バックアップローテーションスキーム

バックアップローテーション スキームは、データをコンピューター メディア (テープなど) にバックアップするシステムであり、再利用によってメディアの使用数を最小限に抑えます。このスキームでは、各リムーバブル ストレージをバックアップ ジョブで使用する方法とタイミング、およびバックアップ データが保存された後の保存期間を決定します。データの保存と復元のニーズと追加のデータ ストレージ メディアのコストとのバランスをとるために、さまざまな手法が時間の経過とともに進化してきました。このようなスキームは、増分バックアップ、複数の保存期間、およびオフサイト ストレージを考慮すると、非常に複雑になる可能性があります。

先入れ先出し (FIFO) バックアップ方式では、新規または変更されたファイルがセット内の「最も古い」メディア、つまり最も古く、最も役に立たないバックアップ データを含むメディアに保存されます。^[1] 14 個のメディアのセットに毎日バックアップを実行すると、バックアップの深さは 14 日になります。毎日、バックアップを実行するときに最も古いメディアが挿入されます。これは最も単純なローテーション方式で、通常最初に思い浮かぶ方式です。

この方式の利点は、毎日のバックアップを可能な限り長く保持できることです。アーカイブされたデータが重要でない場合 (または短期バックアップ データとは別に保持されている場合)、およびローテーション期間前のデータが無関係である場合に使用できます。

ただし、この方式ではデータが失われる可能性があります。データにエラーが発生したが、数世代のバックアップと修正が行われるまで問題が特定されなかったとします。したがって、エラーが検出されると、すべてのバックアップ ファイルにエラーが含まれます。その場合、エラーのない古いバージョンのデータが少なくとも 1 つあれば便利です。

グランドファーザー・ファーザー・サン・バックアップ (GFS) は、バックアップ メディアの一般的なローテーション スキームです^[1]。このスキームでは、毎日、毎週、毎月など、3 つ以上のバックアップ サイクルがあります。毎日のバックアップは、上記のように FIFO システムを使用して 3 か月ごとにローテーションされます。毎週のバックアップは同様に 2 年ごとにローテーションされ、毎月のバックアップは毎年ローテーションされます。さらに、四半期ごと、半年ごと、および/または毎年のバックアップも個別に保持できます。多くの場合、これらのバックアップの一部は、保管と災害復旧の目的でサイトから削除されます。

ハノイの塔の回転方法はより複雑です。これはハノイの塔パズルの数学に基づいており、再帰的方法を使用してバックアップサイクルを最適化します。すべてのテープはパズルのディスクに対応しており、ディスクを別のペグに移動すると、そのテープへのバックアップが行われます。したがって、最初のテープは1日おきに使用され (1、3、5、7、9、...)、2番目のテープは4日おきに使用され (2、6、10、...)、3番目のテープは8日おきに使用されます (4、12、20、...)。^[2]

n 本の テープ(または他のメディア)のセットでは、最後のセットがリサイクルされるまで2 ^{n −1日間のバックアップが可能です。つまり、3 本のテープでは 4 日分のバックアップが得られ、4 日目に}セット Cが上書きされます。4 本のテープでは 8 日分が得られ、 9 日目にセット Dが上書きされます。5 本のテープでは 16 日分が得られ、以下同様です。ファイルは 1、2、4、8、16、...、2 ^{n −1}日前から復元できます。^[3]

次の表は、さまざまなサイクルのどの日にどのテープが使用されるかを示しています。この方法の欠点は、わずか 2 日後にバックアップの半分が上書きされることです。

多くのバリエーションが可能であり、その概念はバックアップを含むディスクベースのディレクトリに簡単に拡張できます。次にいくつかのオプションを示します。

• ベースバックアップをセット 0 として保存します。
• 最新のバックアップを必要な数だけ保存します。
• より広範囲にカバーするために、各セット番号を複数保存します。

過去にさかのぼるほど、カバレッジは自動的に疎になり、過去のバックアップから復元する必要がある可能性が高くなります。

また、ハノイの塔には、実装者が時間単位、日単位、週単位、月単位、四半期単位、または年単位の管理戦略を管理する手間を省くという大きな利点があります。

一般に、バックアップ セット番号set はseq = 2 ^{set −1} + j × 2 ^set、j = 0、1、2、3、4、...で使用されます。ここで、 seqはバックアップのシーケンスまたはシリアル番号 (ハノイの塔の移動番号でもあります) です。

以下は、セット 0 を含み、少なくとも過去 4 日間を保持し、リサイクルするカバレッジを示す例です。

• precious.20140515.seq.0 セット 0
• precious.20150205.seq.256 セット 9
• precious.20151026.seq.512 セット 10
• precious.20160311.seq.640 セット 8
• precious.20160516.seq.704 セット 7
• precious.20160601.seq.720 セット 5
• precious.20160609.seq.728 セット 4
• precious.20160617.seq.736 セット 6
• precious.20160618.seq.737.リサイクルセット1
• precious.20160619.seq.738 セット 2
• precious.20160620.seq.739 セット 1
• precious.20160621.seq.740 セット 3
• precious.20160622.seq.741 セット 1

代替の配置は、必要に応じて過去の世代 (最も古い世代と最新の世代を除く) を重み付けランダム方式で削除 (または上書き) することにより、すべての時点にわたって世代を分散させることです。削除ごとに、削除可能な各世代に割り当てられる重みは、その世代が削除される確率に対応します。

許容可能な重みの 1 つは、世代の日付とその前の世代の間の期間 (日数で表現される場合もある) の逆数の定数指数(平方 の場合もある)です。指数が大きいほど世代の分布は均一になり、指数が小さいほど最近の世代が多く古い世代が少なくなります。この手法により、過去の世代が常にすべての時点にわたって希望どおりに分布することが確率的に保証されます。

重み付けランダム方式は、バックアップが不規則であったり、バックアップが欠落している場合にのみ、より体系的なアプローチよりも有利です。

この方法にはさまざまなバリエーションと名前があります。番号の付いたメディアのセットは、サイクルの最後まで使用されます。その後、前のサイクルと同じ番号のメディアを使用してサイクルが繰り返されますが、番号は 1 つずつ増加します。前のサイクルの最も小さい番号のテープは廃棄され、永久に保管されます。したがって、1 つのサイクルのすべてのバックアップにアクセスでき、それ以前のサイクルごとに 1 つのバックアップにアクセスできます。この方法には、メディアの摩耗が均一になるという利点がありますが、スケジュールを事前に計算する必要があります。

• オフサイトデータ保護
• 法的保留