Методы и средства обеспечения целост­ности данных

Содержание:

Введение

Сегодня очень важно правильно хранить информацию при таких ее количествах. Каждый имеет информацию, которую нужно хранить и использовать в последующем, но при поломки хранилища и неимении резервного данные попросту теряются в большинстве случаем. Очень важно позаботиться об этом до утраты, чтобы не понести убытков информации, а еще хуже, средств.

На данный момент имеется огромное количество способов обезопасить свои данные от утери и, как бонус, удобно обмениваться ей между устройствами. Популярность набирают облачные хранилища.

Методы и средства обеспечения целост­ности данных

Защита данных (к которым можно отнести и установленное программное обес­печение) от удаления или искажения задача непростая даже при отсутствии преднамеренных действий со стороны злоумышленников. Как правило, для ее решения требуется использовать комплекс программно технических мер, ос­новными из которых являются:

• резервное копирование данных;
• продуманная настройка и поддержание требуемых («безопасных») зна­чений системных параметров;
• заблаговременная установка и освоение специализированных про­граммных средств восстановления данных.

Перечисленные меры должны быть предусмотрены на этапе разработки поли­тики безопасности организации и отражены в соответствующих регламенти­рующих документах.

Резервное копирование данных

Резервное копирование можно считать панацеей практически во всех ситуаци­ях, связанных с потерей или искажением данных. Одна­ко действительно универсальным «лекарством» резервное копирование ока­жется лишь в том случае, если соблюдать правила его применения. Особенности восстановления различных видов данных на основе резервных копий будут приведены в соответствующих главах раздела сейчас рассмотрим общие принципы резервного копирования.

Архивация и резервное копирование

Два этих понятия так часто используются совместно и публикациях и при ра­боте с данными, что иногда даже начинают восприниматься как синонимы. На самом деле, хотя архивация (английский термин archiving) и резервное копирование (backup) - большие «друзья», они вовсе не близнецы и вообще не «родственники».

Архивация очень близка к созданию некомпьютерных, «бумаж­ных» архивов. Архив — это место, приспособленное для хранения документов, которые либо потеряли свою актуальность, ли­бо используются относительно редко.

Документы в архиве обычно упорядочены (но датам, по логике, по авторству и т. д.). Это позволяет быстро отыскать интересующий документ, корректно добавить новый документ или удалить не­нужный.

Практически все перечисленные особенности присущи также электронным ар­хивам. Причем ведущую роль при их создании играет умение программ-архиваторов сжимать архивируемые данные, позволяя тем самым экономить место для их хранения. Именно эта способность архиваторов и «подружила» их с программами резервного копирования, но подробнее об этом немного поз­же.

Цель резервного копирования на компьютере - повысить надежность хране­ния тех данных, потеря которых может привести к убыткам. Для особо ценных данных могут создаваться две и более резервных копии. Как правило, при резервном копировании приходится решать две взаимосвя­занные проблемы: какие именно данные копировать, и как часто. Во многих случаях именно применение мето­дов сжатия, реализованных в программах-архиваторах, позволяет подобрать подходящие параметры процедуры резервного копирования. Существенным отличием резервного копирования от архивации является то, что хотя бы одна резервная копия обязательно должна быть создана не на же­стком диске, хранящем оригинал, а на альтернативном носителе (ком­пакт-диске и т. д.).

Можно создать архив, включив в него редко используемые данные, и со­хранить его либо непосредственно на жестком диске компьютера, либо (что предпочтительнее, но не обязательно) на другом носителе. И после этого уда­лить исходные файлы (оригиналы).

Процедура резервного копирования предполагает обязательное сохранение оригинала (то есть тех данных, с которыми работает пользователь). Резервное копирование предназначено в первую очередь для повышения со­хранности данных, которые продолжают использоваться в работе (то есть пе­риодически изменяются). Поэтому резервные копии также должны периодиче­ски обновляться. При этом обязательным является применение дополнитель­ных носителей данных (запоминающих устройств). В идеале для хранения ка­ждой копии следует отвести отдельный носитель.

Методы резервного копирования

Резервное копирование обычно осуществляется в соответствии с одним из трех основных методов: полным, инкрементальным и дифференциальным.

При использовании полного резервирования каждый раз производится копи­рование всего набора данных. Данный метод занимает мно­го времени при записи и ведет к большому расходу резервных носителей. С другой стороны, в этом случае восстановление информации осуществляется быстрее, чем при любом другом методе, поскольку резервная копия соответст­вует текущему состоянию всего набора данных (с учетом периодичности копи­рования). Полное копирование является наиболее привлекательным решением при резервном копировании системной информации и служит отправной точ­кой для других методов

Инкрементальный (или добавочный) метод основан на последовательном частичном обновлении резервной копии. На первом этапе создается полная ко­пия набора данных. Последующие сеансы резервного копирования разделяют­ся на два вида: частичное копирование и полное. При очередном частичном копировании на резервный носитель помещаются только файлы, которые были модифицированы по сравнению с предыдущей частичной копией. Модифицированными считаются файлы, у которых изменились содержание, атрибуты или права доступа. По истечении периода времени, заданного пользователем (или системным администратором) вновь создается полная копия, и затем цикл повторяется. Данный метод является са­мым быстрым с точки зрения создания промежуточных копий и ведет к минимальному расходу резервных носителей.

Однако процедура восстанов­ления занимает много времени: информацию сначала требуется восстановить с полной копии, а затем последовательно со всех частичных копий. Тем не менее, это самый популярный метод резервного копирования.

При дифференциальном (разностном) методе на первом этапе также создается полная копия. На последующих этапах копируются только файлы, измененные со времени проведения полного копирования (на рис. приведена схема дифференциального резервного копирования для недельного цикла). Через за­данный интервал времени возобновляется полный цикл, то есть вновь создает­ся полная резервная копия набора данных. По сравнению с инкрементальным методом, дифференциальное копирование требует больше времени на создание частичной (дифференциальной) копии, но восстановление информации выпол­няется быстрее, поскольку используются только две копии: полная и последняя дифференциальная.

Главной проблемой инкрементального и дифференциального копирования яв­ляется проблема выбора надежного критерия модификации файла. Обыч­но в качестве такового выступает атрибут Archive время создания/модификации файлов, размер файла или контрольная сумма содержимого файла. К сожалению, все они имеют те или иные недостатки, свя­занные с особенностями обработки атрибутов и прав доступа отдельными при­кладными программами.

Некоторые из современных программных средств резервного копирования предлагают принципиально иной подход к созданию резервных копий, который иногда называют копированием на лету. Его идея состоит в том, что любые изменения файлов, указан­ных пользователем при настройке программы, сразу переносятся в резервную копию. При очевидной простоте метода, он обладает целым рядом недостатков. Основной из них заключается в том, что произведенные изменения могут быть обусловлены ошибочными дей­ствиями пользователя или работой вредоносных программ. В результате возврат к «правильной» версии файла может оказаться невозможным.

Другая проблема связана с выбором периодичности создания частичных копий и с числом таких копий внутри полного цикла.

С одной стороны, чем чаще выполняется копирование, тем более «свежая» ин­формация будет сохранена в качестве резервной копии. С другой стороны, ка­ждый сеанс резервного копирования требует определенных дополнительных затрат: и времени, и резервных носителей.

Для оптимизации числа используемых резервных носителей разработаны спе­циальные алгоритмы замены носителей (так называемые схемы ротации но­сителей). Наиболее часто используют следующие схемы:

• одноразовое копирование;
• простая ротация;
• «дед, отец, сын»;
• «Ханойская башня»;
• «10 наборов».

Одноразовое копирование — это наиболее простая схема, которая, по сути, вообще не предусматривает ротации носителей. При ее использовании резер­вируемые данные каждый раз копируются на один и тот же перезаписываемый носитель. Другой вариант применения такой схемы- когда очередная копия данных помещается на новый не перезаписываемый носитель. Такая схема обыч­но используется в тех случаях, когда объем резервируемых данных невелик, либо когда резервирование не носит регулярного характера.

Простая ротация подразумевает, что некий набор носителей используется циклически. Например, цикл ротации может составлять неделю, и тогда один носитель выделяется для определенного рабочего дня недели. При такой схеме полная копия обычно делается в пятницу, а в другие дни - частичные копии (инкрементальные или дифференциальные). Таким образом, для недельно­го цикла достаточно иметь пять носителей. После завершения цикла все повто­ряется сначала, и запись производится на те же самые носители. Недоста­ток данной схемы в том, что она не очень хорошо подходит для ведения архива полных копий, поскольку количество носителей в архиве быстро растет. Кроме того, достаточно частая перезапись частичных копий на одни и те же носители ведет к износу последних и, соответственно, повышает вероятность их отказа.

Схема «дед, отец, сын» имеет иерархическую структуру и предполагает ис­пользование комплекта из трех наборов носителей. Раз в неделю делается пол­ная копия дисков компьютера, ежедневно же проводится инкрементальное (или дифференциальное) копирование. Дополнительно раз в месяц произво­дится еще одно полное копирование. Набор для ежедневного инкрементально­го копирования называется «сыном», для еженедельного - «отцом», а для еже­месячного - «дедом». Состав носителей в ежедневном и еженедельном наборах является постоянным. При этом в ежедневном наборе каждый носитель соот­ветствует определенному дню недели, а в еженедельном наборе – каждой неделе месяца. Носители из «ежемесячного» набора обычно заново не исполь­зуются и откладываются в архив. Недостаток данной схемы состоит в том, что в архиве находятся только данные, имевшиеся на конец месяца. Как и при про­стой ротации, ежедневные копии подвергаются значительному износу, в то время как нагрузка на еженедельные копии сравнительно невелика.

Схема «Ханойская башня» редко используется пользователями «домашних» компьютеров. Она построена на применении нескольких наборов носителей. Их количество не регламентируется, но обычно ограничивается пятью-шестью. Каждый набор предназначен для недельного цикла копирования, как в схеме простой ротации. Каждый набор содержит один носитель с полной недельной копией и носители с ежедневными инкрементальными (дифференциальными) копиями. В таблице приведена схема ротации для пяти наборов носителей.

Схема «10 наборов» также используется нечасто. Как следует из названия, схема рассчитана на использование 10 наборов носителей. Период из 40 недель делится на десять циклов. В пределах цикла за каждым набором закреплен один день недели. По прошествии четырехнедельного цикла осуществляется переход к следующему набору. Например, если в первом цикле понедельнику соответствовал набор 1, а за вторник - набор 2, то во втором цикле понедель­нику будет соответствовать набор 2, а вторнику - набор 3. Такая схема позво­ляет равномерно распределить нагрузку и, как следствие, выровнять износ но­сителей.

Вывод

На данный момент существует множество способов, вариаций и программ для резервного копирования данных, как для домашнего использования, так и для корпоративного. Регулярно сохранять свои данные должно войти в привычку и ничего не случится.

Источники информации

• https://studfiles.net/preview/4419934/
• https://studopedia.ru/2_92694_rezervirovanie-metodi-sposobi-i-tipi-rezervirovaniya.html
• https://helpiks.org/9-1332.html
• Мой реферат по Технологиям обработки информации на тему: «Методы резервирования».