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NDMP V1.3 (c) Stor IT Back 2017


Network Data Management Protocol (NDMP) zur Sicherung von NAS-Systemen

NDMP (Network Data Management Protocol) ist ein offenes Protokoll für eine firmenweite Backuplösung. Hierbei lassen sich NDMP-fähige NAS-Systeme (Network Attached Storage) mit einer NDMP-fähigen Backupsoftware zentral sichern. Es sind hierbei verschiedene Topologien möglich, von einer reinen Steuerung des Ablaufes bis zur Konsolidierung der Backuphardware. Die Basis von NDMP ist hierbei die Trennung der Steuer- und Metadaten vom Backupdatenstrom. Aber warum ein eigenes Protokoll zur Sicherung von NAS-Systemen oder Filer? Die meisten NAS oder Filer sind in sich geschlossene Systeme, es kann keine Software nachinstalliert werden. Damit auch nicht der Client für eine spezielle Backup-Software. Also wird der NDMP Client fest im NAS verankert und bildet die Schnittstelle zu einer kompatiblen Backup-Software.

Entwicklung von NDMP

Die NDMP Initiative wurde 1996 gestartet. Schon im ersten Jahr wurde die Version 1 verabschiedet und die ersten Implementierungen vorgestellt. In den beiden folgenden Jahren wurden die Versionen 2 und 3 vorgestellt und ab dem Jahre 2000 fand die Betreuung des Projektes über die SNIA NDMP Workgroup statt. Heute unterstützen sowohl die gängigen Backupsoftware-Hersteller dieses Protokoll, wie auch die meisten NAS-Hersteller. Sehr viel ändert sich im NDMP Umfeld nicht mehr, das Protokoll ist ausgereift und Änderungen oder Anpassungen werden kaum benötigt. Aktuell ist die Version 5, aber auch 4 und 3 sind noch weit verbreitet. Wichtig ist vor der Anschaffung immer die Prüfung auf die gegenseitige Kompatibilität. Hierbei muss auch auf die Firmware-Versionen geachtet werden.

Funktion von NDMP

NDMP ist eigentlich nur das Protokoll für die Übertragung der Daten und Steuerbefehle. Es wird der NDMP Data Service benötigt, der NDMP Tape Service und ein NDMP SCSI Pass-Through Service. Auf dem NAS System wird entweder ein Unix-Tar oder ein Unix-Dump ausgeführt. Dieser Unix-Befehl generiert die Daten und schickt diese durch den NDMP Service zum Backup-Server oder zum Tape. Diese Sicherung muss dann von der Backup-Software ausgewertet werden. Je nachdem wie gut sich NAS und Backup-Software verstehen, umso mehr Informationen kann die Software aus dem NDMP Daten extrahieren. Wenn die Backup-Software alle Einzelheiten zu den gesicherten Daten bekommt, dann kann auch eine komfortable Rücksicherung einer einzelnen Datei erfolgen. Aber an sich ist die NDMP-Sicherung immer eine Image-Sicherung. Dies bedeutet, ohne das ursprüngliche NAS-System sind die Daten nicht oder nicht vollständig interpretierbar. Und ob inkrementelle oder differentielle Sicherungen durchgeführt werden können, hängt auch von dem Zusammenspiel zwischen NAS und Backup-Software ab.

Lokales Backup eines NAS-Systems

Im einfachsten Fall steuert der Backupserver die Sicherung, das Bandlaufwerk ist direkt am NAS-System angeschlossen (per FC, SAS oder SCSI). Die Belastung für das LAN ist sehr gering und die Datenübertragung ist dank SCSI oder SAS sehr schnell. Dort wird hauptsächlich der NDMP SCSI Pass-Through Service zur Steuerung der Library genutzt, die Daten werden direkt vom NAS auf das Tape geschickt.

NDMP lokale Sicherung

NAS zu NAS Sicherung

Sind mehrere NAS-Systeme vorhanden, soll die Backuphardware aber zentral genutzt werden, so bietet sich die zentrale Steuerung von einem Backupserver an, jedoch geht der Datenstrom von jedem einzelnen NAS zu einem zentralen NAS mit Backuplaufwerk. Dies ist eine sehr kostengünstige Methode um eine zentrale Datensicherung zu realisieren. Wichtig bei dieser Methode ist die Belastung des Netzwerkes zwischen den beiden NAS-Systemen. Das Bandlaufwerk sollte also an dem NAS direkt angeschlossen werden, welches die meisten Daten zu sichern hat. Evtl. bietet sich auch eine Library mit Partitionierung an, dann kann jedes NAS direkt an die Library per SAS oder FC angeschlossen werden.

NDMP NAS zu NAS Sicherung

NAS zu Backupserver Sicherung

Sollen nicht nur NAS-Systeme gesichert werden, sondern auch Datenbank- und Applikationsserver, so bietet sich der zentrale Backupserver mit Bandlaufwerken an. Dieser Server übernimmt sowohl die Steuerung des Ablaufes, wie auch die Backupdaten von den NAS-Systemen. Diese Methode ist immer dann zu empfehlen, wenn neben den NAS-Daten große Mengen an zusätzlichen Daten gesichert werden müssen.

NDMP NAS zu Server Sicherung

Sollten die meisten Daten auf dem NAS liegen, so bietet es sich an, die Library direkt an das NAS anzuschließen. Die Backup-Daten aus dem restlichen Netz müssen dann über LAN und über das NAS zur Library gehen. Dies muss natürlich auch die Backup-Software unterstützen.

Alternativen zu NDMP

Bietet ein NAS keine direkte Unterstützung für die eingesetzte Backupsoftware und lässt sich kein Client installieren, so bleibt neben NDMP nur das "mounten" der Freigaben per NFS oder SMB auf dem Backupserver. Diese Netzlaufwerke können dann direkt gesichert werden. Dies ist jedoch eine sehr große Belastung für das Netzwerk und die Transfergeschwindigkeit ist geringer als mit NDMP.
Aber kann diese Lösung auch Vorteile bringen? Es gibt ein Backup-Verfahren welches einen großen Vorteil gegenüber von NDMP bietet, das ist ein Incremental-Forever Verfahren. Dies bedeutet, dass die Backupsoftware nur einmal bei der ersten Sicherung eine Vollsicherung durchführt, alle weiteren Sicherungen sind inkrementelle Sicherung. Eine Backup-Software die nach diesem Verfahren arbeitet ist der Tivoli Storage Manager (TSM) von IBM. Sind sehr große Datenmengen auf dem NAS vorhanden, so muss mindestens ab und zu mal eine Vollsicherung mit NDMP gemacht werden. Das ist bei NDMP für alle Backup-Produkte gleich. Sichert man aber die Freigaben des NAS mit dem TSM, dann werden nur inkrementelle Sicherungen durchgeführt. Die optimale Verwaltung übernimmt der TSM intern, selbst ein Full-Restore nach vielen Jahren ist schnell und effektive möglich. Der TSM als Backup-Software kann bei extrem großen Datenmengen aber mit geringer Änderungsrate, eine gute Alternative zu NDMP sein. Die tägliche inkrementelle Sicherung ist zwar per NDMP schneller, aber die Vollsicherung per NDMP (und sei sie auch nur einmal im Monat) dauer unter Umständen sehr lange. Bei großen Datenmengen kann diese Vollsicherung per NDMP auch viel zu lange dauern, dass sie nicht durchgeführt werden kann. Und es werden Kosten bei der NDMP Lizenz der Backup-Software gespart.

NDMP in der Praxis

Gerade größere NAS-Systeme lassen sich nur über NDMP schnell und zuverlässig sichern. In unseren Angeboten finden Sie verschiedene Backup-Software-Produkte, die NDMP vollständig unterstützen. Also auch die "NAS zu Backup-Server Sicherung", um das NAS in bestehende Backup-Umgebungen integrieren zu können.
Auch NAS-Server bzw. Filer mit NDMP-Funktion finden Sie in unseren Angeboten. Damit lassen sich NAS-Systeme universell und ohne Abhängigkeiten zu bestimmten implementieren Backup-Software-Clienten oder Produkten sichern. Sie benötigen nur eine Backup-Software, die NDMP unterstützt und ein NAS System, welches ebenfalls NDMP unterstützt. Sie müssen keine zusätzliche Software auf dem NAS installieren oder eine Sicherung über langsame Freigaben oder proprietäre Schnittstellen durchführen.


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