Online und Offline Backup von Datenbanken und Anwendungen

Ein Online- oder Offline-Backup ist mit jeder Backup-Technologie, egal ob Netzwerk-Backup oder LAN-free, kombinierbar. Der Unterschied ist, dass beim Online-Backup die Anwendungen, z.B. Datenbanken, Applikationen oder virtuelle Maschinen weiter genutzt werden dürfen. Hierzu müssen Mechanismen vorhanden sein, die eine Konsistenz der Sicherung ermöglichen. Dies muss die einzelne Anwendung beziehungsweise die genutzte Datenbank zur Verfügung stellen, weil nur sie den eigenen Zustand kennt und beeinflussen kann. Im Detail können zum Beispiel in dem Backup-Zustand alle Änderungen für die Datenbank nur in Log-Files geschrieben werden. Ist das Backup abgeschlossen, so werden die Änderungen dann auch auf die Festplatte in die Datenbereiche geschrieben.

Sind Sicherungen von laufenden Datenbanken immer konsistent?

Dies muss mit einem deutlichen nein beantwortet werden. Läuft eine Datenbank im normalen Betrieb während einer Sicherung, so ist sie nicht konsistent. Ein einfaches Beispiel verdeutlicht das Problem. Eine Datenbank mit Buchhaltungsdaten soll gesichert werden, die Mitarbeiter buchen aber während dieser Zeit.

In diesem Beispiel beginnt die Datensicherung um 15.00 Uhr und läuft gleichmäßig bis 16.00 Uhr durch. Die erste Buchung schreibt Daten an den Anfang der Datenbank, aber auch an das Ende. Der erste Datensatz vom Anfang ist aber nicht mit in der Sicherung, sie war an diesem Punkt schon vorbei, aber der zweite Teil wird noch mit gesichert, hier kommt der Backupvorgang erst kurz vor 16.00 Uhr an. Gleiches gilt auch für die Buchung um 15.45 Uhr, der erste Teil geht nicht mit in die Sicherung. Soll diese Sicherung jetzt zurückgespielt werden, so sind von beiden Buchungen nur Teile in der Datenbank vorhanden, die gesamte Buchhaltung ist inkonsistent, schlimmer noch, die Datenbank lässt sich normalerweise nicht einmal öffnen. Diese Sicherung ist im Ernstfall nicht zu gebrauchen!

Offline-Backup als Lösung?

Die erste Möglichkeit ist, die Anwendung bzw. Datenbank oder die virtuelle Maschine herunterzufahren. Änderungen sind jetzt nicht mehr möglich, die Daten können als Dateien gesichert werden. Dieses Verfahren wird Offline-Backup genannt. Ein großer Vorteil ist die unkomplizierte Handhabung, Datenbank herunterfahren und Zugriff zur Anwendung sperren und die Dateien sichern. Dies ist auch mit "copy" oder "tar" möglich. Nachteil ist jedoch, für die Zeit des Backups (in dem obigen Beispiel eine ganze Stunde) ist die Anwendung nicht nutzbar, oder gar die ganze virtuelle Maschine nicht. Eine Offline-Sicherung kann also meist nur in der Nacht durchgeführt werden. Bei einem 7 x 24 Stunden Betrieb der Anwendung geht es aber überhaupt nicht.

Online-Backup als Lösung!

Die Lösung ist dann die Online-Sicherung. Die Datenbank oder Anwendung läuft weiter und kann ganz normal genutzt werden. Jedoch muss in diesem Fall die Datenbank sicherstellen, dass ab dem Startzeitpunkt der Sicherung keine Daten verändert werden und dies bis zum Ende der Sicherung. Für diesen Fall schreibt die Datenbank Änderungen in einen anderen Bereich, unsichtbar für die Datensicherung, aber nutzbar für den Anwender. Ist die Datensicherung abgeschlossen, so schreibt die Datenbank die veränderten Sätze in die Dateien zurück. Dies ist eine ideale Lösung für 7 x 24 Stunden-Betrieb.

Bei vielen Datenbanksystemen hat die Online-Sicherung einen weiteren Vorteil. Da die Veränderungslogs mit gesichert werden, ist eine Point in Time-Recovery möglich. Dies bedeutet, die Datenbank kann zu einem beliebigen Zeitpunkt wiederhergestellt werden. Eine Anwendung für eine Point in Time Recovery ergibt sich nach fehlerhaften Eingaben oder Programmfehlern. Es gehen also nicht alle Änderungen bis zur letzten Sicherung verloren, sondern nur bis zur Störung an sich. Damit muss aber sichergestellt werden, dass der Zeitpunkt der Recovery auch konsistent ist.

Online-Backup in der Virtualisierung

Gibt es Besonderheiten bei der Online-Sicherung von virtuellen Maschinen? Na ja, eigentlich nicht, sie ist wie eine normale Anwendung oder Datenbank zu sehen. Aber in der Virtualisierung wird sehr häufig mit einem SnapShot gearbeitet, der dann gesichert wird. Ist denn dieser SnapShot immer konsistent? Nein, ein SnapShot ist nicht so einfach konsistent. Auch beim Erstellen der SnapShots muss die Anwendung oder Datenbank (in der virtuellen Maschine) konsistent sein. Und das muss dann wieder gesteuert werden. Also die Datenbank muss vorher benachrichtigt werden, dann sorgt diese für die Konsistenz und der SnapShot wird erstellt. Dies geht natürlich deutlich schneller als die Sicherung an sich. Also ist die Belastung für die Datenbank deutlich kürzer.

Beispiel Online-Backup einer Oracle Datenbank

Eine Online Sicherung besteht aus der Kopie der Dateien der Datenbank. Da aber während der Sicherung die Instanz gestartet ist (= Online Sicherung), die Datenbank und damit die Dateien geöffnet sind, muss über Oracle Befehle die Datenbank konsistent gemacht werden, um die Dateien im laufenden Betrieb kopieren zu können.

Voraussetzung für eine Online Sicherung einer Oracle Datenbank ist es, dass die Datenbank sich im Archive-Log-Mode befindet. Das können wir über den folgenden Befehl überprüfen:

select name, log_mode from v$database;

NAME     LOG_MODE
-------- ------------------------------
PROD     ARCHIVELOG

Damit kann jetzt kurz vor der Sicherung der Dateien der Backup-Modus aktiviert werden:

alter tablespace system begin backup;

Dann kann die dazugehörige Datei kopiert werden:

cp/u01/oradata/PROD/system01.dbf /backup-disk

Dann kann der Backup-Modus wieder deaktiviert werden:

alter tablespace system end backup;

Hinweis: Das musst jetzt für jeden Tablespace, der gesichert werden soll, durchgeführt werden.

Für einen Restore benötigt man noch weitere Dateien, sehr wichtig die Redo logs:

alter system archive log current;

cp /u03/oraarch/PROD/*arc /backup-disk

alter database backup controlfile to '/backup-disk/online_backup.ctl';

Damit ist die Sicherung an sich abgeschlossen. Aber auch weitere Konfigurationsdateien sollten nicht vergessen werden, zum Beispiel die init*.ora, die listener.ora und die tnsnames.ora.

Was ist das RICHTIGE für mich?

Wenn Sie die Möglichkeit haben, die Datenbank herunterzufahren, dann vielleicht die Offline-Sicherung, aber eine "Point in Time"-Recovery ist dann nicht möglich ...
Dies ist keine einfache Entscheidung, vieles hängt von Ihrer IT-Struktur ab. Wir erstellen Ihnen gerne ein Konzept für die Sicherung von Datenbanken, wenden Sie sich an uns.
Die Sicherung ist aber nur der erste Teil, wichtig ist auch die mögliche Recovery der Datenbank. Wir erstellen Recovery-Abläufe und Pläne und testen sie auch.

Der Vorteil für Sie: Ein Backup mit getesteter Recovery.