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Sauvegarde : définitions

En informatique, la sauvegarde (backup en anglais) est l’opération qui consiste à dupliquer et à mettre en sécurité les données contenues dans un système informatique.

Ce terme est à distinguer de deux notions proches :

  • l’enregistrement des données, qui consiste à écrire des données sur un périphérique, tel qu’un disque dur, une clé USB, des bandes magnétiques, où les informations demeureront même après l’extinction de la machine, contrairement à la mémoire vive.
  • l’archivage, qui consiste à enregistrer des données de manière à garantir sur le long terme leur conformité à un état donné, en général leur état au moment où elles ont été validées par leurs auteurs.

La sauvegarde passe forcément par un enregistrement des données, mais pas nécessairement dans un but d’archivage.

Finalité

Les copies de sûreté sont utiles principalement à deux choses :

  • La première et la plus évidente est de permettre de restaurer un système informatique dans un état de fonctionnement à la suite d’un incident (perte d’un support de stockage tel que disque dur, bande magnétique, etc., ou de tout ou partie des données qu’il contient).
  • La seconde, incluse dans la première mais certainement la plus courante, est de faciliter la restauration d’une partie d’un système informatique (un fichier, un groupe de fichiers, un système d’exploitation, une donnée dans un fichier, etc.) à la suite d’une suppression accidentelle ou d’une modification non désirée.L’opération inverse qui consiste à réutiliser des données sauvegardées s’appelle une restauration.

La technique la plus fréquente est la recopie des données sur un support indépendant du système initial (ordinateur local, serveur, etc.).

Critère de choix

Le choix d’une technique de sauvegarde nécessite de prendre en compte :

  • la capacité du support (le volume d’informations à stocker) ;
  • la vitesse de transfert des données ;
  • la fiabilité du support (notamment après une longue période de stockage) ;
  • la simplicité de classement ;
  • la facilité à restaurer les données ;
  • la granularité permise par telle ou telle stratégie, c’est-à-dire la capacité à revenir à un instant donné sur l’état d’une composante du système sauvegardé ;
  • les contraintes éventuellement imposées par un PRA ou un PCA ;
  • et bien sûr le coût de l’ensemble.

Intervient également la possibilité de sélectionner les données à sauvegarder. Enfin pour les grands systèmes de sauvegarde, il faut tenir compte de critères physiques : volume physique des supports de stockage, poids, sensibilité à la température, à l’humidité, à la poussière, à la lumière.

Stratégie de sauvegarde

On distingue la sauvegarde d’un poste individuel et la sauvegarde d’un serveur. L’une et l’autre s’adressent à la même nature d’information (la donnée informatique) et ont le même objectif (protéger l’information et permettre de la retrouver en cas de perte), mais les méthodes de sauvegarde sont différentes pour plusieurs raisons :

  • les données sur poste client sont réputées moins importantes que les données gérées sur des systèmes centraux ;
  • les utilisateurs sont moins sensibilisés au risque de perte de données que les professionnels de l’informatique ;
  • ils ont également moins de formation sur les techniques de sauvegarde ;
  • les moyens techniques sont moins développés sur poste individuel que sur serveur, même si des progrès importants ont été réalisés ces dernières années (chute du rapport coût/volume des supports de sauvegarde, simplification des interfaces de sauvegarde, sauvegarde sans intervention de l’utilisateur, etc.)

De fait, la sauvegarde des données des postes individuels reste marginale dans la stratégie d’utilisation des ordinateurs. Cependant les entreprises, en généralisant l’usage des micro-ordinateurs et du partage des ressources en réseau, ont ressenti un besoin de sécurité qui a favorisé le développement d’outils de sauvegarde sur micro-ordinateurs, lesquels gagnent petit à petit le monde de la micro-informatique personnelle.

Sauvegarde sur serveur

La sauvegarde s’inscrit dans une démarche plus globale qui consiste à assurer la continuité d’activité d’un système informatique ou, en cas de défaillance, son redémarrage au plus vite. Cette démarche est souvent formalisée dans un document qui peut porter des noms divers, par exemple le Plan de reprise d’activité (PRA) ou le plan de secours, et qui fait appel soit à des automatismes (ex. donner l’alerte en cas de coupure de courant ou de perte d’accès à une unité de stockage) soit à des gestes manuels (ex. remplacer des bandes magnétiques défectueuses). La tendance est à l’automatisation, réputée plus sûre dans les situations d’urgence que les opérations manuelles.

En termes de support, les serveurs ont depuis toujours requis des supports à grande capacité de stockage. La bande magnétique a longtemps été le principal vecteur, du fait de sa grande capacité, de son coût faible (par rapport aux autres supports), de sa capacité de réutilisation et de sa relative stabilité au temps et à l’usure. Puis sont venus les cartouches numériques (bandes magnétiques intégrées dans un boîtier plastique type DAT, DLT, SDLT, LTO), les disques durs et plus récemment les médias optiques, réinscriptibles ou non, tels que les CD-R, DVD-R ou formats similaires.

 

Sauvegarde sur Internet dite « externalisée »

Aujourd’hui, les copies de sûreté dites « en ligne » deviennent populaires. Elles consistent à se connecter à un site Internet, appelé « hébergeur », et à y transférer ses données. Les avantages sont multiples :

  • minimiser le risque de perte puisque le site est géré par un professionnel qui fait lui-même des sauvegardes ;
  • accéder à ses données à partir de n’importe quel ordinateur connecté à Internet ;
  • souvent le coût de cette prestation est modique, parfois même gratuit pour les petites sauvegardes.

Sur le marché de la sauvegarde de données, les entreprises et administrations expriment des attentes spécifiques vis-à-vis des acteurs du marché, si bien qu’elles se tournent en priorité vers des intégrateurs, des éditeurs de solutions de sauvegarde, des fournisseurs d’infrastructure matérielle et des fournisseurs de services d’externalisation de sauvegarde, voire vers des prestataires couvrant un spectre complet d’expertises dans le domaine de la sauvegarde ainsi que de services à distance.

L’inconvénient majeur du recours à ces solutions est de laisser ses données à disposition d’un tiers qui peut à loisir les consulter, les modifier, les dupliquer, les publier ou en faire commerce, voire les rendre indisponibles (cas des faillites, rachats de sites par des concurrents, ou différend commercial avec l’hébergeur). Évidemment, des dispositions contractuelles viennent réguler ces risques mais elles ne peuvent empêcher l’hébergeur d’agir techniquement de façon malveillante. Une des parades à la consultation abusive consiste à chiffrer les données.

Un autre inconvénient vient des limites imposées sur le stockage ou la récupération des données : pour maîtriser l’usage de ses disques et de sa bande passante, un hébergeur peut limiter contractuellement son client à un volume de stockage ou de données consultées au-delà duquel il bloque l’accès aux données.

Les critères importants à retenir dans l’utilisation de ce processus de sauvegarde en ligne sont les suivants :

  1. Les données doivent être chiffrées avant de remonter chez l’hébergeur, via Internet. Cela empêche le prestataire d’exploiter les données du client à son insu.
  2. L’hébergeur se doit d’avoir deux copies de vos données, pour se prémunir aussi d’une panne de son côté (si possible sur des réseaux informatiques distincts, sur des réseaux électriques indépendants, voire sur deux infrastructures géographiquement distantes). Il ne faut pas oublier que si le client a une panne en même temps que le prestataire, la solution devient caduque.
  3. L’hébergeur se doit d’avoir une assurance « Responsabilité d’exploitation » adéquate avec le service proposé, afin que ses clients professionnels puissent être dédommagés en cas de perte de leurs données.
  4. Le tarif des solutions n’est pas le plus important. Il faut d’abord et surtout compter sur la mise à disposition des données et la couverture du prestataire.

Méthodes de sauvegarde

La méthode la plus simple est la sauvegarde complète ou totale (appelée aussi « full backup ») ; elle consiste à copier toutes les données à sauvegarder que celles-ci soient récentes, anciennes, modifiées ou non.

Cette méthode est aussi la plus fiable mais elle est longue et très coûteuse en termes d’espace disque, ce qui empêche de l’utiliser en pratique pour toutes les sauvegardes à effectuer. Afin de gagner en rapidité et en temps de sauvegarde, il existe des méthodes qui procèdent à la sauvegarde des seules données modifiées et/ou ajoutées entre deux sauvegardes totales. On en recense deux.

  • La sauvegarde différentielle
  • La sauvegarde incrémentale

La restauration d’un disque avec l’une de ces méthodes s’avère plus longue et plus fastidieuse puisqu’en plus de la restauration de la sauvegarde différentielle ou des sauvegardes incrémentielles, on doit également restaurer la dernière sauvegarde complète. Les fichiers supprimés entre-temps seront restaurés ou non (en fonction des fonctionnalités du logiciel de sauvegarde utilisé)

Afin de comprendre la différence entre les deux méthodes, nous prendrons l’exemple d’un plan de sauvegarde selon le cycle suivant :

  • Une sauvegarde complète au jour J (dimanche soir par exemple)
  • Une sauvegarde des fichiers modifiés ou nouveaux du jour J+1 au jour J+6 (du lundi soir au samedi soir inclus)
  • Une sauvegarde complète au jour J+7 (dimanche soir suivant)

Sauvegarde différentielle

La restauration faite à partir de ce type de sauvegarde nécessite la recopie sur disque de la dernière sauvegarde complète et de la sauvegarde différentielle la plus récente.

Avec notre exemple, si la restauration porte sur un disque complet qui a été sauvegardé le jour J+2, on doit alors recopier sur disque la sauvegarde complète du jour J et la sauvegarde différentielle du jour J+2 afin d’avoir la dernière version des données.

Cependant lorsqu’il s’agit de la restauration d’un fichier ou d’un répertoire qui a été sauvegardé le jour J+2 seule la dernière sauvegarde, ici la différentielle, est utile.

Détail technique

Lors d’une sauvegarde différentielle, tous les fichiers dont le marqueur est à « vrai » sont sauvegardés. Une fois le fichier archivé, celui-ci garde la position de son marqueur tel qu’il l’avait avant la sauvegarde.

Certains logiciels de sauvegarde donnent la possibilité d’utiliser non pas le bit d’archive, mais l’heure de modification du fichier pour déterminer si celui-ci est candidat ou non à la sauvegarde.

 

Sauvegarde incrémentielle

 Exemple : une sauvegarde complète est réalisée le jour J. Le jour J+1, la sauvegarde incrémentielle est réalisée par référence au jour J. Le jour J+2, la sauvegarde incrémentielle est réalisée par référence au jour J+1. Et ainsi de suite.

Si la restauration se porte sur un disque complet qui a été sauvegardé le jour J+4, on doit alors recopier sur disque la sauvegarde du jour J et les sauvegardes incrémentielles des jours J+1, J+2, J+3 et J+4 afin d’obtenir la dernière version de la totalité des données.

Cependant lorsqu’il s’agit de la restauration d’un fichier ou d’un répertoire qui a été sauvegardé le jour J+3, seule la dernière sauvegarde, ici l’incrémentielle, est utile.

La sauvegarde incrémentale peut également porter sur les seuls octets modifiés des fichiers à sauvegarder. On parle alors de sauvegarde incrémentale octet. Cette méthode est celle qui permet d’optimiser le plus l’utilisation de la bande passante. Elle rend possible la sauvegarde de fichiers de plusieurs Gigaoctets, puisque seul un pourcentage minime du volume est transféré à chaque fois sur la plateforme de sauvegarde.

Lorsqu’un fichier a été supprimé du système de fichier, une sauvegarde incrémentale doit enregistrer que ce fichier qui était présent lors de la sauvegarde précédente devra être supprimé lors de la restauration de cette sauvegarde incrémentale, afin de restaurer le système de fichier exactement dans son état d’origine. Ce point n’est pas toujours pris en compte par les logiciels de sauvegardes gérant les sauvegardes incrémentales. La restauration à partir de sauvegardes incrémentales avec des logiciels ne gérant pas la suppression des fichiers conduit alors à reconstituer le système de fichier original pollué par tous les fichiers qui ont été supprimés parfois de longue date.

Détail technique

Lors d’une sauvegarde incrémentielle, tous les fichiers dont le marqueur est à « vrai » sont sauvegardés. Une fois le fichier archivé, celui-ci se voit attribuer la position de son marqueur à « faux ».

Sauvegarde, archivage et conservation

La conservation permet de faire la différence entre sauvegarde et archivage.

La durée de conservation est le temps pendant lequel la donnée sauvegardée est maintenue intacte et accessible. Si elle est courte, il s’agit d’une sauvegarde classique : la donnée est protégée contre sa disparition/son altération. Si elle est longue (une ou plusieurs années), il s’agit d’archivage, dont le but de retrouver la donnée avec la garantie qu’elle n’a pas été modifiée ou falsifiée.

Exemple : une conservation de quatre semaines implique que les données sauvegardées à une date précise seront toujours disponibles jusqu’à 28 jours après leur sauvegarde. Après ces 28 jours, d’un point de vue logique, les données n’existent plus dans le système de sauvegarde et sont considérées comme introuvables. Physiquement, les pistes utilisées pour enregistrer cette sauvegarde peuvent être effacées.

Plus la conservation est longue et plus le nombre d’instances sauvegardées pour un même objet fichier ou dossier est important, ce qui nécessite un système de recherche et d’indexation approprié, et plus l’espace nécessaire pour stocker les résultats de la sauvegarde sera important.

Techniques complémentaires

La sauvegarde de données peut être réalisée en utilisant des techniques plus ou moins sophistiquées. La méthode la plus simple est de parcourir les répertoires et les fichiers d’un poste de travail ou d’un serveur, mais on se trouve vite limité par le nombre de fichiers et par le volume de données, qui ont un impact direct sur le temps de sauvegarde. Pour contourner ces limitations, plusieurs approches sont envisageables :

  • compression de données sauvegardées, utilisé par la majorité des solutions de sauvegarde
  • technique de snapshot : prise d’image instantanée d’un disque, en particulier dans un SAN (voir Gestion par volumes logiques)
  • sauvegarde en mode bloc (protocole NDMP en particulier pour les NAS)
  • technique de déduplication pour limiter le volume des sauvegardes en éliminant les doublons
  • technique de déduplication à la source permettant de ne stocker qu’une seule fois un fichier, même si celui-ci a été dupliqué et renommé sur les postes sauvegardés, les doublons n’étant présents que dans les index
  • une combinaison de ces différentes techniques.