計算機(jī)數(shù)據(jù)庫備份與恢復(fù)技術(shù)研究

劉明穎

（吉林省計算中心，吉林 長春 130012）

隨著時代的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)時代的數(shù)據(jù)資料的安全性，已經(jīng)成為迫在眉睫的問題，計算機(jī)的系統(tǒng)故障，包括硬件故障、軟件故障、網(wǎng)絡(luò)故障、進(jìn)程故障和系統(tǒng)故障都直接影響著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的操作。

1 什么是數(shù)據(jù)庫的備份

所謂數(shù)據(jù)庫的備份是指復(fù)制數(shù)據(jù)的拷貝成為后備副本，即是對現(xiàn)有正常的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合的過程。

備份按照不同的分類原則分為:靜態(tài)備份，主要是指在備份過程中，數(shù)據(jù)庫不得進(jìn)行其他的操作，能夠相對完整的將當(dāng)時的原始備份進(jìn)行完整的保留；動態(tài)備份，是指將數(shù)據(jù)存取或修改，按照備份和用戶事務(wù)可以同時執(zhí)行的備份。動態(tài)備份常常是作為備份資料最完整的方式，建立文件日志，將備份期間的各項事務(wù)對原有數(shù)據(jù)庫的修改等活動進(jìn)行登記，這樣，為后續(xù)的備份副本中加上大量的日志文件，就能夠?qū)⒛阈枰臄?shù)據(jù)庫恢復(fù)到原來的狀態(tài)。在不斷發(fā)展的現(xiàn)代社會，因為備份文件的需要和技術(shù)的改進(jìn)，常常建立在高性能的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)備份，SAN備份，歸檔和分級存儲管理，數(shù)據(jù)容災(zāi)系統(tǒng)這樣多種形式的備份，將數(shù)據(jù)庫的運行，做到最大化的安全。

2 主要應(yīng)用的備份方式

2.1 什么是高性能系統(tǒng)

高性能系統(tǒng)主要是指保證在計算機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)性的軟硬件單點故障時，通過集群軟件實現(xiàn)正常的業(yè)務(wù)切換，保證數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)等地不停頓，不間斷。通過相互協(xié)作的高可用集群軟件，作為一個整體對外提供多個相互備份的服務(wù)器實現(xiàn)單點故障時，保證業(yè)務(wù)的正常工作運行，由于在計算上集群系統(tǒng)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)性，決定了節(jié)點之間大量的交換量，當(dāng)節(jié)點增加到幾十個或者幾百個時候，當(dāng)整個數(shù)據(jù)庫發(fā)生大量的運轉(zhuǎn)時，必然導(dǎo)致最終的系統(tǒng)崩潰，在高性能的系統(tǒng)下，既能夠保證數(shù)據(jù)的正常進(jìn)行業(yè)務(wù)，能夠在保存?zhèn)浞葑畲蠡Y料的同時，保證運行速度。

2.2 網(wǎng)絡(luò)備份

單機(jī)備份的資料，往往直接連接到服務(wù)器上，服務(wù)器負(fù)擔(dān)重，備份操作安全性差。當(dāng)服務(wù)器采用雙機(jī)或者集群時，網(wǎng)絡(luò)備份就是通過大量的數(shù)據(jù)上傳需要進(jìn)行數(shù)據(jù)備份的主機(jī)上，通過客戶端軟件將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綄ｉT的服務(wù)器進(jìn)行備份。網(wǎng)絡(luò)備份使每臺服務(wù)器負(fù)擔(dān)減輕，備份操作性能高。通過網(wǎng)絡(luò)備份能夠很好的對備份介質(zhì)進(jìn)行管理，實現(xiàn)全自動備份和恢復(fù)，可實現(xiàn)定時備份，并支持完全備份、增量備份、差量備份等多種備份策略 網(wǎng)絡(luò)備份為局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)備份提供了高效的備份管理手段。

2.3 SAN備份

SAN存儲區(qū)域網(wǎng)是通過高性能的光纖接口將磁盤列陣和前端的服務(wù)器進(jìn)行鏈接，通過管理人員集中化的管理將存儲系統(tǒng)，強(qiáng)化備份和恢復(fù)策略，從而提高整個系統(tǒng)的效率。可以通過遠(yuǎn)距離的訪問通過高速光纖傳遞的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行共享存儲的設(shè)備。

2.4 歸檔和分級存儲管理

歸檔和分級存儲管理是與網(wǎng)絡(luò)備份不同的另一種數(shù)據(jù)備份技術(shù)。它可用來解決網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)不斷增長，造成數(shù)據(jù)量過大、計算機(jī)存儲空間無法滿足數(shù)據(jù)庫存儲需求的情況。歸檔是指將數(shù)據(jù)復(fù)制或者打包存放，以便能長時間地進(jìn)行保存。歸檔的主要作用是長期保存數(shù)據(jù)，將有價值的數(shù)據(jù)安全地保存較長的時間。文件歸檔可以通過文檔服務(wù)器對重要文檔進(jìn)行統(tǒng)一備份管理。普通信息數(shù)據(jù)般通過數(shù)據(jù)壓縮工具進(jìn)行壓縮，然后定期復(fù)制后存儲下來。另一種常用的歸檔方法是使用備份系統(tǒng)，將關(guān)鍵數(shù)據(jù)備份到可移動介質(zhì)中進(jìn)行存放。

2.5 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制備份

當(dāng)數(shù)據(jù)遭到以上出現(xiàn)的諸如人為的修改，誤刪，軟硬件的故障和黑客入侵，病毒植入造成的數(shù)據(jù)完整性破壞和可用性的破壞后，能夠通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份和高性能的處理系統(tǒng)加以避免外。面對，地震，海嘯火災(zāi)等強(qiáng)烈的不可控的災(zāi)難面前，上述技術(shù)不能完全避免數(shù)據(jù)的丟失。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制系統(tǒng)主要保證本地數(shù)據(jù)中心和遠(yuǎn)程備份數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)一致性。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程復(fù)制一般通過軟件數(shù)據(jù)復(fù)制和硬件數(shù)據(jù)復(fù)制技術(shù)實現(xiàn)，具體復(fù)制方式主要包括同步方式和異步方式。遠(yuǎn)程高可用性系統(tǒng)主要保證本地發(fā)生災(zāi)難后，業(yè)務(wù)及時切換到遠(yuǎn)程備份系統(tǒng)，它基于本地高可用性系統(tǒng)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程故障的診斷、分類，并及時采取相應(yīng)的故障接管措施。

3 什么時候進(jìn)行備份

定期和不定期的備份，所謂定期，就是指在固定的周期內(nèi)進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫備份，備份因為消耗大量的時間和資源，通常都可以有每年，每月，每日不同的進(jìn)行備份SQL Server系統(tǒng)的備份，可以手工完成，也能夠SQL Server系統(tǒng)自身完成。一般要在遠(yuǎn)離火源，遠(yuǎn)離機(jī)房的地方進(jìn)行備份，這也就是所謂的定期備份。所謂的不定期備份，就是指在數(shù)據(jù)庫發(fā)生事務(wù)運行時，同時進(jìn)行的備份，這樣的備份通常都需要建立備份日志，以免在備份出現(xiàn)故障后，原有的數(shù)據(jù)庫由于當(dāng)時的運行，使得備份的資料出現(xiàn)滯后性。

3.1 創(chuàng)建、修改、刪除數(shù)據(jù)庫前應(yīng)該備份數(shù)據(jù)庫。例如執(zhí)行 CREATE用 DATABASE、ALTER、DATABASE和 DROP DATABASE命令等。

3.2 創(chuàng)建了用戶自定義對象。因為創(chuàng)建了用戶自定義對象，master數(shù)據(jù)庫就會被修改，因此，必須備份master數(shù)據(jù)庫。

3.3 增加或刪除服務(wù)器的系統(tǒng)存儲過程。

3.4 修改了master、msdb、model數(shù)據(jù)庫。

3.5 清除事務(wù)日志或執(zhí)行了不寫入事務(wù)日志的操作。

4 數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行時，磁盤損壞、電源故障、軟件錯誤和惡意的破壞等等。在發(fā)生故障時，丟失和破壞是直接導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大面積癱瘓的最直接導(dǎo)火線。

數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本原則和恢復(fù)方法，即數(shù)據(jù)庫重復(fù)存儲。有這樣幾種方式：一轉(zhuǎn)儲和建立日志（周期性的對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行復(fù)制）一旦發(fā)生數(shù)據(jù)庫故障，分兩種情況進(jìn)行處理。如果數(shù)據(jù)庫已被破壞，例如，磁頭脫落、磁盤損壞等，這時數(shù)據(jù)庫已不能用了，就要裝入最近一次復(fù)制的數(shù)據(jù)庫備份到新的磁盤，然后利用日志庫執(zhí)行重做(REDo)處理，將這兩個數(shù)據(jù)庫狀態(tài)之間的所有更新重新處理一遍。這樣既恢復(fù)了原有的數(shù)據(jù)庫，又沒有丟失對數(shù)據(jù)庫的更新操作。如果數(shù)據(jù)庫未被破壞，但某些數(shù)據(jù)不可靠，受到懷疑。例如，程序在批處理修改數(shù)據(jù)庫時異常中斷。這時不必去復(fù)制存檔的數(shù)據(jù)庫，只要通過日志庫執(zhí)行撤銷(UNDO)處理，撤銷所有不可靠的修改，把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到正確的狀態(tài)就可以了。

數(shù)據(jù)庫的故障和恢復(fù)模式，通常和相對應(yīng)的恢復(fù)模式有著千絲萬縷的聯(lián)系，一般而言，我們將數(shù)據(jù)庫故障稱為事故故障。事務(wù)故障又可分為兩種：一類是可以預(yù)期的事務(wù)故障。另一類是非預(yù)期的事務(wù)故障。系統(tǒng)故障。引起系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)隨之要求重新啟動的事件。介質(zhì)故障。在發(fā)生介質(zhì)故障和遭到病毒破壞時，磁盤的物理性數(shù)據(jù)庫遭到毀滅性破壞。

[1]謝振壇.計算機(jī)數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)技術(shù)研究 [J]，計算機(jī)數(shù)據(jù)庫的備份和恢復(fù)技術(shù)研究，2011.

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[3]段婷.數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)的探討[J]，研究與探討，2010.

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