SQL Server恢复模式与事务日志备份

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一.备份概述

  数据安全是数据库的生命,数据库在使用过程中难免会遇到如:使用者的误操作或是被恶意修改,硬件故障导致数据文件无法被访问,自然灾害导致机房在物理上的损毁。本章从备份与恢复的功能作为解决问题的切入点。在实际工作中会遇到:使用什么样的备份策略(比如完整备份,文件备份,差异备份,日志备份),如何减少备份恢复时间(比如尽快恢复上线),如何将数据库恢复到想要的时间点(比如恢复到误操作以前),如何迁移数据库系统到一台新机器(比如用户账号,密码,任务脚本备份还原)。

  1.备份类型

     在sql
server数据库里包括数据文件和日志文件,相应包括数据备份和日志备份。数据备份可以是完整数据库备份,文件备份,差异备份也叫增量备份。日志备份也叫事务日志备份。

完整备份

   会记录数据库里的所有信息,可以将数据库数据恢复到某个时间点的状态。但一个大的数据库备份可能

需要很长时间。假如每天或每小时只用完整备份类型就需要发费大量存储空间和备份恢复时间,仅完整备份不能满足用户需求。

文件备份

   备份一个或多个文件或文件组的所有数据,多数针对大型数据库。文件备份+日志备份=完整备份。如果是一个文件损坏,只需还原该文件,从而加快恢复速度。

差异备份                              要求数据库之前做过一次完整备份称为基准。它是完整备份以后,发生更改的数据. 便于频繁备份,降低数据丢失的风险。
日志备份   要求数据库之前做过一次完整备份,自从上次完整备份或日志备份以后写入的日志记录。连续不断的日志链可以将数据库还原到任意时间点。 所以在备份策略中扮演重要角色。

   2.  备份策略

    (1)数据库最多能容忍多长时间的数据丢失。
    (2)投入多少人力物力做数据库备份和恢复策略。每次备份都会有时间间隔,数据丢失容易发生在最近一次备份之后的所有数据库操作,之后如文件损坏数据库需要恢复,备份尾日志肯定不成功,数据也会丢失,
为了保证数据不丢失需要引用镜像等技术。
    (3)
备份文件越多,数据库恢复的文件也越多,要建立一个合适的备份管理制度。备份虽然不会阻塞数据库的正常操作,但会产生一系列的磁盘读写,这时要避免在服务器I/O繁忙时。备份越多,失败的概述也会越大,需要管理员及时处理错误,将备份任务恢复常态。

  3. 常用的备份方法

分级

数据备份

日志备份

数据库级

完整数据库备份

差异数据库备份

日志备份

文件级

完整文件备份

差异文件备份

 

在SQL
Server中,数据库不能像Oracle数据库一样设置归档模式,但是可以进行事务日志备份,其作用等同于Oracle数据库的日志文件归档。
  SQL Server 备份和还原操作发生在数据库的恢复模式的上下文中。
恢复模式旨在控制事务日志维护。“恢复模式”是一种数据库属性,它控制如何记录事务,事务日志是否需要(以及允许)进行备份,以及可以使用哪些类型的还原操作。可以通过在SSMS里或通过SQL语句进行配置恢复模式:

当一切正常时,没有必要特别留意什么是事务日志,它是如何工作的。你只要确保每个数据库都有正确的备份。当出现问题时,事务日志的理解对于采取修正操作是重要的,尤其在需要紧急恢复数据库到指定点时。这系列文章会告诉你每个DBA应该知道的具体细节。

二. 数据库恢复模式下的备份类型

    上面说了备份涉及的几种类型,这里就得说数据库恢复模式对备份类型的支持及特点。sql
server有三种数据库恢复模式设置包括:简单恢复模式,完整恢复模式,大容量恢复模式。

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  2.1  简单恢复模式
    在简单恢复模式下,不能做日志备份,只支持最简单的备份和还原方式,容易管理,数据库最后一次备份之后做的数据修改将全部丢失。为了降低风险,可以引入差异备份。差异备份的开销一般都比完整备份低,可以经常运行。如果数据库比较庞大或者不允许长时间的数据丢失,那这种简单恢复模式就不适合。在总结下:

    优点:

    (1)日志文件占用物理空间少日志增长慢。

    (2)对SQL执行性能优,能最小化日志。

    缺点:

    (1)不支持日志备份.

    (2)无法实现零丢失,恢复时间点至上一次备份时。

    (3)切换到其它恢复模式时,日志链中断。

  2.2 大容量恢复模式

    又叫大批量恢复模式,可以使用日志备份,它能够对某些大批量操作提供最佳的性能和最小的日志使用空间,这些大批量包括bulk
insert, bcp,create index, select into, writetext ,
updatetext。也就是说这些操作有数据丢失风险,相对完全恢复模式,这些操作都是完全记录的。总结下:

     优点:

         (1)日志文件占用物理空间少(日志增长慢)。

         (2)对SQL执行性能优(最小化日志)。

         (3)支持切换到完整模式不中断日志链。

    缺点:

         (1)还原大批量操作,数据有丢失风险如bulk insert, select
into等。

  2.3 完整恢复模式

    也可以叫完全恢复模式,在此模式下,所有操作都会被完整记录下来,如insert每新增的一行,delete每删除的一行,还包括大批理操作如bulk
insert等,都会记录到事务日志中。 包括create
index操作也会被完全记录,在日志恢复时不必要重建索引,恢复会很快。使用日志备份,可以定义一种很频繁的频率,5份钟甚至更短时间来做备份,以防止出现故障数据丢失。但是备份数量越多,恢复时需要严格按备份产生的顺序依次恢复,中间不能有任何备份缺失。

    优点:

    (1)
使用了日志备份可以实现零丢失(如果能进行尾日志备份,能还原到任意时间点)。

    (2)支持切换到大容量模式不中断日志链。

    缺点:

    (1)日志文件空间占用大必须定期日志备份,达到日志空间重用。

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  SQL
Server数据库有3种恢复模式:完整(full)恢复模式、大容量日志(bulk-logged)恢复模式、简单(simple)恢复模式。

它不会经常提起,除非你的数据库运行在简单(SIMPLE)恢复模式,在事务日志上定期备份非常重要的。这会控制事务日志大小,并且保证,在灾难发生里,你可以恢复你的数据库到灾难发生前的某个时间点。这些日志备份要和定期的完整数据库(数据文件)备份一起。

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如果你在测试数据库上工作,不需要恢复到先前的某个时间点,或者会乐意恢复到上次完整备份,那你就可以在简单模式里运行数据库。

简单恢复模式(Simple Recovery Mode)

在simple恢复模式下,日志文件的作用仅仅是保证了SQL
Server事务的ACID属性,并不承担具体的恢复数据的角色,正如”simple”这个词的字面意思一样,数据的备份和恢复仅仅是依赖于手动备份和恢复。
  在simple恢复模式下,checkpoint进程启动后,会把数据库日志文件中不包含活动事务(未结束事务)的VLF状态修改为reusable,从而VLF会不断重用(也称为事务日志被截断),执行checkpoint进程后,数据缓冲区中的脏数据会写入磁盘。因为VLF不断被重用,如果没有执行大的事务,日志文件的大小一般不会自动增长。但是因为VLF不断被重用,日志文件中的VLF显然不可能保持一个连续的序列,日志备份也就没有必要了。

在简单恢复模式下,日志几乎是不用进行管理的。每一次CheckPoint都有可能截断日志,从而来回收不活动的VLF以便重复利用空间。因此在简单恢复模式下,日志的空间使用几乎可以不去考虑。

事实上,在simple模式下SQL
Server不允许对数据库执行日志备份,而只能进行完整备份及差异备份
,这样发生故障时可能会有数据丢失,因此,simple模式一般在开发环境或测试环境下使用,生产数据库很少使用这种模式运行。

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  我们在每周一0点做一次完整备份,在周三0点和周五0点分别做差异备份。在简单恢复模式下,如果周六数据库崩溃。我们的恢复计划只有根据周一0点的做的完整备份恢复后,再利用周五0点的差异备份进行恢复,而周五0点之后到服务器崩溃期间所有的数据将会丢失。

所以在简单恢复模式下,每次备份后,如果出现严重故障,数据库将有可能丢失工作,每次更新都会增加丢失工作的风险,这种情况将一直持续到下一次备份。这时,工作丢失风险将变为零,并开始新一轮的工作丢失风险。
备份之间的工作丢失风险随着时间的推移而增加。
下图显示了仅使用完整数据库备份的备份策略的工作丢失风险。

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  对于大容量操作在日志文件中的记录方式,simple模式下与bulk-logged模式相同。
  要注意的是,在simple模式下,日志文件的大小不一定总是很小,当有包含很多操作的事务长时间未结束时,checkpoint不能阶段包含这个事务的VLF,从而日志文件也可能很大。

我们来详细讨论下这些问题。

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