Problem werden. Lassen Sie eine Festplatte fallen, verlieren Sie Ihr Backup. Es sind besondere Boxen erhältlich, die dieses Risiko reduzieren (jedoch nicht vollständig ausschalten), was das Ganze jedoch noch kostpieliger macht.
Festplatten sind keine Archivmedien. Auch wenn Sie alle Probleme, die bei Backups auf Festplatten auftreten können, bewältigen, sollten Sie Folgendes beachten. Die meisten Unternehmen unterliegen diversen rechtlichen Bestimmungen für das Aufbewahren von Daten für einen bestimmten Zeitraum. Die Wahrscheinlichkeit, brauchbare Daten von einem 20-Jahre alten Band zu erhalten, ist wesentlich größer als die von einer 20-Jahre alten Festplatte. Haben Sie zum Beispiel die nötige Hardware, um diese mit Ihrem System zu verbinden? Ein weiteres Problem ist, dass eine Festplatte wesentlich komplexer ist als eine Bandkassette. Wenn ein 20-Jahre alter Motor einen 20-Jahre alten Bandteller antreibt, und somit 20-Jahre alte Lese/Schreibköpfe über diesen Teller fahren, wie groß ist die Chance, dass alle diese Komponenten nach 20 Jahren Stillstand noch problemlos funktionieren?
![]() | Anmerkung |
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Einige Datencenter führen Backups auf Festplatten durch und archivieren dann nach Beendigung der Backups diese auf Band. Dies ermöglicht die schnellsten Backups in einem kurzen Backup-Zeitrahmen. Das Speichern der Backups auf Band kann dann im Laufe des Arbeitstages geschehen; so lange das "Aufzeichnen" beendet ist, bevor das nächste Backup gemacht wird. Zeit spielt hier keine Rolle. |
Auch nach all diesen Argumenten gibt es doch immer noch Situationen, in denen Backups auf Festplatten Sinn ergeben. Im nächsten Abschnitt betrachten wir, wie diese mit einem Netzwerk zusammen verwendet werden können, um eine praktikable (wenn auch teure) Backup-Lösung zu formen.
Alleine kann ein Netzwerk nicht als Backup-Medium wirken. Zusammen mit Massenspeicher-Technologien funktioniert dies jedoch recht gut. Wenn Sie zum Beispiel ein Hochgeschwindigkeits-Netzwerk mit einem entfernten Datencenter verknüpfen, das sehr viel Speicherplatz bietet, sind die vorher erwähnten Nachteile des Backups auf Festplatten auf einmal keine Nachteile mehr.
Indem Sie die Backups über das Netzwerk durchführen, befinden sich die Festplatten bereits extern, d.h. der Transport zerbrechlicher Festplatten entfällt. Durch entsprechende Bandweite kann der Geschwindigkeitsvorteil von Festplatten aufrecht erhalten werden.
Dieser Ansatz löst jedoch nicht das Problem der Archivierung (es kann jedoch wie bereits erwähnt die "Backup auf Band archivieren"-Methode verwendet werden). Zusätzlich dazu lassen die Kosten eines entfernten Datencenters mit einer Hochgeschwindigkeitsverbindung zum Hauptdatencenter diese Lösung extrem teuer werden. Unternehmen, die diese Art von Features benötigen, sind jedoch sicherlich bereit, diese Kosten zu tragen.
Was passiert nachdem die Backups vollständig sind? Die offensichtliche Antwort ist, dass diese irgendwo gelagert werden müssen. Was jedoch nicht so offensichtlich ist, ist was genau gelagert werden soll — und wo.
Um diese Fragen zu beantworten, müssen wir uns erst überlegen, unter welchen Umständen diese Backups verwendet werden sollen. Es gibt drei Hauptsituationen:
Geringfügige, spontane Anfragen von Benutzern
Umfassende Wiederherstellung nach einem Disaster
Archivierung mit geringster Wahrscheinlichkeit, jemals wieder verwendet zu werden
Leider gibt es unversöhnliche Widersprüche zwischen 1 und 2. Falls ein Benutzer eine Datei versehentlich löscht, möchte er diese sofort wiederhergestellt haben. Dies impliziert, dass das Backup-Medium nicht mehr als ein paar Schritte entfernt von dem System ist, auf dem die Daten wiederhergestellt werden sollen.
Im Falle eines Disasters, das eine vollständige Wiederherstellung einer oder mehrerer Computer in Ihrem Datencenter nötig macht und dieses Disaster physikalischer Natur war, so wurden mit der Zerstörung Ihrer Computer höchstwahrscheinlich auch die Backups zerstört, die sich nur ein paar Schritte entfernt befanden. Dies wäre ganz und gar nicht wünschenswert.
Archivierung ist weniger problematisch, da die Wahrscheinlichkeit, dass das Archiv jemals wieder für irgendeinen Zweck verwendet wird, relativ gering ist. Selbst wenn die Backup-Medien Kilometer vom Datencenter entfernt lagern, würde dies kein großes Problem darstellen.
Die Schritte, die zur Lösung Probleme eingeleitet werden, hängen von den Bedürfnissen des jeweiligen Unternehmens ab. Ein möglicher Ansatz ist, Backups der letzten paar Tage vor-Ort zu lagern und diese dann an einen sicheren externen Ort zu verlagern, sobald neue Backups vorliegen.
Ein anderer Ansatz ist, zwei verschiedene Medien-Pools zu halten:
Einen Datencenter-Pool nur für spontane Wiederherstellungsanfragen
Einen externen Pool für externe Lagerung und Wiederherstellung nach einem Disaster
Dies bedeutet jedoch, dass für zwei Pools auch jeweils zwei Backups angefertigt oder diese Backups kopiert werden müssen. Dies ist grundsätzlich möglich, kann jedoch zeitaufwendig sein. Das Kopieren benötigt auch mehrere Backup-Platten, um die Kopien zu verarbeiten (und zusätzlich ein System für das eigentliche Kopieren).
Die Herausforderung für den Systemadministrator ist es, einen Ausgleich zu schaffen, sodass alle Bedürfnisse in Betracht gezogen werden und Backups für den schlimmsten Fall zur Verfügung stehen.
Während Backups täglich durchgeführt werden, sind Wiederherstellungen ein eher seltenes Vorkommnis. Wiederherstellungen sind jedoch unvermeidbar. Eines Tages werden diese notwendig sein und darauf sollten Sie sich vorbereiten.
Das Wichtigste ist, sich die verschiedenen Wiederherstellungsszenarien in diesem Abschnitt anzuschauen und Wege festzulegen, um Ihre Fähigkeiten diese auszuführen, zu testen. Und denken Sie daran, dass der schwerste auch immer der kritischste Weg ist.
Der Term "restoring from bare metal" ist die Umschreibung eines Systemadministrators für den Prozess der Datenwiederherstellung auf einem Computer, auf dem sich sonst überhaupt keine Daten befinden — kein Betriebssystem, keine Applikationen, nichts.
Es gibt zwei Ansätze für Bare-Metal-Restoration:
Hierbei wird das Betriebssystem wie bei einem neuen Computer völlig neu installiert. Sobald das Betriebssystem funktioniert und richtig konfiguriert ist, können die übrigen Festplatten konfiguriert und formatiert werden und alle Backups von Backup-Medien wiederhergestellt werden.
Eine Rettungsdiskette ist ein bootbares Medium (meistens CD-ROM), das eine minimale Systemumgebung enthält und die meisten grundlegenden Systemverwaltungsaufgaben bewältigen kann. Die Umgebung der Rettungsdiskette enthält die nötigen Utilities für das Partitionieren und Formatieren von Festplatten, die nötigen Gerätetreiber zum Zugriff auf das Backup-Gerät und die nötige Software, um Daten vom Backup-Medium wiederherzustellen.
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Einige Computer haben die Fähigkeit, bootbare Backup-Bänder zu erstellen, und von diesen zu booten, um den Wiederherstellungsprozess zu starten. Diese Fähigkeit besitzen jedoch nicht alle Computer. Generell können insbesondere Computer dies nicht, die auf der PC-Architektur basieren. |
Jedes Backup sollte in regelmäßigen Abständen getestet werden, um sicherzustellen, dass Daten auch gelesen werden können. Tatsache ist, dass manche Backups aus irgendeinem Grund manchmal nicht lesbar sind. Das Schlimme daran ist, dass dies häufig nicht rechtzeitig bemerkt wird, sondern erst dann, wenn alle Daten verloren sind und vom Backup wiederhergestellt werden müssen.
Die Gründe hierfür reichen von Änderungen in der Bandkopf-Ausrichtung über Fehlkonfigurationen in der Backupssoftware bis hin zu Bedienungsfehlern. Der Grund ist jedoch relativ unwichtig, denn ohne regelmäßiges Testen können Sie nicht sicher sein, dass Sie Backups erstellen, von denen Daten zu einem späteren Zeitpunkt wiederhergestellt werden können.
| [1] | Der Begriff Daten in diesem Abschnitt beschreibt alles, das über Backup-Software verarbeitet wird. Dies umfasst Betriebssystemsoftware, Applikationssoftware sowie die eigentlichen Daten. Egal um welche Art Informationen es sich handelt, für Backup-Software sind dies alles Daten. |
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