数据基础与应用 6

数据库恢复与备份第10章2026数据库原理与应用教材第182—190页本章知识要点本章导入教材第182页002/94故障类型与恢复策略数据库恢复模型的比较MySQL的备份与恢复机制逻辑备份与恢复物理备份与恢复二进制日志的应用本章内容地图本章导入教材第182—190页003/9410.1数据库恢复概述10.2MySQL的备份与恢复机制10.3章节结语作业及实验11备份与恢复保障数据安全和业务连续性本章导入教材第182页004/94故障类型不同，所需的恢复策略也不同。恢复模型决定日志、备份与可恢复时间点的能力。逻辑备份便于导出、导入和跨平台迁移。物理备份强调快速恢复，二进制日志支持时间点恢复、复制和审计。10.1数据库恢复概述10.1数据库恢复概述教材第183—185页005/9410.1数据库恢复概述事务故障、系统故障与介质故障故障对应的恢复策略完全、大容量日志和简单恢复模型10.1.1故障类型与恢复策略10.1.1故障类型与恢复策略教材第182—183页006/9410.1.1故障类型与恢复策略事务故障系统故障介质故障恢复策略总结数据库故障分为三种类型10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页007/94事务故障：单个事务未能正常终止。系统故障：系统停止运行，所有活动事务异常终止。介质故障：存储介质损坏，数据库文件丢失或损坏。事务故障的定义10.1.1故障类型与恢复策略教材第182页008/94教材定义事务故障的定义：事务在运行过程中因输入数据错误、运算溢出或违反完整性限制等原因，未能运行到正常终止点。事务故障的表现与恢复策略10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页009/94表现：事务执行中发生错误并被回滚，例如更新多个表时某一步失败。恢复：读取事务日志，撤销(UNDO)该事务已经执行的修改。目标：使数据库恢复到事务执行前的状态。系统故障的定义10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页010/94教材定义系统故障的定义：硬件故障、软件错误或操作系统错误导致系统停止运行，使所有正在运行的事务都非正常终止。系统故障可能留下不一致状态10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页011/94系统可能在事务执行过程中突然断电或崩溃。部分事务只完成了一部分操作，数据库可能处于不一致状态。系统故障恢复需要UNDO与REDO10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页012/94撤销未完成事务：依据日志反向恢复这些事务的修改。重做已提交事务：重新执行已提交事务的修改，确保其结果真正持久化。介质故障的定义10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页013/94教材定义介质故障的定义：存储数据库的介质(如磁盘)发生故障，导致数据库中的数据丢失或损坏。介质故障的表现与恢复策略10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页014/94表现：磁盘或存储设备损坏，使数据库文件无法访问或部分数据丢失。第一步：装入最近的数据库备份，使数据库回到备份时的状态。第二步：依据事务日志重做备份以来所有已提交事务，恢复到故障前状态。数据库恢复策略的四个组成部分10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页015/94建立备份机制。记录事务日志。根据故障类型采用相应恢复技术。定期进行恢复测试。建立备份机制10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页016/94定期备份数据库，以应对介质故障等严重故障。备份可以是全量备份或增量备份，应根据实际需求选择。事务日志记录恢复所需的信息10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页017/94事务日志记录数据库的所有修改操作。日志包含事务开始、结束、提交和回滚等信息。故障发生后可依据日志恢复数据库一致性。采用恢复技术并定期验证10.1.1故障类型与恢复策略教材第183页018/94事务故障和系统故障通常需要撤销未完成事务、重做已提交事务。定期模拟故障并执行恢复测试，验证备份和恢复策略是否有效。10.1.2恢复模型的比较10.1.2恢复模型的比较教材第183—184页019/9410.1.2恢复模型的比较完全恢复模型大容量日志恢复模型简单恢复模型模型选择依据三种恢复模型提供不同保护能力10.1.2恢复模型的比较教材第184—185页020/94完全恢复模型：保护级别最高，可恢复到任意时间点。大容量日志恢复模型：兼顾批量操作效率与一定的数据保护。简单恢复模型：管理成本低，但只能恢复到最近完全备份。完全恢复模型的定义10.1.2恢复模型的比较教材第183—184页021/94教材定义完全恢复模型的定义：完全恢复模型记录所有事务的详细信息，支持完全备份、差异备份和事务日志备份，可以把数据库恢复到故障前的任意时间点。完全恢复模型适用于关键业务系统10.1.2恢复模型的比较教材第184页022/94适用于金融、医疗、政府等对数据完整性和一致性要求严格的系统。这些系统需要精确恢复到任意时间点。完全恢复模型的恢复过程10.1.2恢复模型的比较教材第184页023/94①装入最近的完全备份。②应用差异备份(如果存在)。③依次应用事务日志备份，直到所需时间点。完全恢复模型的优点与代价10.1.2恢复模型的比较教材第184页024/94优点：提供最高级别保护，最大限度减少数据丢失。代价：事务日志占用大量存储空间，恢复过程复杂且需要仔细操作。大容量日志恢复模型的定义10.1.2恢复模型的比较教材第184—185页025/94教材定义大容量日志恢复模型的定义：大容量日志恢复模型介于完全模型与简单模型之间；批量插入、更新或删除时主要记录操作元数据，而不是每个数据项的详细变化。大容量日志恢复模型的适用场景10.1.2恢复模型的比较教材第184页026/94适用于数据仓库、批量数据处理系统等涉及大量读写的场景。这些场景重视恢复效率，但不要求精确恢复每个数据项。大容量日志恢复模型的恢复过程10.1.2恢复模型的比较教材第184—185页027/94①装入最近的完全备份。②应用事务日志备份，处理到大容量操作之前。③根据记录的元数据重新构建大容量操作后的数据状态。大容量日志恢复模型的优点与局限10.1.2恢复模型的比较教材第184页028/94优点：提高恢复效率，降低日志存储需求。局限：恢复灵活性受限；只记录元数据时，某些数据损坏可能无法完全恢复。简单恢复模型的定义10.1.2恢复模型的比较教材第184页029/94教材定义简单恢复模型的定义：简单恢复模型只支持完全备份，不提供事务日志备份和差异备份；它简化恢复过程，但数据保护级别较低。简单恢复模型的场景与恢复过程10.1.2恢复模型的比较教材第184页030/94适用于小型数据库、非关键业务系统或测试环境。恢复时只需装入最近的完全备份。无法恢复到故障前的任意时间点。简单恢复模型的优点与风险10.1.2恢复模型的比较教材第185页031/94优点：管理成本低，恢复流程简单。风险：发生数据丢失或损坏时，只能回到最近一次完全备份。三种恢复模型如何选择10.1.2恢复模型的比较教材第185页032/94关键业务：优先完全恢复模型或大容量日志恢复模型。小型数据库或测试环境：可以选择简单恢复模型。综合考虑数据库重要性、数据安全要求、恢复时间和存储空间。10.2MySQL的备份与恢复机制10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185—188页033/9410.2MySQL的备份与恢复机制数据库恢复与ACIDmysqldump逻辑备份XtraBackup物理备份二进制日志恢复MySQL提供多种备份与恢复方法10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185页034/94系统故障、数据丢失或误操作发生后，需要快速恢复并保障业务连续性。MySQL8.0可采用逻辑备份、物理备份和二进制日志等方法。数据库恢复的定义10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185页035/94教材定义数据库恢复的定义：数据库恢复是把数据库从错误状态恢复到某个已知的正确状态，即一致状态或完整状态。DBMS必须具备数据库恢复功能。恢复机制必须满足事务的两种结果10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185页036/94成功完成事务中的全部操作，并把这些操作的影响永久记录在数据库中。或者事务对数据库及其他事务不产生任何影响。故障发生时需要分别处理两类事务10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185页037/94未完成事务：撤销其对数据库的一切影响，保证原子性。已提交事务：恢复其对数据库的更新影响，保证持久性。恢复技术影响可靠性与运行效率10.2MySQL的备份与恢复机制教材第185页038/94恢复机制对数据库系统的可靠程度起决定性作用。恢复技术也影响系统运行效率，是衡量数据库系统性能的重要指标。10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第185页039/9410.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)逻辑备份单库、多库与全库备份逻辑恢复教材例10-1与例10-2mysqldump逻辑备份的定义10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第185—186页040/94教材定义mysqldump逻辑备份的定义：mysqldump是MySQL的逻辑备份工具，可将表结构和数据以SQL语句导出到文件中。mysqldump可以备份不同范围10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第185页041/94备份单个数据库。通过--databases备份多个数据库。通过--all-databases备份所有数据库。mysqldump的三种备份语法10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第186页042/94分别备份单个数据库、多个数据库和全部数据库。教材语句mysqldump-u[用户名]-p[密码][数据库名]>[备份文件名].sqlmysqldump-u[用户名]-p[密码]--databases[数据库名1][数据库名2]…>[备份文件名].sqlmysqldump-u[用户名]-p[密码]--all-databases>[备份文件名].sql教材例10-1：备份外卖点餐系统数据库10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第186页043/94【例10-1】备份外卖点餐系统中的数据库。教材语句mysqldump-uroot-p1234takeaway>takeaway.sql使用mysqldump前检查安装路径10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第185—186页044/94确认系统已经安装mysqldump。Windows中通常位于MySQL安装目录的bin文件夹。把bin目录加入系统环境变量，才能在命令提示符中直接调用mysqldump。逻辑恢复的含义10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第185—186页045/94教材定义逻辑恢复的定义：逻辑恢复是把mysqldump导出的SQL文件重新导入数据库，从而恢复表结构和数据。逻辑恢复分为两个步骤10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第186—187页046/94如果目标数据库不存在，先创建一个新的数据库。使用mysql命令行工具把备份文件导入该数据库。逻辑恢复的基本语法10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第186页047/94先创建数据库，再导入逻辑备份文件。教材语句CREATEDATABASE[数据库名];mysql-u[用户名]-p[密码][数据库名]<[备份文件名].sql教材例10-2：恢复外卖点餐系统数据库10.2.1逻辑备份与恢复(mysqldump)教材第186页048/94【例10-2】恢复外卖点餐系统中的数据库。教材语句CREATEDATABASEtakeaway;mysql-uroot-p1234takeaway<takeaway.sql10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页049/9410.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)安装PerconaXtraBackup全量备份增量备份物理恢复XtraBackup物理备份的定义10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页050/94教材定义XtraBackup物理备份的定义：PerconaXtraBackup是开源的物理备份工具，可以在不影响数据库运行的情况下进行备份，并支持增量备份和压缩备份。Ubuntu安装PerconaXtraBackup10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页051/94教材给出的Ubuntu安装流程：添加软件源、更新软件包列表并安装。教材语句wget/apt/percona-release_latest.$(lsb_release-sc)_all.debsudodpkg-ipercona-release_latest.$(lsb_release-sc)_all.debsudoapt-getupdatesudoapt-getinstallpercona-xtrabackup-24CentOS/RHEL安装PerconaXtraBackup10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页052/94教材给出的CentOS/RHEL安装流程。教材语句sudoyuminstall/yum/percona-release-latest.noarch.rpmsudoyuminstallpercona-xtrabackup-24Windows安装PerconaXtraBackup10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页053/94从Percona官方网站下载安装包。运行安装包并按照安装向导操作。安装完成后执行版本命令验证。验证XtraBackup是否安装成功10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第186页054/94Windows安装完成后，可使用版本命令进行验证。教材语句xtrabackup--versionXtraBackup全量备份语法10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页055/94使用innobackupex执行全量物理备份。教材语句innobackupex--user=[用户名]--password=[密码][备份目录]教材例10-3：全量备份到指定目录10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页056/94【例10-3】备份外卖点餐系统数据库到/data/backup目录。教材语句innobackupex--user=root--password=1234/data/backup增量备份必须建立在前一次备份之上10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页057/94第一次先执行全量备份。后续使用--incremental指定增量备份目录。使用--incremental-basedir指定上一次全量备份或增量备份目录。XtraBackup增量备份语法10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页058/94增量备份记录相对于上一次备份的变化。教材语句innobackupex--user=[用户名]--password=[密码]--incremental[增量备份目录]--incremental-basedir=[上一次备份目录]恢复全量物理备份的五个步骤10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页059/94①停止MySQL服务。②解压备份文件(如果是压缩备份)。③使用--apply-log准备恢复。④把备份文件复制到MySQL数据目录。⑤启动MySQL服务。准备全量备份以便恢复10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页060/94恢复前使用--apply-log选项准备全量备份。教材语句innobackupex--apply-log[备份目录]恢复增量备份的处理顺序10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页061/94先按照全量备份恢复步骤准备全量备份。按时间顺序依次应用每个增量备份。所有增量合并后，把备份复制到MySQL数据目录并启动服务。依次应用多个增量备份10.2.2物理备份与恢复(XtraBackup)教材第187页062/94每个增量备份都必须按顺序合并到全量备份目录。教材语句innobackupex--apply-log--incremental-dir=[增量备份目录1][全量备份目录]innobackupex--apply-log--incremental-dir=[增量备份目录2][全量备份目录]10.2.3二进制日志的应用10.2.3二进制日志的应用教材第187页063/9410.2.3二进制日志的应用启用二进制日志按时间点或位置恢复误删除数据恢复案例二进制日志的定义10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页064/94教材定义二进制日志的定义：MySQL二进制日志记录数据库的所有更改操作，包括数据插入、更新和删除，可用于数据恢复、复制和审计。启用MySQL二进制日志10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页065/94在f等MySQL配置文件中添加二进制日志配置。教材语句[mysqld]log-bin=/var/log/mysql/mysql-bin.logserver-id=1#保存配置后重启MySQL服务使用二进制日志恢复的基本流程10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页066/94①确定需要恢复的时间点或日志位置。②使用mysqlbinlog查看并筛选二进制日志。③把筛选后的日志操作通过mysql命令行工具重新执行。查看二进制日志并执行恢复10.2.3二进制日志的应用教材第187页067/94先查看二进制日志，再把恢复命令导入目标数据库。教材语句mysqlbinlog[二进制日志文件名]mysql-u[用户名]-p[密码][数据库名]<[恢复命令]二进制日志可以限定恢复范围10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页068/94时间范围：--start-datetime与--stop-datetime。位置范围：--start-position与--stop-position。恢复范围必须避开误操作，同时包含需要重放的正确操作。教材场景：误删除商家和食品数据10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页069/94外卖点餐系统因误操作删除了部分商家和食品数据。首先查看二进制日志，确定误操作发生的时间点。然后生成并执行误操作之前所需的恢复命令。教材场景：按时间点生成并执行恢复命令10.2.3二进制日志的应用教材第187—188页070/94教材给出的外卖点餐系统时间点恢复命令。教材语句mysqlbinlog--start-datetime='2024-09-1915:00:00'/var/log/mysql/mysql-bin.log|mysql-uroot-p1234takeaway10.3章节结语10.3章节结语教材第188页071/9410.3章节结语故障与恢复策略恢复模型MySQL备份与恢复工具二进制日志本章总结：故障决定恢复策略10.3章节结语教材第188页072/94事务故障：撤销事务对数据库的修改。系统故障：撤销未完成事务并重做已提交事务。介质故障：装入备份，再依据日志恢复到故障前状态。本章总结：恢复模型需要匹配业务10.3章节结语教材第188页073/94完全恢复模型保护级别最高。大容量日志恢复模型优化批量数据操作。简单恢复模型管理成本低，但恢复能力有限。本章总结：MySQL的三类恢复工具10.3章节结语教材第188页074/94mysqldump把结构和数据导出为SQL文件。PerconaXtraBackup支持在线物理备份、增量备份和压缩备份。二进制日志支持数据恢复、复制和审计。本章学习目标回顾10.3章节结语教材第187—189页075/94能够判断故障类型并选择UNDO、REDO或备份恢复。能够比较三种恢复模型。能够使用mysqldump、XtraBackup和二进制日志完成基本备份与恢复。作业及思考题作业及思考题教材第188页076/94作业及思考题选择题1—5填空题6—10简答题11—13作业及思考题：第1题作业及思考题教材第188页077/9411.数据库备份通常不包括以下哪项内容()？2A.数据文件3B.日志文件4C.配置文件5D.临时文件作业及思考题：第2题作业及思考题教材第188页078/9412.在数据库恢复过程中，哪种类型的恢复可以修复由于软件错误导致的数据损坏()？2A.物理恢复3B.日志文件恢复4C.物理和日志文件恢复5D.重新执行事务作业及思考题：第3题作业及思考题教材第188页079/9413.数据库备份的目的是()？2A.提高查询性能3B.确保数据一致性4C.恢复数据以应对数据丢失或损坏5D.增加数据冗余作业及思考题：第4题作业及思考题教材第188页080/9414.在数据库备份中，全备份和差异备份的区别是什么()？2A.全备份包含所有数据，差异备份只包含变化的数据3B.差异备份包含所有数据，全备份只包含变化的数据4C.全备份和差异备份都包含所有数据5D.全备份和差异备份都只包含变化的数据作业及思考题：第5题作业及思考题教材第189页081/9415.数据库恢复过程中，哪种备份可以用来恢复到特定时间点的状态()？2A.增量备份3B.差异备份4C.事务日志备份5D.全备份作业及思考题：第6—8题作业及思考题教材第189页082/9416.数据库备份可以分为物理备份和____备份。27.在数据库恢复中，____备份可以用来恢复数据库结构。38.____备份通常用于恢复数据库中丢失的数据。作业及思考题：第9—10题作业及思考题教材第189页083/9419.数据库备份的____是指备份过程中数据库是否允许用户访问。210.____备份是定期创建的数据库完整副本。作业及思考题：第11—13题作业及思考题教材第189页084/94111.解释什么是数据库的增量备份以及它的优点。212.描述数据库备份和恢复过程中的冷备份和热备份的区别。313.简述数据库恢复的重要性及其在业务连续性计划中的作用。实验11数据恢复实验11数据恢复教材第189页