Diplomarbeit. Thema: Erarbeitung einer Lösung zur zentralen automatisierten Datensicherung bei der Autobus GmbH Sachsen

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1 Diplomarbeit Thema: Erarbeitung einer Lösung zur zentralen automatisierten Datensicherung bei der Autobus GmbH Sachsen Vorgelegt am: 23. August 2010 Von: Puchta, Kevin Antonstr Plauen Studiengang: Studienrichtung: Wirtschaft Wirtschaftsinformatik Seminargruppe: WI07 Matrikelnummer: Praxispartner: Autobus GmbH Sachsen Chemnitzer Straße Zschopau Gutachter: Dr.-Ing. Jürgen Reißmann (Autobus GmbH Sachsen) Prof. Dr. Matthias Stopje (Staatliche Studienakademie Glauchau)

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3 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis 1 Projekt Datensicherung Motivation Zielsetzung Theoretische Einführung Daten Datensicherheit Datensicherung Definition Gründe Methoden Intervall Medien Geräte Aufbewahrung Gesetzliche Vorschriften Zukünftiger Einflussfaktor Erarbeitung einer Datensicherungsstrategie Datensicherungsobjekte Vorbetrachtung Datenbanken Dateisysteme Komprimierte Sicherungsdateien Analyse der bisherigen Datensicherung Ausgangspunkt Datensicherungsablauf bei Datenbankservern Datensicherungsablauf bei Dateisystemservern Datensicherungsserver Aufwandsbetrachtung Schlussfolgerungen Betriebsspezifische Anforderungen an das Datensicherungskonzept Notwendigkeit Verwendung einer Datenbank als Grundlage Leistungsfähigkeit Seite III

4 3.3.4 Automatisierung Sicherheit Bedienung Datensicherungsart Strategie des Sicherungsablaufs Vorüberlegung Bearbeitung der Daten Zugriff auf entfernte Server Sicherung von Datenbankservern Sicherung von Dateisystemen Prüfung und Transfer auf das Medium Auswahl eines Sicherungsmediums Grund der Analyse Kriterien Datenträgerarten Vergleich der Datenträger Speicherplatz Anschaffungskosten der Medien Haltbarkeitsdauer eines Mediums Störanfälligkeit und Widerstandsfähigkeit Lese- und Schreibgeräte Zukunftsorientierung der Medien Revisionssicherheit Entscheidung anhand eines Bewertungssystems Programmtechnische Umsetzung Gründe für die eigene Entwicklung Entwicklungsumgebung Hardware Software Windowsanwendungen Oracle Sonstige Anwendungen Programmiersprachen Programmierung Sicherungsdatenbank Sicherungsablauf Vorangestellte Aufgaben Datenbanksicherung Dateisystemsicherung Abschließende Aufgaben Seite IV

5 4.4.3 Grafische Benutzeroberfläche Fazit und Ausblick Erreichung der Ziele Weiterführung des Projektes Verbesserungen Literaturverzeichnis Anhangverzeichnis Seite V

6 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1 Grafik zur Export- und Importfunktion Abbildung 2 Lesevorgang einer DVD Abbildung 3 Schreibvorgang einer DVD Abbildung 4 Lebensdauer von Magnetbändern Abbildung 5 maximale Lebensdauer von CDs und DVDs Abbildung 6 Zeitstrahl der Datensicherungsmedien Abbildung 7 Konfigurationsfenster FTP-Dienst Abbildung 8 Konfigurationsfenster SMTP-Dienst Abbildung 9 Tabellenstruktur der Sicherungsdatenbank Abbildung 10 Inhalt FTP-BATCH-Datei DB-Server Abbildung 11 FTP-Befehle Download DB-Server Abbildung 12 FTP-Befehle Upload DB-Server Abbildung 13 Ausschnitt der grafischen Benutzeroberfläche Abbildung 14 Dialog zum Bearbeiten eines Serverdatensatzes Seite VI

7 Tabellenverzeichnis Tabelle 1 derzeit erhältliche Maximalkapazität der Datenträger Tabelle 2 Kostenvergleich von optischen Datenträgern Tabelle 3 Kostenvergleich v. magnetischen-, magneto- Flash-Datenträgern.. 29 Tabelle 4 maximale Haltbarkeitsdauer der Datenträger Tabelle 5 Kosten für Lese- und Schreibgeräte Tabelle 6 Bewertungssystem Teil Tabelle 7 Bewertungssystem Teil Seite VII

8 Abkürzungsverzeichnis AO ATA BD Bspw. CD DB DMS DVD EEPROM GB GDPdU GoBS GUI HDD HGB IDEA IIS IP ISO LTO MB MO-D PDF QIC RAID ROM SAS SCSI SMTP SSD TIFF Abgabenordnung Advanced Technology Attachment Blu-Ray Disc beispielsweise Compact Disc Datenbank Dokumenten-Management-System Digital Versatile Disc Electrically Erasable Programable read only memory Gigabyte Grundsätze zum Datenzugriff und zur Prüfbarkeit digitaler Unterlagen Grundsätze ordnungsmäßiger DV-gestützter Buchführungssysteme Graphical User Interface Hard Disc Drive Handelsgesetzbuch Interactive Data Extraction and Analysis Internet Information Services Internet Protocol International Organization for Standardization Linear Tape Open Megabyte Magneto-optical Disk Portable Document Format Quarter Inch Cartridge Redundant Array of independent Disks Read-only-Memory Serial Attached SCSI Small Computer System Interface Simple Mail Transfer Protocol Solid State Drive Tagged Image File Format Seite VIII

9 1 Projekt Datensicherung 1.1 Motivation Das Vorhaben der Entwicklung und Umsetzung einer neuen Datensicherungsstrategie basiert auf den derzeit realisierbaren technischen Möglichkeiten und der Aufwandsbetrachtung der bisherigen Datensicherung. Auf die Beweggründe wird im späteren Verlauf noch genau eingegangen. 1.2 Zielstellung Die grundlegende Zielstellung im ersten Abschnitt des Projekts ist eine zentrale und automatisierte Datensicherung für die Server in der Geschäftsleitung der Autobus GmbH Sachsen in Zschopau, welche täglich zu einer bestimmten Tageszeit durchgeführt wird. Unter dem Begriff automatisiert wird eine Datensicherung verstanden, die zum Zeitpunkt des Datensicherungsablaufs ohne Zutun oder Eingriff einer Person durchgeführt wird. Wurde das Ziel mit all seinen Anforderungen erreicht, ist die Durchsetzung der Strategie und der Einsatz des Programms auch in den Niederlassungen des Betriebes möglich. Für die Realisierung des Projekts muss sich Wissen über die Themen Datensicherung, Datensicherheit und die dazugehörigen gesetzlichen Bestimmungen angeeignet werden. Dazu gehören die Vorschriften des Gesetzgebers bei Verwendung von elektronisch gespeicherten Daten. Folgend wird die bisherige Datensicherungsstrategie analysiert, um danach ein neues Sicherungskonzept zu entwickeln. Bei der Entwicklung des Konzeptes wird u.a. die Auswahl des Sicherungsmediums als Schwerpunkt betrachtet. Bei der Erstellung des Konzeptes muss auf betriebsspezifische Forderungen eingegangen werden, um den späteren reibungslosen Ablauf der Datensicherung zu garantieren. Die spätere Datensicherungsanwendung soll über eine benutzerfreundliche Arbeitsoberfläche verfügen, sodass die Einrichtung und Konfiguration komfortabel vorgenommen werden kann. Eine Fehlerbehandlung bei Falscheingaben durch den Benutzer sowie bei Fehlern während des Sicherungsablaufs ist ebenfalls Bestandteil der Anforderungen. Seite 1

10 2 Theoretische Einführung 2.1 Daten In Bezug auf das Datensicherungsprojekt ist zunächst zu definieren, was sich hinter dem Begriff Daten verbirgt. Daten sind elektronisch gespeicherte Informationen auf einem Computer. Eine Information besteht dabei allgemein aus einer Verkettung von Zeichen. Daten werden je nach Verwendung als Dateien in Dateisystemen oder als Datensatz in Datenbanksystemen gespeichert. Datei: Eine Datei ist eine Menge von logisch zusammengehörenden Daten, die auf einem geeigneten Medium permanent gespeichert werden kann und über einen Bezeichner identifizierbar ist. 1 Dateisystem: Ein Betriebssystem stellt die Möglichkeit der Dateiverwaltung bereit. Die Aufgabe dieser Verwaltung ist es, dem Nutzer des Systems die Ordnung von Dateien unabhängig von der tatsächlichen Lage auf dem Datenträger zu ermöglichen. Die Speicherung der Information im Verzeichnissystem erfolgt in verschiedenen Formaten, bspw. als Dokument, Bild oder Video. Datenbank: Datenbanken sind integrierte Softwarelösungen zur dauerhaften Speicherung von großen Datenmengen. Zweck dieser Datenhaltung ist eine Bereitstellung der gespeicherten Informationen für eine Mehrzahl von Benutzern, welche gleichzeitigen Zugriff auf die Informationen benötigen. Eine Datenbank beinhaltet in der Regel ein Datenbankmanagementsystem zur Verwaltung, Erzeugung und Manipulation der Daten. Datensatz: Die Speicherung von Informationen in einer Datenbank erfolgt über Tabellen. Eine Tabelle besteht bei einer relationalen Datenbank aus Spalten und Zeilen. Hierbei sind Spalten als übergeordneter Bezeichner zu verstehen. Zeilen bestehen aus Feldern, welche die eigentliche Information beinhalten. Eine gespeicherte Zeile wird als Datensatz bezeichnet. 1 Schneider; Werner, 2007, S. 287 Seite 2

11 Daten werden in der Regel zentral auf Servern 2 abgelegt. Da der ständige Zugriff durch Mitarbeiter auf den aktuellen Datenbestand zu gewährleisten ist, sind Vorkehrungen zu treffen, die den Datenbestand auch bei technischen Ausfällen von Hardware und Software garantieren. 2.2 Datensicherheit Ziel eines informationsverarbeitenden Systems ist der maximale Schutz gegen Schadensfälle. Diese können durch Bedienfehler, technisches Versagen der Hardund Software, Katastrophen, Diebstahl und Manipulation mit kriminellem Hintergrund eintreten. Der Begriff Datensicherheit bezeichnet das Schützen von Daten vor Verlust durch die erwähnten Risikofaktoren. Kriterien für die Sicherheit der Daten sind: Verfügbarkeit: Bei einem Zugriff auf Daten müssen diese in einem bestimmten Zeitraum zur Verfügung gestellt werden. Daraus resultiert, dass Hard- und Software dieser Anforderung gerecht werden müssen. Vertraulichkeit: Daten dürfen nur berechtigtem Personal bereitgestellt werden. Die Unmöglichkeit einer Manipulation durch Unbefugte ist dabei primär. Integrität: Unveränderlichkeit, Vollständigkeit und Funktionsfähigkeit von Daten sind die Kriterien der Integrität. Verbindlichkeit: Änderungen und Handlungen, welche die Daten betreffen, müssen verbindlich nachvollziehbar sein, sodass ein Abstreiten der vorgenommenen Tätigkeiten nicht möglich ist. 2 Als Server wird ein Computer- oder Softwaresystem bezeichnet, welches bestimmte Ressourcen für mehrere Anwender bereitstellt. Ressourcen können hierbei Dienste, Daten, Programme u.v.m. sein. Seite 3

12 2.3 Datensicherung Definition Für die Bezeichnung Datensicherung wird simultan das englische Wort Backup und für die Wiederherstellung Restore verwendet. Folgend eine Definition des Begriffs Backup aus einer literarischen Quelle: Das Anfertigen einer Sicherungskopie der Systemdaten auf Sicherungsdatenträgern. 3 Die Datensicherung wird als Bestandteil der Datensicherheit gewertet. Vollständige Datensicherheit ist folglich nur gegeben, wenn eine regelmäßige und funktionsfähige Datensicherung durchgeführt wird Gründe Ständige Verfügbarkeit betriebsnotwendiger Daten ist die Grundlage für das langjährige Bestehen eines Unternehmens. Ist ein Verlust von Daten zu verzeichnen, kann keine geregelte Durchführung von Geschäftsprozessen gewährleistet werden. Hierbei ist eine Abstufung der Daten nach Wichtigkeit durchzuführen. Daten der Finanzbuchhaltung ist dabei mehr Beachtung zu schenken als bspw. Schriftstücken der Betriebszeitung. Eine Hilfestellung hierbei bietet das Risikomanagement, welches nach der Analyse aller Geschäftsprozesse eine Bewertung dieser Prozesse, hinsichtlich der Risikobehaftung vornimmt. Kosten und Arbeitsaufwand für die Wiederbeschaffung von verlorenen Daten können für Unternehmen zum Verlust der Liquidität führen und dies hat die Insolvenz zur Folge. Somit besteht die Pflicht zur Durchführung einer angemessenen Datensicherung, um die Beständigkeit des Unternehmens zu wahren Methoden Derzeit existieren drei gebräuchliche Vorgehensweisen zur Sicherung der Daten. Folgend werden diese Methoden analysiert: Gesamt- oder Vollsicherung: Diese Variante sichert bei jeder Durchführung den gesamten zuvor ausgewählten Bestand an Daten. Jede Sicherung kann zur vollständigen Wiederherstellung des Systems verwendet werden. 4 Vorteil ist die einfache Organisation der Sicherung, da keine Selektion der Daten anhand von speziellen Kriterien erfolgt, sowie geringer Aufwand bei der 3 Wagner, 1996, S Vgl. 1996, Jungbluth, S. 42 Seite 4

13 Wiederherstellung, da keine zusätzlichen Sicherungen einbezogen werden. Nachteil dieser Sicherungsart ist die Datenmenge. Es werden Datenträger mit großen Kapazitäten benötigt, dies hat höhere Aufwendungen für die Beschaffung der Datenträger zur Folge. Der Zeitaufwand für die Sicherung ist im Verhältnis zu anderen Sicherungsarten wesentlich höher einzuschätzen. inkrementelle Sicherung: Grundlage für diese Strategie ist die Verwendung eines Archivbits, welches aussagt, ob eine Datei gesichert werden muss. Erster Schritt ist eine Gesamtsicherung, nach dieser sind keine Archivbits gesetzt. Anschließend wird bei allen Dateien, welche neuerstellt oder geändert worden sind das Archivbit aktiviert. Die folgende inkrementelle Sicherung beinhaltet nur Dateien mit dem aktivierten Archivbit. Nach der Sicherung werden alle Archivbits zurückgesetzt, bis wieder Änderungen vorgenommen werden. Dieser Vorgang setzt sich bis zur nächsten Gesamtsicherung fort. Vorteile sind eine schnelle Durchführung des Sicherungsvorgangs und geringer Speicherbedarf. Umständlich gestaltet sich die Wiederherstellung der Daten. Zuerst wird die Gesamtsicherung und folgend werden alle inkrementellen Sicherungen eingespielt. differenzielle Sicherung: Diese Sicherungsart ist ähnlich der inkrementellen Sicherung. Grundlage ist eine Gesamtsicherung. Der Unterschied besteht darin, dass nach einer Folgesicherung das Archivbit bis zur nächsten Gesamtsicherung nicht verändert wird. Das bedeutet dass eine Datei die nach der Gesamtsicherung erstellt oder geändert wurde in allen Folgesicherungen enthalten ist, bis die nächste Gesamtsicherung durchgeführt wurde, da erst dann das Archivbit wieder deaktiviert wird. Vorteil ist hier, dass für die Wiederherstellung nur die Gesamtsicherung und die letzte differenzielle Sicherung benötigt werden. Der Speicherbedarf zwischen den differenziellen Sicherungen wächst und ist somit größer als bei der inkrementellen Sicherung. Nachfolgend sind noch weiter Varianten möglich wie bspw. eine Kombination der oben genannten Arten oder eine Sicherung vom gesamten Datenträger inklusive des Betriebssystems und aller weiteren Bestandteile Intervall Das generelle Problem der Datensicherung ist ein Ausfall des Systems im Zeitraum zwischen den Sicherungszeitpunkten, da in diesem Zeitraum eine Bearbeitung der Daten stattfindet. Ein Verlust von Daten ist bei diesem Szenario immer gegeben. Seite 5

14 Daher ist eine Minimierung der Verluste, durch Verkürzung der Zeitträume zwischen den Datensicherungen, von Vorteil. Eine tägliche Datensicherung gewährleistet somit mehr Sicherheit als bspw. eine wöchentliche, monatliche oder jährliche Datensicherung. Häufige Ursache von Systemausfällen sind Hardwaredefekte, dabei ist Festplatte ein maßgeblicher Faktor. In solch einem Fall kann der Datenverlust durch ein RAID 5 - System stark begrenzt oder gar ausgeschlossen werden Medien Die Grundlage für eine Datensicherung ist die Abspeicherung der gesicherten Daten auf einem dafür geeigneten Medium. Bei der Wahl eines Mediums sollten folgende Eigenschaften untersucht werden: - Speicherkapazität - Haltbarkeit bzw. Lebensdauer - Art des Schreib- und Lesevorgangs - Verwendete Materialien - Geforderte Lagerbedingungen - Beeinflussung durch äußere Umweltfaktoren - Schutzmaterialien - Anschaffungskosten - Geschwindigkeit beim Lesen und Schreiben - Zukunftsorientierte Verwendung - Verwendbarkeit für die Archivierung Für die Datensicherung und Archivierung sind folgende Datenträgerarten gebräuchlich: - Magnetische Speicher z.b.: QIC-Magnetband, LTO-Magnetband, Festplatte - Optische Speicher z.b.: CD, DVD - Magneto-optische Speicher z.b.: MO-D - Flash Speicher z.b.: USB-Memory-Sticks, Speicherkarten Geräte Um den Transfer der Daten auf ein Sicherungsmedium zu vollziehen sind Geräte notwendig, die den technischen Schreibvorgang realisieren können. Welches Gerät zur Datenübertragung auf den Datenträger verwendet wird, hängt vom gewählten 5 Bei einem RAID-System können alle Daten durch ein Spiegelungsverfahren redundant auf mindestens zwei Festplatten geschrieben werden. Somit ist der aktuelle Datenbestand mindestens zweifach vorhanden und der Ausfall einer Festplatte kann kompensiert werden. Seite 6

15 Medium und seinen Spezifikationen ab. Hierbei handelt es sich um Recorder bei optischen Speichern, Bandlaufwerke bei Magnetbändern und MO-Laufwerken bei MO-Ds. Bei einem Speicherumfang der Datensicherung welcher die Kapazität eines Datenträgers übersteigt ist es möglich Automaten zu verwenden die einen automatischen Wechsel der jeweiligen Datenträger durchführen. Hierbei kann eine Tape-Libary bei Magnetbändern und eine Jukebox bei optischen Datenträgern Verwendung finden. Die Anschaffung solcher Automaten ist jedoch bedingt durch die auftretenden Kosten nicht für jedes Unternehmen realisierbar Aufbewahrung Nach einer ausgeführten Datensicherung ist die Aufbewahrung der Sicherungsmedien der nächste Schritt. Werden hierbei nur einmalig beschreibbare Medien verwendet bietet sich eine gleichzeitige Archivierung an. Die Datenträger sind in einem separaten Raum aufzubewahren. Dabei sollte ein Panzerschrank oder Tresor verwendet werden, der verschlossen werden kann, feuerfest ist und die geeigneten Lagerbedingen für das Medium erfüllt. Hierbei ist auf Luftfeuchte, Temperatur und Lichteinstrahlung zu achten. Jeder Datenträger ist beschriftet und in einer Schutzhülle unterzubringen. Zugriff auf die gesammelten Datensicherungen ist nur berechtigtem Personal zu gewährleisten, um einen Diebstahl oder Änderungen am Datenbestand auszuschließen Gesetzliche Vorschriften Sind in Datensicherungen Daten von Geschäftsvorfällen, Buchungen, Bilanzen, Inventaren, Lageberichten oder Unterlagen zur Besteuerung enthalten so müssen folgende Vorschriften des Gesetzgebers Beachtung finden: - Handelsgesetzbuch ( 239, 257) - Abgabenordnung ( 146, 147) - Grundsätze ordnungsmäßiger DV-gestützter Buchführungssysteme (Nr. 5, 7 und 8) - Grundsätze zum Datenzugriff und zur Prüfbarkeit digitaler Unterlagen (Abschnitt II und III) In diesen Vorschriften sind folgende Kernaussagen enthalten: Seite 7

16 1. Folgende Unterlagen sind aufzubewahren: a. Bücher und Aufzeichnungen, Inventare, Jahresabschlüsse, Lageberichte, die Eröffnungsbilanz sowie die zu ihrem Verständnis erforderlichen Arbeitsanweisungen und sonstigen Organisationsunterlagen b. empfangene Handels- oder Geschäftsbriefe c. Wiedergaben der abgesandten Handels- oder Geschäftsbriefe d. Buchungsbelege e. Unterlagen, die einer mit Mitteln der Datenverarbeitung abgegebenen Zollanmeldung beizufügen sind f. sonstige Unterlagen, soweit sie für die Besteuerung von Bedeutung sind 2. Mit Ausnahme der Eröffnungsbilanzen und Abschlüssen können die Unterlagen auch als Wiedergabe auf einem Datenträger aufbewahrt werden. 3. Wer aufzubewahrende Unterlagen auf einem Datenträgern vorlegt, ist verpflichtet, auf seine Kosten diejenigen Hilfsmittel zur Verfügung zu stellen, die erforderlich sind, um die Unterlagen lesbar zu machen. 4. Während der Dauer der Aufbewahrungsfrist müssen Daten verfügbar sein und jederzeit innerhalb angemessener Frist lesbar gemacht werden können. 5. Daten mit Belegfunktion (bspw. Geschäftsbriefe) sind grundsätzlich sechs Jahre, Daten und sonst erforderliche Aufzeichnungen mit Grundbuch- oder Kontenfunktion (bspw. Rechnungen inklusive der elektronischen Signatur) sind grundsätzlich zehn Jahre aufzubewahren 6. Informationen sind gegen Verlust zu sichern und gegen unberechtigte Veränderung zu schützen. 7. Eine Buchung oder eine Aufzeichnung darf nicht in einer Weise verändert werden, dass der ursprüngliche Inhalt nicht mehr feststellbar ist. Auch solche Veränderungen deren Beschaffenheit es ungewiss lässt, ob sie ursprünglich oder erst später gemacht worden sind, dürfen nicht vorgenommen werden 6 8. Sind Unterlagen mit Hilfe eines Datenverarbeitungssystems erstellt worden, kann die Finanzbehörde verlangen, dass die gespeicherten Unterlagen und Aufzeichnungen auf einem maschinell verwertbaren Datenträger und in einem geeigneten Format (bspw. über IDEA 7 ) zur Verfügung gestellt werden 9. Zu sichern und zu schützen sind auf den Datenträgern gespeicherte Informationen, welche für die Buchführung relevant sind. Zugleich die weiteren Informationen, an deren Sicherung und Schutz das Unternehmen ein 6 Diese gesetzliche Vorschrift ist mit dem Begriff der Revisionssicherheit gleichzustellen. 7 IDEA ist eine Buchhaltungssoftware zur Einhaltung der GDPdU-Vorschriften. Die Software legt Daten in einem zukünftig verwendbaren Format ab. Seite 8

17 Eigeninteresse hat oder dies aufgrund anderer Rechtsgrundlagen erforderlich ist. 10. Die Sicherung der Informationen vor Verlust erfordert die Durchführung von Datensicherungsprozeduren von den auf dem EDV-System geführten Daten. 11. Zur Erfüllung der Anforderungen zählt nicht nur dass die Daten während der Aufbewahrungspflicht lesbar gemacht werden können, sondern auch das Verfügbar machen der Hard- und Software. 12. Zugangskontrollen müssen verhindern, dass unberechtigte Personen Zugang zu Datenträgern haben. Sie müssen insbesondere auch für die Räumlichkeiten gelten, in denen die Datenträger der Datensicherung ausgelagert sind. 13. Das Risiko der Vernichtung der Datenträger ist dadurch zu reduzieren, dass für die Aufbewahrungsstandorte Bedingungen geschaffen werden, die eine Vernichtung/Beeinträchtigung durch Feuer, Temperatur/Feuchtigkeit, Magnetfelder etc. weitestgehend ausschließen. Dies schließt eine räumlich getrennte Aufbewahrung von Datenträgern ein. 14. Das Risiko des Diebstahls der Datenträger ist dadurch zu reduzieren, dass diese in verschlossenen und ausreichend gegen Einbruch gesicherten Räumen bzw. Tresoren aufbewahrt werden. 15. Aus der technischen Entwicklung ergibt sich für das Unternehmen die Notwendigkeit, ihr Datensicherheitskonzept den jeweils aktuellen Anforderungen und Möglichkeiten anzupassen. 16. Die inhaltliche Übereinstimmung der Wiedergabe mit den auf den maschinell lesbaren Datenträgern geführten Unterlagen muss durch das jeweilige Archivierungsverfahren sichergestellt sein. 17. Die Speicherung der elektronischen Abrechnung muss auf einem Datenträger erfolgen, der Änderungen nicht mehr zulässt. Bei einer temporären Speicherung auf einem änderbaren Datenträger muss das DV-System sicherstellen, dass Änderungen nicht möglich sind Originär digitale Unterlagen sind auf maschinell verwertbaren Datenträgern zu archivieren. Folgend einige unternehmensspezifische Beispiele für elektronische und archivierungspflichtige Unterlagen der Autobus GmbH Sachsen, welche eine Aufbewahrungsfrist von 10 Jahren aufweisen: - Dienstpläne für das Fahrpersonal - Aufzeichnungen elektronischer Fahrtenschreiber 8 Diese gesetzliche Vorschrift ist mit dem Begriff der Revisionssicherheit gleichzustellen. Seite 9

18 - Zu- und Abgänge von Dieselkraftstoff - Kilometerdaten über die zurückgelegten Strecken der Fahrzeuge - Daten zur Zollamtsanmeldung Zukünftiger Einflussfaktor Im Hinblick auf die Zukunftsorientierung von Datensicherung und Archivierung sind DM-Systeme zu nennen. Diese Art von Systemen wird in der Zukunft Einfluss auf die Datensicherung und Archivierung haben und besitzt diesen Einfluss teilweise jetzt schon. Definition Dokumentenmanagement-System: Gesamtsystem, bestehend aus Hard- und Software, mit dem die in einem Unternehmen anfallenden Informationen aufgenommen, verwaltet und bearbeitet werden. Diese Informationen können in Papierform oder elektronisch vorliegen. Die Papierdokumente werden vor der Erfassung in ein digitales Format überführt. Die zu erfassenden Dokumente werden indexiert und können somit gezielt gesucht und wiedergefunden werden. Des Weiteren ist eine Volltextsuche möglich, bei der direkt Bezug auf den Inhalt eines Dokuments genommen wird." 9 Digitale Unterlagen unterliegen in einem DMS einer parallelen Speicherung. Gibt ein Mitarbeiter bspw. eine Tabellenkalkulationsdatei zur Bearbeitung frei, kann jeder Zugriffsberechtigte eine Kopie dieser Datei bearbeiten. Zugriffe und Änderungen der Dateien müssen über ein DMS protokolliert werden. Somit ist die Prüfbarkeit von elektronischen Dateien sichergestellt. Die Entwicklung dieser Systeme kann eine spätere Aufbewahrung von Schriftstücken in Papierform unnötig machen. Alle Schriftstücke die in einem Unternehmen existieren oder hinzukommen werden digitalisiert und für die Weiterverarbeitung bereitgestellt. Somit sind alle Dokumente wie bspw. s, Rechnungen, Lieferscheine und Kalkulationen digital gespeichert und können somit gesichert und archiviert werden. DM-Systeme nutzen zur Abspeicherung der Daten zeitlose Formate, die auch eine zukünftige Lesbarkeit ohne spezielle Geräte oder Technologien garantieren. Als verbreitete Beispiele sind hier TIFF 10 und PDF 11 zu nennen. 9 Online: Die DMS-Fibel, 2002, S Tagged Image File Format: standardisiertes Format zu Speicherung von Bildern 11 Portable Document Format: Dokumentenformat des Unternehmens Adobe Seite 10

19 3 Erarbeitung einer Datensicherungsstrategie 3.1. Datensicherungsobjekte Vorbetrachtung Zur konkreten Erarbeitung einer Sicherungsstrategie ist eine genaue Betrachtung der Objekte erforderlich, welche in die Sicherung integriert werden Datenbanken Die verwendeten Datenbanken in der Autobus GmbH Sachsen stammen vorrangig vom Softwarehersteller ORACLE. Zum logischen Sichern der Datenbanken wird vom Hersteller eine Exportfunktion bereitgestellt. Diese Exportfunktion kann über das grafische Administrationsprogramm oder die Konsole aufgerufen werden. Durch Versions- und Plattformunabhängigkeit wird die Konsolenvariante in Form von Stapelverarbeitungsdateien verwendet. Weiterhin ist es mit dieser möglich der Exportfunktion variierende Parameter zu übergeben. 12 Abbildung 1: Grafik zur Export- und Importfunktion (Online: Oracle Export und Import Tutorial: Allgemeines) Der Export besitzt verschiedene Modi zur Durchführung der Sicherung. Der gewählte Modus Benutzersicherung erstellt eine Sicherungsdatei für jeden Datenbanknutzer. In dieser Datei sind alle datenbankinternen Elemente wie bspw. Tabellen, Views, Prozeduren, Funktionen und Datenbank-Links eines Schemas enthalten. 13 Dieser Modus wurde gewählt, weil alle benötigten Daten integriert sind und sich somit eine komplette Wiederherstellung der Datenbank realisieren lässt. Bei der Durchführung eines Datenbankexports werden alle Schritte protokolliert. Es wird pro Nutzer eine Protokolldatei hinterlegt. Somit kann bei einem Fehler in der Datensicherung jede Aktion des Exports nachvollzogen werden. 12 Vgl. Online: Oracle Export und Import Tutorial: Allgemeines 13 Vgl. Online: Oracle Export, 2003, Seite 11

20 Wurde die Exportfunktion aller Datenbanknutzer durchgeführt, beinhaltet der Sicherungsordner pro Nutzer eine Sicherungsdatei im DMP-Format 14. Diese Datei enthält alle zuvor beschriebenen Informationen zur Wiederherstellung des jeweiligen Nutzers. Die Wiederherstellung wird über die Importfunktion realisiert Dateisysteme Für Server die entweder keine Datenbank oder eine dateibasierte Datenbank (bspw. Access) beinhalten werden Sicherungen des Dateisystems vorgenommen. In diesem Fall werden alle ausgewählten Dateien und Verzeichnisse des Dateisystems gesichert. Hierbei unterliegen die Dateiformate einem breiten Spektrum von Textverarbeitungs-, Tabellenkalkulationsdateien über Rechnungs- und Lieferscheindrucke bis zu Bildern und Videos. Die Formate der Dateien spielen für die Sicherung keine Rolle Komprimierte Sicherungsdateien Sowohl Sicherungsdateien von Dateisystemen als auch von Datenbanken werden bisher teilweise zu Archiven komprimiert um die Größe der Dateien zu verringern. In diesem Fall handelt es sich um Archivdateien im ZIP-Format Analyse der bisherigen Datensicherung Ausgangspunkt Bei dem Datensicherungsablauf in der Autobus GmbH Sachsen wird zwischen einer Dateisystemsicherung und einer Datenbanksicherung unterschieden. Die zentrale Rolle übernimmt der Datensicherungsserver, auf dessen Funktionen im späteren Verlauf eingegangen wird Datensicherungsablauf bei Datenbankservern Der aktuell vorgenommene Datensicherungsvorgang bei einem Datenbankserver läuft derzeit wie folgt ab. Es werden, wie zuvor beschrieben, aus den Datenbanken über eine Exportfunktion Sicherungsdateien erzeugt. Dies geschieht über eine Stapelverarbeitungsdatei die für jeden Server manuell einmal erstellt und folgend auf dem Server eingerichtet wurde. Die Stapelverarbeitungsdatei enthält dabei die Befehle und Parameter der Exportfunktion. 14 Die Bezeichnung des Dateiformates bezieht sich auf das englische Wort Dump, welches als Ausdruck für Sicherungskopie verwendet wird. 15 Der Name des komprimierten Archivformats ZIP bezieht sich auf das englische Wort zip, welches übersetzt Reißverschluss bedeutet. Seite 12

21 Die Stapelverarbeitungsdatei wird täglich über den Microsoft Windows Dienst geplante-tasks zu einer vorher festgelegten Uhrzeit gestartet. Nach dem Exportvorgang existieren pro Datenbankserver die jeweiligen Sicherungsdateien und Protokolldateien pro Datenbanknutzer. Sicherungsdateien werden im DMP- Dateiformat in einem separaten Ordner gespeichert. Nach dem Export werden alle Protokolldateien zu einem Gesamtprotokoll zusammengefasst um bei eventuellen Fehlern eine Gesamtübersicht zu erhalten. Somit ist der Vorgang vorerst abgeschlossen, alle weiteren Aufgaben übernimmt der Datensicherungsserver Datensicherungsablauf bei Dateisystemservern Bei Sicherungsvorgängen von Servern, welche keine Datenbank besitzen z.b. Terminalservern 16, werden ausschließlich Dateien und Ordner aus dem Dateisystem benötigt. Im Beispiel des Terminalservers legt jeder Mitarbeiter seine erstellten Tabellenkalkulationen, Präsentationen oder Textdateien in einem benutzerspezifischen Ordner ab. Ziel der Dateisystemsicherung ist es in diesem Fall, sämtliche Benutzerordner zu sichern. Es wird die Drittanbieter-Software BACKUP-SLAVE 17 verwendet, welche auf dem Server installiert ist. Sie startet täglich zu einer vordefinierten Uhrzeit und komprimiert jeden im Programm eingestellten Ordner in ein Archiv. Die Archive in Form von ZIP- Dateien werden in einem separaten Ordner abgelegt und somit für die weitere Verfahrensweise bereitgestellt Datensicherungsserver Der Datensicherungsserver sammelt nach Abschluss aller Datensicherungsvorgänge, welche auf den Servern stattfinden, die Sicherungsdateien. Dies geschieht über Netzlaufwerke, welche auf die Dateisysteme der Server zugreifen. Für jeden Server existiert ein Netzlaufwerk welches mit dem separaten Sicherungsordner verbunden ist. Zu einem zuvor festgelegten Zeitpunkt kopiert der Datensicherungsserver die Sicherungsdateien auf die lokale Festplatte, von dort werden sie weiterverarbeitet. Das bis zum heutigen Tag für die Datensicherung verwendete optische Speichermedium ist die DVD. Aufgrund der Datenmengen die bei den Sicherungen anfallen, werden sechs DVDs nahezu voll beschrieben. Das bedeutet bei einer 16 Terminalserver ermöglichen den Mitarbeitern den Zugriff auf Microsoft Office Programme über eine Terminalverbindung. 17 Programm BACKUP-SLAVE, Autor: Linus Ahlemeyer, Version: Seite 13

22 realistisch betrachteten maximalen Kapazität von 4,5 Gigabyte pro DVD 18 ergibt sich eine Gesamtdatenmenge von ca. 27 Gigabyte. Die Ausnahme bildet der Exchangeserver, welcher für den - und Telefonverkehr im Unternehmen zuständig ist. In diesem Server befindet sich ein Magnetbandlaufwerk. Die Datensicherung wird in diesem Fall direkt auf ein Magnetband geschrieben. Aufgrund der Tatsache dass DVDs als Hauptsicherungsmedium verwendet werden ist es notwendig, dass die DMP Sicherungsdateien von mehreren Datenbankservern durch Komprimierung in ein Archiv umgewandelt werden. Dies geschieht auf dem Datensicherungsserver durch eine Stapelverarbeitungsdatei, welche zu Dienstbeginn durch einen Systemadministrator manuell gestartet werden muss. Ein Auslassen dieses Schrittes würde die Datenmenge maßgeblich erhöhen, da die komprimierten Archive ein geringeres Datenvolumen besitzen. Die Größe des komprimierten Archivs hängt dabei von Art und Größe der Sicherungsdateien und der Kompressionsstärke ab. An einem Beispiel vorgeführt, hat der Sicherungsordner eines Datenbankservers eine Gesamtgröße von 2333 MB, nach der Komprimierung besitzt das Archiv eine Größe von 98 MB. Zum Transfer der Sicherungsdateien auf das Medium ist auf dem Datensicherungsserver eine Brennsoftware vom Hersteller Nero 19 installiert. Weiterhin verfügt das Gerät über zwei DVD-Recorder-Laufwerke mit denen der Datentransfer physisch realisiert wird Aufwandsbetrachtung Infolge der Analyse der Datensicherung wird eine Betrachtung des Arbeitsaufwandes für den Mitarbeiter der EDV Abteilung durchgeführt, welcher für die Datensicherung zuständig ist. Die Datensicherung wird aus Performancegründen zu Schwachlastzeiten durchgeführt, diese liegen betriebsbedingt zwischen Uhr und Uhr. Somit wird kein Mitarbeiter bei der Durchführung seiner Aufgaben zu den Hauptarbeitszeiten beeinträchtigt. Der erste Schritt vom zuständigen Systemadministrator ist eine Überprüfung der Netzlaufwerke am Vortag, bevor die Sicherung startet. Alle Netzlaufwerke müssen 18 Die theoretische Kapazität von maximal 4,7 Gigabyte als Dezimalwert wird aufgrund der genutzten Software nicht erreicht. 19 Verwendete Version: Nero 7 Premium ( ) Seite 14

23 eine Verbindung mit dem jeweiligen Server ausweisen, ist dies nicht der Fall, können die Sicherungsdateien des nichtverbundenen Netzlaufwerks nicht übertragen werden. Zu Dienstbeginn des Folgetages startet der Mitarbeiter den Sicherungsprozess eines Datenbankservers mit einem SCO-UNIX Betriebssystem. Dieser Prozess ist in ca. 5 Minuten abgeschlossen. Die Sicherungsdateien dieses Servers werden ebenfalls auf dem Datensicherungsserver abgelegt. Folgend wird ein Austausch des Magnetbandes am bereits erwähnten Exchangeserver durchgeführt, ist das Band eingelegt startet automatisch der Sicherungsprozess und die Daten werden auf das Band geschrieben. Anschließend prüft der Mitarbeiter die Vollständigkeit und Aktualität der übertragenen Sicherungsdateien auf dem Datensicherungsserver. Bei Fehlenden oder unvollständigen Daten wird zunächst geprüft ob die Sicherungsaufgaben auf dem jeweiligen Server korrekt durchgeführt wurden. Ist dies der Fall werden die fehlenden Sicherungsdateien manuell auf den Sicherungsserver kopiert. Ist die Datensicherung auf dem besagten Server nicht korrekt durchgeführt wurden, ist zu prüfen wann der Sicherungsprozess wiederholt werden kann. Nach der Überprüfung der Sicherungsdateien wird manuell die zuvor im Punkt analysierte Dateikomprimierung durchgeführt. Ist diese abgeschlossen werden die Kombinationen der Sicherungsdateien anhand ihrer Größe festgelegt, sodass die maximale Kapazität der Sicherungsdatenträger nicht überschritten wird. Es existiert jedoch eine Liste über die Aufteilung. Folgend werden die Daten über die grafische Benutzeroberfläche des Brennprogramms auf die Datenträger transferiert. Hierbei wird bisher jedes Medium, in diesem Fall die DVD, einzeln beschrieben. Es müssen also aufgrund der Datenmenge sechs einzelne Brennvorgänge gestartet werden. Dazu gehört ebenfalls das Wechseln der Medien im DVD-Recorder. Anschließend erfolgt die Beschriftung der Datenträger und die Verwahrung in einem verschlossenen Datensicherungsschrank, auf den nur berechtigte Mitarbeiter Zugriff haben. Dort werden die Sicherungsmedien sortiert nach Datum gelagert, bis sie entweder zur Verwendung kommen oder ihre gesetzliche Aufbewahrungsfrist abgelaufen ist. Nach Abschluss der Betrachtung der einzelnen Arbeitsschritte die zur bisherigen Datensicherung gehören, ist nun festzustellen welcher Aufwand durch diese Arbeitsschritte entsteht. Seite 15

24 Der zeitliche Aufwand aller Tätigkeiten beträgt pro Tag ca. 2 Arbeitsstunden für den EDV-Mitarbeiter. Arbeitsstunden die bei einem Störungsfall oder Fehler geleistet werden sind nicht inbegriffen, da diese Zeit je nach Störungsfall variiert Schlussfolgerungen Um eine neue Sicherungsstrategie zu entwerfen müssen die Schwachstellen der aktuell durchgeführten Datensicherung ermittelt werden, sodass diese bei einer neuen Strategie nicht erneut auftreten. Folgende Schwachstellen wurden analysiert: - Die manuelle Erstellung eines Exportskripts für jeden Datenbankserver ist zeitaufwendig, da ermittelt werden muss welche Datenbanknutzer gesichert werden sollen. - Das Exportskript der Datenbankserver wird einmalig erstellt und eingerichtet, somit wird es nötig, bei einer Änderung am Bestand der Datenbanknutzer, das Exportskript per Hand zu aktualisieren. - Bei Servern die eine Dateisystemsicherung erfordern, ist die Konfiguration des externen Programms BACKUP-SLAVE nötig. Das Programm muss auf dem Server gestartet sein um die Sicherung vornehmen zu können. Wird aus verschiedensten Gründen das Programm geschlossen oder arbeitet nicht einwandfrei ist keine Sicherung vorhanden. - Die Anzahl der Netzlaufwerke auf dem Datensicherungsserver ist auf maximal 23 begrenzt. Dies resultiert aus der Zuordnung vom Microsoft Betriebssystem, welches jedem Laufwerk einen alphabetischen Buchstaben zuweist. Die Buchstaben A und B sind für Diskettenlaufwerke reserviert und können daher nicht verwendet werden, es kommt hinzu dass der Buchstabe C bereits für die Systemfestplatte vergeben ist. Sollte also die Anzahl der Server die eine Datensicherung benötigen über 23 steigen, ist die Realisierung mit Netzlaufwerken nicht mehr möglich. - Wie bereits angeführt, ist die Datensicherung nicht möglich wenn das zugehörige Netzlaufwerk nicht verbunden ist, selbst wenn eine Netzwerkverbindung besteht. - Der Transfervorgang von dem Datensicherungsserver auf die optischen Sicherungsmedien muss manuell durchgeführt werden. Jede DVD wird einzeln verarbeitet und der vorherige Brennvorgang muss abgeschlossen sein. - Die Dateikomprimierung ausgewählter Server wird manuell gestartet und auf den Abschluss des Vorgangs muss gewartet werden. Seite 16

25 - Durch ständig steigende Datenmengen erhöht sich die Anzahl der benötigten DVD-Datenträger, was einen erheblichen Mehraufwand an Arbeitszeit zur Folge hat. Aus den analysierten Schwachstellen der Datensicherung ergeben sich nun folgende Verbesserungsvorschläge welche im neuen Konzept berücksichtigt werden müssen: - Ein automatisches Auslesen der Datenbanknutzer jedes Servers mit einem Datenhaltungssystem ist notwendig um die Sicherung variabel zu gestalten. - Eine tägliche Generierung und Verteilung der Exportskripte würde ein manuelles Ändern unnötig machen. - Die datenbankgestützte Sicherung von Servern, auf welchen eine Dateisystemsicherung benötigt wird, ermöglicht das Einsparen des externen Programms BACKUP-SLAVE. - Eine Kommunikation zwischen den Servern und der Datensicherungsmaschine über bspw. das FTP-Protokoll macht die Verwendung der Netzlaufwerke unnötig. Somit entfallen deren Nachteile wie geringe Performance und Verfügbarkeit. - Automatisierte Dateikomprimierung von allen Servern, welche auf den Maschinen selbst stattfinden, ermöglicht einen geringeren Traffic über das Netzwerk, macht die manuelle und zeitraubende Komprimierung auf dem Sicherungsserver unnötig und verringert auch die gesamte Datenmenge der Sicherung. 3.3 Betriebsspezifische Anforderungen an das Datensicherungskonzept Notwendigkeit Um die Einführung einer neuen Sicherungsstrategie zu gewährleisten, ist die Beachtung der betrieblichen Anforderungen erforderlich. Findet keine Beachtung dieser Anforderungen statt, ist es für das Unternehmen nicht möglich die aktuell durchgeführte Sicherung abzulösen Verwendung einer Datenbank als Grundlage Eine datenbankgestützte Datensicherung wird als erforderlich betrachtet, da: - eine Speicherung der durchgeführten Prozesse erwünscht ist, - ein dynamisches Auslesen der Datenbanknutzer möglich sein muss, - die spätere grafische Benutzeroberfläche auf gespeicherte Daten zugreifen können muss, - die täglich automatische Generierung der Exportskripte eine Datenquelle benötigt, Seite 17

26 - der dynamisch organisierte FTP-Zugriff für jeden Server speziell erstellt wird und - die bei einer Dateisystemsicherung benötigten Pfadangaben abgelegt und variabel gehalten werden müssen Leistungsfähigkeit Der spätere Datensicherungsprozess soll im gewünschten Zeitraum abgeschlossen sein, sodass kein Mitarbeiter in der Ausführung seiner Tätigkeiten behindert wird. Somit ist eine Programmierung notwendig welche durch kleingehaltene Dateien den geringstmöglichen Netzwerkverkehr verursacht und eine schnelle Durchführung des Sicherungsprozesses auf den Servern ermöglicht. Weiterhin ist eine Benutzeroberfläche mit geringen Zugriffszeiten auf den Datenbestand, auch bei großen Datenmengen, wünschenswert Automatisierung Um eine Verbesserung zur bisherigen Datensicherung zu erzielen, sollen Automatisierungsmechanismen zum Einsatz kommen, welche den Zeitaufwand für den zuständigen Mitarbeiter verringern. Dies ermöglicht eine Zeitersparnis, welche für die Durchführung anderer Aufgaben genutzt wird. Somit entsteht eine effektivere Nutzung der Arbeitszeit. Um die gewünschte Automatisierung zu erzielen ist es notwendig die Datensicherungsprozesse zeitgesteuert ablaufen zu lassen und die Prozesse so zu gestalten dass keine Benutzereingaben während der Sicherung nötig sind. Ziel ist es, die Benutzereingaben auf den Zeitpunkt vor der Sicherung festzusetzen Sicherheit Mit dem Sicherheitsaspekt steht hier die Zuverlässigkeit und Genauigkeit bei der Durchführung von Sicherungsprozessen zur Diskussion. Die Mitteilungs- oder Meldefunktion, die bei Fehlern oder Problemen des Sicherungsprozesses einschreitet, ist eine betriebliche Forderung. Somit kann der Informationsaustausch vom Programm gegenüber den zuständigen EDV- Mitarbeitern gewährleistet werden. Eine zeitgemäße Möglichkeit zur Übermittlung der Fehlerinformationen an die zuständigen Personen bietet hier bspw. der Nachrichtenversand von s. Es soll sowohl eine Überprüfbarkeit der Durchführung auf den einzelnen Servern, sowie eine Überprüfung der gesamten Sicherungsdateien auf dem Datensicherungsserver stattfinden. Eine maschinelle Überprüfung der Seite 18

27 Sicherungsdateien ist im Zusammenhang mit dem geplanten Wegfall der manuellen Prüfung unerlässlich. Die Überprüfung könnte über den Einsatz von Protokolldateien auf den einzelnen Servern, sowie durch ein Auslesen von Dateigrößen der Sicherungsarchive auf dem Datensicherungsserver realisiert werden Bedienung Kommt ein neuer Server hinzu, muss er in die Sicherung integriert werden. Das Datensicherungsprogramm muss also die Möglichkeit bereitstellen, Server hinzuzufügen, zu löschen oder die bereits vorhandenen Daten zu bearbeiten. Bei einer Automatisierung des Sicherungsvorgangs ist der Zeitpunkt zur Bearbeitung der Daten zu beachten. Eine Eingabe während eines laufenden Sicherungsprozesses kann nicht berücksichtigt werden. Somit ist also die Eingabe auf die Zeitpunkte vor dem Start oder nach Abschluss der Sicherung zu realisieren. Die Gestaltung von einer Oberfläche zum Bearbeiten der in der Datenbank abgelegten Daten, ist zwingend erforderlich. Da Eingaben sonst SQL-Kenntnisse und das Wissen über den genauen Aufbau der Datenbankstruktur erfordern würden. Des Weiteren ist der zeitliche Aspekt zu nennen, Änderungen der Datenbestände über SQL-Anweisungen geschehen im Verhältnis zu einer GUI vergleichsweise langsam. Falscheingaben der Benutzer können über eine GUI abgefangen werden, dies ist bei SQL-Anweisungen, welche sofortige Wirkung zeigen, nicht möglich Datensicherungsart Eine Vorgabe betrifft ebenfalls die Sicherungsart. Es wird eine Vollsicherung vorgegeben. Gründe für Wahl dieser Sicherungsart: - geringer Restore-Aufwand - Geschwindigkeit bei dem Aufsuchen von bestimmten Daten - verhältnismäßig einfache Handhabung der Vollsicherung - es wird in der Zukunft die Entwicklung eines automatisierten Wiederherstellungsprozesses angestrebt 20, weitere Informationen zu diesem Thema im Gliederungspunkt Hierbei werden bei einem Ausfall eines Servers die benötigten Aufgaben und Tätigkeiten zur Wiederherstellung der Daten in einem Skript abgelegt. Bei der Ausführung dieses generierten Skriptes werden die Sicherungsdateien benötigt. Dies kann nur mit einer Vollsicherung realisiert werden. Bei Verwendung einer anderen Sicherungsart ergeben sich komplexe Problemstellungen im Wiederherstellungsprozess. Seite 19

28 Die zahlreichen Veränderungen der Datenbestände sowohl in Datenbanken als auch in Dateisystemen bedürfen wie bisher einer täglichen Datensicherung im Unternehmen. 3.4 Strategie des Sicherungsablaufs Vorüberlegung Nach der Analyse von Sicherungsobjekten der bisherigen Sicherung und der Anforderungen wird nun folgend eine theoretische Sicherungsstrategie dargestellt, welche die Schwachpunkte der bisherigen Sicherung aussortieren soll Bearbeitung der Daten Bevor ein Sicherungsablauf durchgeführt werden kann, müssen alle benötigten Daten der Server wie bspw. IP-Adressen, Zugangsdaten, Sicherungs- und Logverzeichnisse in der Sicherungsdatenbank hinterlegt werden. Diese Daten dienen als Grundlage für alle Prozesse. Die Dateneingabe geschieht über eine eigens erstellte grafische Datenbankanwendung. Durch diese kann der Systemadministrator alle Eingaben tätigen Zugriffe auf entfernte Server Für die Datensicherung ist es notwendig das eine zentrale Komponente existiert, im Fall der Geschäftsleitung der Autobus GmbH Sachsen wird es bevorzugt einen separaten Server mit den Sicherungsaufgaben zu beauftragen. Diese zentrale Komponente benötigt einen Zugriff auf alle Server welche in die Sicherung integriert sind. Wie bereits erwähnt wird dieser Zugriff derzeit über Netzlaufwerke realisiert. Die Nachteile von dieser Zugriffsart wurden bereits erläutert. Im neuen Sicherungskonzept soll nun aufgrund von verschiedener Betriebssysteme eine Verbindung über ein plattformunabhängiges Protokoll hergestellt werden. Die Wahl fiel hierbei auf das FILE TRANSPORT PROTOCOL 21 (FTP). Die Nutzung von FTP-Verbindungen erlaubt den beidseitigen Datenaustausch zwischen Datensicherungsserver und allen zu sichernden Servern. Über FTP-Verbindungen können Daten innerhalb einer kurzen Zeit und mit wenigen Kommandos ausgetauscht werden. Weiterhin spricht für das FTP eine einfache Konfiguration und Einrichtung auf dem Datensicherungsserver. Bei Servern die gesichert werden sollen, bedarf es keiner Konfiguration. 21 FTP ist ein weit verbreitetes Netzwerkprotokoll welches zur Dateiübertragung in IP-Netzwerken genutzt werden kann. Seite 20

29 3.4.4 Sicherung von Datenbankservern Folgend wird eine Strategie zum Sichern der Daten zwischen einem Server mit Datenbank und dem Sicherungsserver erläutert. Die Sicherung beginnt mit einer Datenbankverbindung zwischen dem Sicherungsserver und dem Datenbankserver, dies ist durch eine installierte Datenbank auf dem Sicherungsserver möglich. Nach dem Aufbau der Verbindung zwischen den Datenbanken führt der Datensicherungsserver eine Abfrage durch, bei der alle Datenbanknutzer des Servers als Ergebnis geliefert werden. Diese Ergebnisse speichert der Datensicherungsserver. Datenbankintern werden diese Ergebnisse ausgewertet und weiterverarbeitet. Weiterhin wird für den zu sichernden Server eine Exportdatei generiert und im Verteilerverzeichnis abgelegt. Nun folgt der FTP-Zugriff vom Datenbankserver auf den Sicherungsserver, der Datenbankserver lädt die speziell für ihn generierte Exportdatei und ein portables Komprimierungsprogramm herunter. Wurde der Dateitransfer beendet, wird die Exportdatei auf dem Server ausgeführt. Hierbei werden die Datenbanknutzer exportiert und die Sicherungs- und Protokolldateien erstellt. Es folgt ein Befehl zum komprimieren der Sicherungsdateien. Das erstellte Archiv wird via FTP auf den Datensicherungsserver hochgeladen. Alle zur Übertragung benötigten FTP-Befehle befinden sich in einer Kommandodatei auf dem zu sichernden Server. Diese FTP-Kommandodateien wurden einmalig für diesen Server datenbankgestützt generiert und eingerichtet, es bedarf im Normalfall keiner Änderung dieser Kommandodateien. Durch das beschriebene Vorgehen werden alle Datenbanknutzer dynamisch ermittelt. Somit werden Änderungen in den Datenbanken bei der nächsten Sicherung sofort berücksichtigt, da die Exportdatei jeden Tag neu generiert wird. Eine Komprimierung von jeder Sicherungsdatei auf allen Servern verringert den Netzwerkverkehr. Durch Ausführung der Komprimierung auf den einzelnen Servern wird die dazu benötigte Rechenleistung verteilt. Die Automatisierung wird durch eine zeitgesteuerte Ausführung aller Prozesse verbessert. Die Zeitsteuerung aller Prozesse, welche über die Sicherungsdatenbank ausgeführt werden, können über ein integriertes Datenbank-Scheduling implementiert werden. Der Windows-eigene Task-Planer übernimmt die Seite 21

30 Zeitsteuerungsaufgaben im Betriebssystem. Diese Methode findet sowohl bei der Datenbank- als auch bei der Dateisystemsicherung Anwendung. Bei der Zeitplanung für einen Server ist drauf zu achten, dass ein Prozess erst gestartet werden kann, wenn die Durchführung seines Vorgängerprozesses abgeschlossen ist. Im Ablauf des gesamten Sicherungsprozesses aller Server, ist der parallelen Ausführung der Sicherungsskripte Beachtung zu schenken. Da der Datensicherungsserver zu einem bestimmten Zeitpunkt alle Sicherungsarchive vorliegen haben muss, sind die zuletzt auszuführenden Prozesse auf dem zentralen Gerät auf den Abschluss aller Sicherungsskripte angewiesen Sicherung von Dateisystemen Um Server mit Dateisystemsicherung in den datenbankgestützten Sicherungsablauf zu integrieren ist es nötig, dass für jeden Server der gesichert werden soll, die Pfadangaben in der Datenbank des Sicherungsservers hinterlegt werden. Ist dies der Fall werden Sicherungsskripte für diese Server generiert. Die Übertragung der Sicherungsskripte verläuft simultan zu der Sicherung der Datenbankserver. Bei der Ausführung des Sicherungsskripts auf dem jeweiligen Server werden über das Komprimierungsprogramm die benötigten Verzeichnisse komprimiert. Die Übertragung der Sicherungsarchive auf den Sicherungsserver wird ebenfalls wie bei den Datenbankservern durchgeführt. Durch diese Einbindung der Dateisystemserver wird eine Verwendung von BACKUP- SLAVE mit seinen eindeutigen Nachteilen unnötig Prüfung und Transfer auf das Medium Wurden die Dateien von allen Servern abgelegt prüft der Sicherungsserver diese. Eine Dateigrößenprüfung der Archive, wie bereits im Gliederungspunkt erwähnt, findet dabei Anwendung. Wird dabei das Fehlen einer oder mehrerer Dateien festgestellt wird eine Benachrichtigung an die zuständigen Personen durchgeführt. In diesem Konzept ist die das Benachrichtigungsmedium. Folgend soll ein Programmabschnitt realisiert werden, welcher anhand der Kapazität des gewählten Sicherungsmediums, die Sicherungsdateien auf die Anzahl der Medien verteilt. Somit wird sichergestellt, dass alle Sicherungsarchive verarbeitet und die Kapazitäten der Medien optimal genutzt werden. Seite 22

31 Dabei sind Dateigrößen der Sicherungsarchive zu beachten. Ist bspw. die maximale Kapazität von Medium A nach der Berechnung erreicht, wird das gerade untersuche Archiv auf Medium B aufgeteilt. Sind auf Medium B ebenfalls keine Kapazitäten frei, wird das Archiv in einen separaten Ordner verschoben. Dies geschieht ebenfalls mit Archiven welche zu groß für einen Datenträger sind. Übersteigt ein Archiv die Kapazität des Mediums oder sind alle Medien voll belegt und es können keine Archive mehr aufgeteilt werden, wird das zuständige Personal per benachrichtigt. Der Transfer der bereits aufgeteilten Daten auf das optische Medium wird in jedem Fall durchgeführt. Je nach Auswahl des Sicherungsmediums wird dann der Transfer der Archive auf das Medium durchgeführt. Im Falle eines optischen Datenträgers kann ein automatisches Brennen der zuvor aufgeteilten Archive stattfinden. Durch diese Realisierung wird eine manuelle Benutzereingabe unnötig. Alle Aufgaben die nach der Übertragung von den Servern erledigt werden müssen, geschehen automatisiert. Somit wäre der Aufwand für das EDV-Personal deutlich reduziert und alle betriebsspezifischen Anforderungen wären erfüllt. 3.5 Auswahl eines Sicherungsmediums Grund der Analyse Eine Datensicherung zeichnet sich dadurch ab, dass die Sicherungsdateien auf einen externen Speicher transferiert und dort über einen bestimmten Zeitraum abgelegt werden. Der Zugriff auf die Sicherungsdateien muss dabei ständig gewährleistet sein. Für die Konzeption einer neuen Sicherungsstrategie ist es unabdingbar zu prüfen, ob das bisher verwendete Sicherungsmedium die optimale Lösung für die Autobus GmbH Sachsen ist. Aus diesem Grund wird folgend eine Analyse der erhältlichen Datenträger durchgeführt. Ziel soll die Bewertung der Medien und eine schlussendliche Auswahl sein Kriterien Um eine Entscheidung zu fällen, muss vorher definiert werden welche Kriterien das Sicherungsmedium erfüllen muss. Nachfolgend sind die Hauptkriterien aufgeführt: - kostengünstige Anschaffung der Sicherungsmedien - ausreichender Speicherplatz eines Mediums - angemessene Lebensdauer bzw. Haltbarkeit des Mediums im Bezug auf die gesetzlichen Aufbewahrungsfristen Seite 23

32 - Gewährleistung der Lesbarkeit des Datenträgers in der Zukunft - garantierte Revisionssicherheit 22 - Verhältnismäßigkeit bei der Anschaffung von Schreib- bzw. Lesegeräten - geringe Störanfälligkeit des Mediums gegen äußere Umweltfaktoren - das im Unternehmen vorhandene Aufbewahrungsobjekt für Sicherungen entspricht den Lagerbedingungen des Mediums - Robustheit des Mediums bei sachgemäßer Handhabung Datenträgerarten Eine komplette Analyse aller Arten von Datenträgern bzw. Datenspeichern wird als zu umfangreich betrachtet. Aus diesem Grund werden nur Arten aufgeführt welche für das dauerhafte Ablegen oder auch Archivieren relevant sind. Aus dem heutigen Stand der Technik wird zwischen folgenden Arten unterschieden: - magnetische Speicher o rotierend o nicht rotierend - optische Speicher - magneto-optische Speicher - elektronische Speicher Für eine bessere Entscheidungshilfe folgt eine allgemeine Betrachtung der unterschiedlichen Funktionsweisen der Datenträgerarten. Magnetische Speicher: Grundlegende Komponenten sind hier ein Lese-Schreib-Kopf und die Speicherschicht aus ferromagnetischem Material. Beim Schreiben der Daten wird die magnetische Polarisation von Partikeln der Speicherschicht durch den stromdurchflossenen Schreibkopf verändert. Bei einem Polarisationswechsel von nebeneinanderliegenden magnetischen Partikeln wird eine kleine elektrische Spannung induziert, durch die Verstärkung dieser Spannung können die Daten gelesen werden Unter Revisionssicherheit wird bei der Auswahl eines Sicherungsmediums die Unmöglichkeit des Nachbearbeitens von Dokumenten verstanden. Es darf nicht möglich sein die Inhalte der Sicherungsdateien zu ändern. 23 Vgl. Schneider; Werner, 2007, S. 137 Seite 24

33 a) Rotierende magnetische Speicher Der Lese-Schreibkopf bewegt sich auf dem rotierenden Speichermaterial. Ein wichtiger Vertreter ist hier die Festplatte. b) nicht-rotierende magnetische Speicher Das Speichermaterial bewegt sich am Lese-Schreib-Kopf vorbei, die Position des Lese-Schreib-Kopfs ist dabei fixiert. Ein wichtiger Vertreter ist hier das Streamer- Magnetband. Optische Speicher: Die Aufzeichnung und Wiedergabe der Daten auf optischen Datenträgern geschieht mittels Lasertechnologie. Der Datenträger besteht aus folgenden Hauptschichten: - Beschriftungsschicht - Reflektionsschicht - Datenschicht - Kunststoffträger Je nach Art des optischen Datenträgers können noch weitere Schichten untergebracht sein. Informationen werden entlang einer spiralförmigen Spur von innen nach außen durch Erhebungen und Vertiefungen dargestellt. Beschrieben werden die Datenträger mittels eines Lichtwellenverfahrens. Das Lesen der Information geschieht über Abtasten der Oberfläche durch den Laser, wird dabei eine Erhebung getroffen wird der Strahl reflektiert und dann ausgewertet. 24 Die wichtigsten Vertreter sind hier CD, DVD, BD. 24 Vgl. Schneider; Werner, 2007, S. 142 Seite 25

34 Abbildung 2: Lesevorgang einer DVD (online: Brüggemann, Optische Speicher, 2003, S.2) Abbildung 3: Schreibvorgang einer DVD (online: Brüggemann, Optische Speicher, 2003, S.2) Magneto-optische Speicher: Diese Speicherart ist eine Kombination aus optischen- und magnetischen Speichern. Das Schreiben der Daten geschieht wie folgt. Ein Laser erhitzt vorgefertigte Erhebungen auf dem Datenträger, das Magnetfeld einer stromdurchflossenen Spule polt bei den erhitzten Stellen die Magnetisierungsrichtung um. Die Information ist nun Seite 26

35 magnetisch gespeichert und bei Raumtemperatur eingefroren. Das Lesen der Information ist mit dem eines optischen Mediums gleichzustellen. 25 Wichtigster Vertreter ist die MO-Disc. Elektronische Speicher Hier wird der semipermanente Flash-EEPROM-Speicher als einziger Speicher angesehen, der eventuell als Archivierungsmedium verwendbar wäre. Bei Flash- EEPROM-Speichern werden Informationen dauerhaft in Speicherzellen gespeichert, dies geschieht in Form von elektrischen Ladungen. 26 Es existieren Speicherchips mit und ohne Gehäuse. Modelle mit Gehäuse verfügen über einen Controller und können bspw. über einen USB-Anschluss angesteuert werden. Die bedeutendsten Vertreter sind hier der ugs. USB-Stick oder die Speichersteckkarte, welche in verschiedensten Formen und Größen erhältlich ist Vergleich der Datenträger Bevor eine direkte Gegenüberstellung der einzelnen Datenträger vorgenommen werden kann, muss eine Auswahl derjenigen unternehmensspezifisch relevant für die Datensicherung sind. Medien erfolgen, welche Bei den Optischen Datenträgern wurde sich wegen des aktuellen technologischen Wandels für die Vergleichsobjekte DVD und BD entschieden. Hierbei werden sowohl bei der DVD 27 als auch bei der BD die Single-Layer und Dual-Layer Varianten betrachtet. Die Magnetischen Datenträger starten in den Vergleich mit den Varianten Serial ATA bei den Festplatten und LTO bei Magnetbändern. Bei magneto-optischen Medien ist der alleinige Vertreter die MO-D. Aufgrund der vielseitigen Verwendbarkeit des USB-Standards wurde bei Flash-Datenspeichern der ugs. USB-Stick gewählt Speicherplatz Aufgrund der bei der Datensicherung anfallenden Datenmenge, welche ständigen Steigerungen unterliegt, ist eine Betrachtung der Maximalkapazität der einzelnen Datenträger unerlässlich. Nachfolgend eine Übersicht der ausgewählten Medien: 25 Vgl. Schneider; Werner, 2007, S Vgl. Online: Flash Speicher: Allgemeine Funktionsweise 27 Zwischen DVD-R und DVD+R wird keine Unterscheidung bei der Auswahl vorgenommen. Des weiteren werden aufgrund der Aufbewahrungsfristen keine wiederbeschreibbaren DVDs überprüft. Seite 27

36 Kapazität in GB pro Datenträger DVD BD Festplatte Magnetband MO-Disc USB-Stick Single Layer Dual Layer Single Layer Dual Layer (SATA) (LTO: Ultrium 5) (5,25 ") GB 4,7 GB 8,5 GB 25 GB 50 GB GB (3.000 GB) 28 9,1 GB 256 GB Tabelle 1: derzeit erhältliche Maximalkapazitäten der Datenträger Bei einer derzeitigen Datenmenge der gesamten Sicherungsdateien von rund 30 GB, ist es empfehlenswert ein Sicherungsmedium zu wählen, welches mit wenigen Datenträgern auskommt Anschaffungskosten der Medien Um die optimale und effizienteste Lösung für das Unternehmen zu ermitteln, werden die Anschaffungskosten der Datenträger geprüft. Als Kriterien werden der Preis pro Gigabyte bei der Anschaffung einer bestimmten Menge, sowie die Gesamtkosten einer Sicherung gesehen. In Anbetracht der Sicherungsstrategie und der gesetzlichen Aufbewahrungspflichten müssen alle täglich erstellten Datensicherungen archiviert werden. Die Informationen auf den Datenträgern können also nicht für die Wiederverwendung gelöscht werden. Aus diesem Grund ergeben sich 2 Varianten für Festplatten, USB-Sticks und LTO- Magnetbänder. Variante 1: Anschaffung von Medien mit kleinen Kapazitäten. Jeden Tag wird auf neue Medien gesichert, welche dann aufbewahrt werden. Variante 2: Anschaffung von Medien mit großen Kapazitäten. Es werden mehrere Sicherungen auf ein Medium geschrieben. Der Erwerb von einzelnen optischen Medien, d.h. eine Stückzahl von 1 wird als kostenmäßig unvorteilhaft betrachtet. Um eine fachlich richtige Vergleichbarkeit herzustellen wurde der Kostenvergleich von optischen Medien getrennt von allen anderen Medien vorgenommen. Ein Vergleich wird Mittels der folgenden Tabellen realisiert: 28 Kapazität bei Komprimierung der Daten Seite 28

37 DVD BD Single Layer Dual Layer Single Layer Dual Layer Kapazität pro Datenträger 4,70 GB 8,50 GB 25,00 GB 50,00 GB Hersteller Verbatim Verbatim Verbatim Verbatim Verpackungsform Spindel Spindel Spindel Spindel Anzahl der Medien 25 Stk 25 Stk 25 Stk 25 Stk Gesamtkapazität 117,50 GB 212,50 GB 625,00 GB 1250,00 GB Gesamtpreis Netto 10,75 22,68 45,29 199,92 Preis pro Medium 0,43 0,91 1,81 8,00 Preis pro GB 0,09 0,11 0,07 0,16 Anzahl für eine Sicherung Kosten pro Sicherung 3,01 3,63 3,62 8,00 Tabelle 2: Kostenvergleich von optischen Datenträgern 29 Festplatte 1 platte 2 band 1 band 2 Stick 1 Stick 2 Fest- Magnet- Magnet- USB- USB- MO-Disc (SATA) (SATA) (LTO: (LTO: (5,25 ") Ultr. 5) Ultr. 2) Kapaz. / Datenträger 2000 GB 160 GB 1500 GB 200 GB 9,10 GB 4 GB 256 GB Hersteller Samsung Samsung HP HP Sony ADATA Super Talent Verpackungsform einzeln einzeln einzeln einzeln einzeln einzeln einzeln Anzahl der Medien 1 Stk 1 Stk 1 Stk 1 Stk 1 Stk 1 Stk 1 Stk Gesamtkapazität 2000 GB 160 GB 1500 GB 200 GB 9,10 GB 4 GB 256 GB Gesamtpreis Netto 92,35 34,87 79,75 20,83 52,94 8,23 730,25 Preis pro Medium 92,35 34,87 79,75 20,83 52,94 8,23 730,25 Preis pro GB 0,05 0,22 0,05 0,10 5,82 2,06 2,85 Anzahl der Sicherungen pro Medium < 1 < 1 8 Kosten pro Sicherung 1,40 6,97 1,59 3,47 211,76 65,82 91,28 Tabelle 3: Kostenvergleich von magnetischen-, magneto-optischen und Flash- Datenträgern Alle Preise Netto und ohne Betrachtung von Bestellrhythmen oder Versandkosten. Quelle der Preise, außer MO-Disc: Onlineshop ( ). Quelle des MO-Disc Preises: Onlineshop ( ). Die Angabe der Bandlaufwerkskapazität wird in der Betrachtung unkomprimiert angegeben. Für die Berechnungen ist ein Wert der Sicherungskapazität notwendig. Im Verlauf dieser Arbeit wurde von derzeit ca. 27 GB ausgegangen. Aufgrund der ständigen Steigerung und der einfacheren Berechenbarkeit geht man nun im Vergleich von 30 GB aus. Seite 29

38 Aufgrund der recherchierten Werte, ist ein Medium mit Kosten von unter 0,10 pro GB als günstig zu werten Haltbarkeitsdauer eines Mediums Für eine dauerhafte Archivierung ist es notwendig, dass die Lesbarkeit der Daten zumindest für den gesetzlich vorgeschriebenen Zeitraum gewährleistet werden kann. Die Haltbarkeit eines Mediums kann von folgenden Faktoren beeinflusst werden: - gegebene Lagerbedingungen - Häufigkeit des Lesevorgangs - Beschaffenheit der Materialien - Verfahren des Schreibvorgangs Temperatur, Luftfeuchte und Lichteinstrahlung sind Faktoren, die über die Qualität eines Lagerortes bestimmen. Hierbei ist zu beachten, dass diese drei Faktoren geringen Schwankungen unterliegen. Optimal ist ein dunkler, trockener Standort mit möglichst geringen Temperaturen. Die genauen optimalen Werte der Einflussfaktoren hängen vom Sicherungsmedium ab. Im Falle der Autobus GmbH Sachsen werden die Medien wie bereits erwähnt in einem verschlossenen feuerfesten Datensicherungsschrank aufbewahrt. Dieser erfüllt die Bedingungen geringer Lichteinstrahlung und Luftfeuchte. Die Medien sind Temperaturen von ca. 20 o C bis 25 o C ausgesetzt. Jedes Medium wird in einer separaten Folie gelagert. Somit kann eine lange Haltbarkeitsdauer der Datensicherungen erreicht werden. Folgend die Datenträgerarten mit ihren Haltbarkeitswerten: Magnetische Datenträger: Banddatenträger haben durch ein jahrelanges Bestehen am Markt und als ein weitverbreitetes Medium zur Datensicherung nachweisliche Haltbarkeitspannen. Ein Indiz für die maximale Haltbarkeit eines Banddatenträgers ist die Anzahl an Schreibzyklen. Jedes Band besitzt grundlegend eine vom Hersteller garantierte Anzahl von Schreibvorgängen. Ist diese Anzahl erreicht, sollte ein Austausch des Mediums erfolgen. Die Haltbarkeitsspannen von Banddatenträgern variieren abhängig von Bauweise, Verfahren und Hersteller. Seite 30

39 Abbildung 4: Lebensdauer von Magnetbändern (online: Dannehl, Haltbarkeit von Magnetbändern, 2006a) Festplatten dienen im Allgemeinen zur Speicherung von Daten während des laufenden Betriebs in einem Computersystem. Sie sind für eine schnelle Zugriffszeit und eine erhöhte Menge an Überschreibvorgängen konzipiert. Sie werden daher zur Datensicherung und Archivierung nur selten eingesetzt. Ihre Haltbarkeitsdauer beschränkt sich auf fünf bis zehn Jahre. Optische Datenträger: Werte zur Haltbarkeit von optischen Medien werden als Zeitraum angegeben. Durch die relativ junge Technologie des optischen Aufzeichnens von Daten, ist es nicht möglich realistische Werte zur wirklichen Lebensdauer zu erhalten. Deshalb versuchen Hersteller und unabhängige Testinstitute den Alterungsprozess durch Testverfahren zu beschleunigen, diese beinhalten Hitzebehandlung, hohe Lichteinstrahlung und eine schwankende relative Luftfeuchte. Ob diese Tests realitätsnah sind, wird erst ein Vergleich mit der wirklichen Alterung zeigen. Bei einer Studie 30 des National Institute of Standards and Technology (NIST) wurde geprüft ob die Faktoren Lichteinstrahlung, Luftfeuchtigkeit und Temperatur Einfluss 30 Name der Studie: Stability Comparison of Recordable Optical Discs A Study of Error Rates in Harsh Conditions Seite 31

40 auf die Fehlerhäufigkeit beim Lesen optischer Speicher haben. Diese Studie endete mit dem erwarteten Ergebnis, dass die Fehlerhäufigkeit nach einer gewissen Zeit unter extremen Bedingungen stark anstieg. Die Tests wurden mit einer Auswahl von CD- und DVD-Varianten verschiedener Hersteller durchgeführt. Ein weiterführendes Projekt 31 des NIST in Zusammenarbeit mit der Library of Congress (LoC) zu diesem Thema wurde geplant und gestartet. Eine konkrete Komplettauswertung sollte, laut Informationen der Projektseite, im Jahr 2006 veröffentlich werden. Jedoch gab es bisher keine Veröffentlichungen. Einige Hersteller gehen bei einer speziellen Beschichtung 32 der Datenträger und der optimalen Lagerung von einer Maximalhaltbarkeit von 70 bis 100 Jahren aus. Anderweitige Theorien besagen, dass es bei einer Veränderung der Beschichtung oder starker Lichteinwirkung nach drei bis fünf Jahren zu gravierenden Informationsverlusten kommen kann. 33 Für den direkten Vergleich wird ein maximaler Haltbarkeitswert für die DVD auf 50 Jahre festgelegt, welcher bei optimaler Lagerung erreicht werden kann. Eine Aussage über die Lebensdauer von Blue-Ray-discs (BD) zu treffen ist momentan noch schwieriger, da die Markteinführung dieser Technologie noch später als die der CD oder DVD geschehen ist. Aufgrund der Gleichheit des Aufbaus im Vergleich zur DVD, kann man bei der BD davon ausgehen, dass sie ähnliche Zeitspannen wie die DVD erreicht. 31 Name des Projekts: Optical Media Longevity Study (http://www.itl.nist.gov/iad/894.05/loc/index.html) 32 goldbeschichtete CDs ermöglichen höhere Haltbarkeitswerte als Standard-CDs mit Silberbeschichtung 33 online: Dannehl, Haltbarkeit von optischen Speichern, 2006 Seite 32

41 Abbildung 5: maximale Lebensdauer von CDs und DVDs (online: Dannehl, Haltbarkeit von optischen Speichern, 2006b) Es existieren desweiteren Normen der ISO für das Überprüfen einer geschätzten Lebenserwartung von optischen Datenträgern, die ISO 18927: und ISO/IEC 10995: Diese Normen beinhalten den Einfluss von Temperatur und relativer Luftfeuchte. Durch Recherche in der Literatur sowie einiger Inhalte des Internets, lässt sich nur eine Kernaussage treffen: Es gibt keine garantierten Zeitangaben für die Haltbarkeit optischer Datenträger. Da es CDs erst seit ca. 20 Jahren überhaupt gibt, sind wirkliche Langzeiterfahrungen mit ihnen noch nicht vorhanden ISO 18927:2008 : Imaging materials -- Recordable compact disc systems -- Method for estimating the life expectancy based on the effects of temperature and relative humidity 35 ISO/IEC 10995:2008 : Information technology -- Digitally recorded media for information interchange and storage -- Test method for the estimation of the archival lifetime of optical media 36 Bárány, 2004, S.61 Seite 33

42 Flash-Speicher: Bei diesem Speicherprinzip verhält es sich ähnlich wie bei den Festplatten. Sie sind üblicherweise keine Medien für die Datensicherung. Hersteller der Speicherchips geben eine Garantie von fünf bis zehn Jahren auf Haltbarkeit der Chips. Magneto-optische Speicher: Die MO-Discs haben sich am europäischen Markt nie durchsetzten können, in Japan jedoch waren sie sehr verbreitet. Begründet durch ihre Funktionsfähigkeit haben sie eine maximale Haltbarkeitsdauer von Jahren. Nachfolgend eine Gesamtübersicht: DVD BD Festplatte Magnetband MO-Disc USB-Stick Maximale bis zu 50 bis zu bis zu Haltbarkeit Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Tabelle 4: maximale Haltbarkeitsdauer 37 der Datenträger Störanfälligkeit und Widerstandsfähigkeit Es wurden bereits die theoretischen maximalen Werte der Lebensdauer ermittelt. Diese Werte sind allerdings nicht realistisch. Folgend wird analysiert wie Umweltfaktoren und falsche Handhabung die Haltbarkeit der Medien verringern können oder im Extremfall sogar ein vollständiger Verlust der Daten zu verzeichnen ist. Folgend sind die Eigenschaften und Merkmale der einzelnen Datenträger dargestellt. Magnetband: Merkmale bedingt durch den physischen Aufbau 38 : - Empfindlichkeit der Folienträger bei Verschmutzung - Anfälligkeit der Metallpartikel durch Magnetfelder - Nach langjähriger Verwendung oder Lagerung wird eine Straffung des Bandes notwendig 37 Alle Werte gehen von optimalen Lagerungsbedingungen und Aufbewahrung ohne Schäden für das jeweilige Medium aus. 38 Banddatenträger bestehen aus einer Folienträgerschicht welche durch ein Bindemittel mit den magnetischen Metallpartikeln verbunden ist. Die Folienschicht dient als Transportmittel durch das Gehäuse. Seite 34

43 - Verschleiß von mechanischen Bauteilen 39 durch dauerhafte Nutzung - Auflösung der Bindemittelschicht und Oxidation der Metallpartikeln bei hoher Luftfeuchtigkeit - Unempfindlichkeit bei Stößen oder Herunterfallen - Wiederverwendbarkeit durch hohe Anzahl von möglichen Schreibzyklen Festplatte: - verbaute mechanische Teile verschleißen zwangsläufig - Anfälligkeit bei Erschütterungen des Datenträgers, sogenannter Head-Crash 40 - Oxidation des Datenträgers bei zu hoher Luftfeuchtigkeit - Wärmeentwicklung durch hohe Umdrehungszahl der Scheiben, Kühlung des Datenträgers während des Betriebs durch bspw. externe Lüfter ist empfehlenswert - robustes Gehäuse aus Metall - notwendiges Wechselgehäuse für den Austausch der Festplatten DVD und BD: - Widerstandsfähig gegen magnetische Felder - Anfällig für feine Kratzer - Keine Verschleißteile durch berührungsloses Lesen und Schreiben - Keine Verwendung von mechanischen Bauteilen - Berührungsrückstände auf der Unterseite führen zu Lesefehlern - Leistungsverminderung der Reflektionsschicht durch Korrosion oder Oxidation - Auslösen einer chemischen Reaktion durch Oberflächenaufdruck oder Aufkleber - Beschädigung der Datenträger bei Beschriftung durch ungeeignete Schreibmaterialen 41 - Dauerhafte oder starke Lichteinstrahlung bewirkt Datenverlust USB-Stick: - Keine Verschleißerscheinungen, da keine Verwendung von mechanischen Bauteile stattfindet 39 Je nach Bauart eines Magnetbandes existieren bspw. Antriebsräder, -riemen und rollen im Bandgehäuse. 40 Als Head-Crash wird das berühren des Lese- Schreibkopfes mit der schnell-rotierenden Scheibe einer Festplatte bezeichnet. Datenverlust ist die Folge. 41 Die Beschriftung von optischen Datenträgern ist immer auf der dafür vorgesehenen Seite und mit dafür hergestellten Folienstiften vorzunehmen. Eine Beschriftung mit bspw. Kugelschreiber kann Datenverlust zur Folge haben. Seite 35

44 - Verlust des eigentlichen Datenträgers durch geringe Ausmaße des Gehäuses 42 - Gefahr des unachtsamen Zerstörens der Schnittstelle bei Anbringung an bspw. Front-USB-Anschlüsse - Mechanische Beschädigung schwierig durch stabile Gehäuse - Keine Auswirkungen bei Lichteinstrahlung oder Magnetfeldern MO-Disc: - Kein Einfluss durch magnetische Felder, Lichteinstrahlung oder Temperaturschwankungen - Durch feste Implementierung der Scheibe im Gehäuse keine Anfälligkeit gegen Kratzer und Schmutz Lese- und Schreibgeräte Anhand dieses Gliederungspunktes soll festgestellt werden, welche Anschaffungen bei Auswahl des jeweiligen Mediums benötigt werden. Jeder Datenträger, außer Festplatte und USB-Stick, benötigt mindestens ein Schreib- bzw. Lesegerät mit dem der Datenaustausch stattfindet. Für die Handhabung in der Praxis ist es notwendig zu wissen, welche Anzahl von Lese- und Schreibgeräten man benötigt. Somit können die Kosten ermittelt werden. Für die Ziele der automatisierten Datensicherung ist es notwendig, dass für jedes einzelne Medium, dass pro Tag benötigt wird, ein Schreibgerät zur Verfügung steht. Das bedeutet bspw. bei einer Anzahl von 2 Medien pro Tag, 2 Schreibgeräte im Datensicherungsserver. So kann der Datentransfer ohne Eingriff einer Person vorgenommen werden. Zusätzlich wird es angestrebt ein externes Lesegerät in Abrufbereitschaft aufzubewahren, sodass beim benötigten Lesen eines Sicherungsmediums nicht der Datensicherungsserver verwendet werden muss. Dieses externe Gerät sollte über einen standardisierten Anschluss verfügen, um an allen PCs funktionsfähig zu sein. In diesem Sinne ist ein USB-Anschluss die erste Wahl. Für den Einsatz von Festplatten als Sicherungsmedium ist eine Möglichkeit zum Wechsel der Datenträger im laufenden Betrieb nötig. Als optimale Lösung bietet sich ein interner Festplattenwechselrahmen mit mehreren Steckplätzen an. Für diese Lösung sollte ein RAID-System mit hot swapping-unterstützung eingesetzt werden. 42 Erhältliche Flash-Speicher-Medien wie bspw. USB-Sticks sind aufgrund der gängigen Bauform und des technischen Fortschritts sehr klein. Seite 36

45 Für den Anschluss an andere PCs, zum Lesen der Daten, wird ein USB- Festplattengehäuse in den Vergleich integriert. Da eine Unterscheidung der beiden Vergleichsfestplatten hier nicht nötig ist, werden sie zu einer Position zusammengefasst. Es werden nur reine Kosten für die Laufwerke betrachtet. Es sind keine Kosten für zusätzlich notwendige Anschaffungen wie bspw. Mainboards aufgrund von Anschlüssen (SAS), Adaptern, Säuberungsbändern o.ä. inbegriffen. DVD BD Fest- Magnet- Magnetplatte band 1 band 2 MO-Disc Single Dual Single Dual SATA (LTO: (LTO: (5,25 ") Layer Layer Layer Layer Ultrium 5) Ultrium 2) Kapazität pro 160 GB / 1500,00 200,00 4,70 GB 8,50 GB 25,00 GB 50,00 GB Datenträger 2000 GB GB GB 9,10 GB Anzahl Medien pro Sicherung < 1 Hersteller Gerät (intern) Samsung Samsung LG LG IcyDock HP HP Sony Anzahl Geräte 1 7 Stk 4 Stk 2 Stk 1 Stk (intern) Rahmen 1 Stk 1 Stk 4 Stk Preis pro Gerät (intern) 15,12 15,12 120,08 120,08 96, ,95 713, ,76 Hersteller USB Gerät (extern) Samsung Samsung Buffalo Buffalo IcyDock / / / Anzahl USB Geräte (extern) / / / Preis pro USB Gerät (extern) 39,07 39,07 159,58 159,58 44,45 / / / Gesamtpreis 144,89 99,54 399,75 279,66 141, ,95 713, ,06 Tabelle 5: Kosten für Lese- und Schreibgeräte 43 Für Magnetbänder und MO-Discs gibt es keine speziellen USB-Laufwerksvarianten. Eine Alternative wäre der Einsatz von Adaptern um diesen Faktor zu kompensieren. 43 Alle Preise Netto und ohne Betrachtung von Bestellrhythmen oder Versandkosten. Quelle der Preise, außer MO-Laufwerk Onlineshop ( ). Quelle des MO-Laufwerks Preises: Onlineshop ( ). Die Angabe der Bandlaufwerkskapazität wird in der Betrachtung unkomprimiert angegeben. Für die Berechnungen ist ein Wert der Sicherungskapazität notwendig. Im Verlauf dieser Arbeit wurde von derzeit ca. 27 GB ausgegangen. Aufgrund der ständigen Steigerung und der einfacheren Berechenbarkeit geht man nun im Vergleich von 30 GB aus. Seite 37

46 Die Anschaffungskosten der Laufwerke bei DVDs und BDs sind sowohl bei Single- Layer und Dual-Layer gleich, da am Markt ausschließlich nur noch Geräte erhältlich sind, die beide Varianten unterstützen. Jedoch unterscheidet sich die Menge der Laufwerke je nach Wahl des Sicherungsmediums Zukunftsorientierung der Medien In Anbetracht der Schnelllebigkeit und der ständig neuen Entwicklungen im IT- Bereich, ist eine Analyse darüber notwendig, über welchen Zeitraum ein Medium, dessen Laufwerk und die benötigten Teile am Markt erhältlich sein werden. Dies ist für die endgültige Auswahl eines Sicherungsmediums unerlässlich. Da man sich, bei unüberlegter Auswahl eines Mediums, für eines entscheiden könnte, welches schon fast veraltet und abgelöst ist. Genaue Zeitangaben über die Lebensdauer der Technologien lassen sich nicht realisieren, weil dafür keine Grundlagen existieren. Es können somit nur abgeschätzte Aussagen getroffen werden. Eine Orientierung an Zeitspannen von Medien die zu früherer Zeit als Sicherungsmedium eingesetzt wurden, ist nur teilweise machbar. Dies begründet sich durch geringere Intervalle von technischen Neuvorstellungen Heute im Vergleich zu bspw. vor 10 Jahren. Die MO-Disc hat durch ihr geringes Durchsetzungsvermögen am europäischen Markt nicht die Voraussetzungen als langlebiges Datensicherungsmedium ausgewählt zu werden. Ein Erwerb von Laufwerken ist zu diesem Zeitpunkt nur bedingt durchführbar, da es nur sehr wenige Anbieter dieser Technik gibt. Daraus folgt, dass die Preise für Laufwerke und Medien im Vergleich zu ihrer Effizienz unverhältnismäßig hoch sind. Die MO-Disc wird nur noch wenige Jahre überhaupt erhältlich sein. Bei Festplatten bewegt sich der Trend in Richtung der Datenträger die keine mechanischen Bauteile mehr verwenden. Somit wird der Solid State Drive 44 (SSD) die Festplatte (HDD) in wenigen Jahren abgelöst haben. Gründe hierfür sind die geringe Fehleranfälligkeit des SSD sowie die wesentlich höheren Geschwindigkeiten bei der Datenübertragung. Da sich die SSD Technologie aber gerade in der Reifephase befindet und Datenträgergrößen, welche für eine Sicherung ausreichend wären, eine enorm hohen Kostenfaktor besitzen, ist der SSD keine Möglichkeit für die Autobus GmbH Sachsen. 44 Speichermedium, bestehend aus Halbleiterspeicherkomponenten Seite 38

47 Ähnlich wie bei der Festplatte und dem SSD verhält es sich, im Bezug auf die Ablöse, bei den optischen Medien. Die DVD, welche die CD vor einigen Jahren als das meistverbreitetste Medium ablöste, wird nun einen Nachfolger finden. Die Blu- Ray-Disc wird in naher Zukunft das meistgenutzte optische Medium sein und ist es teilweise schon derzeitig. Durch die Zeitdifferenzen bei der Markteinführung von der CD (1982), der DVD (1996) und der BD (2008) ist abzuschätzen, dass der Nachfolger der BD voraussichtlich 2018 am Markt präsent sein wird. Aufgrund der Kompatibilität bei optischen Medien 45 wird die BD noch weitere Jahre danach lesbar sein und es wird noch Medien und Laufwerke geben. Ein weiterer zukunftsorientierter Faktor sind die zahlreichen Großunternehmen der Blu-Ray Association 46 wie bspw. Panasonic, Pioneer, Philips, Sony, Oracle, LG Electronics, Hitachi, Intel, Samsung, Dell und Apple. Durch die Weiterentwicklung werden die Kapazitäten der BD noch weiter steigen, so können mit vorhandenen Laufwerken auch weitersteigende Datenbestände gesichert werden. Datensicherungen werden seit Jahrzehnten erfolgreich mit Magnetbändern durchgeführt. Eine aktuelle Ausführung ist der LTO-Standard. LTO-Banddatenträger erweisen sich als zukunftsorientiert durch ihre ständige Weiterentwicklung in puncto Kapazität und Schreibgeschwindigkeit, derzeitige Generation ist Ultrium 5. Anschaffungskosten der Laufwerke sowie der Medien sind im Verhältnis zu anderen Magnetband-Standards günstig. USB-Memory-Sticks sind die beliebteste Variante zum schnellen Datentransport, hierbei werden Sticks in relativ geringen Kapazitäten verwendet. Die Kapazitäten der Sticks steigen ständig, ein Entwicklungsstop ist nicht absehbar. Vorteil der Medien ist die geringe physische Größe im Vergleich zum SSD. Jedoch sind die Aufwendungen für den Kauf von Datenträgern mit großen Kapazitäten sehr hoch. Wird ein großer nicht-mechanischer Speicher benötigt, ist die Wahl des SSD empfehlenswert. 45 Aktuelle Blu-ray-Laufwerke lesen und schreiben auch CDs und DVDs. 46 Zusammenschluss von Unternehmen zur Entwicklung eines Blu-Ray-Standards. Die Anzahl der Unternehmen beträgt derzeit ca Seite 39

48 Abbildung 6: Zeitstrahl der Datensicherungsmedien (online: Yurin, The History of Backup) Revisionssicherheit Wie bereits erwähnt ist die Sicherheit vor Nachbearbeitung von bereits gesicherten Dateien und Dokumenten, welche archiviert werden, eine gesetzlich vorgeschriebene Eigenschaft, die vom Medium erfüllt werden muss. Für die Medien im Vergleich ist dazu zu sagen, dass LTO-Bänder, Festplatten, USB- Memory-Sticks und auch die MO-Discs eine Möglichkeit besitzen Daten zu löschen und das Medium mit neuen oder bearbeiteten Daten zu beschreiben. Bei Festplatten und USB-Memory-Sticks ist sogar die Möglichkeit gegeben Daten auf dem Datenträger zu ändern oder eine Löschung vorzunehmen. Deshalb sind diese Medien in der Autobus GmbH nicht einsetzbar, da ein Medium für die Datensicherung und auch für die Archivierung geeignet sein muss. Die Schlussfolgerung aus dieser Tatsache ist eine Verwendung eines optischen Datenträgers der das Löschen, Bearbeiten und Wiederbeschreiben nicht zulässt. In puncto Revisionssicherheit werden die DVD und die BD favorisiert. Seite 40

49 3.5.5 Entscheidung anhand eines Bewertungssystems Für die Entscheidung eines Sicherungsdatenträgers wird folgend ein Bewertungssystem eingesetzt. Jeder Datenträger erhält eine Punktzahl in einer Kategorie. Diese Punktzahl ergibt multipliziert mit der Gewichtung eine Gesamtpunktzahl, welche zur Entscheidungsfindung dient. Die folgende Tabelle realisiert das Bewertungssystem. BEWERTUNGSPUNKTE DVD BD Festplatte1 Festplatte2 Kriterium Gewichtung Single Dual Single Dual (SATA) (SATA) Layer Layer Layer Layer 4,7 GB 8,5 GB 25 GB 50 GB 2000 GB 160 GB maximale Kapazität Preis pro GB Kosten pro Sicherung AKO Laufwerke max. Haltbarkeitsdauer Widerstandsfähigkeit zukunftsorientierte Verw Revisionssicherheit Gesamtpunktzahl 500 Pkt Tabelle 6: Bewertungssystem Teil 1 Legende AKO = Anschaffungskosten BEWERTUNGSPUNKTE Magnetband 1 Magnetband 2 MO- Disc USB-Stick 1 USB-Stick 2 Kriterium Gewichtung LTO: Ultr. 5 LTO: Ultr. 2 (5,25 ") 1500 GB 200 GB 9,1 GB 4 GB 256 GB maximale Kapazität Preis pro GB Kosten pro Sicherung AKO Laufwerke max. Haltbarkeitsdauer Widerstandsfähigkeit zukunftsorientierte Verw Revisionssicherheit Gesamtpunktzahl 500 Pkt Tabelle 7: Bewertungssystem Teil 2 Legende AKO = Anschaffungskosten Seite 41

50 Nach Analyse des Bewertungssystems fällt die Wahl des zukünftigen Sicherungsmediums auf die Single-Layer Blu-Ray-disc. Wie bereits erwähnt können die erhältlichen Laufwerke ebenfalls Dual-layer Varianten verarbeiten und somit ist die Handhabung von steigenden Datenmengen kein Problem. Seite 42

51 4 Programmtechnische Umsetzung 4.1 Gründe für die eigene Entwicklung Für die praktische Umsetzung der neu entwickelten Datensicherungsstrategie wird keine Anschaffung von Datensicherungssoftware getätigt. Dies geschieht zum einen aus den anfallenden Kosten, die ein solches käuflich erworbenes Programm mit sich bringt. Auf der anderen Seite ist zu vermerken, dass die gekaufte Software nicht denn unternehmensspezifischen Anforderungen und Voraussetzungen entspricht. Eine Anpassung der Software und eine Integration in das gesamte EDV-System ist nur mit großem Aufwand zu realisieren, da die Gegebenheiten in der Autobus GmbH Sachsen keine Standardisierung aufweisen und fast ausschließlich nur eigens entwickelte Anwendungen existieren. Außerdem ist noch zu erwähnen, dass viele Anbieter von Datensicherungssoftware nicht die benötigte Automation der Sicherungsprozesse bereitstellen können. Ein externes Unternehmen mit der Entwicklung einer betriebsspezifischen Lösung zu beauftragen ist, rein aus Kostengründen, keine Option. Aus diesen Gründen fiel die Wahl auf die unternehmensinterne Entwicklung einer Lösung zur Datensicherung. 4.2 Entwicklungsumgebung Hardware Für die Programmierung und das Testen des Programms, sowie Konzeption und Gestaltung der Benutzeroberfläche wird für dieses Projekt ein gesonderter Computer bereitgestellt, welcher mit ausreichend Leistung ausgestattet ist. Bei den dafür benötigten Komponenten kommen Multicore-Architekturen im CPU-Bereich sowie die DDR2-Generation von Arbeitsspeicher zum Einsatz. Des Weiteren finden vorerst mehrere DVD-Recorder Anwendung, um einen automatisierten Brennvorgang mit DVDs zu konzipieren. Ist dieser Vorgang funktionsfähig wird auf die Verwendung von Blue-Ray-discs umgestellt und die dazu benötigten Blue-Ray-Recorder kommen zum Einsatz Software Windowsanwendungen Für die Übertragung von Daten im Datensicherungsablauf wird wie bereits beschrieben das FTP verwendet, hierbei wird die von Microsoft Windows XP bereitgestellte FTP-Komponente des Internetinformationsdienstes (IIS) verwendet. Für diese Verwendung wurde sich aufgrund von standardmäßiger Bereitstellung, Betriebssystemnähe und einfacher Konfiguration des FTP entschieden. Folgend ein Bildschirmausschnitt des Konfigurationsfensters. Seite 43

52 Abbildung 7: Konfigurationsfenster FTP-Dienst Weiterhin wird für die Benachrichtigungsoption bei Fehlern im Programm ein SMTP 47 -Server auf dem Datensicherungsserver benötigt. Dieser ist für die - Weiterleitung zuständig. Die generierten Nachrichten aus der Sicherungsdatenbank werden an den SMTP-Server gesendet, der die Nachrichten aufnimmt und an den entsprechenden Mail-Server, welcher die Zieladressen verwaltet, weiterleitet. Hierbei 47 SMTP ist das grundlegende Protokoll für den Austausch von Nachrichten im -Format. Seite 44

53 wurde sich ebenfalls für den windowseigenen SMTP-Server entschieden, dieser ist ebenfalls im IIS enthalten. Folgend ein Bildschirmausschnitt der Konfigurationsseite: Abbildung 8: Konfigurationsfenster SMTP-Dienst Die FTP und SMTP-Komponenten lassen sich über eine Windows-CD von Microsoft nachinstallieren, somit ist zusätzlicher Kosten- und Konfigurationsaufwand durch Verwendung von externer Software für diese Aufgaben hinfällig. Seite 45

54 Oracle Durch eine Verwendung von ORACLE-Software auf allen Datenbankservern, abzüglich einiger Ausnahmen, ist für Datenbankfernzugriffe, Exportfunktionen und die einfache Einbindung in das Gesamtsystem der Einsatz einer ORACLE Datenbank auf dem Datensicherungsserver empfehlenswert. Entschieden wurde sich letztendlich für eine ORACLE 10g XE Datenbank. Diese bietet durch ihre Aktualität einige Funktionen, in diesem Fall Datenbank-Packages, welche in älteren Versionen nicht verfügbar waren. Für das Einrichten und Konfigurieren der Sicherungsdatenbank wird der ORACLE Enterprise Manager in der Version verwendet. Mit diesem ist eine komplette Übersicht aller Datenbank-Schemas und -Inhalte möglich. Es lassen sich durch eine grafische Oberfläche bspw. Rechte vergeben, Rollen verteilen und Tabellen erstellen, anzeigen und bearbeiten. Der Enterprise Manager beinhaltet das SQL-Worksheet, welches eine komfortable Anwendung für SQL-Anweisungen und Abfragen ist. Die Entwicklung und Programmierung der grafischen Benutzeroberfläche des Datensicherungsprogramms wird mit dem ORACLE Forms Builder in der Version durchgeführt. Als Form wird eine grafische Formatmaske zur Eingabe von Daten in die Datenbank bezeichnet. Der ORACLE Forms Builder beinhaltet bei der Installation das Programm SQL*Plus in der Version Mit diesem Tool können SQL-Anweisungen über eine einfache Konsole oder über die Eingabeaufforderung von Windows ausgeführt werden Sonstige Anwendungen Für den reibungslosen Ablauf eines Sicherungsprozesses werden, zusätzlich zu den bereits erwähnten, weitere Anwendungen benötigt. Eine Software welche das automatische Brennen von DVDs bzw. BDs realisiert ist notwendig. Hierbei fiel die Wahl auf Nero Burning ROM in der Version und aufwärts, da diese Anwendung das Kommandozeilen-Tool NeroCMD bereitstellt. Über NeroCMD können mehrere Brennvorgänge gleichzeitig über Stapelverarbeitungsdateien gestartet werden. Es wird hierbei nur eine Nero Burning ROM Lizenz benötigt, da sie nur auf dem Datensicherungsserver zum Einsatz kommt. Ein weiteres Ziel der Datensicherung ist eine eigenständige Kompression von Sicherungsdateien des jeweiligen Servers. Für diese Funktion kommt die Seite 46

55 Kommandozeilenversion von 7Zip zum Einsatz. Dieses Tool erlaubt eine Komprimierung von Dateien ohne eine Installation des Programms, es muss lediglich eine ausführbare Datei gestartet werden. Diese Datei kann via FTP auf jeden Server übertragen werden. Außerdem ist 7Zip für kommerzielle Unternehmen frei nutzbar, nachzulesen in Anhang Programmiersprachen Zur praktischen Umsetzung der Strategie wird sich folgender Sprachen bedient: SQL - Structured Query Language: Wie der Name bereits aussagt ist SQL eine Abfragesprache für Datenbanken. Es können Datenstrukturen definiert sowie Daten abgefragt und manipuliert werden. PL/SQL - Procedural Language / SQL: Unter diesem Begriff ist eine von ORACLE erweiterte Form der Sprache SQL zu verstehen, welche die Möglichkeit bietet prozedurale Abläufe zu verarbeiten. Es werden Elemente der prozeduralen Programmierung verwendet wie bspw. Schleifen, Cursor und Variablen. BATCH-Programmierung: Der Name entstand aus dem englischen Wort batch, welches zu Deutsch Stapel bedeutet. Unter diesem Begriff wird die Programmierung von Stapelverarbeitungsdateien verstanden. Stapelverarbeitungsdateien führen gelistete Befehle nacheinander aus. Diese Dateien werden in einem Windows Betriebssystem als.bat-dateien abgespeichert. 4.4 Programmierung Sicherungsdatenbank Der zentrale Sicherungsserver beinhaltet eine eigene Datenbank, die Sicherungsparameter speichert, Datenbankverbindungen herstellt, Sicherungsskripte generiert und Automatisierungsmechanismen beinhaltet. Im Einzelnen werden folgende Bestandteile verwendet: Tabellen: Wie bereits erläutert dienen Tabellen und ihre Datensätze zur Speicherung von Informationen in der Datenbank. Folgend die Tabellenstruktur der Sicherungsdatenbank: Seite 47

56 Abbildung 9: Tabellenstruktur der Sicherungsdatenbank Prozeduren: Diese Elemente dienen der Ausführung von Aufgaben, hinter ihnen steckt die eigentliche Funktionalität des Sicherungsablaufs. Es sind selbst geschriebene Programmabschnitte, die fest in der Datenbank hinterlegt sind (stored procedures). Datenbankpakete: Einige benötigte Funktionen und Abläufe werden vom Hersteller ORACLE in vordefinierten Datenbankpaketen (packages) bereitgestellt. Sie können nach der Ausführung der benötigten Datenbankskripte und Verteilung der Rechte verwendet werden. Folgende packages fanden Verwendung: Seite 48

57 UTL_FILE: Dieses Paket stellt die Funktion bereit durch Angabe von Dateipfad und Zugriffsart, auf Dateien des Betriebssystems zugreifen zu können. Dateien können erstellt, gelesen und geändert werden. Dieses Paket wird zur automatischen Generierung der Stapelverarbeitungsdateien (BATCH-Files) verwendet. UTL_MAIL: In einigen Programmabschnitten benötigt die Fehlerbehandlung eine Benachrichtigungsoption für die zuständigen Ansprechpartner im Unternehmen. Diese Funktionalität wird durch das Paket UTL_MAIL bereitgestellt. Dieses enthält Komponenten zum Austausch von Nachrichten mit einem SMTP-Server. Mit Werten gefüllte Variablen dienen als Parameter für die Inhalte der Betreffzeile, des Nachrichtentextes, der Quelldatei für den Anhang und zur Verbindungsherstellung. DBMS_SCHEDULER Automation ist eines der Grundziele des Sicherungsablaufs. Gespeicherte Prozeduren müssen zeitgesteuert ausgeführt werden können. Diese Möglichkeit bietet das DBMS_SCHEDULER-Paket. Im Scheduler können Jobs erstellt werden, jeder Job greift bei der Ausführung auf eine gespeicherte Prozedur zu. Durch die Angabe von Parametern wie bspw. Startdatum, Wiederholfrequenz, Uhrzeit und Enddatum kann jeder Job separat eingerichtet werden. Ist der Server in Betrieb werden die Jobs bzw. Prozeduren im Hintergrund ausgeführt. Alle regelmäßig auszuführenden Prozeduren im Sicherungsablauf werden durch dieses Paket zeitgesteuert Sicherungsablauf Vorangestellte Aufgaben Um einen täglichen Sicherungsablauf zu implementieren, ist eine Grundlage für die Ablauffunktionalität zu schaffen. Ziel ist es, dass ein Server das für ihn automatisch generierte Sicherungsskript 48 im BATCH-Format und die 7za.exe 49 via FTP vom Datensicherungsserver herunterlädt. Anschließend wird das Sicherungsskript ausgeführt. Nach Abschluss der Sicherung wird die Sicherungsdatei ebenfalls per FTP auf den Datensicherungsserver hochgeladen. 48 Bei Servern mit Dateisystemsicherung enthält diese Datei die Pfadangaben der zusichernden Verzeichnisse. Im Falle eines Datenbankservers enthält sie die Exportfunktionen. Auf die Generierung der Inhalte dieser Dateien wird im späteren Verlauf noch eingegangen. 49 Ausführbare Kommandozeilenversion von 7zip welche keine Installation der Software benötigt. Seite 49

58 Um den Datenaustausch zu realisieren wird datenbankgestützt eine Prozedur ausgeführt, welche für jeden Server einmalig eine FTP-BATCH-Datei, FTP- Download-Befehlsdatei und FTP-Upload-Befehlsdatei schreibt. Inhalt der FTP-BATCH: 1. Aufruf der Befehlsdatei für den Download des Sicherungsskripts 2. Ausführen des Sicherungsskripts 3. Löschen des alten Archivs 4. Komprimierung über das Kommandozeilen-Tool von 7zip 5. Aufruf der Befehlsdatei für den Upload der Sicherungsdatei Folgend ein Beispiel einer FTP-Datei eines Datenbankservers: 1. ftp -n -s:ftp_commands_down_ txt 2. START /WAIT export_ bat 3. del D:\winccd\sicher\ zip /F 4. 7za.exe a -tzip D:\winccd\sicher\ zip "D:\winccd\sicher\*" 5. ftp -n -s:ftp_commands_up_ txt Abbildung 10: Inhalt FTP-BATCH-Datei DB-Server Inhalt der Befehlsdateien für den Download sind folgende FTP-Kommandos: Open <IP-Adresse Sicherungsserver> user Administrator <Administrator Passwort> binary cd EXPORTS get export_ bat get 7za.exe disconnect quit Legende Platzhalter < > ist durch Werte zu ersetzen Abbildung 11: FTP-Befehle Download DB-Server Seite 50

59 Inhalt der Befehlsdateien für den Upload sind folgende FTP-Kommandos: open <IP-Adresse Sicherungsserver> user Administrator <Administrator Passwort> binary cd SICHERUNGEN put D:\winccd\sicher\ zip disconnect quit Legende Platzhalter < > ist durch Werte zu ersetzen Abbildung 12: FTP-Befehle Upload DB-Server Sind diese FTP-BATCH- und Befehlsdateien erstellt, bedarf es der einmaligen Einrichtung auf dem Server. Sie werden auf den Server kopiert und die Ausführung der FTP-BATCH-Datei wird über den Windows Task-Planer zeitgerecht automatisiert. Somit startet der Server täglich zu einer bestimmten Uhrzeit diese Datei, in der alle erforderlichen Befehle enthalten sind Datenbanksicherung Wie eben beschrieben wird bei Datenbanken ein Sicherungsskript benötigt, in dem die Exportfunktionen enthalten sind. Die Exportdatei besitzt serverspezifische Parameter bezüglich aller Datenbanknutzer des jeweiligen Servers. Da diese Angaben täglich variieren können ist es notwendig, dass der Datensicherungsserver täglich für jeden Server ein dynamisches Auslesen der View 50 DBA_USERS vornimmt. Diese View beinhaltet alle Angaben zu den Benutzern einer Oracle-Datenbank. Zugriff ist nur einem Benutzer mit Datenbankadministrator-Rechten gestattet. 51 Ein Zugriff auf diese nicht-lokalen Tabellen wird über Database-Links realisiert. Es wurde eine Prozedur programmiert, welche die tägliche Neuerstellung der Database- Links ausführt. Grundlage hierfür sind die Tabellen SERVER und PASSWORT in denen alle Angaben der Datenbankserver gespeichert sind. Änderungen dieser Tabellen ziehen ebenfalls Änderungen bei den Database-Links nach sich. Wurden die benötigten Database-Links erstellt, erfolgt das erwähnte Auslesen von Inhalten der DBA_USERS aller Server. Hierfür existiert ebenfalls eine gespeicherte 50 Eine View ist eine virtuelle Tabelle. Sie ist nicht physisch gespeichert und enthält Daten einer oder mehrere Tabellen. 51 Vgl. Theriault, Newman, 2002, S. 234 Seite 51

60 Prozedur in der Datenbank, welche die ausgelesen Benutzerdaten in einer temporären Tabelle ablegt. Die Tabelle USR ist für die Speicherung von allen Datenbanknutzerangaben vorgesehen. Diese wird mit den Werten aus der zuvor beschriebenen temporären Tabelle gefüllt. Die Tabelle DIF_USER_PW beinhaltet Datenbanknutzer deren Passwörter vom Nutzernamen abweichen, diese Tabelle wird beim Füllen der Tabelle USR berücksichtigt. Werte der Tabelle USR werden für die weitere Verarbeitung benötigt. Durch Verwendung verschiedener ORACLE-Datenbankversionen und der Tatsache, dass diese Versionen Unterschiede bezüglich der Benennung der Exportanwendungen aufweisen, ist es notwendig diese Unterschiede in der Datenbank zu hinterlegen. Dies geschieht in der Tabelle EXPORT. Durch die Analyse der Datenbankversion kann somit die korrekte Bezeichnung der Exportanwendungen zugewiesen werden. Folgend wird die Tabelle JOB mit Werten gefüllt. Ausschlaggebend hierfür sind die Tabellen SERVER, PASSWORT, EXPORT und USR. Das Füllen erfolgt ebenfalls über eine Prozedur. Die Tabelle JOB beinhaltet dann jene Werte, die für das Erstellen des Exportskriptes nötig sind. Die Generierung aller Exportdateien wird nun durch eine Prozedur erledigt, die aus der Tabelle JOB ihre Daten bezieht und die generierten Exportskripte in einem separaten Ordner ablegt. In dieser Prozedur wird das Datenbankpaket UTL_FILE verwendet. Nun können alle Server per FTP-Zugriff ihre Sicherungsskripte downloaden, diese folgend ausführen, die Komprimierung der Sicherungsdateien vornehmen und die Archive zurücksenden. Da die Tabellen USR und JOB nach Verarbeitung der Daten geleert werden, kann bei einem Fehler im Sicherungsablauf nicht nachvollzogen werden, welche Datenbanknutzer genau gesichert wurden. Deshalb ist der nächste Schritt die Übernahme aller Inhalte der JOB-Tabelle in JOB_GEMEIN. Diese Tabelle ist als Protokolltabelle zu sehen und dient zur täglichen Überprüfbarkeit der Vorgänge. Ihre Inhalte bleiben bestehen. Seite 52

61 Dateisystemsicherung Angaben zu Servern, die keine Datenbank besitzen und eine Sicherung des Dateisystems benötigen werden in der Tabelle FILESYS_SERVER abgelegt. Für jeden dieser Server beinhaltet die Tabelle FILESYS_PFADE die Verzeichnisse welche gesichert werden müssen. Aus diesen beiden Tabellen werden die Sicherungsskripte anhand einer Prozedur erzeugt. Diese Skripte sind BATCH-Dateien, die zum Inhalt die Befehle zur Komprimierung aller Sicherungsverzeichnisse des Servers haben. Die Erzeugung der Skripte erfolgt, im Bezug auf den zeitlichen Ablauf, nach der Generierung der Datenbankskripte. Hierbei werden die Dateien ebenfalls in einem Verzeichnis bereitgestellt und die Dateisystemserver haben Zugriff auf ihr jeweiliges Sicherungsskript Abschließende Aufgaben Wurden nun von allen Datenbank- und Dateisystemservern die Sicherungsarchive per FTP versendet und auf dem Datensicherungsserver abgelegt, wird eine Überprüfung auf Vorhandensein der Archive durchgeführt. Diese Aufgabe erledigt eine Prozedur, welche Inhalt des spezifischen Verzeichnisses mit den Datensätzen der Servertabellen vergleicht. Fehlt dabei ein Archiv eines Servers wird über das Paket UTL_MAIL eine Benachrichtigung versendet. Anschließend wird die Problematik des automatisierten Brennens behandelt. Es wird eine BATCH-Datei benötigt, in der die Befehle für das NeroCMD-Tool enthalten sind. Da mehrere Recorder gleichzeitig die Medien beschreiben sollen, muss festgelegt sein, welche Archive auf welches Medium gebrannt werden. Somit ist die Analyse aller Archivgrößen, die Festlegung der maximalen Kapazität eines Mediums und die schlussendliche Aufteilung der Archive notwendig. Diese Aufgabe erledigt eine gespeicherte Prozedur, sie berechnet die Aufteilung und generiert die BATCH-Datei, die zum Inhalt das Verschieben der Archive und die NeroCMD-Befehle hat. Sind Archive zu groß für ein Medium oder können auf Grund zu weniger Recorder und Medien nicht aufgeteilt werden, schaltet sich die -Benachrichtigungsoption ein und informiert den Administrator. Zum Schluss wird die gerade beschriebene BATCH-Datei, zum Aufteilen und Brennen, auf dem Sicherungsserver gestartet. Diese Aufgabe übernimmt der Windows Task-Planer. Seite 53

62 Wurden alle Medien beschrieben ist die Aufgabe des EDV-Mitarbeiters lediglich eine Beschriftung der Medien und der Transport zum Aufbewahrungsort Grafische Benutzeroberfläche Für die Durchführung der beschriebenen Operationen ist eine Bearbeitung der Datensätze der Sicherungsdatenbank notwendig. Hierfür ist eine grafische Benutzeroberfläche für die zuständigen Mitarbeiter erstellt worden, die eine einfache Bearbeitung der Tabellen ermöglicht. Es sind dafür keine Datenbankkenntnisse erforderlich. Folgende Tabellen der Sicherungsdatenbank müssen bearbeitet werden können: SERVER, FILESYS_SERVER, FILESYS_PFADE, MAIL, DIF_USER_PW und EXPORT. Zusätzlich sind Funktionen wie das manuelle Starten eines Sicherungsvorgangs, Einsichtnahme auf die Tabelle JOB_GEMEIN und das Editieren der zeitlichen Abfolge der Datenbankprozeduren möglich. Somit kann der Verantwortliche Mitarbeiter alle Elemente der Datensicherung steuern und verwalten. Abbildung 13: Ausschnitt der grafischen Benutzeroberfläche Seite 54

63 Der Aufbau der Oberfläche ist in Tabs organisiert, sodass die Übersichtlichkeit gewahrt bleibt und alle Elemente und Funktionen intuitiv gefunden werden. Das Hinzufügen, Bearbeiten und Löschen von Datensätzen wird über Dialoge gesteuert, der Quellcode im Hintergrund greift direkt auf die Sicherungsdatenbank zu und alle Änderungen werden sofort wirksam. Ein Beispieldialog ist in der folgenden Abbildung zu sehen: Abbildung 14: Dialog zum Bearbeiten eines Serverdatensatzes Fehlerbehandlungen bei Falscheingaben oder doppelten Einträgen sind implementiert und funktionsfähig. Der Nutzer wird durch Warn- und Hinweisfenster auf das jeweilige Problem hingewiesen und kann reagieren. Seite 55

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