백업

3. 백업 대상

백업 대상은 파일, 폴더 단위, 또는 디스크나 파티션 단위로 정할 수 있다.^[47] 너무 많은 중복 데이터를 백업하면 저장 공간이 빨리 채워지고, 불충분한 양을 백업하면 중요한 정보가 손실될 수 있다.^[47]

백업 대상에는 다음과 같은 종류가 있다.

• '''파일 복사''': 가장 간단하고 일반적인 백업 방법이며, 모든 백업 소프트웨어와 운영 체제에 포함되어 있다.
• '''부분 파일 복사''': 변경된 파일 내의 블록 또는 바이트만 백업하여 저장 공간을 줄일 수 있지만, 복원 시 더 정교한 기술이 필요하다.
• '''삭제된 파일''': 의도치 않게 삭제된 파일을 복원하는 것을 방지하기 위해 삭제 기록을 유지해야 한다.
• '''파일 버전 관리''': 대부분의 백업 애플리케이션은 마지막 백업 이후 수정된 파일도 백업하여 여러 버전의 파일을 검색할 수 있게 한다.^[5]
• '''파일 시스템 덤프''': 전체 파일 시스템을 블록 수준으로 복사하는 방식으로, dd (Unix)와 같은 프로그램을 사용한다.^[48]
• '''변경 사항 식별''': 일부 파일 시스템은 아카이브 비트를 통해 최근 변경 여부를 나타내며, 일부 백업 소프트웨어는 이를 확인하여 변경된 파일만 백업한다.
• '''버전 관리 파일 시스템''': 파일에 대한 모든 변경 사항을 추적하는 파일 시스템으로, NILFS가 그 예이다.^[50]

• '''오픈 파일 백업''': 많은 백업 소프트웨어는 열린 파일을 백업한다.^[54]
• '''상호 관련된 데이터베이스 파일 백업''': 일부 데이터베이스 시스템은 온라인 상태에서 "핫 백업"을 생성할 수 있다.^[56]

• '''시스템 설명''': 정확한 시스템 복구를 위해 시스템 사양이 필요하다.
• '''부트 섹터''': 부트 섹터는 저장하는 것보다 다시 만들기 쉽다.
• '''파티션 레이아웃''': 원래 시스템을 제대로 다시 만들려면 파티션 테이블 및 파일 시스템 설정이 필요하다.
• '''파일 메타데이터''': 각 파일의 권한, 소유자, 그룹, ACL 등은 복원하여 원래 환경을 제대로 다시 만들려면 백업해야 한다.
• '''시스템 메타데이터''': 마이크로소프트 윈도우의 레지스트리와 같이 운영 체제마다 구성 정보를 저장하는 방식이 다르다.

• 논리적 파괴: 휴먼 에러, 데이터 오류, 소프트웨어/펌웨어 버그, 악의적인 변조(컴퓨터 바이러스, 크래킹)
• 물리적 파괴나 분실: 하드웨어 고장, 자연 재해, 도난

4. 백업 방법

백업 방법은 데이터 변경 빈도, 목표 복구 시점 (RPO), 목표 복구 시간 (RTO) 등을 고려하여 선택해야 한다.

• 비정형 저장소: 테이프, DVD-R, 외장 하드 드라이브 등에 백업하는 방식으로, 구현은 쉽지만 자동화가 부족하여 높은 수준의 복구 가능성을 달성하기 어렵다.
• 이미징: 시스템 이미지를 복사하는 방식으로, 기술자가 양호한 구성을 기록하는 데 사용된다. 주로 표준 구성을 여러 시스템에 배포하는 데 유용하다.^[13]
• 증분 백업: 특정 시점을 기준으로 변경된 데이터만 저장하는 방식이다. 전체 백업을 참조 지점으로 사용하고, 이후 여러 증분 백업을 수행한다. 복원은 마지막 전체 백업부터 시작하여 증분을 적용한다.^[14]
• 가상 전체 백업: 일부 백업 시스템^[15]은 증분 백업으로부터 가상 전체 백업을 생성하여 전체 백업을 자주 수행하는 것과 같은 효과를 낸다.
• 연속 데이터 보호(CDP): 데이터 변경 사항을 즉시 저장하는 백업 방식이다. 임의의 시점으로 복원 가능하며, 가장 포괄적인 데이터 보호 방법이다.^[16]
• 준 CDP 백업: 특정 간격(15분, 1시간, 24시간 등)마다 증분 백업을 자동으로 수행하는 방식이다. 간격 경계로만 복원이 가능하다.^[16] 저널링 파일 시스템을 사용하며, 주기적인 "스냅샷"^[17]을 기반으로 한다.
• 준 CDP: (Apple Time Machine 제외)^[18] 파일 수준 차이가 아닌 바이트 또는 블록 수준의 차이를 저장하여, 호스트 시스템의 모든 변경 사항을 의도 로그한다.^[19]
• 역 증분 백업: 소스 데이터의 최신 "미러"와 이전 상태 간의 차이점을 저장하는 방식이다. 이미지 전체 백업으로 시작하여, 주기적으로 전체 백업을 라이브 복사본과 동기화한다.
• 차등 백업: 마지막 전체 백업 이후 변경된 데이터만 저장하는 방식이다. 복원을 위해 최대 두 개의 백업본(가장 최근 전체 백업, 마지막 차등 백업)이 사용된다.
• 파일 백업: 파일 시스템을 경유하여 파일이나 폴더를 백업한다.^[72] 증분/차분 백업이 용이하며, 복구 시에는 복원 대상 파일 시스템이 미리 구축되어 있어야 한다.
• 이미지 백업: 하드 디스크의 파티션 단위로 백업한다.^[72] 증분/차분 백업이 어렵고, 복구 절차가 파일 백업보다 적다.
• 전체 백업:
• 필요한 모든 데이터를 복제한다.
• 매번 모든 데이터를 복제해야 하므로 시간이 오래 걸린다.
• 모든 데이터가 한 곳에 모여있으므로 복구 시 데이터를 찾아다닐 필요가 없다.
• 백업 대상에 충분한 여유 공간이 필요하다.
• 차등 백업:

• 이전 전체 백업에서 변경/추가된 데이터만 복제한다.
• 한 번은 전체 백업을 수행해야 한다.
• 마지막 전체 백업과의 차이점만 복제하므로 시간이 짧다.
• 백업 도구를 사용하지 않는 경우, 스스로 변경/추가한 데이터를 파악해야 한다.
• 복구에는 마지막 전체 백업 데이터와 마지막 차등 백업 데이터가 필요하다.
• 증분 백업:

• 이전 전체 백업, 차등 백업, 또는 증분 백업 시점부터 변경/추가된 데이터만 복제한다.
• 한 번은 전체 백업을 수행해야 한다.
• 마지막 백업 이후 변경/추가된 데이터만 복제하므로 시간이 매우 짧다.
• 백업 도구를 사용하지 않는 경우, 스스로 변경/추가한 데이터를 파악해야 한다.
• 복구에는 마지막 전체 백업 데이터와 (만약 있다면) 마지막 차등 데이터, 그리고 그 이후의 모든 증분 데이터가 필요하다.

• 논리적 파괴(휴먼 에러, 컴퓨터 바이러스 등)와 물리적 파괴/분실(하드웨어 고장, 자연 재해, 도난) 모두에 대비해야 한다.
• 범위: 백업할 데이터 (데이터베이스, 사용자 홈 디렉토리 등)를 결정한다.
• 빈도 (목표 복구 시점): 매일, 매주, 월별, 연간 등 백업 빈도를 결정한다. 빈도가 낮을수록 잠재적 데이터 손실량이 커진다. 목표 복구 시점 (RPO)과 관련된다.
• 보존 기간: 데이터나 업종에 따라 법률로 정해진 보존 기간을 준수해야 한다.
• 보관 장소: 자연 재해 등을 대비하여 원격지에 데이터를 보관하는 것이 좋다. 이동식 미디어 (주로 자기 테이프)나 온라인 스토리지, 데이터 센터 등을 이용할 수 있다.
• 복구 시간: 데이터 손실 시 복구해야 하는 시간으로, 목표 복구 시간 (RTO)이라고 한다.

5. 백업 보관 매체

백업 데이터는 다양한 매체에 보관할 수 있으며, 각 매체의 특성을 고려하여 선택해야 한다. 백업 전략에는 데이터의 "2차 저장 공간"이 필요하며, 여기에는 플로피 디스크, 자기 테이프, 광 디스크, 플래시 메모리, 광자기 디스크, 하드 디스크 등 다양한 매체가 사용될 수 있다.

• 플로피 디스크: 저렴하지만 용량이 매우 작아 간단한 파일 백업에만 사용된다. 자기, 먼지, 오염에 약하다.
• 대용량 자기 디스크: Zip이나 Jaz 등이 있지만, 현재는 광 디스크 등으로 대체되었다. 플로피 디스크와 마찬가지로 자기, 먼지, 오염에 약하다.
• 자기 테이프: 랜덤 액세스가 불가능하여 세밀한 데이터 백업에는 부적합하지만, 용량이 커 시스템 전체 백업에 적합하다. 정기적인 클리닝 등 유지보수가 필요하며, 테이프 드라이브는 매우 고가여서 개인용으로는 적합하지 않다. 오랫동안 대용량 데이터 저장, 백업, 보관 및 교환에 가장 일반적으로 사용되는 매체였지만, 더 적은 양의 데이터의 경우에는 더 이상 저렴한 옵션이 아니다.^[23]
• 카세트 테이프: 데이터 레코더를 이용해 데이터를 소리로 변조하여 오디오 테이프에 저장하는 방식으로, 개인용으로 사용되었다.
• 광 디스크: CD, DVD, BD 등이 있으며, 라이트 원스(한 번만 기록 가능, 삭제 불가)와 리라이터블(재기록 가능) 두 종류가 있다. 열, 습기, 자외선에 약한 경우가 있다.

• 플래시 메모리: USB 연결 타입이 주류이며, SSD도 보급되고 있지만, 장기 백업에는 드물게 사용된다.
• 광자기 디스크: 현재는 광 디스크 등으로 대체되었지만, 신뢰성 및 장기 보존 성능으로 인해 여전히 사용되는 경우가 있다.
• 하드 디스크 드라이브: 대용량에 고속이지만, 자기나 충격에 약하다. 외장 하드 디스크는 튼튼한 커버를 설치하거나, 충격 시 자기 헤드를 대피시키는 등의 방법으로 약점을 보완한다. 매체와 기록 장치 부분이 일체형이므로, 한쪽이 고장나면 데이터를 손실할 수 있어 하드웨어 장애에 약하다.

6. 백업 기술

백업 프로세스 최적화를 위해 백업 중인 데이터를 조작하는 경우가 많다. 이러한 조작은 백업 속도, 복원 속도, 데이터 보안, 미디어 사용량 및 대역폭 요구 사항 감소 등에 도움이 될 수 있다.^[64]

오래된 데이터는 자동으로 삭제될 수 있지만, 개인 백업 애플리케이션의 경우 삭제^[59][60][61]는 전역적으로 지연되거나 비활성화될 수 있다.^[63]

저장할 소스 데이터의 크기를 축소하여 더 적은 저장 공간을 사용할 수 있다. 압축은 테이프 드라이브 하드웨어에 내장된 기능인 경우가 많다.^[64]

중복 제거를 통해 유사하게 구성된 워크스테이션을 백업할 때 중복을 줄여 단 하나의 사본만 저장할 수 있다. 이는 파일 또는 원시 블록 수준에서 적용될 수 있다.^[64] 서버에서 발생할 경우 소스/클라이언트 측 중복 제거라고 하며, 백업 데이터를 대상 미디어로 전송하는 데 필요한 대역폭을 줄여준다. 대상 저장 장치에서 발생할 경우 인라인 또는 백엔드 중복 제거라고 한다.

백업은 두 번째 저장 매체 세트로 복제될 수 있다. 이는 복원 속도를 최적화하거나, 다른 위치 또는 다른 저장 매체에 두 번째 사본을 두기 위해 수행할 수 있다.

이동식 저장 매체는 분실되거나 도난당할 경우 데이터 보안 위험이 있으므로, 암호화를 통해 이러한 문제를 완화할 수 있다. 그러나 암호화는 CPU를 많이 사용하므로 백업 속도가 느려질 수 있으며, 암호화된 백업의 보안은 키 관리 정책의 보안에 달려 있다.

여러 대의 컴퓨터를 백업해야 하는데 대상 저장 장치의 수가 부족한 경우, 하나의 저장 장치를 여러 개의 동시 백업에 사용하는 기능이 유용할 수 있다.^[66]

아카이브 파일 내 백업 집합을 재정렬하는 과정을 리팩토링이라고 한다. 예를 들어, 백업 시스템이 보호된 모든 컴퓨터의 증분 백업을 저장하기 위해 매일 하나의 테이프를 사용한다면, 컴퓨터 중 하나를 복원하려면 많은 테이프가 필요할 수 있다. 리팩토링은 단일 컴퓨터에 대한 모든 백업을 단일 테이프로 통합하여 "합성 전체 백업"을 생성하는 데 사용될 수 있다.

백업은 테이프로 복사되기 전에 스테이징 디스크에 복사되기도 한다.^[66] 이 프로세스는 디스크-투-디스크-투-테이프의 약자인 D2D2T라고 불린다.

데이터량 감소와 보안 향상을 위해 데이터 압축, 암호화, 중복 제거 등의 기술이 병용되는 경우가 많으며, 백업 소프트웨어 및 하드웨어는 이러한 기능을 구현하는 경우도 많다. 가상화 기술(예: 테이프 라이브러리를 HDD로 대체하는 가상 테이프 라이브러리)도 있다. RAID는 어레이 내 디스크의 물리적 파괴에만 대응할 수 있으며, 논리적 파괴나 자연재해 대책이 될 수 없다.

7. 시스템 백업

파일, 폴더 또는 디스크나 파티션 단위로 백업 대상을 정할 수 있다. 하드 디스크에 포함된 운영 체제나 응용 소프트웨어가 있는 시스템 전체를 백업하는 것을 시스템 백업이라고 한다. 시스템 백업은 복구 시 전체를 복원하므로, 파일 백업보다 복구 작업 순서가 많지 않다.^[13]

기본 설정값을 보존하는 방법으로 정기적인 백업을 할 수도 있다. 이 백업 방식은 특정 시점에 생성된 완전한 원본 데이터 사본을 하나 이상 포함한다. 시스템 이미지를 복사하는 이 방법은 컴퓨터 기술자가 양호한 구성을 기록하는 데 자주 사용된다. 그러나 이미징은 다양한 시스템의 지속적인 백업보다는 표준 구성을 여러 시스템에 배포하는 데 더 유용하다.

위험 관리에서는 시스템 중단 가능성과 손해를 파악하고 투입 가능한 비용을 고려하여 운영된다.

; 위험 분류와 대처법

8. 데이터 복구

백업만큼 중요한 것은 데이터 복구이다. 정기적인 복구 테스트를 통해 복구 가능성을 확인해야 한다. 실제 운용에서 백업에 비해 복구 빈도는 상당히 낮아, 테스트가 소홀해지기 쉽다. 만약의 사태에 복구할 수 없다면 고가의 백업 장치는 무용지물이므로, 계획적인 복구 테스트를 실시하는 것은 백업 계획 이상으로 중요하다.^[74]

• '''데이터 검증:''' 의도한 백업 계획대로 운용되고 있는지를 확인하는 것뿐만 아니라, 데이터가 올바르게 읽어 들여지는지를 정기적으로 점검할 필요가 있다. 체크섬으로 데이터의 일관성을 체크하는 것이 일반적인 방법이며, 그 과정에서 에러가 발생한 경우에는 즉시 미디어 교체와 데이터 재기록을 검토해야 한다. 필요하다면, 원격지에 보관하고 있는 미디어도 불러들여 검증한다.
• '''기기 헬스 체크:''' 가동 시간, 쓰기 용량 및 평균 고장 간격 등을 기준으로 정기적으로 기기의 헬스 체크와 유지 보수를 실시할 필요가 있다. 또한, 갑작스러운 고장이 발생해도 복구할 수 있도록 평소에 고장률을 모니터하여 과부족 없는 기기 교체 계획을 수립하고 예비품을 조달해 두는 것도 중요하다. 자기 테이프에는 대략적인 헬스 체크가 가능한 기능이 있다.
• '''복구 절차서 확인:''' 복구 절차서가 존재하지 않는 경우, 관리자의 이동이나 퇴직에 따라 복구할 수 없게 될 가능성이 있다. 절차서를 항상 최신 상태로 유지하고, 재해 발생 시에도 쉽게 꺼낼 수 있는 장소에 보관해야 한다.
• '''복구 훈련:''' 기기 고장 또는 사이트의 화재·정전 등을 모의하여 실제 복구 훈련을 실시하는 것도 중요하다. 예상치 못한 요인으로 복구할 수 없게 될 가능성도 있으며, 예를 들어 소화 가스 분사 충격음이 대량의 하드 디스크와 서버를 파괴했다는 사례도 보고되었다. ^[74] 이러한 예상 밖의 요인에 대비하기 위해서도 훈련이 필요하다.

9. 결론

백업은 데이터 손실로부터 개인과 기업을 보호하는 가장 효과적인 방법이다. 자료 손실은 인위적인 실수, 정전, 하드웨어 문제, 소프트웨어 문제, 도난, 컴퓨터 바이러스, 사이버 테러, 재해 (지진, 화재), 전쟁, 테러 등 다양한 사건으로 인해 발생할 수 있다.^[1]

대부분의 자료 손실은 사용자의 실수로 발생하며, 이 경우 완전한 복구가 어려울 수 있다. 따라서 다른 곳에 같은 자료를 복사해 두는 백업이 유일한 대책이다.^[1]

운영 체제가 설치된 기억 장치에 자료를 여러 군데 복사하는 것도 백업이라고 할 수 있지만, 기억 장치는 언젠가 망가질 수 있다. 같은 기억 장치에 백업하는 경우, 장치 전체가 파손되면 복구 가능성이 낮아진다. 전문 업체의 데이터 복구 서비스는 비용이 많이 들 수 있으며, 다시 만들 수 없는 데이터는 복구할 수 없다. 따라서 평소 사용하는 기억 장치와는 다른 기억 장치에 정기적으로 백업하는 것이 좋다.^[1]

모든 데이터는 항상 손실 위험이 있다. 특히 기업에게 중요 데이터 백업은 사업 연속성 계획과 밀접하게 관련되어 있으며, 적절한 백업 및 복구 계획과 운영이 중요하다.^[1]

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