第11章 数据库恢复.ppt

1 第十一章数据库恢复 2 11 1数据库故障的类型与恢复策略11 2DB2数据库恢复类型11 3DB2数据库日志文件11 4DB2数据库的恢复方法 第十一章数据库恢复 3 11 1数据库故障的类型与恢复策略 在各种故障发生以后 把数据库中的数据从错误状态恢复到某一已知的正确状态 亦称为一致状态或完整状态 该过程称为数据库恢复 4 1 事务故障 11 1 1故障的类型 有两种错误可能造成事务执行失败 1 逻辑错误 2 系统错误 事务由于某些内部条件而无法继续正常执行 这样的内部条件包括非法输入 找不到数据 溢出或超出资源限制等 系统进入一种不良状态 如死锁 结果事务无法继续执行 但该事务可以在以后的某个时间重新执行 5 2 系统故障 11 1 1故障的类型 是指使系统停止运转的任何事件 使得系统需要重新启动 如 特定类型的硬件错误 CPU故障 操作系统故障 这类故障影响正在运行的所有事务 但不破坏数据库 DBMS代码错误 突然停电等 6 3 介质故障 11 1 1故障的类型 称为硬故障 主要指外存故障 如磁盘损坏 磁头碰撞 瞬时强磁场干扰等 这类故障将破坏数据库或部分数据库 并影响正在存取这部分数据的所有事务 7 4 计算机病毒 11 1 1故障的类型 是一些恶作剧者研制的一种计算机程序 会对计算机系统 包括数据库 造成人为的故障或破坏 总结各类故障 对数据库的影响有两种可能 一是数据库本身被破坏 二是数据库没有被破坏 但数据可能不正确 这是因为事务的运行被非正常终止造成的 8 11 1 2不同故障的恢复策略 恢复原理 冗余 如何建立冗余数据 如何利用冗余数据实施数据库恢复 恢复的实现技术 数据转储登记日志文件 9 数据转储 由DBA定期将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程 转储耗费时间和资源 不能频繁进行 故障点 11 1 2不同故障的恢复策略 10 登记日志文件 用来记录事务对数据库的更新操作的文件 格式 1 以记录为单位BeginTransaction 所有更新操作Commit或Rollback 11 1 2不同故障的恢复策略 2 以数据块为单位事务标识 被更新的数据块 11 登记日志文件 登记日志文件两条原则 1 登记的次序要严格按照并发事务执行的时间顺序 11 1 2不同故障的恢复策略 2 必须先写日志文件 后写数据库 12 1 事务故障的恢复事务故障一定在事务提交前发生 这时应撤消 UNDO 该事务对数据库的一切更新 11 1 2不同故障的恢复策略 采取的措施如下 1 反向扫描日志文件 查找该事务的更新操作 2 若查到的更新操作是Update 则日志文件 前像 写入数据库 若是Insert操作 则将数据对象删除 若是Delete操作 则做插入操作 插入数据对象的值为日志记录中的 前像 3 继续反向扫描日志文件 找出其它的更新操作 并做同样处理 直至该事务的开始为止 13 2 系统故障的恢复 11 1 2不同故障的恢复策略 采取下列措施 1 重新启动操作系统或DBMS 2 从头扫描日志文件redo队列 已提交事务undo队列 尚未完成事务3 对重做队列中每个事务进行REDO操作 即正向扫描日志文件 依据日志文件中次序 重新执行登记的操作 4 对撤销队列中每个事务进行UNDO操作 即反向扫描日志文件 依据日志文件中相反次序 对每个更新操作执行逆操作 从而恢复原状 14 3 介质故障的恢复发生介质故障后 磁盘上的数据都可能被破坏 11 1 2不同故障的恢复策略 恢复的措施如下 1 必要时更新磁盘 2 修复系统 包括操作系统和DBMS 重新启动系统 3 重新装入最近的备份副本 4 重新装入有关的日志文件副本 根据日志文件 重做最近备份以后提交的所有事务 15 11 2DB2数据库恢复类型 16 1 崩溃恢复崩溃恢复用于恢复处于不一致或不可用状态的数据库 这时 要将该数据库恢复成为一致和可用的状态 需要回滚未完成的事务 并完成当发生崩溃时仍在内存中的已提交事务 如图所示 11 2 1DB2数据库恢复的类型 17 2 版本恢复版本恢复指的是使用备份时创建的映像来复原数据库的先前版本 从备份建立时到日志文件中的最后记录的所有工作单元对数据库的修改将全部丢失 如图所示 11 2 1DB2数据库恢复的类型 18 3 前滚恢复这种恢复技术是版本恢复的一个扩展 使用完全数据库备份和日志相结合 可以使一个数据库恢复到某个特定时间点 如图所示 11 2 1DB2数据库恢复的类型 19 1 可恢复和不可恢复的数据在DB2数据库中 可恢复数据库可以利用LOGRETAIN和USEREXIT两个数据库配置参数是否被设为激活来辨别 可恢复的数据库中崩溃恢复 版本恢复和前滚恢复技术都是可用的 不可恢复的数据库不支持前滚恢复 11 2 2数据库恢复须考虑的因素 2 恢复点版本恢复方法是在预定时间为数据库建立一个离线的 完整的数据库副本 使用此方法 恢复的数据库将仅恢复到副本所处的状态 20 3 备份的频率和必需的时间恢复计划应该定期地对数据库进行备份 因为备份数据库需要时间和系统资源 即使已将日志归档 也应定期执行完整的数据库备份 11 2 2数据库恢复须考虑的因素 4 必要的恢复时间恢复一个数据库所需的时间由两部分组成 复原备份所需的时间和在进行前滚恢复操作期间应用日志所需的时间 21 5 存储器考虑事项版本恢复方法需要空间来容纳数据库的副本和复原的数据库 前滚恢复方法需要空间来容纳数据库或表空间的副本 复原的数据库和归档的数据库日志 11 2 2数据库恢复须考虑的因素 6 损坏的表空间的恢复通常由于一个或多个容器不能存取而致使表空间不能使用 这大多是由存储介质问题引起的 这些问题可能是永久性的 例如 坏的磁盘 也可能是临时性的 例如 离线磁盘或未安装的文件系统 22 11 3DB2数据库日志文件 所有的DB2数据库都有与其相关联的日志文件 这些日志文件保存了所有对数据库对象和数据进行更改的记录 所有的对数据的修改先被写到内存中的日志缓冲区里 在事务提交时再把对数据的修改写入到硬盘上的日志文件中 23 1 循环日志 CircularLogging 循环日志是DB2数据库缺省的日志记录策略 它支持不可恢复的数据库 循环日志文件按顺序使用 当日志文件中包含的所有工作单元已经提交或回滚时 日志文件可以重用 如图所示 11 3 1日志的类型 主日志文件在数据库激活时分配 是预先分配的 辅助日志文件则是在需要时分配 24 2 归档日志 ArchivalLogging 归档日志是一种日志管理技术 当日志文件处于非活动状态时就将它们归档 它是唯一支持前滚恢复和实现可恢复数据库的日志方法 有三种日志文件类型与这种方法相关联 如图所示 11 3 1日志的类型 25 主日志文件数量 LOGPRIMARY 此参数指定预分配的主日志文件的数目 日志文件总大小限制为32GB 即日志文件数 LOGPRIMARY和LOGSECOND 乘以每个日志文件的大小 LOGFILSIZ 4K 必须小于32GB 在DB2V8版本中日志文件大小限制为256GB 辅助日志文件数量 LOGSECOND 此参数指定仅在需要时创建并用于恢复日志文件的辅助日志文件数目 日志文件大小 LOGFILESIZ 此参数确定每个日志文件的大小 其大小是4KB 11 3 2日志配置参数 26 日志缓冲区大小 LOGBUFSZ 此参数指定在将记录写入磁盘前用做日志记录缓冲区的内存数目 日志保留 LOGRETAIN 日志保留有以下值 不是 表示日志没有保留 恢复 表示日志已经保留 并且可以用于前滚恢复 用户出口 USEREXIT 如果启用了用户出口 则无论LOGRETAIN参数如何设置 记录保留日志均被执行 此参数也表示用户出口程序应当用于归档和检索日志文件 使用这个参数意味着默认情况下的循环日志将会被改为归档日志 11 3 2日志配置参数 27 1 崩溃恢复 11 4DB2数据库的恢复方法 崩溃恢复使用RESTARTDATABASE命令 或启用自动重新启动配置参数 AUTORESTART 实现 以使