¿Qué es una copia de seguridad in­cre­me­n­tal?

Las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les permiten el al­ma­ce­na­mie­n­to continuo de conjuntos de datos ca­m­bia­n­tes. Esto minimiza el tiempo, el ancho de banda y los re­qui­si­tos de al­ma­ce­na­mie­n­to en co­m­pa­ra­ción con las copias de seguridad completas que se repiten. Las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les comienzan con una copia de seguridad completa, seguida de una cadena de copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les más pequeñas. Esto da lugar a una mayor co­m­ple­ji­dad de los procesos de copia de seguridad y re­s­tau­ra­ción. Para ello se utiliza un software especial.

Una copia de seguridad in­cre­me­n­tal es un método de copia de seguridad que suele uti­li­zar­se como parte de una es­tra­te­gia de backup más amplia. A di­fe­re­n­cia de una copia de seguridad completa, no crea una copia completa del conjunto de datos del que se va a hacer una copia de seguridad. En su lugar, solo se guardan los cambios rea­li­za­dos en los archivos a partir de la última copia de seguridad.

A di­fe­re­n­cia de una copia de seguridad di­fe­re­n­cial, la ar­mo­ni­za­ción de los cambios no se refiere ne­ce­sa­ria­me­n­te a la última copia de seguridad completa. Más bien, se guardan los cambios desde la última copia de seguridad completa o in­cre­me­n­tal.

En general, hay dos grandes ca­te­go­rías de enfoques para la pro­te­c­ción de datos in­cre­me­n­tal:

1. La gra­nu­la­ri­dad de los cambios
2. El uso de la es­tra­te­gia a emplear

No­r­ma­l­me­n­te se utilizan enfoques híbridos. Por ejemplo, la popular he­rra­mie­n­ta Rsync crea “copias de seguridad completas si­n­té­ti­cas a nivel de bloque” en su uso normal. Veamos en detalle los distintos tipos de backups in­cre­me­n­ta­les.

Los datos al­ma­ce­na­dos di­gi­ta­l­me­n­te están formados por cadenas casi infinitas de ceros y unos. Estos bits se agrupan en unidades lógicas, de las que los archivos son las más conocidas. Sin embargo, por debajo del nivel de los archivos, hay “bloques” y “bytes” como agru­pa­cio­nes lógicas de bits in­di­vi­dua­les.

La co­m­pa­ra­ción de los cambios entre la última copia de seguridad y el estado actual del conjunto de datos puede referirse a di­fe­re­n­tes niveles. Cuanto más se acerque la co­m­pa­ra­ción de los cambios a los bits in­di­vi­dua­les, más eficiente será la copia de seguridad in­cre­me­n­tal. Mientras que los archivos varían de tamaño, los bloques y los bytes tienen un tamaño definido y fijo. Por ejemplo, un byte comprende ocho bits co­n­se­cu­ti­vos; los bloques suelen tener una longitud de entre 512 y 4096 bytes.

Una copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de archivo solo distingue si un archivo ha sido mo­di­fi­ca­do. No se tiene en cuenta el alcance del cambio. Si se ha mo­di­fi­ca­do incluso un solo bit, se vuelve a hacer una copia de seguridad de todo el archivo en el tra­n­s­cu­r­so de la copia de seguridad in­cre­me­n­tal. Para ilustrar esto, imagina un gran ma­nu­s­cri­to de un libro que se almacena como un único archivo en un di­s­po­si­ti­vo de al­ma­ce­na­mie­n­to de datos. Si se cambia una sola letra, se hace una copia de seguridad de todo el ma­nu­s­cri­to como parte de una copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de archivo.

Una copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de archivo es la más fácil de im­ple­me­n­tar porque los sistemas de archivos registran la fecha de mo­di­fi­ca­ción de los archivos. Para co­n­tra­s­tar los cambios, basta con comparar las marcas de tiempo de la última mo­di­fi­ca­ción de un archivo en los sistemas de origen y de destino. Si la marca de tiempo en el sistema de origen es más reciente, el archivo ha sido mo­di­fi­ca­do y hay que hacer una copia de seguridad de nuevo. Por lo tanto, las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les a nivel de archivo son in­e­fi­ca­ces para pequeños cambios en archivos grandes.

El término “bloque” tiene su origen en el al­ma­ce­na­mie­n­to de datos. Los discos duros y otros di­s­po­si­ti­vos de al­ma­ce­na­mie­n­to masivo organizan secciones de bytes co­n­se­cu­ti­vos como un área lógica contigua. Al crear la copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de bloque, solo se hace una copia de seguridad de los bloques mo­di­fi­ca­dos. La ventaja es el menor tamaño de los datos que hay que tra­n­s­fe­rir y almacenar. Así, solo se hace una copia de seguridad de las secciones mo­di­fi­ca­das de los archivos in­di­vi­dua­les.

La principal de­s­ve­n­ta­ja es que se necesita un mecanismo para registrar qué bloques han cambiado. Algunas te­c­no­lo­gías de al­ma­ce­na­mie­n­to son capaces de gestionar esta in­fo­r­ma­ción y, por tanto, pueden im­ple­me­n­tar copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les a nivel de bloque. De lo contrario, habría que comparar la copia de seguridad completa a nivel de bloque con el estado actual para detectar los cambios.

Una copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de bytes es una versión aún más detallada que una copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de bloques. Solo se hace una copia de seguridad de los bytes mo­di­fi­ca­dos de un bloque. En términos de tiempo y espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to ne­ce­sa­rios, la copia de seguridad in­cre­me­n­tal a nivel de bytes puede ser si­g­ni­fi­ca­ti­va­me­n­te más eficiente. Sin embargo, el proceso es más exigente. Esto se debe a que se necesita un diario de los cambios a nivel de bytes para ide­n­ti­fi­car los bytes mo­di­fi­ca­dos. El esfuerzo adicional de las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les a nivel de bytes es útil para realizar cambios se­le­c­ti­vos en archivos muy grandes.

Las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les forman parte de una cadena de copias de seguridad in­di­vi­dua­les que contienen los cambios del estado anterior. Al principio de la cadena siempre hay una copia de seguridad completa. Hay varios métodos para construir la cadena y crear nuevas copias de seguridad completas. Esto tiene ventajas en términos de co­m­ple­ji­dad y duración de los procesos de copia de seguridad y re­s­tau­ra­ción. Aquí tienes algunas es­tra­te­gias para crear respaldos in­cre­me­n­ta­les.

Una es­tra­te­gia de copia de seguridad in­cre­me­n­tal tra­di­cio­nal requiere copias de seguridad completas pe­rió­di­cas. Crear una copia de seguridad completa lleva mucho tiempo y es lento. Con las copias de seguridad completas si­n­té­ti­cas, se crea una nueva copia de seguridad completa. Para ello se utiliza la copia de seguridad completa original y las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les po­s­te­rio­res. Esto ahorra la copia de todo el conjunto de datos del sistema de origen que, de otro modo, sería necesaria al crear una copia de seguridad completa. El proceso también se conoce como “forward in­cre­me­n­tal backup”.

La copia de seguridad in­cre­me­n­tal para siempre está op­ti­mi­za­da para hacer copias de seguridad de discos duros y soportes similares. Ini­cia­l­me­n­te se crea una copia de seguridad completa; después solo se almacenan los bloques mo­di­fi­ca­dos en una cadena continua “para siempre”. A di­fe­re­n­cia de una copia de seguridad completa sintética o in­cre­me­n­tal inversa, no se crean más copias de seguridad completas después de la inicial. Esto ahorra espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to y minimiza los datos tra­n­s­fe­ri­dos durante las ope­ra­cio­nes de copia.

La copia de seguridad in­cre­me­n­tal inversa funciona de forma similar a la copia de seguridad completa sintética. Después de cada copia de seguridad in­cre­me­n­tal, los cambios se fusionan con la última copia de seguridad completa. Esto significa que al final de la cadena de copias de seguridad existe una copia de seguridad completa. Es cierto que crear una copia de seguridad in­cre­me­n­tal inversa lleva más tiempo que una copia de seguridad in­cre­me­n­tal directa. Sin embargo, si es necesario, el sistema de origen puede re­s­tau­rar­se sin demora, ya que el último estado actual ya está di­s­po­ni­ble como copia completa.

Una copia de seguridad in­cre­me­n­tal mejorada puede ser de cualquier tipo. Una ca­ra­c­te­rí­s­ti­ca especial es que también detecta los cambios en los archivos causados por el mo­vi­mie­n­to o el cambio de nombre. Siempre que se trate de archivos grandes, este backup puede co­n­tri­buir a la eficacia.

La mayor ventaja de las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les es que son pequeñas. Como solo se guardan las di­fe­re­n­cias a partir de la última copia de seguridad, el proceso de copia de seguridad requiere re­la­ti­va­me­n­te poco tiempo, ancho de banda y espacio de al­ma­ce­na­mie­n­to. El requisito previo es que el periodo entre las copias de seguridad in­di­vi­dua­les sea corto. De lo contrario, se acumulan grandes ca­n­ti­da­des de datos mo­di­fi­ca­dos que tienen que ser tra­n­s­fe­ri­dos.

La ventaja inherente a las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les queda bien ilustrada por el término “backup window”. Se trata del periodo de tiempo en el que se puede crear una copia de seguridad sin in­te­rru­m­pir las ope­ra­cio­nes. Si la cantidad de datos es tan grande que el proceso de copia tardaría más de lo que permite la ventana de copia de seguridad, resulta imposible crear una copia de seguridad completa durante el fu­n­cio­na­mie­n­to. En ese caso es aco­n­se­ja­ble crear pequeñas copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les en in­te­r­va­los cortos.

El in­co­n­ve­nie­n­te inmediato de las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les es que suele ser necesario un software es­pe­cia­li­za­do. La pla­ni­fi­ca­ción de la es­tra­te­gia de copias de seguridad también requiere más esfuerzo que la creación de copias de seguridad completas. Restaurar el estado original a partir de las copias de seguridad es similar. Como los datos se reparten entre varias copias de seguridad, el proceso es más complejo. También existe un mayor riesgo de pérdida de datos. Si una copia de seguridad in­cre­me­n­tal de una cadena se daña, la in­te­gri­dad de todas las copias de seguridad po­s­te­rio­res se ve afectada.

Las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les tienen como objetivo principal minimizar los re­qui­si­tos de al­ma­ce­na­mie­n­to y el tiempo necesario para crear una copia de seguridad. Por eso se utilizan siempre que la creación repetida de copias de seguridad completas no tiene sentido desde el punto de vista logístico. Veamos algunos es­ce­na­rios en detalle.

Para crear una copia de seguridad en un Mac, es mejor utilizar el software in­co­r­po­ra­do “Time Machine”. La he­rra­mie­n­ta hace una copia de seguridad in­cre­me­n­tal de los cambios en el al­ma­ce­na­mie­n­to interno de datos en un disco duro externo. Como es habitual en los respaldos in­cre­me­n­ta­les, se crea una copia de seguridad completa inicial durante la primera ejecución. Los cambios po­s­te­rio­res en el sistema de archivos se registran y pe­r­ma­ne­cen di­s­po­ni­bles para po­s­te­rio­res copias de seguridad.

Time Machine te permite restaurar archivos in­di­vi­dua­les a puntos an­te­rio­res en el tiempo. Además, se puede re­co­n­s­truir el sistema completo a partir de la copia de seguridad. Esto es práctico en caso de hardware de­fe­c­tuo­so o si quieres migrar tu propio sistema a un nuevo hardware. El fu­n­cio­na­mie­n­to simple del software de copia de seguridad im­pre­sio­na. El usuario solo tiene que conectar un disco duro externo e iniciar el proceso de copia de seguridad; el resto está au­to­ma­ti­za­do.

Las copias de seguridad in­cre­me­n­ta­les también están di­s­po­ni­bles en Windows. Por un lado, se puede crear un backup en Windows 10 con la ayuda de Windows Backup. Por otro lado, puedes utilizar la he­rra­mie­n­ta de copia de seguridad Robocopy en la línea de comandos para hacer una copia de seguridad in­cre­me­n­tal del contenido de un di­re­c­to­rio. Veamos un ejemplo:

La opción /MIR significa aquí “mirror”. El comando refleja el di­re­c­to­rio de origen en la ruta de destino. Si ya existe un di­re­c­to­rio con el mismo nombre, se realiza una copia de seguridad in­cre­me­n­tal. Robocopy tra­n­s­fie­re entonces solo los cambios a partir de la última operación de copia de seguridad.

Robocopy solo existe en Windows. Para crear una copia de seguridad del servidor con Rsync en Linux, se utiliza una copia de seguridad in­cre­me­n­tal. Primero se crea una copia de seguridad completa. Cuando se accede de nuevo al comando, Rsync tra­n­s­fie­re los cambios en bloque solo a partir de la última copia de seguridad. Los datos tra­n­s­fe­ri­dos se fusionan con el conjunto de datos existente. Así, el resultado de la operación de copia de seguridad es una copia de seguridad completa sintética. Aquí tienes un ejemplo de la co­rre­s­po­n­die­n­te llamada a Rsync: