Grundlagen der Datensicherung und das Archive und Backup System von LRZ Dr. Alexander Dunaevskiy

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1 Grundlagen der Datensicherung und das Archive und Backup System von LRZ Dr. Alexander Dunaevskiy

2 Grundbegriffe der Datensicherung Grundarten der Datensicherung Archive & Backup Archive ist versionsunabhängige Datensicherung Backup ist versionsbasierte Datensicherung

3 Verfahren beim Backup Full Backup Alles wird gesichert Differential Backup Sichert Änderungen seit letztem Full Backup Incremental Backup Sichert Änderungen seit letztem Backup Partial Backup

4 Verfahren beim Backup (Differential Backup) Full Diff. Diff. Diff. Diff. Diff. Diff. BOOM So. Mo. Di. Mi. Do. Fr. Sa. Weniger Platzverbrauch als Full-Bkp. Kompletter Restore (2 Versionen) Restore schneller als bei Inc.-Bkp. Backup langsamer als bei Inc.-Bkp. Redundante Daten im Backup Hohe Medienanzahl & Kosten 4

5 Verfahren beim Backup (Incremental Backup) Full Inc. Inc. Inc. Inc. Inc. Inc. BOOM So. Mo. Di. Mi. Do. Fr. Sa. Weniger Platzverbrauch als Diff.-Bkp. Keine redundanten Daten im Backup Schnellstes Backup-Verfahren Restore dauert länger als bei Diff./Full Bei Restore Full und mehrere Inc. Versionen notwendig Weniger Datensicherheit 5 (keine Redundanz)

6 Das Prinzip verteilter Datensicherung disk cache network server clients tape library administrator

7 Datenhaltungsdienste des ABS Datensicherung (Backup + Archive) Fehler in der Hard - Software menschliches Versagen sonstige Katastrophen Backup kurzfristige Aufbewahrung (typisch für die betriebsrelevanten Daten) Archive (Archivierung) sichere Aufbewahrung langfristige Aufbewahrung, u.a. Langzeitarchivierung von Kulturgut (Bibliotheken, Museen usw.) Mittelfristige Lagerung großer Datenmengen z.b. E/A-Daten der Programme an den Supercomputern Video-Daten, 3D

8 ABS Konfiguration LABS System 1 7 Server IBM TS3500 LABS System 2 13 Server 5 x IBM DS4500 IBM TS3500 HABS System 2 x STK FLX Server 200 TByte Disk Storage STK SL8500 8

9

10

11 HLRB2 High Performance Archive

12 Tivoli Storage Manager: TSM Client/ Server Software Einfache Managebarkeit Vielfältige Optionen zur Automatisation Höhe Redundanz der Komponenten möglich Verschiedenste Plattformen werden vom Client unterstützt Linux (SLES,RHEL), Solaris, AIX und Windows sind mögliche Server-Plattformen

13 TSM Der Allrounder

14

15 Bemerkungen zu TSM TSM ist eine DB basierte Software Die DB ist in einen quasi statischen DB Teil (TSM DB) und Activity Logs (TSM Actlog) aufgeteilt. In die Activity Logs werden die Änderungen reingeschrieben. Die TSM DB bekommt die Änderungen während eines DB Backups mit

16 Wie funktioniert TSM? Ablauf bei Sicherung TSM Client bereitet die Daten vor, validiert sich bei dem TSM Server, sendet die Daten an den TSM Server TSM Server Interne DB für die Metadaten: Art der Sicherung, Policy, Dateiname, Dateigröße, Verfallsdatum, Medium, Nr. der Version bei Backup usw. und empfängt die Meldungen vom TSM Server Disk Cache Tape Library

17 Wie funktioniert TSM? Ablauf bei Restauration TSM Client bereitet die Daten vor, validiert sich bei dem TSM Server, empfängt die Daten vom TSM Server TSM Server Interne DB für die Metadaten: Art der Sicherung, Policy, Dateiname, Dateigröße, Verfallsdatum, Medium, Nr. der Version bei Backup usw. und empfängt die Meldungen vom TSM Server Disk Cache Tape Library

18 Grundbegriffe von TSM Policy Domain Policy Set Management Class Copy Groups Backup Restore Archive Retrieve Reclamation Expiration Migration TSM Policies

19 TSM Policies

20 TSM Funktionsweise

21 TSM Reclamation

22 Die Daten-Lieferanten SGI Interim System(Altix) S11-S56 Linux-Cluster SGI HLRB2 (Altix) MWN SERVER

23 Die Daten-Lieferanten SGI Interim System(Altix) S11-S56 Linux-Cluster SGI HLRB2 (Altix) MWN SERVER

24 Bandspeichermedien 9 Spur Band 100MB QIC Kassette 250MB 8 mm Kassette 20GB 4 mm Kassette 2GB IBM 3590 Band 40GB IBM 3570 Kassette 7GB STK SD-3 Band 50GB

25 Mit der Lupe auf der Spur

26 Historisch: Die schnellste Library IBM 3575

27 Historisch: Die Große: Library IBM 3494

28 Historisch: Die ganz Große Alte, StorageTek Powderhorn STK 4400 Automated Cartridge System Platz für 6000 Bänder Verschiedene Laufwerke anschließbar

29 Die neue Generation : IBM 3584

30 Aktueller Ausbau: IBM 3584

31 Aktueller Ausbau IBM 3584 (TS3500)

32 HighEnd: STK SL8500 (SL85100)

33 HighEnd: STK SL8500 (SL85100)

34 Die Tape-Technologien am LRZ STK Ti10000B (SUN Next Generation Tape) 1000 GB, 120MB/Sek ( 2009) LTO II (IBM,HP,CERTANCE) 200 GB, 40 MB/Sek (2003) LTO IV (IBM,HP,CERTANCE,Quantum) 800 GB, 120 MB/Sek (2007) LTO V (IBM,HP,CERTANCE,Quantum) 1600 GB, 140 MB/Sek (2010)

35 SUN StorageTek Titanium TI10000B Laufwerk Titanium T10000 Laufwerk 120 MByte/s Transferrate 1000 GByte pro Band 35

36 ABS in Zahlen 47 TSM-Server auf 33 Rechnern verfügen über 160 TB Plattenkapazität (Disk Caches +DB) und 12.2 PB Bandkapazität (ausbaubar auf 15 PB) in 3 physikalischen und 4 logischen Libraries mit 73 Laufwerken. Die Server bedienen 5940 Rechner, die täglich 29 TB an die Server schicken und 532 GB von den Servern holen. In ca. 6 Milliarden Dateien lagern ca. 8.7 PB Benutzerdaten. Zur Verwaltung der Daten sind die internen Datenbanken mit einer Gesamtgröße von über 6 TB notwendig. In etwa verdoppelt sich die Anzahl der Dateien sowie deren Umfang jährlich.

37 Begrenzt durch Lebensdauer von Daten die Haltbarkeit des Datenträgers die Verfügbarkeit der R/W-Hardware die Verfügbarkeit der Applikations-Software die Verfügbarkeit des Betriebsystems die Verfügbarkeit des Filesystems Was kann man tun? Auf HW-Seite: Häufiges kopieren (alle 3 bis 10 Jahre) Durch bessere und schnellere Hardware machbar Auf SW-Seite: Migration, Emulation

38 Lebensdauer von Daten Ein Beispiel Datenträger: LTO Ultrium 1 Aufzeichnungsstandard: MS-Word, Version? Geschrieben: 2000 Lesbar: 15 Jahre später problematisch Interpretierbarkeit: 15 Jahre später? Datenträger: Stein Aufzeichnungsstandard: Ägyptische Hieroglyphen Geschrieben: 4000 v. Chr. bis 300 v. Chr. Lesbar: 6000 Jahre später problemlos Interpretierbarkeit: 6000 Jahre später 38

39 TSM von der Client-Seite Single Point of Failure: die interne Datenbank - RAID5 mit FCAL- Platten - Hotspare-Mechanismus - SW-Spiegelung der Datenbank - gespiegeltes Recovery-Log - tägliche Backups, Rollforward-Verfahren Bandkopien der Archivdaten Sicherung der Server-Konfigurationen Server to Server Communication

40 Sind die Daten wirklich sicher? Argon-Löschanlage Feuer wird erstickt Kein Wasserschaden Modernste Klimatechnik optimierte Temperatur & Luftfeuchtigkeit

41 Sind die Daten wirklich sicher? Zweitkopie von Archivdaten wird in einem geographisch entfernten Rechenzentrum gespeichert!

42 TSM von der Client-Seite Sehr einfache Bedienung mit Hilfe von Web-Interface oder Command Line LRZ Online Dokumentation als Hilfe ist unter zu finden

43 LRZ Online Dokumentation

44 TSM von der Client-Seite Beispiel: dsm dsm ar descr=beschreibung DATEI dsm q ar -sub=yes DATEI dsm retr repl=yes/no ARCHIVDATEI ZIELDATEI Beispiel: dsmc tsm> Archive Description=Beschreibung DATEI tsm> Query ARchive -SUBdir=yes DATEI tsm> RETrieve REPlace=yes/no ARCHIVDATEI ZIELDATEI

45 Bemerkungen zur Planung einer Datensicherung Denken Sie an den Fall von Restore oder Retrieve in Ihrer Umgebung. Denken Sie an die Organisation Ihrer Daten, geben Sie Ihnen erkenntliche Namen ( Finanzamt-Einspruch doc) Benutzen Sie keine Sonderzeichen (u.a. keine Umlaute) in den Dateinamen. Ignorieren Sie Meldungen aus Log-Dateien nicht immer. Überprüfen Sie gelegentlich, ob alles gesichert wird und widerhergestellt werden kann.

46 Bemerkungen zur Konfiguration vom TSM Client 2 Wichtige Konfigurationsdateien: dsm.sys für Systemnahe Einstellungen wie TSM-Server, Passwort Modus, virtuelle Mount Points, Pfade zu dsm.opt etc. dsm.opt (Optional) für die individuellen Backup/Archive Process-Optionen, z.b. was und wie bei einem User gesichert wird. Interessant für Systeme mit mehreren User.

47 Bemerkungen zur Konfiguration vom TSM Client (unter Unix) Beispiel für system option File dsm.sys *** defaults *********************************************************** defaultserver SXY *** local ************************************************************** *** server servername local tcpserveraddress SXY.lrz-muenchen.de tcpport 1650 *** node passwordaccess generate encryptkey save encryptiontype aes128 inclexcl /usr/local/adsm/etc/dsm.excl.local *** schedule schedlogretention 10 schedmode prompted schedlogname /tmp/dsmsched.log *** begin - reiserfs or ext3 file spaces ******************************* VirtualMountPoint /

48 Bemerkungen zur Konfiguration vom TSM Client (unter Unix) Im optionalen user options File dsm.opt stehen die für einen User individuellen Process-Einstellungen. (Nuser >1 ) Beispiel für user options file dsm.opt tapeprompt no domain /boot domain / domain /users domain /var

49 Bemerkungen zur Konfiguration vom TSM Client (unter Unix) Im exclude-include File sind alle anzuwendenden exclude-include Regeln zusammengefasst. Beispiel für exclude-include File dsm.excl exclude /unix/ include /unix/projekt/ exclude.archive /.../core exclude.backup /home/jones/proj1/devplan/ exclude.dir /home/jones/tmp exclude.encrypt /users/home2/file1 include.encrypt /users/home2/* exclude.compression /home/gordon/proj1/* exclude.fs.nas netappsj/vol/vol0

50 Ein typischer Fehler bei der Definition von include-exclude Listen: Zum Beispiel im der folgenden include-exclude Liste includefile.txt File wird nicht gesichert include /home/usr/includefile.txt exclude /home/usr/.../* Andersrum angeordnet in der include-exclude Liste wird File includefile.txt gesichert: exclude /home/usr/.../* include /home/usr/includefile.txt

51 Bemerkungen zur Exclude- Include Listen Denken Sie an die TSM-BA-Client Option Preview nach dem Erstellen der Exclude- Include-Listen (Ab TSM 5.3). dsmc preview arc/ba DATEI oder dsmc tsm> preview arc/ba DATEI

52 Allgemeine Bemerkungen zu TSM TSM ist primär zur Sicherung von Nutzdaten konzipiert worden. (Zur Wiederherstellung wird ein funktionierender TSM Client benötigt, d.h. auch das funktionierende OS) Mögliche Konzepte zur Server-Sicherung sind: - Automatische Installation und Konfiguration von OS und anschließende TSM Nutzdaten-Wiederherstellung - Spezielle Image Software und die Sicherung von Images mit Hilfe von TSM - Bare Machine Recovery Software, z.b. von Cristie CBMR und TBMR. TBMR ist für TSM entwickelt worden.

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