Daten richtig sichern mit Band-/Datenkassettenlaufwerken

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Daten richtig sichern mit Band-/Datenkassettenlaufwerken

Bandlaufwerke und Datenkassetten sind auch in der heutigen Zeit noch ein erprobtes und verlässliches Werkzeug zur Sicherung von Daten. Mit dem richtigen Sicherungskonzept und einer passenden Geräteauswahl können regelmäßig Backups großer Datenmengen bis hin zu mehreren Terabyte erstellt werden. Wenn Sie ein Datensicherungskonzept mit einem Bandlaufwerk realisieren wollen, müssen Sie sich mit einigen Begrifflichkeiten vertraut machen.

Datensicherung, Datenarchivierung und Dateiarchivierung – drei Begriffe : eine Bedeutung?

Datensicherung, Datenarchivierung und Dateiarchivierung werden oft fälschlicherweise synonym verwendet. Eine Datensicherung ist nur eine kurz- bis mittelfristig abrufbare Kopie von Daten. Im privaten Bereich ist eine Datensicherung in den meisten Fällen ausreichend, da alte Sicherungen mit neuen überschrieben werden. Im gewerblichen Bereich müssen gewisse Daten jedoch über Jahrzehnte wiederherstellbar sein, in diesem Fall spricht man dann von einer Datenarchivierung. Von einer Dateiarchivierung ist die Rede, wenn nur bestimmte Dokumente und Dateitypen von allen gewünschten Laufwerken gesichert werden. Dieses Verfahren ist sinnvoll, wenn die Dateien auf viele Verzeichnisse verteilt sind. Prinzipiell können für alle drei Verfahren Band- oder Kassettenlaufwerke eingesetzt werden. Wenn Sie jedoch häufig Zugriff auf einzelne Dateien benötigen, sind Festplatten oder optische Medien (DVDs oder Blu-rays) für Sie die bessere Wahl. Bandlaufwerke sind eher für die Sicherung großer Datenbestände oder kompletter Systemabbilder geeignet, die dahinterstehende Technik wird im Folgenden erklärt.

Datensicherung auf Magnetband

Band- und Kassettenlaufwerke verwenden als Speichermedium das Magnetband. Magnetbänder erfüllen diesen Zweck schon seit Beginn der Informationstechnologie. In ihrer ersten Form von 1951 hatten sie eine Speicherkapazität von etwa 230 Kilobyte und waren den damals gängigen Musik-Tonbändern sehr ähnlich. Als Aufzeichnungsmethode wurde zunächst das „Start-Stopp-Verfahren" angewendet, bei dem jeder Datenblock mit einem Anfahren und Anhalten des Bandes einzeln geschrieben wurde. Bereits 1952 wurde die Kapazität uf 1,4 MB gesteigert, dies entspricht einer heutigen 3.5"-Diskette und es erschien das erste kommerzielle Sicherungssystem mit Namen IBM 726. Das Start-Stopp-Verfahren wurde später vom „Streaming Mode" mit kontinuierlichem Schreibvorgang abgelöst. In den folgenden Jahrzehnten wurden Bandlaufwerke und Medien stetig erweitert. Eine Vielzahl von technologischen Änderungen bei den Aufzeichnungsverfahren und immer neu erscheinenden Medien erschwerten eine Standardisierung. Einer der größten Nachteile dieser Entwicklung war die häufig fehlende Abwärtskompatibilität der Bandlaufwerkmodelle untereinander. Bis zum Preisverfall der Festplatten ab dem Jahr 2000 waren sie eine feste Größe für Datensicherungen und auch heute noch ist die Datensicherung auf Magnetband nicht vom Markt verschwunden. Mit aktuellen Technologien wie LTO in Verbindung mit dem Dateisystem LTFS sollen zukünftig Speicherkapazitäten von bis zu 32 Terabyte auf einem einzigen Band erreicht werden.

Für wen eignet sich die Sicherung auf Band- und Datenkassetten?

Allgemein betrachtet ist die Sicherung von Daten für Firmen und auch Privatpersonen wichtig. In großen Unternehmen kümmert sich Fachpersonal um eine Backup-Strategie, bei kleinen Betrieben und im privaten Bereich verzichten viele Anwender jedoch auf eine Sicherung ihrer Daten. Ein Vorteil der Band- und Datenkassetten ist Ihre Haltbarkeit. Im Gegensatz zu optischen Medien sind Magnetbänder nachweisbar wesentlich länger einsatzfähig. Als nachteilig werden die Kosten pro zu sicherndem Gigabyte angesehen. Beim LTO-Verfahren sind die Medien deutlich günstiger als eine vergleichbare Festplatte, allerdings ist ein LTO-Laufwerk teuer. Der Gebrauchtmarkt stellt hier eine Lösung dar.

Welche Geräte- und Medientypen kommen infrage?

Ein Bandlaufwerk (auch Streamer genannt) verwendet Bandkassetten zur Archivierung und Wiederherstellung von Daten. Ein Streamer schreibt Daten sequenziell, also von Bandanfang bis Bandende auf den Datenträger. Datensicherungen werden mit einer speziellen Sicherungssoftware auf das Band geschrieben. Hochwertige Programme führen zur Erhöhung der Datensicherheit eine Fehlerstatistik und melden ab einer gewissen Fehlerhäufigkeit einen notwendigen Medienaustausch an. Je nach Verfahren erfolgt die Sicherung direkt in einem Durchgang oder zuerst auf eine interne Festplatte mit einem abschließenden Schreibvorgang auf Band. Bei der Rücksicherung von einzelnen Daten gibt es einen Nachteil: Suchvorgänge nehmen viel Zeit in Anspruch, da das Band zur Lokalisierung der Datei in mehreren Durchgängen umgespult werden muss. Die Rückspielung kompletter Sicherungen dagegen erfolgt in einem Durchgang.
Im Handel finden Sie Streamer-Typen und die zugehörigen Bandkassetten für nahezu alle Einsatzgebiete. Lagern Sie Bandkassetten immer in der zugehörigen Schutzhülle in einer sauberen und trockenen Umgebung mit Raumtemperatur und meiden Sie magnetische Felder, wie sie von Lautsprecherboxen und Transformatoren erzeugt werden können. Travan-Streamer sind für kleinere Datenmengen die ideale Lösung. Die Laufwerke sind aufgrund ihrer technischen Einfachheit extrem robust und sehr zuverlässig. Sie bestehen praktisch nur aus dem Antriebsmotor, dem Schreib-/Lesekopf und der Elektronik. Travan-Streamer mit einer Kapazität von bis zu 20 GB werden von der Firma Quantum hergestellt.

DAT-Laufwerke bieten Kapazitäten in den Größen von 2 bis 40 Gigabyte. Das zugehörige Medium ist kostengünstig, weist jedoch etliche Nachteile hinsichtlich Zuverlässigkeit und Lagerdauer auf. Auch wird die angegebene Speicherkapazität aufgrund verfälschter Kompressionsangaben und fehlerhafter Bandstellen („Drops") oft nicht erreicht.

DLT-Streamer wurden 1994 von der Firma DEC entwickelt und auf den Markt gebracht. Sie arbeiten mit einer Spule im Längsspurverfahren und bieten eine automatische Fehlererkennung (Paritätsprüfung, CRC und EDC (Error Detection Code)) bei der Aufzeichnung. DLT-Bänder bieten Speicherkapazitäten von 40 bis 80 GB.

Tandberg-Streamer der SLR- oder MLR-Serie kommen bei größeren Datenmengen bis zu 200 GB infrage. Geringer Verschleiß und hohe Datensicherheit sind Hauptmerkmale dieser Streamer. Erreicht wird das durch spezielle Medien, die 80 % der Verschleißteile enthalten. MLR-Geräte setzen zudem eine Servo-Technologie ein, um eine noch höhere Zuverlässigkeit zu erreichen.

LTO-Laufwerke (Linear Tape Open) und der LTO-Standard wurden von IBM, HP und Seagate/Quantum in einem Konsortium entwickelt. Sie sind seit 2000 in sechs Varianten erhältlich. Als Besonderheit sind die Laufwerke abwärtskompatibel und speichern Daten auf mehreren parallelen Spuren zwischen 100 und 1500 GB. Ab der vierten Generation ist eine AES-Verschlüsselung der Daten möglich. Der aktuelle Standard LTO-5 erreicht bis zu 140 MB/s im Datentransfer und speichert mehr als ein Terabyte. LTO-Laufwerke verwenden LTFS als spezielles Dateisystem für Bänder. LTFS teilt ein Speicherband in zwei Partitionen auf und ist mit dem Datenzugriff einer Festplatte vergleichbar. Es ist keine spezielle Backupsoftware mehr notwendig, jedoch muss das Betriebssystem LTFS unterstützen. Von Vorteil sind die günstigen Medien, nachteilig ist der hohe Anschaffungspreis der Laufwerke (im Jahr 2012 etwa 1800 Euro).

Wie wird gesichert?

Sicherlich wollen Sie mit Ihrer Datensicherung nicht mehr Zeit als notwendig verbringen. Eine gute Datensicherung zeichnet sich also auch durch Effizienz aus. Es ist nicht besonders produktiv, jeden Tag Ihr komplettes System zu sichern, das können Sie regelmäßigen in größeren Zeitabständen erledigen. Die Änderungen im Datenbestand sollten jedoch zeitnah gesichert werden. Das lässt sich durch eine entsprechend gestaltete Datei-Archivierung sehr leicht realisieren. Stichwort sind sogenannte „inkrementelle Backups" bei denen nur die neuen oder veränderten Dateien gesichert werden. Lediglich der erste Durchlauf wird relativ viel Zeit benötigen. Die tägliche Datensicherung hingegen geht schnell vonstatten. Die Bandsicherung wird sehr erleichtert, wenn sich alle relevanten Daten strukturiert in einem Ordner befinden.

Normale Bandsicherung: Alle ausgewählten Verzeichnisse und Dateien werden gesichert. Bei einer Wiederherstellung benötigen Sie lediglich die aktuellste Kopie der Sicherungsdatei oder des Bandes.

Inkrementelle Bandsicherung: Bei der inkrementellen Sicherung werden nur Dateien verarbeitet, die seit der letzten kompletten Sicherung erzeugt oder verändert wurden. Wenn Sie diese Bandsicherung durchführen, sind für die Wiederherstellung von Dateien und Ordnern die erste Komplettsicherung sowie alle folgenden inkrementellen Datensicherungen erforderlich.

Differenzielle Bandsicherung: Bei einer differenziellen Sicherung sichern Sie alle Daten, die sich seit der letzten Komplettsicherung geändert haben. Für die differenzielle Bandsicherung ist es bei der Wiederherstellung von Daten erforderlich, dass die erste Komplettsicherung sowie die letzte differenzielle Bandsicherung verfügbar sind.

Tägliche Bandsicherung: Beim Generationen-Prinzip legen Sie sich ein Backup-Set für die tägliche Sicherung an und erstellen Sie eine Verknüpfung dafür auf dem Desktop. Beschriften Sie vier Datenträger mit Montag, Dienstag, Mittwoch, Donnerstag. Beschriften Sie vier Datenträger mit Freitag 1, Freitag 2, Freitag 3, Freitag 4. Die Montag-bis-Donnerstag-Bänder werden in jeder folgenden Woche überschrieben, die Medien für Freitag nur alle 4 Wochen. So kann auf den Datenbestand eines Monats zurückgegriffen werden.

Ausblicke: Sicherungsstrategien und Medien der Zukunft

Die klassische Lösung zur Datensicherung von umfangreichen Datenbeständen ist das Band (Disk to Tape – D2T). Aktuell in der fünften LTO Generation ist es möglich, bis zu 1,5 TB Netto-Daten mit einer Datenrate von bis zu 500 GB pro Stunde auf einem Band zu sichern. Reicht das allein nicht aus, können mehrere Laufwerke zu einer Multi-Streaming Lösung kombiniert werden, bei welcher die Datenrate linear zur Anzahl der Laufwerke steigt. Wachsenden Kapazitätsanforderungen kann bei entsprechenden Geldmitteln mit Library-Lösungen begegnet werden. Hier spart der nahezu wahlfreie Zugriff im Vergleich zu Bändern massiv Zeit. Dieser Vorteil geht allerdings zulasten der Auslagerung von Daten im klassischen Sinne. Hierbei werden die Sicherungsbänder in einem Safe bei der Bank aufbewahrt.

Aus dem Geschwindigkeitsvorteil von Disk to Disk und den hohen Kapazitäten beim Disk to Tape kann noch eine weitere Sicherungsstrategie abgeleitet werden, es handelt sich um das sogenannte Disk-to-Disk-to-Tape-Verfahren. Um die kurzen Zeitfenster in der Nacht und am Wochenende zu nutzen, werden die Daten zunächst auf ein Plattenspeichersystem gespeichert. Durch die hohen Datenraten der Plattensysteme lassen sich sehr viele Daten in kurzer Zeit sichern. Darauf folgend werden die gesicherten Daten zusätzlich noch auf Bänder übertragen, das kann ohne die Berücksichtigung irgendwelcher Zeiträume geschehen. Das Bandsicherungsgerät kann auf diese Weise rund um die Uhr auf Bänder sichern, um beispielsweise ein Voll-Backup als Archiv zu bilden, welches dann wieder im Banksafe deponiert werden kann.

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