10数据库的备份与恢复32页PPT

恢复子系统可以定期或不定期地建立检查点保存 数据库状态。检查点可以按照预定的一个时间间隔建 立。如，每隔一小时建立一个检查点；也可以按照某 种规则建立检查点，如日志文件已写满一半建立一个 检查点。
使用检查点方法可以改善恢复效率。当事务T在 一个检查点之前提交，T对数据库所做的修改一定都 已写入数据库，写入时间是在这个检查点建立之前或 在这个检查点建立之时。这样，在进行恢复处理时， 没有必要对事务T执行Redo操作。
如果先写DB，则可能在写的中途发生系统崩 溃，导致内存缓冲区内容丢失，而外存DB处 于不一致状态，由于日志缓冲区内容已破坏， 导致无法对DB恢复。
日志记录将要发生何种修改。
写入DB表示实际发生何种修改。
服务器容错技术：
磁盘镜像，双机备份，双机磁盘阵列
服务器
服务器
服务器
服务器
服务器
RAID
RAID（磁盘阵列：Redundant Array of Inexpensive Disk，简称RAID技术)。它是1988年由美国加州大学 Berkeley分校的David Patterson教授等人提出来的磁 盘冗余技术。从那时起，磁盘阵列技术发展得很快， 并逐步走向成熟。
RAID 0 (0级磁盘阵列) RAID 0又称数据分块，即把数据分布在多个盘
上，没有容错措施。其容量和数据传输率是单机容量 的N倍，N为构成磁盘阵列的磁盘机的总数，I/O传输 速率高，但平均无故障时间MTTF(Mean Time To Failure)只有单台磁盘机的N分之一，因此零级磁盘阵 列的可靠性最差。
● 日志内容包括：记录名、旧记录值、新记录值、 事务标识符、操作标识符等。
– 基本的恢复操作：
对圆满事务所做过的修改操作应执行redo操作， 即重新执行该操作，修改对象被赋予新记录 值。
对夭折事务所做过的修改操作应执行undo操 作，即撤消该操作，修改对象被赋予旧记录 值。
– 先写日志的原则（WAL） 对于尚未提交的事务，在将DB缓冲区写到外 存之前，必须先将日志缓冲区内容写到外存 去。
检查点
故障点
REDO
撤消
数据库恢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(小结)
- 定义
● 恢复是把数据库从错误状态恢复到某一正确状态 的功能，从而确保数据库的一致性。
● 恢复的基本原理是冗余，即数据库中任一部分的 数据可以根据存储在系统别处的冗余数据来重建。
- 日志
● 日志文件是用来记录数据库的每一次更新活动的 文件，由系统自动记录。
RAID 2 (2级磁盘阵列) RAID 2又称位交叉，采用汉明码作盘错检验，
10数据库的备份与恢复
56、死去何所道，托体同山阿。 57、春秋多佳日，登高赋新诗。 58、种豆南山下，草盛豆苗稀。晨兴 理荒秽 ，带月 荷锄归 。道狭 草木长 ，夕露 沾我衣 。衣沾 不足惜 ，但使 愿无违 。 59、相见无杂言，但道桑麻长。 60、迢迢新秋夕，亭亭月将圆。
数据库技术
第 10 讲 数据库的备份与恢复
RAID l (1级磁盘阵列) RAID l又称镜像(Mirror)盘，采用镜像容错来提
高可靠性。即每一个工作盘都有一个镜像盘，每次写 数据时必须同时写入镜像盘，读数据时只从工作盘读 出。一旦工作盘发生故障立即转入镜像盘，从镜像盘 中读出数据，然后由系统再恢复工作盘正确数据。因 此这种方式的数据可以重构，但工作盘和镜像盘必须 保持一一对应关系。这种磁盘阵列可靠性很高，但其 有效容量减小到总容量一半以下。因此RAID l 常用 于对出错率要求极严的应用场合，如财政、金融等领 域。
登记日志文件( Logging )
原则： 登记的次序严格按事务执行的时间次序。 必须先写日志，后写数据库。
3、恢复策略
事务故障的恢复 指事务在运行至正常终点前被终止。
a.反向扫描日志文件，查找该事务的更新操作。 b.对该事务的更新操作执行逆操作。
说明：事务故障的恢复由系统自动完成。
系统故障的恢复 a.正向扫描日志文件，找出故障发生前已提交的事务， 将其放入重做（REDO）队列；找出故障发生前未 提交的事务，将其放入撤消（UNDO）队列。 b.对撤消（UNDO）队列中的事务进行撤消处理。 c.对重做（REDO）队列中的事务进行重做处理。
– 隔离性(Isolation) 系统必须保证事务不受其它并发执行事务的影响。 对任何一对事务T1，T2，在T1看来，T2要么在T1开 始之前已经结束，要么在T1完成之后再开始执行。 隔离性通过并发控制机制实现。
– 持久性(Durability) 一个事务一旦提交之后，它对数据库的影响必须是 永久的。
事务状态
部分 提交状态
提交状态
活动状态
最后一条语 成功完成，永 句被执行后 久写入数据库
初始状态
失败状态
中止状态
事务无法继 续正常执行
事务回滚，数据库恢 复到事务开始前状态
2、日志文件 日志文件的格式和内容
日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作 的文件。不同数据库系统采用的日志文件格式并不 完全一样。
每个日志记录的内容主要包括： 事务标识 (标明是哪个事务) 操作的类型(插入、删除或修改) 操作对象(记录内部标识) 更新前数据的旧值 (对插入操作而言，此项为空值) 更新后数据的新值 (对删除操作而，此项为空值)
日志文件的作用：
正常运行
故障点 登记日志文件
数据库恢复
利用日志文件恢复事务 继续运行 登记日志文件
介质故障的恢复 a.装入数据库备份和日志文件备份。 b.重做已完成的事务。
具有检查点(checkpoint)的恢复技术
问题的提出：在执行恢复操作时，需要扫描整个日志 文件，有可能重复执行某些操作。
检查点的用途是在磁盘上建立事务处理一致性的标志。
技术原理：在日志文件中增加一类新记录，检查点； 增加一个重新开始文件； 恢复子系统动态维护日志。
进行数据的备份是数据库的日常维护工作之一。
事务特性(ACID)
– 原子性(Atomicity) 事务中包含的所有操作要么全做，要么全不做。
– 一致性(Consistency) 事务的隔离执行必须保证数据库的一致性。 事务开始前，数据库处于一致性的状态；事务结 束后，数据库必须仍处于一致性状态。