Backup mit Festplatten

Das seit 1996 genutzte MLR1 QIC schafft in der Praxis ca. 20GB. Das reicht nicht mehr.

Da ich's nicht mehr für eine Firma benötige, ist mir eine Bandsicherung zu teuer.

Konzept

Anforderungen

Das Backup soll eine Vorhaltezeit von 6 Monaten haben - das hat sich bisher als zweckmäßig erwiesen.

Bisher gab es eine Wochensicherung, deren Medien über ein halbes Jahr rotiert wurden. Die dafür notwendige Anzahl von 30 Platten - 4 für Mo-Do und 26 Freitagsmedien - wird (zu) teuer.

Um eine größere Zahl Platten an einen PC-basierten Rechner anzuschließen, kommt USB gelegen.

Die nicht für das aktuelle Backup im Zugriff befindlichen Platten sollen offline sein. Es müssen nicht mehr Atome leiden, als wirklich für diesen Zweck notwendig.

Schön wäre, wenn die inaktiven Platten keine galvanische Verbindung mehr mit dem sichernden System hätten - damit Überspannungen kein Unheil anrichten können.

Im Detail

Welche Platten?

Es gibt USB-Platten in eigenen Gehäusen. Diese haben Lüfter, und diese kleinen Drecksdinger gehen nur kaputt.

( Die schlechte Haltbarkeit handelsüblicher PC-Lüfter ist ein überflüssiges Ärgernis. Hier liegt noch ein 80mm-Lüfter herum, der mal in einem Commodore-PC lief: Druckgussgehäuse, Lüfterrad aus Stahlblech und Kugellager, die den Namen verdienen. Wenn man den Lüfter anschiebt, dreht er noch einige Umläufe weiter. Hardware zum Vererben. )

Schließlich hinterließen die Tests dieser Gehäuse in der Fachpresse bei mir gemischte Gefühle.

Die Platten selbst sehe ich nicht so kritisch, irgendwelche großen IDE-Disks nach aktuellem Bauchgefühl werden reichen.

Sicherungsformat

Das Einfachste wäre die Nutzung der Platte als sequenzielles Medium, wie von einer Bandsicherung gewohnt.

Der Vorteil bestünde darin, dass eventuelle Probleme mit dem Filesystem vermieden würden.

Da nun Festplatten wahlfreien Zugriff ermöglichen, was für einen Restore sehr angenehm wäre, und mir Ärger mit dem Filesystem seit Jahren nicht mehr untergekommen ist, entscheide ich mich für die Nutzung der Disks mit Filesystem.

Die Vorhaltezeit über sechs Monate wird mit rsync/rsnapshot/rsyncbackup o.ä. realisiert. Diese bieten die Möglichkeit, verschiedene Sicherungen in eigenen Unterverzeichnissen abzulegen und identische Dateien per Hardlink abzubilden, so dass diese nur einmal Platz belegen.

Steuerung

Die extern angeschlossenen Platten sollen nur bei Bedarf mit Strom versorgt werden. Bei einem Hirschauer Elektronikversand gibt es eine Platine, die die Bedienung von 8 Relais über RS232 ermöglicht. Dort gibt es auch ein Stahlblechgehäuse mit sieben schaltbaren Steckdosen, das genug Platz für die Relaisplatine und ein Netzteil bietet. Ein Perl-Modul zur Ansteuerung gibt es auf CPAN.

Das Ganze ergibt sieben per Computer steuerbare Steckdosen und hat jetzt den Namen Power-Manager wirklich verdient.

( Schade, dass der Versand die Komponenten nicht so oder ähnlich auch fertig montiert anbietet. Das hätte echt was. )

USB-Trennung

Ein größeres Problem stellt die Trennung des USB von der Maschine dar. Geeignete Schalter, um den USB zu trennen, sind nicht aufzutreiben.

Es gibt 2-PC-1-Drucker-Umschalter, aber die sind elektronisch - und damit nicht galvanisch getrennt - oder mechanisch und nicht high-speed-fähig. Außerdem sind beide Varianten nur manuell bedienbar.

Ein gewöhnliches Relais scheidet aus, da USB 480MBit/s überträgt und dem entsprechende Hochfrequenzsignale zickig reagieren können.

Für die Medizintechnik gibt es optische Umsetzer, um gewöhnliche Drucker sicher an Medizingeräte anschließen zu können. Teuer und beschränkt auf FastSpeed USB zu langsam.

Ein weitere Idee wäre, die Platten an einen WRT-Router mit zugänglichen USB-Schnittstellen anzuschließen und die Daten per WLAN zu transportieren. Das isoliert elektrisch hervorragend. Haken für mich: ich schätze es nicht, meine Daten in die Welt zu broadcasten. Dazu habe ich schon zu viele "sichere" kryptografische Lösungen brechen sehen ( DES, SSH1, WEP, to name some).

Noch eine Idee wäre die Nutzung eines WRT-Routers (ohne WLAN) ans Netz angekoppelt über Fiber. Die Preise für Medienkonverter und passende Netzwerkkarte sind leider unkomfortabel.

Umfrage bei der örtlichen Linux-User-Group fördert die Idee eines HF-Relais' (<- kein Deppen-Apostroph) zu Tage.

Entsprechende Recherchen verlaufen nicht erfolgreich: die USB-Spec setzt HF-technische Rahmenbedingungen, die ich nicht zu erfüllen weiß (HF fängt für mich bei 100kHz an).

Es stellt sich heraus, dass die IDE-USB-Adapter, sofern die angeschlossene Platte nicht mit Strom versorgt wird, am USB zwar Ihre Anwesenheit als Massenspeicher melden, aber mit den Daten zur Mediengröße nicht rüberkommen. Das System fragt in der Folge alle paar Sekunden nach, was das Syslog vollmüllt und sicher nicht Stabilität und Durchsatz des Systems erhöht.

Meine Überlegung geht dahin, ob sich nicht etwas konstruieren ließe, das einfach den Stecker abzöge.

Der Backup-Robot

[12.7.2007]
Einen IDE/USB-Adapter zum Testen besorgt. Ergebnis: Yes, it runs with Linux.

[14.7.2007]
Benötigte IDE/USB-Adapter und eine Platte besorgt.

[21.7.2007]
USB-Hub besorgt zum Testen. Ergebnis: Yes, it runs with Linux.

[23.8.2007]
Weiteren USB-Hub besorgt. Das Modell vom letzten Mal gibt es nicht mehr. Anderes Modell mitgenommen. Läuft auch.

[24.8.2007]
Wie stark hält ein USB-Stecker? Mit der Küchenwaage ermittelt: bis zu 1.5kg. Also über den Daumen 15N.

[14.9.2007]
Womit könnte man den Stecker bedienen? Im Modellbaugeschäft einen Servo mit "14.4kg.cm" eingefangen. Die Einheit "kg.cm" erinnert irgendwie an "Å/w" (Ångström/Woche).

[14.9.2007]
Recherchiert, wie genau ein Servo anzusteuern ist. An meinen Signalgeneratoren lässt sich das Tastverhältnis für Rechtecksignale nicht einstellen. Der Ansatz, als Ausgangssignal Dreieck zu verwenden, mit zwei grünen LED auf ca. 5V zu begrenzen und über den Gleichspannungsoffset so etwas wie ein pulsweitenmoduliertes Rechteck zu erhalten, war dem Servo zu schlicht. Er lebt, ist aber nicht glücklich.

[19.9.2007]
Da sich das erforderliche Laborequipment außer Reichweite im Keller des Elternhauses befindet, habe ich den lokalen Elektronikhandel heimgesucht. Zwei Netzteile, ein Steckboard, Messkabel, ein Satz Widerstände, Kondensatoren, Operationsverstärker, Trigger und Spannungsregler von der Jagt mitgebracht.

Zu Hause umgehend alles in Betrieb gesetzt. Der erste Versuch für den Signalgenerator bleibt leider hinter den Erwartungen zurück.

Detail am Rande: Klettverschlusskabelbinder zähmen den Kabelsalat auf dem Tisch.

[21.9.2007]
Der Signalgenerator - jetzt bestehend aus einem Integrator, einem Komparator, zwei Triggern und einem Inverter - erzeugt nun ein PWM-Signal mit ca. 50 Hz und 5V Amplitude. Der Servo ist damit zu Frieden und lässt sich um etwas mehr als 180° bewegen. Wunderbar.

[22.9.2007]
Um den Stecker führen zu können, fiel die Wahl auf eine Linearführung. Als einfacher Fall einer Linearführung kann ein (Schubladen)Auszug gelten. Im Baumarkt gab es solche mit ca. 18cm Länge. Dazu diverse Winkel, Bleche und Schrauben aus der Beschlägeecke.

Damit den ersten Ansatz für eine Bedienung eines USB-Steckers aufgebaut. Die Beschlagteile lassen sich erstaunlicher Weise zu etwas Funktionierendem zusammenfügen. Fast kommt ein Gefühl von Metallbaukasten auf.

Die Auszüge laufen nicht so schön leicht, wie sie könnten: die Küchenwaage ermittelt Kräfte im Bereich 2.5N.

[23.9.2007]
Den Servo ins Geschehen integriert. Zur Anlenkung muss eine Büroklammer herhalten. Immerhin: die Mimik bewegt sich in etwa wie geplant. Die Anordnung erscheint mir zu raumgreifend, zu viele Winkel, zu lange Hebel. Das geht kompakter.

[24.9.2007]
Im Baumarkt weitere Beschläge beschafft. Ausprobiert, Variante gefunden, die mir gefällt. Leider müssen dafür neue Löcher her und ich habe weder Ständerbohrmaschine noch Bohrständer.

[25.9.2007]
An der Mechanik geknobelt. Es hilft nichts, es muss Bohrequipment her.

[28.9.2007]
Bohrständer mit Maschinenschraubstock besorgt. Wollte ich ohnehin schon lange mal haben. Mit den richtigen Löchern hat der Servo jetzt seinen Platz.

[01.10.2007]
Jetzt ist der Servo ordentlich verschraubt, so dass ein Lasttest möglich wird. Schließlich ist die Frage noch offen, ob die Mimik die 15-20N für den Stecker aufbringt und aushält.

[03.10.2007]
Heute läuft der Belastungstest. Zwei Liter Wasser über eine Umlenkwelle (hier dargestellt von einem Schraubendreher) werden vom Servo ohne Mucken gehoben. Fein. Bei der Probe in Gegenrichtung wird die nun auf Druck belastete Büroklammer unelastisch verformt. Fazit: der Servo und die Winkel taugen, die Büroklammer nicht. Also im Modellbauladen was geeignetes ausfindig machen.

[04.10.2007]
2.0mm Federstahldraht besorgt. Das Zeug ist zäh (gut). Ich bekomme die Öse nicht geschlossen, die ich für die Schraube brauche (schlecht), der Draht lässt sich nicht fest genug fassen. 1.5er Draht besorgt. Der lässt sich gerade noch verarbeiten. "Gerade noch" gilt allerdings auch für den Belastungstest auf Druck.

[05.10.2007]
Eine mögliche Kombination von USB-Stecker & -Buchse getestet. Es funktioniert tatsächlich: der Servo kann den Stecker bedienen. Der USB-Hub hat günstige Gehäuseabmessungen, leider ist er nicht mehr erhältlich (vgl. 23.8.2007).

[06.10.2007]
Für die Anschauung gibt es hier 7.3MB MPEG2.

[07.10.2007]
Für die Anwendung werden nur zwei Servopositionen benötigt. Daher reicht es, wenn der Signalgenerator zwei feste Signale erzeugt, die dem jeweils zu steuernden Servo je nach Anforderung zugeführt werden. Das führt zu einer Modifikation des Signalgenerators: Spannungsteiler, Komparator und Trigger werden dupliziert.

[08.10.2007]
Einfache USB-Verlängerung besorgt, da es den bevorzugten Hub nicht mehr gibt. Kostet nicht mal die Hälfte - auch gut. Es wird einen Weg geben, diese Kupplung zu befestigen. Zusätzliche Servos bestellt, die waren dann doch nicht am Lager. Weiter stellt sich heraus, dass die Onboard-USB-Schnittstelle nur Version 1.1 beherrscht. Karte mit VIA-Keks an Land gezogen, Linux erkennt sie sofort. Transfer lesend ca. 25MB/s, schreibend 17.5MB/s. Die lokale ST38421A ließt mit 9.5MB/s.

[11.10.2007]
Ein weiterer Baumarkteinkauf. Mehr Metallteile.

[12.10.2007]
Detail: Stecker und Buchse müssen natürlich wieder in der Höhe zusammenpassen. Eventuell ist das einfacher zu erreichen, wenn beide hochkant auf senkrecht stehenden Blechen zusammengeführt werden. Ausprobiert, schaut gut aus. Steigert lediglich den Bedarf an Bohrungen.

[17.10.2007]
Die Anordnung der Teile auf dem Basisblech geändert, die bisher verwendete Konstruktion mit zwei Blechen ist nicht steif genug. Die Testversion mit hochkant stehenden Steckern funktioniert jetzt.

[18.10.2007]
Die Anordnung nochmal geändert, so dass nichts übersteht. Läuft wunderbar, so werden die übrigen Mechaniken auch aufgebaut. Gerade ruft der Lieferant an, die Servos wären da. Just in Time oder so...

[23.10.2007]
Die Mühen der Ebene... Die ersten 1 1/2 Teilesätze sind angefertigt.

[31.10.2007]
Als Sysadmin mag ich, wenn Routinearbeiten ohne mein entbehrliches Zutun funktionieren. Das schließt natürlich n-fache Reproduktion von Hardware ein. Also läuft die Montage der Mechaniken jetzt von selbst: Montageschritte [1] & [2].

[02.11.2007]
Montageschritt [3].

[04.11.2007]
Montageschritt [4].

[10.11.2007]
Der 1.5mm Federstahldraht ist ein Killer. Das Gelenk der Flachzange leidet, sägen oder feilen klappt auch nicht recht. Die Griffe der Beißzange (zugegeben, das Ding hat die Bezeichnung Werkzeug nicht verdient) lassen sich zusammendrücken, ohne dass der Draht nennenswerte Kratzer bekommt. Also heute einen Bolzenschneider besorgt. Et voilà: die Wunderbare Welt der IT[tm] sorgt auch hier für Überraschungen - kaum macht man's richtig, schon geht's.

[11.11.2007]
Montageschritt [5].

[15-18.11.2007]
Die bisher vorhandenen Clips machen sich am Stand der Linux User Group Stuttgart auf der HobbyElektronik gut als Eyecatcher. ;-)

[26.12.2007]
Montageschritt [6].
Da die Montage nun also von selbst läuft, sind auch schon drei Elemente fertig.

[10.01.2008]
Irgendwie stört mich, dass der Isolationsabstand lediglich der Materialstärke des USB-Steckers entspricht. Der untere Schenkel des Winkels, der als Schlitten dient, ist überflüssig. Im Modellbaufachhandel finden sich Epoxidharzplatten 350x150x2.5mm . Passend gesägt ergeben diese jeweils zwei Basisplatten und drei kleine Platten für einen Steckerschlitten.

[18.02.2008]
Noch zwei ATA-USB-Adapter besorgt. Gibt's inzwischen zum gleichen Preis inklusive SATA. Auch kein Fehler. Die erste Mechanik mit Epoxidplatte ist fertig...

[19.02.2008]
...die anderen beiden auch. Das vorläufige amtliche Endergebnis rechtfertigt ein Gruppenbild.

Das war's bis hierher. Schauen Sie auch nexte Woche wieder rein, wenn es heißt "Du, Bappa, was mussischn mache, wennisch mei Beggapp selbsch mache will?"