配置管理系統(tǒng)備份和備份有效性檢測(cè)設(shè)計(jì)

文/胡戎 王雪梅

配置管理(Conf i guration Management，CM)是通過(guò)技術(shù)或行政手段對(duì)軟件產(chǎn)品及其開(kāi)發(fā)過(guò)程和生命周期進(jìn)行控制、規(guī)范的一系列措施。配置管理的目標(biāo)是記錄軟件產(chǎn)品的演化過(guò)程，確保軟件開(kāi)發(fā)者在軟件生命周期中各個(gè)階段都能得到精確的產(chǎn)品配置。軟件配置管理的目標(biāo)是對(duì)企業(yè)研制的軟件產(chǎn)品的狀態(tài)進(jìn)行管理。由于軟件研制過(guò)程用戶需求不斷變化，導(dǎo)致軟件狀態(tài)也不斷的變化。配置管理就是通過(guò)技術(shù)和行政手段保證軟件狀態(tài)變化過(guò)程狀態(tài)清晰。在軟件研制企業(yè)內(nèi)，為了更有效的對(duì)企業(yè)軟件項(xiàng)目進(jìn)行配置管理，通常會(huì)選用一款配置管理系統(tǒng)對(duì)企業(yè)的軟件及軟件相關(guān)的文檔和數(shù)據(jù)進(jìn)行配置管理。配置管理系統(tǒng)存儲(chǔ)著企業(yè)的核心資產(chǎn)軟件源代碼、文檔和數(shù)據(jù)。為了確保資產(chǎn)的安全性，配置管理員需要定期對(duì)配置管理系統(tǒng)進(jìn)行雙機(jī)備份，如何確保高效的備份和備份工作的有效性是配置管理系統(tǒng)備份的核心。

本人單位的配置管理系統(tǒng)是一個(gè)以BS架構(gòu)的管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SqlServer管理系統(tǒng)，應(yīng)用采用.NΕT開(kāi)發(fā)。配置管理系統(tǒng)由外部企業(yè)研發(fā)，我單位僅有一個(gè)許可證使用權(quán)，無(wú)源代碼。目前配置管理系統(tǒng)已過(guò)維保期，研制企業(yè)也不在提供維護(hù)保障服務(wù)。當(dāng)前的數(shù)據(jù)庫(kù)備份方法為定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份，降備份文件存儲(chǔ)至備份計(jì)算機(jī)。使用該方法不僅需要配置管理員定期進(jìn)行備份操作，降備份文件拷貝至備份計(jì)算機(jī)。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的增大，備份、拷貝時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)，嚴(yán)重影響配置管理員的工作效率。同時(shí)備份、考慮過(guò)程是否出錯(cuò)，備份文件能否恢復(fù)也是一個(gè)未知數(shù)。為此通過(guò)研究了當(dāng)前數(shù)據(jù)備份技術(shù)，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)布訂閱機(jī)制實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)備份，通過(guò)在單機(jī)搭建雙配置管理系統(tǒng)，配置管理系統(tǒng)分別指向源數(shù)據(jù)庫(kù)和備份數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)登錄備份應(yīng)用系統(tǒng)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)備份是否有效。徹底解決了配置管理系統(tǒng)備份耗時(shí)和備份后無(wú)法驗(yàn)證備份有效性的問(wèn)題。

1 數(shù)據(jù)備份方法

當(dāng)前數(shù)據(jù)備份有多種，備份策略上有完全備份、增量備份和差分備份。從業(yè)務(wù)層上有存儲(chǔ)級(jí)備份和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)級(jí)備份。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)層方面?zhèn)浞葸€有多種方法，如數(shù)據(jù)庫(kù)自身備份方法、第三方工具數(shù)據(jù)抽取方法、數(shù)據(jù)雙份存儲(chǔ)方法等。

完全備份：完全備份是每次對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完全備份。該策略的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)恢復(fù)方便，當(dāng)發(fā)生故障后可方便的降備份數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)。無(wú)法恢復(fù)的風(fēng)險(xiǎn)較小。其缺點(diǎn)每次都需要對(duì)所有的數(shù)據(jù)都進(jìn)行備份，備份時(shí)間較長(zhǎng)。

增量備份：增量備份是每次備份時(shí)僅備份這段時(shí)間數(shù)據(jù)庫(kù)的增量部分，備份時(shí)間段。其缺點(diǎn)恢復(fù)數(shù)據(jù)約束條件多，操作較復(fù)雜，無(wú)法成功恢復(fù)數(shù)據(jù)的概率較大。

差分備份：差分備份是完全備份和增量備份的折中策略。在一段時(shí)間內(nèi)開(kāi)展一次完全備份，多次增量備份。這種折中的方法與完全備份相比，整體的備份時(shí)間有縮短。與增量備份相比，其一段時(shí)間內(nèi)有一次完全備份，無(wú)法成功恢復(fù)數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)也有很大的降低。

存儲(chǔ)級(jí)備份：存儲(chǔ)級(jí)備份是基于存儲(chǔ)系統(tǒng)的備份。備份過(guò)程直接備份硬盤(pán)上的所有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可確保完全恢復(fù)，除非備份存儲(chǔ)設(shè)備損壞。備份工作也無(wú)需專人維護(hù)。其缺點(diǎn)是需要購(gòu)買(mǎi)專用的存儲(chǔ)備份設(shè)備，檢測(cè)備份數(shù)據(jù)還需要使用專用工具將數(shù)據(jù)還原，數(shù)據(jù)檢測(cè)不變。

數(shù)據(jù)庫(kù)自身備份：每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都有自己的數(shù)據(jù)庫(kù)備份手段，如SqlServer可使用數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和還原方法對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份該方法需要人工操作。還可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)布訂閱功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)直接的同步實(shí)現(xiàn)自動(dòng)同步；

第三方工具數(shù)據(jù)抽取方法：第三方工具數(shù)據(jù)抽取方法是先建立一個(gè)表結(jié)構(gòu)相同的備份數(shù)據(jù)庫(kù)，采用第三方工具對(duì)源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行定時(shí)查詢，如發(fā)現(xiàn)有差異，自動(dòng)從動(dòng)備份數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行增加和刪除。該方法的自動(dòng)化程度較高，資源消耗也較小。其缺點(diǎn)是需要研制第三方同步工具。

圖1：配置管理備份環(huán)境圖

數(shù)據(jù)雙份存儲(chǔ)方法：該方法是在業(yè)務(wù)系統(tǒng)在執(zhí)行SQL操作時(shí)執(zhí)行兩次，一次操作源數(shù)據(jù)庫(kù)，一次操作備份數(shù)據(jù)庫(kù)，可確保數(shù)據(jù)庫(kù)雙份存在，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)出現(xiàn)故障后可使用另一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行恢復(fù)。其缺點(diǎn)需要在應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)前期就考慮，對(duì)于已建設(shè)的系統(tǒng)還需要再改造。

2 備份和備份檢測(cè)

2.1 自動(dòng)備份環(huán)境結(jié)構(gòu)

本單位的配置管理系統(tǒng)是一個(gè)以BS架構(gòu)的管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SqlServer數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。為了實(shí)施雙機(jī)備份，在環(huán)境中部署了兩套配置管理系統(tǒng)分別連接兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)之間通過(guò)發(fā)布訂閱實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，配置管理員登錄備份配置管理系統(tǒng)網(wǎng)頁(yè)即可核對(duì)備份的正確性。自動(dòng)備份環(huán)境結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)同步

數(shù)據(jù)庫(kù)同步方法使用了SqlServer數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布訂閱方式。發(fā)布訂閱過(guò)程涉及三部分：發(fā)布、分發(fā)和訂閱。發(fā)布維護(hù)源數(shù)據(jù)庫(kù)，由這些數(shù)據(jù)庫(kù)出版的數(shù)據(jù)能夠?yàn)閺?fù)制所利用，檢測(cè)并將所有出版數(shù)據(jù)的更改發(fā)送到分發(fā)。分發(fā)包括分發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且存儲(chǔ)元數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和事務(wù)。根據(jù)所實(shí)施復(fù)制類型的不同，分發(fā)所扮演的角色也各異，一般情況下與合并復(fù)制相比較，分發(fā)對(duì)于快照復(fù)制和事務(wù)復(fù)制的角色更重要。訂閱保持?jǐn)?shù)據(jù)的副本，并接收對(duì)所修改出版的更改。取決于所實(shí)現(xiàn)的復(fù)制選項(xiàng)，可能還允許更新者更新數(shù)據(jù)，并將其復(fù)制回服務(wù)器或者其它訂閱者。

發(fā)布訂閱過(guò)程有三種模式：分別為快照復(fù)制，事務(wù)復(fù)制、合并復(fù)制。快照復(fù)制是完全按照數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象出現(xiàn)時(shí)的狀態(tài)來(lái)復(fù)制和分發(fā)。其同步無(wú)約束，同步過(guò)程采用完全備份測(cè)量。使用事務(wù)復(fù)制，初始快照數(shù)據(jù)將被傳播到訂閱服務(wù)器，因此該訂閱服務(wù)器就具有了一個(gè)所謂的初始負(fù)載，這是可以開(kāi)始工作的內(nèi)容。當(dāng)出版服務(wù)器上發(fā)生數(shù)據(jù)修改時(shí)，這些單獨(dú)的事務(wù)會(huì)被及時(shí)捕獲并復(fù)制到訂閱服務(wù)器。并保留事務(wù)邊界，當(dāng)所有的改變都被傳播后，所有訂閱服務(wù)器將具有與傳播服務(wù)器相同的值。事務(wù)覆蓋對(duì)表有主鍵的約束。合并復(fù)制允許一組站點(diǎn)自治工作，在線或離線。然后在將來(lái)的某個(gè)時(shí)刻，數(shù)據(jù)按照在多個(gè)已復(fù)制站點(diǎn)上發(fā)生的修改或插入情況被合并成一個(gè)統(tǒng)一的結(jié)果。合并復(fù)制方式需要合并復(fù)制要求表有rowguid列。

經(jīng)過(guò)分析，當(dāng)前使用的配置管理系統(tǒng)表有主鍵，為了節(jié)約數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布訂閱效率，在發(fā)布訂閱過(guò)程采用了事務(wù)復(fù)制方式。在工作時(shí)間配置管理系統(tǒng)正在使用，為了考慮數(shù)據(jù)同步的安全性，為此設(shè)置了同步時(shí)間，同步時(shí)間為每天22:00至凌晨7:00之間實(shí)施。

2.3 數(shù)據(jù)核查

由于備份配置管理系統(tǒng)也可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)登錄進(jìn)行查看，可方便的對(duì)配置配置管理系統(tǒng)內(nèi)容進(jìn)行檢查。為了便于檢查配置管理系統(tǒng)的有效性，制定了配置管理系統(tǒng)備份正確性檢查規(guī)程。配置管理員每周檢查一次，檢查內(nèi)容為檢查備份配置管理系統(tǒng)與源配置管理系統(tǒng)的出入庫(kù)流程總數(shù)是否一致，庫(kù)空間占用大小是否一致。抽查最近一周的備份配置管理系統(tǒng)五個(gè)流程內(nèi)容是否正確，抽查最近一月的三個(gè)流程內(nèi)容是，否正確，抽查最近1年的一個(gè)流程是否正確，抽查一個(gè)入庫(kù)配置項(xiàng)內(nèi)容是否正確。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)搭建雙配置管理系統(tǒng)環(huán)境，采用數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)布訂閱同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的自動(dòng)備份。通過(guò)雙系統(tǒng)環(huán)境和制定了備份核查策略可有效的對(duì)配置管理系統(tǒng)備份的有效性進(jìn)行了核查。避免了備份數(shù)據(jù)無(wú)法的風(fēng)險(xiǎn)。本文研究的背景是前期已建設(shè)的信息系統(tǒng)。雖然該方法可解決前期系統(tǒng)的備份能力不足，且備份成本較低。但還對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)布訂閱進(jìn)行配置和人工檢測(cè)，未達(dá)到完全自動(dòng)化能力。對(duì)于新建設(shè)的信息系統(tǒng)，應(yīng)在方案過(guò)程就考慮數(shù)據(jù)的安全性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)備份和全自動(dòng)核查。