【计算机三级数据库技术】第11章 数据库的故障管理--附思维导图

本文涉及的产品
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 文章概述了数据库故障类型及其解决办法、数据库恢复技术、数据转储、日志文件的使用与格式、硬件容错方案(包括RAID技术和服务器容错技术)、以及数据库镜像与容灭策略。

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1 相关概念

1.1 故障类型及其解决办法

    事务内部的故障
        预期事务内部故障
        非预期的事务内部故障
    系统故障 
        软故障,是指数据库正在运行过程中,由于硬件故障、数据库软件及操作系统的罗东、突然停电等情况导致的系统停止运转,所有正在运行的事务以正常的方式终止
    介质故障
        硬故障,主要指数据库在运行过程中,由于词头碰撞,磁盘损坏、强磁干扰、天灾人祸等情况,使得数据库中的数据部分或全部丢失的一类故障
    病毒

1.2 数据库恢复技术(两个关键问题)

    如何建立冗余数据
        技术:数据备份、登记日志文件、数据库复制、数据库镜像、为段设立保存点以及使用后备段与先行页表来支持对段的保存
    如何利用冗余数据实施数据库恢复

2 数据转储

2.1 基本概念

    是指数据库管理人员或数据库操作系统定期复制数据库,并将复制得到的数据存放到其他介质中的过程,数据转储也称为数据备份

2.2 静态转储和动态转储

    静态转储
        在静态转储过程中系统不能运行其他事务,不允许在转储期间对数据库有任何的存取、修改活动,即转储前后系统必须处于一个一致性的状态
    动态转储
        是指允许转储操作和用户事务并发执行,即允许在转储过程中对数据库进行存取和修改操作

2.3 数据转储机制

    完全转储
        是对数据库中所有数据进行转储
    增量转储
        只复制上次转储后发生变化的文件或数据块
    差量转储
        也称差异转储,是对最近一次数据库完全转储以来发生的数据变化进行转储

2.4 多种转储方法结合使用

    仅使用完全转储
    完全转储加增量转储
    完全转储加差量转储

3 日志文件

3.1 基本概念

    记录每个事务对数据库的修改操作,数据库系统在运行过程,将所有事务的修改操作登记到日志文件中

3.2 使用日志文件

    事务故障会服务
    系统故障恢复
    对动态转储方式中必须建立日志文件
    在静态转吹中,也可以使用日志文件

3.3 日志文件的格式与内容

    以记录为单位
        每个事务开始标记
        每个事务的结束标记
        每个事务的所有修改操作
    以数据块为单位

3.4 登记日志文件的原则

    登记的次序严格按并行事务执行的时间次序
    必须先写日志文件,后写数据库

3.5 检查点

    作用
        最大限度的减少了数据库完全 恢复时所必须执执行的日志部分
    检查点记录内容
        建立检查点时刻所有正在执行的事务清单
        这些事务最近一个日志记录的地址

4 硬件容错方案

4.1 基本概念

    RAID就是廉价冗余磁盘阵列,它是由多块磁盘构成一个整体,但这并不等于是简单的磁盘容量叠加,而是相对于其他存储设备在容量、管理、性能、可靠性和可用性上都有了进一步的提高。独特的是当从这些磁盘中抽出一块出来,利用其他磁盘上的信息,可以恢复出这块磁盘的信息

4.2 RAID的冗余技术

    镜像冗余
        把所有的数据复制到其他设备上或其他地方
    校验冗余
        通过对成员磁盘上的数据执行异或操作,得到其校验值,并存放在另外的校验磁盘上

4.3 常见的RAID级别

    RAID0
    RAID1
    RAID5

4.4 服务器容错技术

    解决服务器硬件异常问题而出现的解决方案
    采用两台相同的服务器,两台服务器共享存储设备,其中一台服务器运行数据库系统,数据库数据存储在存储设备中
    两台服务器之间使用专用的网络进行检测,当运行服务器出现问题时,由备用服务器接管数据库。由于数据库数据存储在存储设备中,因此在备用服务器在接管数据库业务时,数据库数据保持一致状态。这种工作模型称为Active-Standby模式

4.5 数据库镜像与数据库容灭

    引入数据库镜像
        是一种提高数据库可用性的解决方案,它根据DBAd要求,自动把整个数据库或其中的关键数据复制到另一个磁盘上
    数据库镜像分类
        双机互备模式
        双机热备份模式
    两种镜像运行模式
        高安全性模式
        高性能模式
    三种实现方式
        高可用性
            两台服务器上同步事务写入,并支持自动错误恢复
        高保护
            两台服务器上同步事务写入,但是错误恢复是手工
        高性能
            两台服务器的写入是可以不同步的,因此在性能上有所提高,只允许手工的错误恢复
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