Punkt 5 mit allen unter Punkten fertig geschrieben

Diplomarbeitsbuch-individueller-teil-Florian-Edlmayer.md

@@ -131,8 +131,177 @@ TS="$(date -u +'%Y%m%dT%H%M%SZ')"
 DEST_DIR="${BACKUP_ROOT}/${TS}"
 
 date -u erzeugt einen Zeitstempel in UTC, wodurch die Bennenung unabhängig von Zeitzonen eindeutig bleibt.
+Der Zeitstempel wird als Ordnername verwendet, sodass jedes Backup separat abgelegt wird (z. B. 20260226T023000Z).
+
+Die Sicherung der PostgreSQL-Datenbank erfolgt mithilfe des Programms pg_dump, welches ein vollständiges Abbild der Datenbank erzeugt:
+
+pg_dump -h "$PGHOST" -p "$PGPORT" -U "$PGUSER" -d "$PGDATABASE" -Fc \
+  -f "${DEST_DIR}/db_${PGDATABASE}.dump"
+
+Hierbei werden Host, Port, Benutzer und Datenbankname über Variablen definiert, wodurch das Skript flexibel einsetzbar bleibt. Der Parameter -Fc erstellt das Backup im sogenannten Custom-Format. Dieses Format bietet den Vorteil, dass beim Wiederherstellen einzelne Tabellen oder Datenbankobjekte selektiv importiert werden können. Zudem ist es komprimiert und effizienter als ein reines SQL-Textdump. Die Ausgabe wird direkt in eine Datei im zuvor erstellten Backup-Ordner geschrieben. Die Authentifizierung erfolgt über eine .pgpass-Datei, wodurch das Backup automatisiert und ohne manuelle Passworteingabe ausgeführt werden kann.
+
+Neben der Datenbank wird auch der gesamte Anwendungsordner gesichert. Dies geschieht mithilfe des tar-Programms, das Dateien zu einem komprimierten Archiv zusammenfasst:
+
+tar -cvpzf "${DEST_DIR}/oqtane_files.tar.gz" \
+  --absolute-names "$OQTANE_DIR"
+
+Das Programm tar steht für Tape Archive und wurde ursprünglich entwickelt, um mehrere Dateien auf Magnetbändern zu sichern. Heute wird es unter Linux und Unix-Systemen verwendet, um mehrere Dateien und Verzeichnisse zu einem einzigen Archiv zusammenzufassen. Dabei kann das Archiv optional komprimiert werden.
+
+Der Parameter -c erstellt ein neues Archiv, -v gibt die verarbeiteten Dateien aus, -p erhält die ursprünglichen Dateiberechtigungen und -z aktiviert die gzip-Komprimierung. Die Komprimierung reduziert den Speicherbedarf der Sicherung erheblich. Besonders relevant ist die Option --absolute-names, da dadurch die vollständigen Pfadangaben im Archiv gespeichert werden. Dies erleichtert eine spätere exakte Wiederherstellung der ursprünglichen Verzeichnisstruktur. Durch die Kombination aus Datenbank-Dump und komprimiertem Dateisystem-Archiv entsteht ein vollständiges Vollbackup des Systems.
+
+Ein Cronjob ist eine zeitgesteuerte Aufgabe unter Linux-Systemen, die automatisch zu einem festgelegten Zeitpunkt ausgeführt wird. Er basiert auf dem Hintergrunddienst cron, der regelmäßig überprüft, ob geplante Befehle gestartet werden müssen.
+
+Im vorliegenden Projekt wird ein Cronjob verwendet, um das Backup-Skript täglich automatisiert auszuführen. Der entsprechende Eintrag lautet:
+
+30 2 * * * /home/florian/backup-script.sh >> /home/florian/backup.log 2>&1
+
+Die ersten fünf Felder definieren den Ausführungszeitpunkt. In diesem Fall bedeutet die Konfiguration, dass das Skript täglich um 02:30 Uhr gestartet wird. Die nächtliche Ausführung reduziert die Systembelastung während der regulären Nutzung.
+
+Der hintere Teil des Befehls (>> /home/florian/backup.log 2>&1) sorgt dafür, dass sowohl normale Ausgaben als auch Fehlermeldungen in einer Logdatei gespeichert werden. Dadurch kann überprüft werden, ob das Backup erfolgreich durchgeführt wurde.
+
+Durch den Einsatz eines Cronjobs wird eine regelmäßige und zuverlässige Datensicherung ohne manuelles Eingreifen gewährleistet.
+
+Ein weiterer Bestandteil des Backup-Systems ist ein automatischer Mechanismus zur Verwaltung alter Sicherungen. Da Backups langfristig Speicherplatz beanspruchen können, wurde eine Funktion implementiert, die nur eine definierte Anzahl an Sicherungen beibehält. In der Konfiguration des Skripts wird festgelegt, dass maximal 30 Backups gespeichert werden.
+
+RETAIN=30
+
+Während der Ausführung überprüft das Skript, wie viele Backup-Ordner im Backup-Verzeichnis vorhanden sind. Die Ordner werden anhand ihres Zeitstempels sortiert, wodurch die chronologische Reihenfolge der Sicherungen eindeutig bestimmt werden kann. Sollte die Anzahl der vorhandenen Backups den definierten Wert überschreiten, werden automatisch die ältesten Sicherungen gelöscht.
+
+if (( ${#backups[@]} > RETAIN )); then
+  for old in "${backups[@]:RETAIN}"; do
+    rm -rf -- "$old"
+  done
+fi
+
+Durch diesen Rotationsmechanismus wird verhindert, dass sich im Laufe der Zeit eine unbegrenzte Anzahl von Backups ansammelt und dadurch der verfügbare Speicherplatz auf dem Server erschöpft wird. Gleichzeitig bleibt eine ausreichende Anzahl an Sicherungsständen erhalten, um im Fehlerfall auf frühere Systemzustände zurückgreifen zu können.
+
+Die gewählte Anzahl von 30 Sicherungen ermöglicht es, bei täglicher Ausführung des Backup-Skripts ungefähr einen Monat an Wiederherstellungspunkten vorzuhalten. Dadurch wird ein sinnvoller Kompromiss zwischen Datensicherheit und effizienter Speicherverwaltung erreicht.
 ## 5.3 Implementierung der Backup-Skripte
+Die Implementierung des Backup-Systems erfolgte mittels eines Bash-Skripts, das auf dem Linux-Server ausgeführt wird. Bash eignet sich besonders für administrative Aufgaben, da sie direkten Zugriff auf Systembefehle, Dateien und Prozesse bietet. Das Skript wurde so aufgebaut, dass es robust, automatisierbar und nachvollziehbar arbeitet.
+
+Zu Beginn des Skripts wird folgende Konfiguration gesetzt:
+
+#!/usr/bin/env bash
+set -euo pipefail
+
+Die erste Zeile definiert den Interpreter, mit dem das Skript ausgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass unabhängig von der Systemkonfiguration die korrekte Bash-Version verwendet wird.
+
+Die Anweisung set -euo pipefail erhöht die Sicherheit und Stabilität des Skripts:
+
+-e beendet das Skript sofort, wenn ein Befehl fehlschlägt
+
+-u verhindert die Verwendung nicht definierter Variablen
+
+-o pipefail sorgt dafür, dass auch Fehler innerhalb von Befehls-Pipelines erkannt werden
+
+Diese Einstellungen verhindern, dass das Backup bei Fehlern unbemerkt unvollständig ausgeführt wird.
+
+Im nächsten Schritt werden zentrale Konfigurationsvariablen definiert:
+
+BACKUP_ROOT="/var/backups/fullserver"
+RETAIN=30
+
+PGHOST="localhost"
+PGPORT="5432"
+PGUSER="florian"
+PGDATABASE="oqtane"
+
+Durch die Verwendung von Variablen bleibt das Skript flexibel und wartbar. Änderungen, beispielsweise am Speicherort oder an der Datenbank, können an einer zentralen Stelle vorgenommen werden, ohne den restlichen Code anzupassen.
+
+Die Sicherung der PostgreSQL-Datenbank erfolgt mittels pg_dump im Custom-Format. Dieses Format ist besonders geeignet, da es eine flexible Wiederherstellung ermöglicht. Die Ausgabe wird direkt in den jeweiligen Backup-Ordner geschrieben. Die Authentifizierung erfolgt über eine .pgpass-Datei, wodurch das Backup ohne interaktive Passworteingabe automatisiert durchgeführt werden kann.
+
+Anschließend wird der gesamte Anwendungsordner mit tar archiviert und komprimiert. Dabei werden Dateirechte und Verzeichnisstrukturen vollständig erhalten. Dies ist insbesondere bei Webanwendungen wichtig, da falsche Berechtigungen nach einer Wiederherstellung zu Funktionsstörungen führen könnten.
+
+Ein weiterer wichtiger Bestandteil der Implementierung ist das integrierte Rotationsprinzip. Das Skript überprüft automatisch, wie viele Backup-Ordner vorhanden sind. Falls die definierte Grenze von 30 Sicherungen überschritten wird, werden die ältesten Backups gelöscht. Dadurch wird verhindert, dass der verfügbare Speicherplatz durch alte Sicherungen dauerhaft belegt wird. Die Sortierung erfolgt anhand der Zeitstempel im Ordnernamen, wodurch die chronologische Reihenfolge eindeutig bestimmbar ist.
+
+Zusätzlich gibt das Skript Statusmeldungen mit Zeitangaben aus:
+
+echo "[$(date -Iseconds)] Backup-Job abgeschlossen."
+
+Diese Meldungen werden bei automatischer Ausführung über den Cronjob in eine Logdatei geschrieben. Dadurch kann jederzeit überprüft werden, ob das Backup erfolgreich abgeschlossen wurde oder ob Fehler aufgetreten sind.
+
+Die Implementierung zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:
+
+vollständige Sicherung von Datenbank und Anwendungsdateien
+
+automatische tägliche Ausführung
+
+integrierte Fehlerbehandlung
+
+strukturierte Archivierung mit Zeitstempel
+
+automatische Speicherverwaltung durch Rotationsmechanismus
+
+Durch diese Umsetzung wurde ein zuverlässiges und wartbares Backup-System geschaffen, das den kontinuierlichen Betrieb der Webanwendung unterstützt und im Fehlerfall eine schnelle Wiederherstellung ermöglicht.
 ## 5.4 Wiederherstellung von Daten mittels Restore-Skripten
+Neben der Datensicherung stellt die strukturierte Wiederherstellung der Daten einen zentralen Bestandteil des Backup-Systems dar. Zu diesem Zweck wurde ein eigenes Bash-Skript implementiert, das sowohl die PostgreSQL-Datenbank als auch die Anwendungsdateien aus einem gewählten Backup-Ordner wiederherstellt 
+
+Resolve-Skript
+
+. Ziel war es, einen klar definierten und kontrollierten Prozess zu schaffen, der im Fehlerfall eine vollständige Rücksetzung des Systems ermöglicht.
+
+Das Skript beginnt – analog zum Backup-Skript – mit einer sicheren Ausführungskonfiguration:
+
+#!/usr/bin/env bash
+set -euo pipefail
+
+Auch hier sorgt set -euo pipefail dafür, dass das Skript bei Fehlern sofort abbricht, keine undefinierten Variablen verwendet werden und Fehler innerhalb von Befehls-Pipelines korrekt erkannt werden. Dadurch wird verhindert, dass ein unvollständiger oder fehlerhafter Restore durchgeführt wird.
+
+Zu Beginn wird festgelegt, welcher Backup-Ordner verwendet werden soll. Wird beim Start ein Argument übergeben, wird dieses als Backup-Verzeichnis interpretiert. Andernfalls wird automatisch das neueste Backup ausgewählt:
+
+if [[ $# -ge 1 ]]; then
+  BACKUP_SUBDIR="$1"
+else
+  BACKUP_SUBDIR="$(ls -1 "${BACKUP_ROOT}" | sort | tail -n 1)"
+fi
+
+Diese Logik ermöglicht eine flexible Nutzung des Skripts. Administratoren können gezielt einen bestimmten Sicherungsstand auswählen oder standardmäßig den aktuellsten verwenden.
+
+Vor Beginn der Wiederherstellung erfolgt eine deutliche Sicherheitswarnung:
+
+read -rp "Fortfahren? (ja/nein): " answer
+if [[ "$answer" != "ja" ]]; then
+  exit 0
+fi
+
+Diese Abfrage dient als Schutzmechanismus, da der Restore-Prozess bestehende Daten überschreibt. Erst nach expliziter Bestätigung wird die Wiederherstellung gestartet.
+
+Die Wiederherstellung der PostgreSQL-Datenbank erfolgt in mehreren Schritten. Zunächst wird – falls vorhanden – die bestehende Datenbank gelöscht:
+
+dropdb -h "$PGHOST" -p "$PGPORT" -U "$PGUSER" "$PGDATABASE"
+
+Anschließend wird eine neue, leere Datenbank erstellt:
+
+createdb -h "$PGHOST" -p "$PGPORT" -U "$PGUSER" "$PGDATABASE"
+
+Danach wird der zuvor gesicherte Dump eingespielt:
+
+pg_restore -h "$PGHOST" -p "$PGPORT" -U "$PGUSER" \
+  -d "$PGDATABASE" -c "$DUMP_FILE"
+
+Das Programm pg_restore liest das im Custom-Format gespeicherte Backup ein und stellt sämtliche Tabellen, Indizes und Datenbankobjekte wieder her. Die Option -c sorgt dafür, dass bestehende Objekte vor dem Import entfernt werden, wodurch Konflikte vermieden werden.
+
+Neben der Datenbank wird auch der Anwendungsordner wiederhergestellt. Bevor die neuen Dateien entpackt werden, wird der aktuell vorhandene Ordner zur Sicherheit umbenannt:
+
+mv "$OQTANE_DIR" "${OQTANE_DIR}.old.$(date +%s)"
+
+Diese Maßnahme verhindert einen vollständigen Datenverlust, falls beim Restore ein Problem auftreten sollte. Anschließend wird das Archiv entpackt:
+
+tar -xvpzf "$FILES_ARCHIVE"
+
+Der Parameter -x extrahiert das Archiv, -p stellt die ursprünglichen Dateiberechtigungen wieder her und -z dekomprimiert das gzip-Archiv. Dadurch wird die komplette Ordnerstruktur in ihrem ursprünglichen Zustand wiederhergestellt.
+
+Zusammenfassend ermöglicht das Restore-Skript eine vollständige Rücksetzung der Webanwendung auf einen definierten Sicherungsstand. Durch die Kombination aus Sicherheitsabfrage, kontrollierter Datenbank-Neuerstellung und strukturiertem Dateirestore wird ein zuverlässiger und nachvollziehbarer Wiederherstellungsprozess gewährleistet. Das System ergänzt somit das Backup-Konzept um eine praxisnahe und technisch saubere Lösung für den Ernstfall.
+
+## 5.5 Fazit zur Datensicherung
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+Durch die Implementierung eines automatisierten Backup- und Restore-Systems wurde eine zuverlässige Grundlage für die Datensicherheit der Webanwendung geschaffen. Das entwickelte System ermöglicht eine regelmäßige Sicherung sowohl der PostgreSQL-Datenbank als auch der vollständigen Anwendungsdateien. Durch die automatisierte Ausführung mittels Cronjob wird sichergestellt, dass die Backups ohne manuelles Eingreifen täglich erstellt werden.
+
+Zusätzlich sorgt das integrierte Rotationsprinzip dafür, dass ältere Sicherungen automatisch entfernt werden und der verfügbare Speicherplatz effizient genutzt wird. Die strukturierte Ablage der Backups mit Zeitstempeln erleichtert die Auswahl eines bestimmten Sicherungsstandes.
+
+Neben der Datensicherung wurde auch ein Restore-Skript implementiert, das eine vollständige Wiederherstellung des Systems ermöglicht. Dabei werden sowohl die Datenbank als auch die Anwendungsdateien aus einem ausgewählten Backup wiederhergestellt. Sicherheitsmechanismen wie Bestätigungsabfragen und das temporäre Umbenennen bestehender Daten reduzieren das Risiko von Datenverlust während des Wiederherstellungsprozesses.
+
+Insgesamt stellt das entwickelte Backup-System eine robuste und praxisnahe Lösung dar, die den sicheren Betrieb der Webanwendung unterstützt und im Fehlerfall eine schnelle Wiederherstellung der Daten ermöglicht.
 
 # 6. Benutzerverwaltung und Authentifizierung per LinkedIn
 ## 6.1 Anmeldung über LinkedIn