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1、2023/11/14,11.1 故障的种类 11.2 数据恢复的实现技术 11.3 数据库恢复策略11.4 SQL Server的数据备份和数据恢复机制,2023/11/14,11.1故障的种类,数据库系统中发生的故障是多种多样的，大致可以归结为以下几类：事务内部故障 事务内部故障有的可以通过事务程序本身发现，但是更多的则是非预期的，它们不能由事务处理程序处理。例如运算溢出、并发事务发生死锁而被选中撤消该事务、违反了某些完整性限制等。事务故障意味着事务没有达到预期的终点(COMMIT或显式的ROLLBACK)，因此数据库可能处于不正确状态。恢复程序的任务就是在不影响其他事务运行的情况下，强行回
2、滚(ROLLBACK)该事务，即撤消该事务已经作出的任何对数据库的修改，使得该事务好像根本没有启动一样。这类恢复操作称为事务撤消(UNDO)。,2023/11/14,系统故障 系统故障是指造成系统停止运转,必须重新启动系统的任何事件。例如，特定类型的硬件故障、操作系统故障、DBMS代码错误、数据库服务器出错以及其他自然原因等。系统故障主要有两种情况：发生故障时，一些尚未完成的事务的部分结果已送入物理数据库，从而造成数据库可能处于不正确的状态。为保证数据一致性，需要清除这些事务对数据库的所有修改。在这种情况下，恢复子系统必须在系统重新启动时让所有非正常终止的事务回滚，强行撤消(UNDO)所有未完
3、成的事务。发生系统故障时，有些已完成的事务有一部分甚至全部留在缓冲区，尚未写回到磁盘上的物理数据库中。系统故障使得这些事务对数据库的修改部分或全部丢失，这也会使数据库处于不一致状态，因此应将这些事务已提交的结果重新写人数据库。这种情况下，系统重新启动后，恢复子系统除了需要撤消所有未完成的事务外，还需要重做(REDO)所有已提交的事务，以使数据库真正恢复到一致状态。,2023/11/14,介质故障 介质故障指外存故障，例如磁盘损坏、磁头碰撞、瞬时磁场干扰等。这类故障会破坏数据库或部分数据，并影响正在存取这部分数据的所有事务。介质故障虽然发生的可能性较小，但是它的破坏性却是最大的，有时会造成数据的
4、无法恢复。计算机病毒 计算机病毒是一种人为的故障或破坏，它是由一些人恶意的编制的计算机程序。这种程序与其他程序不同，它可以像微生物学所称的病毒一样进行繁殖和传播，并造成对计算机系统包括数据库系统的破坏。用户操作错误 在某些情况下，由于用户有意或无意的操作也可能删除数据库中的有用的数据或加入错误的数据，这同样会造成一些潜在的故障。,2023/11/14,11.2 数据恢复的实现技术,数据恢复涉及两个关键问题：建立备份数据、利用这些备份数据实施数据库恢复。数据恢复最常用的技术是建立数据转储和利用日志文件。11.2.1 数据转储 数据转储是数据库恢复中采用的基本技术。数据转储就是数据库管理员（DBA
5、）定期地将整个数据库复制到其他存储介质（如磁带或非数据库所在的另外磁盘）上保存形成备用文件的过程。这些备用的数据文件称为后备副本或后援副本。当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入，并重新执行自转储以后的所有更新事务。数据转储是十分耗费时间和资源的，不能频繁进行。数据库管理员（DBA）应该根据数据库使用情况确定一个适当的转储周期和转储策略。数据转储有以下几类。,2023/11/14,静态转储和动态转储静态转储 静态转储是指在转储过程中，系统不运行其他事务，专门进行数据转储工作。动态转储 动态转储是指在转储过程中，允许其他事务对数据库进行存取或修改操作的转储方式。由于动态转储是动态地进行的，这样
6、后备副本中存储的就可能是过时的数据。因此，有必要把转储期间各事务对数据库的修改活动登记下来，建立日志文件(Log File)，使得后援副本加上日志文件能够把数据库恢复到某一时刻的正确状态。,2023/11/14,海量转储和增量转储 海量转储 海量转储是指每次转储全部数据库。海量转储能够得到后备副本，利用后备副本能够比较方便地进行数据恢复工作。但对于数据量大和更新频率高的数据库，不适合频繁地进行海量转储。增量转储 增量转储是指每次只转储上一次转储后更新过的数据。增量转储适用于数据库较大、但是事务处理又十分频繁的数据库系统。由于数据转储可在动态和静态两种状态下进行，因此数据转储方法可以分为4类：动
7、态海量转储、动态增量转储、静态海量转储和静态增量转储。,2023/11/14,11.2.2 登记日志文件日志文件的格式和内容 日志文件是用来记录对数据库的更新操作的文件。不同的数据库系统采用的日志文件格式不完全相同。日志文件主要有以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。以记录为单位的日志文件中需要登记的内容包括：每个事务的开始(BEGIN TRANSACTION)标记、结束(COMMIT或ROLLBACK)标记和所有更新操作，这些内容均作为日志文件中的一个日志记录(Log Record)。对于更新操作的日志记录，其内容主要包括：事务标识(表明是哪个事务)、操作的类型(插入、删除或修改
8、)、操作对象(记录内部标识)、更新前数据的旧值(插入操作，该项为空)及更新后数据的新值(删除操作，该项为空)。以数据块为单位的日志文件内容包括事务标识和更新的数据块。由于更新前后的各数据块都放入了日志文件，所以操作的类型和操作对象等信息就不必放入日志记录。,2023/11/14,日志文件的作用 日志文件能够用来进行事务故障恢复、系统故障恢复，并能够协助后备副本进行介质故障恢复。当数据库文件毁坏后，可重新装入后援副本把数据库恢复到转储结束时刻的正确状态，再利用建立的日志文件，可以把已完成的事务进行重做处理，而对于故障发生时尚未完成的事务则进行撤消处理，这样不用运行应用程序就可把数据库恢复到故障前
9、某一时刻的正确状态。登记日志文件(Logging)为保证数据库的可恢复性，登记日志文件时必须遵循两条原则：一是登记的次序严格按事务执行的时间次序；二是必须先写日志文件，后写数据库。,2023/11/14,11.3 数据库恢复策略,当系统运行过程中发生故障时，利用数据库后备副本和日志文件就可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。不同故障其恢复策略和方法也不一样。事务故障的恢复 当发生事务故障时，恢复子系统应利用日志文件撤消(UNDO)此事务已对数据库进行的修改。事务故障的恢复通常是由系统自动完成的，用户并不知道系统是如何进行事务恢复的。系统的恢复步骤是：(1)反向扫描文件日志(即从最后向前扫描
10、日志文件)，查找该事务的更新操作。(2)对该事务的更新操作执行逆操作。即将日志记录中“更新前的值”写人数据库。如果记录中是插入操作，则相当于做删除操作；若记录中是删除操作，则做插入操作；若是修改操作，则相当于用修改前的值代替修改后的值。(3)重复执行(1)和(2)，恢复该事务的其他更新操作，直至读到该事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。,2023/11/14,系统故障的恢复 系统故障恢复操作要撤消故障发生时未完成的事务，重做已完成的事务。系统故障的恢复是由系统在重新启动时自动完成的，不需要用户干预。系统的恢复步骤是：(1)正向扫描日志文件(即从头扫描日志文件)，找出在故障发生前已经提交的事务
11、(这些事务既有BEGIN TRANSACTION记录，也有COMMIT或ROLLBACK记录)，将其事务标记记入重做(REDO)队列。同时找出故障发生时尚未完成的事务(这些事务只有BEGIN TRANSACTION记录，无相应的COMMIT或ROLLBACK记录)，将其事务标记记入撤消(UNDO)队列。(2)对撤消队列中的各个事务进行撤消(UNDO)处理。进行撤消处理的方法是：反向扫描日志文件，对每个事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库。(3)对重做队列中的各个事务进行重做(REDO)处理。进行重做处理的方法是：正向扫描日志文件，对每个重做事务重新执行日志文件登记的
12、操作。即将日志记录中“更新后的值”写入数据库。,2023/11/14,介质故障的恢复 介质故障会破坏磁盘上的物理数据库和日志文件，这是最严重的一种故障。恢复方法是重装数据库后备副本，然后重做已完成的事务。具体恢复步骤是：(1)装入最新的数据库后备副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。对于动态转储的数据库副本，还需要同时装入转储开始时刻的日志文件副本。利用恢复系统故障的方法(即重做+撤消的方法)，才能将数据库恢复到一致性状态。(2)装入相应的日志文件副本(转储结束时刻的日志文件副本)，重做已完成的事务。利用日志技术进行数据库恢复时，恢复子系统必须搜索所有的日志，确定哪些事务需要重做。,
13、2023/11/14,11.4 SQL Server的数据备份和数据恢复机制,完全备份 完全备份就是通过海量转储形成的备份。其最大优点是恢复数据库的操作简便，它只需要将最近一次的备份恢复。完全备份所占的存储空间很大且备份的时间较长，只能在一个较长的时间间隔上进行完全备份。其缺点是当根据最近的完全备份进行数据恢复时，完全备份之后对数据所作的任何修改都将无法恢复。当数据库较小、数据不是很重要或数据操作频率较低时，可采用完全备份的策略进行数据备份和恢复。,2023/11/14,完全备份加事务日志备份 事务日志备份必须与数据库的完全备份联合使用，才能实现数据备份和恢复功能。将完全备份和事务日志备份联用
14、进行数据备份和恢复时，备份步骤是：(1)定期进行完全备份，例如一天一次或两天一次。(2)更频繁地进行事务日志备份，如一小时一次或两小时一次等。当需要数据库恢复时，首先用最近一次完全备份恢复数据库，然后用最近一次完全备份之后创建的所有事务日志备份，按顺序恢复完全备份之后发生在数据库上的所有操作。完全备份和事务日志备份相结合的方法，能够完成许多数据库的恢复工作。但它对那些不在事务日志中留下记录的操作，仍无法恢复数据。,2023/11/14,同时使用3种备份 在同时使用数据库完全备份和事务日志备份的基础上，再以增量备份（即增量转储）作为补充，可以在发生数据丢失时将损失减到最小。同时使用3种备份恢复数
15、据时，要求数据备份操作按以下顺序进行：(1)定期执行完全备份，例如一天一次或两天一次等。(2)进行增量备份，如4小时一次或六小时一次等。(3)进行事务日志备份，如一小时一次或两小时一次等。在发生数据丢失或操作失败时，按下列顺序恢复数据库：(1)用最近一次的完全备份恢复数据库；(2)用最近一次的增量备份恢复数据库；(3)用在最近一次的完全备份之后创建的所有事务日志备份，按顺序恢复最近一次完全备份之后发生在数据库上的所有操作。,2023/11/14,11.4.1 数据库的备份 数据库的备份和恢复工作不仅对用户数据库是重要的，对于master、msdb、model、tempdb 4个系统数据库来说，
16、备份和恢复工作也是重要的。因为系统数据库中存放着系统运行时的有关信息，它一旦遭到破坏，系统也不能正常工作。备份设备的管理 备份设备是用来存放备份数据的物理设备。它包括磁盘、磁带和命名管道。执行备份的第一步是创建备份设备。备份设备亦称永久性的备份文件，它应在数据库备份操作前预先创建。下面介绍备份设备的创建、查看和删除操作。,2023/11/14,(1)创建备份设备 在企业管理器中，扩展要操作的数据库服务器，在【管理】文件夹中找到【备份】文件夹。右击该文件夹，在菜单中选择【新建备份设备】项，则出现如图11-1所示的备份设备属性对话框。在备份设备属性对话框中，输入备份设备的逻辑名称；确定备份设备的文
17、件名；单击【确定】按钮。在确定备份设备的文件名时，需要单击文件名右边的按钮，并在弹出文件名对话框中确定或改变备份设备的默认磁盘文件路径和文件名。,2023/11/14,图11-1 备份设备属性对话框,2023/11/14,(2)查看备份设备的相关信息 在企业管理器中扩开服务器，选择【管理】文件夹和【备份】文件夹，在右窗口中找到要查看的备份设备；右击该备份设备，在快捷菜单上选择【属性】项，会弹出与图11-1相似的备份设备属性对话框；单击设备名称右边的【查看内容】按钮，出现备份设备的信息框，从中可以得到备份数据库及备份创建日期等信息。也可以使用系统存储过程sp_helpdevice来查看服务器上每
18、个设备的有关信息，其中包括备份设备。(3)删除备份设备 选中并右击该备份设备，在快捷菜单中选择【删除】项，在确认删除对话框中，单击【确认】按钮即可完成。,2023/11/14,备份数据库使用企业管理器备份数据库 操作步骤如下：(1)进入数据库备份对话框 在SQL Server的企业管理器中，右击要备份的数据库；在快捷菜单上单击【全部任务】中的【备份数据库】项，则弹出一个数据库备份对话框。该对话框中有常规和选项两个页面，如图11-2和图11-3所示。,2023/11/14,图11-2 数据库备份对话框常规页面,2023/11/14,图11-3 数据库备份对话框选项页面,2023/11/14,(2
19、)在【常规】页面中完成以下操作 在数据库框中选择要备份的数据库；在名称框中为备份取一个便于识别的名称；备份方法可选择完全备份、差异备份(增量备份)、事务日志、文件或文件组之一；为磁盘备份设备或备份文件选择目的地，即通过列表右边的【添加】按钮或【删除】确定备份文件的存放位置，列表框中显示要使用的备份设备或备份文件；在重写栏中选择将备份保存到备份设备时的覆盖模式；在调度栏中设置数据库备份计划。覆盖模式通过两个单选项指定：【追加到媒体】为将数据库备份追加在备份设备已有内容之 后；【重写现有媒体】为用本次数据库备份覆盖备份设备中原有的内容。,2023/11/14,(3)设定备份计划需要执行的操作 在图
20、11-2所示的数据库备份对话框常规页面中，选则调度复选框，并单击文本框右边的按钮，则出现如图11-4所示的编辑备份计划对话框。在对话框中可以设置以下4种备份类型：SQL Server代理启动时自动启动：每当SQL Server Agent启动工作时，都自动进行数据库备份。每当CPU闲置时启动：每当CPU空闲时进行数据库备份。一次：设定进行数据库备份的一次性时间。反复出现：按一定周期进行数据库备份。当选择【反复出现】的备份类型后，还要用鼠标单击位于对话框右下方的【更改】按钮，在编辑反复出现的作业调度对话框中，设置备份的发生频率、时间、持续时间等参数，如图11-5所示。,2023/11/14,图1
21、1-4 编辑备份计划对话框,图11-5反复出现的作业调度对话框,2023/11/14,(4)设置选项页面内容 数据库备份对话框的选项页面如图11-3所示。在选项卡中，需要设置以下内容：通过设置【完成后验证备份】复选框决定是否进行备份设备验证。备份验证的目的是为了保证数据库的全部信息都正确无误地保存到备份设备上。通过设置【检查媒体集名称和备份集到期时间】复选框决定是否检查备份设备上原有内容的失效日期。只有当原有内容失效后，新的备份才能覆盖原有内容。通过设置【初始化并标识媒体】复选框初始化备份设备。备份设备的初始化相当于磁盘格式化，必须是在使用的覆盖模式是重写时，才可以初始化备份设备。在完成了常规
22、页面和选项页面中的所有设置之后，单击【确定】按钮，并在随后出现的数据库备份设备成功信息框中单击【确定】按钮。,2023/11/14,11.4.2 数据库的恢复使用企业管理器恢复数据库调出数据库恢复对话框 在SQL Server 2000的企业管理器中，右击要进行数据恢复的数据库。在弹出菜单中选择【所有任务】中的【还原数据库】项，屏幕上会出现数据库恢复对话框，该对话框中有两个页面：常规页面和选项页面。常规页面 常规页面中有3个单选按钮分别对应3种数据库恢复方式：【数据库】按钮说明恢复数据库；【文件组或文件】按钮说明恢复数据使用的文件组或文件；【从设备】按钮说明，根据备份设备中包含的内容恢复数据库
23、。不同的选项，其选项卡和设置恢复的方法也不同。,2023/11/14,图11-6 选择恢复数据库单选项图,2023/11/14,11-7 选择恢复文件或文件组单选项,2023/11/14,选择还原栏中的【数据库】单选项，说明进行恢复数据库工作；在参数栏中，选择要恢复的数据库名和要还原的第一个备份文件；在备份设备表中，选择数据库恢复要使用的备份文件，即在单击还原列中的小方格出现【】表明已选中；单击【确定】按钮。如果选择恢复文件或文件组单选项，则常规选项卡如图11-7所示。若恢复文件或文件组，可执行下列操作：在参数栏中选择要恢复的数据库名；如果要进行部分恢复或有限制的恢复，可选中【选择备份集中的子
24、集】复选框，使它有效，并单击它右边的【选择条件】按钮，则在弹出一个过滤备份设备对话框中设置选择条件；在备份设备表中选择出数据库恢复使用的备份设备，即单击还原列中的小方格出现【】；单击【确定】按钮。如果选择了从备份设备中恢复单选项，则常规卡如图11-8所示。,2023/11/14,图11-8 选择从备份设备中恢复单选项图,2023/11/14,11-9 数据库还原的选项卡页面,2023/11/14,进行参数设置时，首先单击位于窗口右边的【选择设备】按钮，并在弹出框中选择备份设备；设置还原类型单选框。还原类型有两种：【还原备份集】选项，一般应选择该项；【读取备份集信息并添加到备份历史记录】选项，获
25、取备份设备信息和增加备份历史。若选择了还原备份集的类型，还应选择恢复方式。恢复方式通过4个单选项实现，【数据库-完全】选项，从完全数据库备份中恢复；【数据库-差异】选项，从增量备份中恢复；【事务日志】选项，从事务日志备份文件中恢复；【文件或文件组】选项，从文件或文件组中恢复。,2023/11/14,选项页面 数据库还原的选项卡如图11-9所示。页面中使用3个复选框设置附加特征：【在还原每个备份后均弹出磁带】选项，是否在恢复完每个备份之后都弹出磁带，它仅对磁带备份设备有效；【在还原每个备份前提示】选项，是否在恢复每个备份之前提示用户；【在现有的数据库上强制还原】选项，恢复过程中是否强行覆盖数据库
26、中现有的数据。在选项页中还列出了数据库的原文件名和恢复后的新文件名，默认时两者是一样的，可以直接在表中修改恢复后的新文件名。此外，还要设置数据库恢复完成状态。当完成了常规卡和选项卡的参数设置后，单击【确定】按钮。SQL Server开始数据库恢复操作，屏幕上会显示恢复进度的对话框，并显示恢复的进度。,2023/11/14,11.4.3 数据的导入与导出 导入数据是从 Microsoft SQL Server 的外部数据源（如 ASCII 文本文件）中检索数据，并将数据插入到 SQL Server 表的过程。导出数据是将 SQL Server 实例中的数据析取为某些用户指定格式的过程。例如将SQ
27、L Server 表的内容复制到Microsoft Access 数据库中。导入和导出数据通过一个向导程序“数据转换服务（简称DTS）”实现，其作用是使SQL Server与任何OLE DB、ODBC、JDBC或文本文件等多种不同类型的数据库之间实现数据传递。DTS（数据转换服务）向导最常见的应用为：实现SQL Server2000数据与桌面数据库Acess或Foxpro等的数据传递；将查询结果转换为文本文件；在大型数据库间实现迁移数据库；在其他大型数据库系统间传递数据等。,2023/11/14,导出数据 导出数据库MyDb中的数据的过程如下：(1)在企业管理器树形目录中展开要使用的服务器组、
28、服务器。在数据库目录中，单击并选中要操作的数据库MyDb。右击MyDb，单击【所有任务】【导出数据】命令，出现如图11-10所示的选择数据源对话框。(2)选择数据源对话框中，实现选择源数据的数据源，包括数据源所在的服务器，连接方式及账号等。选择数据源即选择与源数据的数据存储格式相匹配的数据专用驱动程序。用【数据源】下拉列表框选择。在此用默认数据源，【数据库】选择local服务器上的数据库MyDb。,2023/11/14,(3)单击【下一步】按钮，打开指定目的对话框。与图11-10相似，指定目的数据源。通过【数据源】下拉列表框选择【文本文件】后，出现如图11-11所示的对话框。在【文件名】文本框
29、中，可以直接输入目的文本文件，可以单击按钮，从弹出的对话框中输入文件名。(4)单击【下一步】按钮，打开图11-12所示的指定表复制或查询的对话框。使用此对话框指定想要做简单数据复制还是较复杂的数据复制，后者将要求使用SQL语句收集和选择要复制的适当行。在这选择【从源数据库复制表和视图】单选项。,2023/11/14,图11-10 DTS选择数据源对话框,2023/11/14,图11-11 选择目的对话框,2023/11/14,图11-12 指定表复制或查询的对话框图,2023/11/14,图11-13 指定目的文件格式的对话框,2023/11/14,(5)单击【下一步】按钮，打开图11-13所
30、示的指定目的文件格式的对话框，指定输出的目的文件“C:Documents and SettingsAdministratorMy Documentsborrowinf.txt”的格式。在【源】下拉框中，从MyDb数据库的所有表及视图对象生成的列表项中选择表borrowinf项。(6)单击【下一步】按钮，出现如图11-14所示的保存DTS包对话框，可将源、目的和转换属性保存为数据转换服务(DTS)包。【立即运行】表示当向导结束后，立即运行转换并创建目的数据。在此使用默认选项。(7)单击【下一步】按钮，出现如图11-15所示的完成DTS向导对话框。用户可以审阅指定的参数，并单击【上一步】返回做更正
31、以产生正确数据。单击【完成】按钮，数据开始转换。最后，单击【完成】按钮，数据导出过程完成。用户可以用记事本程序查看文本文件“C:Documents and SettingsAdministratorMy Documentsborrowinf.txt”，其内容既是数据库MyDb中表borrowinf的内容。,2023/11/14,图11-14 保存DTS包对话框图,2023/11/14,11-15 完成DTS向导对话框,2023/11/14,导入数据 将上节生成的文本文件“C:Documents and SettingsAdministratorMy Documentsborrowinf.txt”即外部数据导入到SQL Server2000数据库MyDb中的过程是导出的逆过程，逐步跟随向导操作即可实现。注意数据源是文本文件borrowinf.txt，目的数据库是本地服务器的MyDb。可以改变目的表borrowinf的名称，改为borrow_new以免与borrowinf重名而导致错误。完成导入后，用户可以查到数据库MyDb中出现一个名为borrow_new的表，内容与borrowinf相同。,
