9.10. النسخ الاحتياطي

Making backups is one of the main responsibilities of any administrator, but it is a complex subject, involving powerful tools which are often difficult to master. The importance of backups cannot be stressed enough, though. Backups are also not to be confused with the availability of data. Both can complement each other, but they are essentially different.

Many programs exist, such as amanda, bacula, or BackupPC. Those are client/server systems featuring many options, whose configuration is rather difficult. Some of them provide user-friendly web interfaces to mitigate this. For non-enterprise systems, administrators might want to check out rsnapshot or rdiff-backup. Users can easily create backups of their filesystems with timeshift, fsarchiver, duplicity, or even dd.

Debian contains dozens of other backup software covering all possible use cases, as you can easily confirm with apt-cache search backup.

بدلاً من تفصيل استخدام بعض هذه البرمجيات، سوف يستعرض هذا القسم أفكار مديري النظم في شركة فلكوت عندما حددوا استراتيجية النسخ الاحتياطي الخاصة بهم.

GOING FURTHER Backup Strategies

The backup strategy for each company or person is different. It depends on many factors. A good starting point is the 3-2-1 rule, though. It is easy and logical. One should have at least three instances of the data, the original and two backups at least. The backups should be stored on at least two different media. And most importantly, one of the backups should be hosted externally (and actually, preferably offline). A fire, a compromise, or a technical quirk should be be able to destroy all backups.

في شركة فلكوت، للنسخ الاحتياطي هدفان: استعادة الملفات المحذوفة خطأً، واستعادة أي حاسوب بسرعة (مكتبي أو مخدم) إذا تعطل قرصه الصلب.

9.10.1. النسخ الاحتياطي باستخدام `rsync`

يعتبر النسخ الاحتياطي على الشرائط المغناطيسية بطيئاً جداً ومكلفاً، لذلك ستخزن النسخ الاحتياطية من البيانات على مخدم خاص، حيث يحمي استخدام RAID برمجي (انظر قسم 12.1.1, “‏Software RAID”) البيانات من أعطال الأقراص الصلبة. لن تؤخذ نسخ احتياطية عن الحواسيب المكتبية بشكل منفرد، لكن يتم إعلام المستخدمين أن حساباتهم الشخصية على مخدم الملفات في قسمهم في الشركة ستؤخذ عنها نسخ احتياطية. يُستخدَم الأمر rsync (من الحزمة ذات الاسم نفسه) يومياً لأخذ نسخ احتياطية عن هذه المخدمات المختلفة.

أساسيات الروابط الصلبة، أسماء أخرى للملف نفسه

لا يمكن تمييز الرابط الصلب (hard link) عن الملف الأصلي، بخلاف الروابط الرمزية (symbolic links). إنشاء الرابط الصلب هو أساساً نفس عملية إعطاء الملف اسماً إضافياً. لذلك فإن حذف الرابط الصلب يزيل الاسم المرتبط مع الملف فقط. وطالما أن هناك اسماً آخر مرتبط مع الملف، ستبقى البيانات داخله مخزنة في نظام الملفات. من المهم ملاحظة أن الروابط الصلبة، وبعكس النسخ عن الملف، لا تحجز مساحة إضافية على القرص الصلب.

تنشئ الروابط الصلبة بالأمر ln target link. عندئذ يصبح الملف link اسماً جديداً للملف target. يمكن إنشاء الروابط الصلبة ضمن نظام الملفات نفسه فقط، بينما لا تخضع الروابط الرمزية لهذا القيد.

تمنع محدودية المساحة التخزينية المتاحة على الأقراص الصلبة تطبيق نسخة احتياطية كاملة يومياً. لذلك، يُسبَقُ الأمر rsync بعملية تكرار لمحتويات النسخة الاحتياطية السابقة باستخدام روابط حقيقية تحول دون استهلاك الكثير من مساحة القرص الصلب. بعدها تستبدل عملية rsync الملفات التي طرأت عليها تعديلات منذ آخر عملية نسخ احتياطي فقط. باستخدام هذه الآلية يمكن الاحتفاظ بعدد أكبر من النسخ الاحتياطية في كمية قليلة من المساحة. بما أن جميع النسخ الاحتياطية متوفرة ومتاحة للوصول آنياً (مثلاً، في مجلدات مختلفة مشاركة على الشبكة)، يمكنك المقارنة فوراً بين تاريخين محددين.

يمكن تطبيق آلية النسخ الاحتياطي هذه بسهولة باستخدام البرنامج dirvish. يستخدم البرنامج مساحة تخزينية للنسخ الاحتياطي (”bank“ بحسب مصطلحاته) يخزن فيها نسخاً مؤرخة من مجموعات من الملفات الاحتياطية (هذه المجموعات تدعى ”vaults“ في وثائق dirvish).

الإعدادات الرئيسية هي في الملف /etc/dirvish/master.conf. تعرف هذه الإعدادات موقع المساحة التخزينية للنسخ الاحتياطي، ولائحة ال ”vaults“ التي ستتم إدارتها، والقيم الافتراضية لانتهاء صلاحية النسخ الاحتياطية. بقية الإعدادات تقع في الملفات bank/vault/dirvish/default.conf وهي تحوي الإعدادات الخاصة بكل مجموعة من الملفات.

مثال 9.3. الملف /etc/dirvish/master.conf

bank:
    /backup
exclude:
    lost+found/
    core
    *~
Runall:
    root    22:00
expire-default: +15 days
expire-rule:
#   MIN HR    DOM MON       DOW  STRFTIME_FMT
    *   *     *   *         1    +3 months
    *   *     1-7 *         1    +1 year
    *   *     1-7 1,4,7,10  1

The bank setting indicates the directory in which the backups are stored. The exclude setting allows you to indicate files (or file types) to exclude from the backup. The Runall is a list of file sets to backup with a time-stamp for each set, which allows you to assign the correct date to the copy, in case the backup is not triggered at precisely the assigned time. You have to indicate a time just before the actual execution time (according to /etc/cron.d/dirvish). Finally, the expire-default and expire-rule settings define the expiration policy for backups. The above example keeps forever backups that are generated on the first Sunday of each quarter, deletes after one year those from the first Sunday of each month, and after 3 months those from other Sundays. Other daily backups are kept for 15 days. The order of the rules does matter, Dirvish uses the last matching rule, or the expire-default one if no other expire-rule matches.

ممارسة عملية انتهاء الصلاحية المُجدوَل

لا يستخدم dirvish-expire قواعد انتهاء الصلاحية لإتمام عمله. في الواقع، تطبق قواعد انتهاء الصلاحية عند إنشاء نسخة احتياطية جديدة لتحديد تاريخ انتهاء صلاحية تلك النسخة. حيث يطلع dirvish-expire ببساطة على النسخ المخزنة ويحذف النسخ التي انقضى تاريخ صلاحيتها.

مثال 9.4. الملف /backup/root/dirvish/default.conf

client: rivendell.falcot.com
tree: /
xdev: 1
index: gzip
image-default: %Y%m%d
exclude:
    /var/cache/apt/archives/*.deb
    /var/cache/man/**
    /tmp/**
    /var/tmp/**
    *.bak

يحدد المثال أعلاه مجموعات الملفات التي يجب أخذ نسخة احتياطية عنها: وهي الملفات على الجهاز rivendell.falcot.com (أما لأخذ نسخة احتياطية عن البيانات المحلية، فقط حدد اسم الجهاز المحلي كما هو محدد بالأمر hostname)، وبالأخص الملفات في الشجرة الجذر (tree: /)؛ ما عدا تلك المذكورة في exclude. النسخة الاحتياطية ستقتصر على محتويات نظام ملفات واحد (xdev: 1)، ولن تتضمن أية ملفات من نقاط الربط الأخرى. سوف يُولَّد فهرس للملفات المحفوظة (index: gzip)، وستسمّى الصورة تبعاً للتاريخ الحالي (image-default: %Y%m%d).

There are many options available, all documented in the dirvish.conf(5) manual page. Once these configuration files are setup, you have to initialize each file set with the dirvish --vault vault --init command. From there on the daily invocation of dirvish-runall will automatically create a new backup copy just after having deleted those that expired.

ممارسة عملية النسخ الاحتياطي البعيد عبر SSH

عندما يحتاج dirvish لحفظ البيانات على جهاز بعيد، سوف يستخدم ssh للاتصال به، وسوف يشغل rsync كمخدم. هذا يتطلب أن يمتلك المستخدم الجذر إمكانية الاتصال بذلك الجهاز آلياً. يسمح استخدام مفتاح للمصادقة عبر SSH بهذا الأمر بالضبط (انظر قسم 9.2.1.1, “المصادقة بالمفاتيح”).

9.10.2. استعادة الأجهزة دون نسخ احتياطي

Desktop computers, which are not backed up, will be easy to reinstall from custom DVD-ROMs/USB sticks prepared with simple-cdd (see قسم 12.3.3, “‏Simple-CDD: كل الحلول في حل واحد”). Since this performs an installation from scratch, it loses any customization that can have been made after the initial installation. This is fine since the systems are all hooked to a central LDAP directory for accounts and most desktop applications are preconfigured thanks to dconf (see قسم 13.3.1, “‏GNOME” for more information about this).

يدرك مديرو النظم في شركة فلكوت القصور في سياسة النسخ الاحتياطي التي اعتمدوها. فبما أنهم لا يستطيعون حماية مخدم النسخ الاحتياطي في خزانة مضادة للحرائق كما هي حال الشرائط المغناطيسية، فقد ركبوه في غرفة منفصلة بحيث لا تدمر كارثة، كحريق في غرفة المخدمات، النسخ الاحتياطية مع الأشياء الأخرى. بالإضافة لذلك، فإنهم يجرون نسخاً احتياطياً تصاعدياً (incremental) على DVD-ROM أسبوعياً — حيث تُنسَخ الملفات التي تغيرت منذ آخر عملية نسخ احتياطي فقط.

التعمق أكثر النسخ الاحتياطي لخدمات SQL و LDAP

معظم الخدمات (مثل قواعد بيانات SQL أو LDAP) لا يمكن نسخها احتياطياً بنسخ ملفاتها فقط (إلا إذا تمت مقاطعتها بشكل سليم أثناء إنشاء النسخة الاحتياطية، وهذا يسبب المشاكل عادة، لأن المفروض أن تبقى هذه الخدمات متوفرة طوال الوقت). لذلك، كان لزاماً استخدام آلية ”تصدير“ لإنشاء ”خلاصة بيانات – data dump“ يمكن نسخها بأمان. خلاصات البيانات هذه كبيرة جداً غالباً، لكن ضغطها له مردود جيد. لتقليل المساحة التخزينية المطلوبة، سوف تُخزَّن نسخة كاملة مرة واحدة في الأسبوع فقط، ونسخة diff في كل يوم، التي يمكن إنشاؤها بالأمر diff file_from_yesterday file_from_today. ينتج البرنامج xdelta فروقات تصاعدية من الخلاصات الثنائية (binary dumps).