計算機數據庫備份與恢復技術研究

劉明穎

（吉林省計算中心，吉林 長春 130012）

隨著時代的發展，互聯網時代的數據資料的安全性，已經成為迫在眉睫的問題，計算機的系統故障，包括硬件故障、軟件故障、網絡故障、進程故障和系統故障都直接影響著數據庫系統的操作。

1 什么是數據庫的備份

所謂數據庫的備份是指復制數據的拷貝成為后備副本，即是對現有正常的數據進行整合的過程。

備份按照不同的分類原則分為:靜態備份，主要是指在備份過程中，數據庫不得進行其他的操作，能夠相對完整的將當時的原始備份進行完整的保留；動態備份，是指將數據存取或修改，按照備份和用戶事務可以同時執行的備份。動態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對原有數據庫的修改等活動進行登記，這樣，為后續的備份副本中加上大量的日志文件，就能夠將你需要的數據庫恢復到原來的狀態。在不斷發展的現代社會，因為備份文件的需要和技術的改進，常常建立在高性能的系統，網絡備份，SAN備份，歸檔和分級存儲管理，數據容災系統這樣多種形式的備份，將數據庫的運行，做到最大化的安全。

2 主要應用的備份方式

2.1 什么是高性能系統

高性能系統主要是指保證在計算機出現系統性的軟硬件單點故障時，通過集群軟件實現正常的業務切換，保證數據，業務等地不停頓，不間斷。通過相互協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器實現單點故障時，保證業務的正常工作運行，由于在計算上集群系統的內在關聯性，決定了節點之間大量的交換量，當節點增加到幾十個或者幾百個時候，當整個數據庫發生大量的運轉時，必然導致最終的系統崩潰，在高性能的系統下，既能夠保證數據的正常進行業務，能夠在保存備份最大化資料的同時，保證運行速度。

2.2 網絡備份

單機備份的資料，往往直接連接到服務器上，服務器負擔重，備份操作安全性差。當服務器采用雙機或者集群時，網絡備份就是通過大量的數據上傳需要進行數據備份的主機上，通過客戶端軟件將數據通過網絡傳輸到專門的服務器進行備份。網絡備份使每臺服務器負擔減輕，備份操作性能高。通過網絡備份能夠很好的對備份介質進行管理，實現全自動備份和恢復，可實現定時備份，并支持完全備份、增量備份、差量備份等多種備份策略 網絡備份為局域網中的數據備份提供了高效的備份管理手段。

2.3 SAN備份

SAN存儲區域網是通過高性能的光纖接口將磁盤列陣和前端的服務器進行鏈接，通過管理人員集中化的管理將存儲系統，強化備份和恢復策略，從而提高整個系統的效率。可以通過遠距離的訪問通過高速光纖傳遞的網絡進行共享存儲的設備。

2.4 歸檔和分級存儲管理

歸檔和分級存儲管理是與網絡備份不同的另一種數據備份技術。它可用來解決網絡上數據不斷增長，造成數據量過大、計算機存儲空間無法滿足數據庫存儲需求的情況。歸檔是指將數據復制或者打包存放，以便能長時間地進行保存。歸檔的主要作用是長期保存數據，將有價值的數據安全地保存較長的時間。文件歸檔可以通過文檔服務器對重要文檔進行統一備份管理。普通信息數據般通過數據壓縮工具進行壓縮，然后定期復制后存儲下來。另一種常用的歸檔方法是使用備份系統，將關鍵數據備份到可移動介質中進行存放。

2.5 數據遠程復制備份

當數據遭到以上出現的諸如人為的修改，誤刪，軟硬件的故障和黑客入侵，病毒植入造成的數據完整性破壞和可用性的破壞后，能夠通過系統數據備份和高性能的處理系統加以避免外。面對，地震，海嘯火災等強烈的不可控的災難面前，上述技術不能完全避免數據的丟失。數據遠程復制系統主要保證本地數據中心和遠程備份數據中心的數據一致性。數據遠程復制一般通過軟件數據復制和硬件數據復制技術實現，具體復制方式主要包括同步方式和異步方式。遠程高可用性系統主要保證本地發生災難后，業務及時切換到遠程備份系統，它基于本地高可用性系統，實現遠程故障的診斷、分類，并及時采取相應的故障接管措施。

3 什么時候進行備份

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

3.1 創建、修改、刪除數據庫前應該備份數據庫。例如執行 CREATE用 DATABASE、ALTER、DATABASE和 DROP DATABASE命令等。

3.2 創建了用戶自定義對象。因為創建了用戶自定義對象，master數據庫就會被修改，因此，必須備份master數據庫。

3.3 增加或刪除服務器的系統存儲過程。

3.4 修改了master、msdb、model數據庫。

3.5 清除事務日志或執行了不寫入事務日志的操作。

4 數據庫的恢復

數據庫系統運行時，磁盤損壞、電源故障、軟件錯誤和惡意的破壞等等。在發生故障時，丟失和破壞是直接導致數據庫進行大面積癱瘓的最直接導火線。

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

數據庫的故障和恢復模式，通常和相對應的恢復模式有著千絲萬縷的聯系，一般而言，我們將數據庫故障稱為事故故障。事務故障又可分為兩種：一類是可以預期的事務故障。另一類是非預期的事務故障。系統故障。引起系統停止運轉隨之要求重新啟動的事件。介質故障。在發生介質故障和遭到病毒破壞時，磁盤的物理性數據庫遭到毀滅性破壞。

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