Копирование и восстановление баз данных в Microsoft SQL Server 2012 / 2008

sql_serverВ данной статье я постарался привести сжатые теоретические выкладки, необходимые для понимания процесса резервного копирования и создания плана резервного копирования в Microsoft SQL Server (справедливо для Microsoft SQL Server 2012 и Microsoft SQL Server 2008 R2).

 

0. Оглавление

1. Причины потери данных

Можно выделить 5 основных причин потери данных:

  1. Программные ошибки — Возникновение условий, приводящих к аварийному завершению системы. Поскольку такие ошибки основываются на дефектах программной логики, система баз данных не может выполнить восстановление в подобных ситуациях. Поэтому восстановление должен проводить сам программист, выполнив обработку таких исключений.
  2. Ошибки администратора (человеческий фактор) — Случаи, в которых пользователь с большими полномочиями может неумышленно (или умышленно) разрушить данные. Необходимо постараться создать такой режим работы, который сделает подобную ситуацию маловероятной, однако совсем исключать такую возможность нельзя.
  3. Выход из строя компьютера (сбой системы) — Возникает в результате ошибок в оборудовании и программном обеспечении. В этом случае содержимое оперативной памяти компьютера может быть потерянно. В качестве защиты, можно рекомендовать использование резервного сервера, зеркальное отображение баз данных и пр.
  4. Отказ дискового накопителя — Физическое разрушение жесткого диска. Рекомендуется использование технологий RAID для хранения файлов баз данных, кроме того необходимо, чтобы файлы резервных копий хранились на дисковом носителе, отличным от устройства, на котором располагаются файлы баз данных.
  5. Катастрофы (пожар, наводнение, землетрясение) или кража — Обойти эту ситуацию станет возможным, если устройство, содержащее необходимую для восстановления данных информацию, будет храниться отдельно от основного оборудования и не будет потеряно в результате катастроф или краж.

Необходимо постараться создать систему резервного копирования, позволяющую восстановить данные в любой из описанных выше ситуаций.

2. Типы резервного копирования

Существует 2 режима создания резервных копий:

  1. Статическое резервное копирование — режим, при котором в процессе создания копии только одна активная сессия, поддерживаемая системой, является той сессией, которая создает резервную копию. Другие пользовательские процессы во время выполнения копирования недопустимы.
  2. Динамическое резервное копирование — режим, при котором копирование баз данных может выполняться без остановки сервера баз данных, удаления пользователей или даже закрытия файлов. Пользователи могут и не знать, что выполняется процесс резервного копирования.

MS SQL Server поддерживает оба режима создания резервных копий.

3. Модели восстановления баз данных

Выбор модели восстановления базы данных определяет объем данных, который может быть потерян во время разрушения базы данных, а также скорость использования, размер резервной копии протокола транзакций и период времени, необходимый для резервного копирования протокола. MS SQL Server поддерживает три модели восстановления:

  1. Полная модель восстановления — модель, при которой все операции записываются в протокол транзакций. Поэтому эта модель предоставляет полную защиту против сбоев внешних устройств.
    • Преимущества:
      1. Есть возможность восстановить базу данных с последней подтвержденной транзакции, которая была сохранена в файле протокола.
      2. Возможно восстановить данные на любой момент времени.
      3. Возможно восстановить данные на отметку в протоколе. Отметки в протоколе соответствуют заданной транзакции и добавляются только если эта транзакция подтверждается.
      4. Протоколируются все операции, связанные с изменением индекса. В этом случае пересоздание индекса выполняется быстрее, потому что не надо создавать их заново.
    • Недостатки:
      1. Соответствующий протокол транзакций может быть очень большим по объему, и файлы на диске, содержащие этот протокол, могут увеличиваться в размере очень быстро. В связи с этим возможно заполнение протокола транзакций.
      2. Протокол транзакций должен быть защищен от сбоев внешних устройств. По этой причине использование технологии RAID для защиты протокола транзакций строго рекомендуется.
      3. Требуется значительно больше времени на резервное копирование.
    • Заключение:
      Данная модель восстановления рекомендована для производственных баз данных, если позволяет аппаратная часть сервера баз данных.
  2. Модель восстановления с неполным протоколированием — То же, что и полная модель восстановления, за тем исключением, что не ведется протоколирование массовых или bulk-операций. А резервные копии протокола транзакций содержат в этом случае результат такой операции.
    • Преимущества:
      1. Как и с полной моделью восстановления, есть возможность восстановить базу данных с последней подтвержденной транзакции, которая была сохранена в файле протокола.
      2. Возможно восстановить данные на любой момент времени, если не выполнялось объемных операций.
      3. Возможно восстановить данные на отметку в протоколе, если не было объемных операций.
      4. Объемные операции выполняются намного быстрее, чем под полной моделью восстановления, так как они не протоколируются.
      5. Для резервной копии протокола требуется гораздо меньше памяти, чем в случае полного восстановления.
    • Недостатки:
      1. Те же, что и при полной модели восстановления.
      2. Не протоколируется операции с изменением индекса. При восстановлении, индексы потребуется создать заново.
      3. Восстановление с резервной копии протокола дольше, нежели при полной модели восстановления.
      4. Нет возможности восстановить данные на момент времени или на отметку в протоколе в случае объемных операций.
    • Заключение:
      Модель восстановления с неполным протоколированием используется для производственных баз данных в тех случаях, когда периодически происходят крупномасштабные или объемные bulk-операции.
  3. Простая модель восстановления — В простой модели восстановления протокол транзакций усекается, если появляется точка восстановления. Но это не означает, что вообще не существует протоколирования, содержимое протокола используется во время создания контрольной точки, где все транзакции протокола подтверждены или для них выполнен откат.
    • Преимущества:
      1. Производительность всех объемных операций очень высокая.
      2. Низкие требования к объему памяти протокола.
    • Недостатки:
      1. Данные возможно восстановить только на момент последнего резервного копирования, а значит недопустимы восстановления на конкретный момент времени или на отметку в протоколе. Все изменения с последнего резервного копирования должны быть восстановлены вручную.
    • Заключение:
      Рекомендуется использовать простую модель восстановления для производственных баз, только в тех случаях, когда сервер баз данных не обладает достаточным объемом памяти или когда аппаратная часть сервера баз данных ниже рекомендуемой.

4. Методы резервного копирования

MS SQL Server предоставляет 4 различных метода резервного копирования:

  1. Полное копирование базы данных (Full) — При полном резервном копировании создается резервная копия всей базы данных целиком, она включает в себя схему всех таблиц, соответствующие файловые структуры, а также содержит все данные из этой базы на момент завершения резервного копирования. Это осуществляется благодаря тому, что полное копирование захватывает состояние базы данных на момент начала копирования. А затем, если копирование выполняется динамически, система записывает любые действия, которые имеют место в процессе создания копии.
    • Преимущества:
      Быстрая скорость восстановление базы данных.
    • Недостатки:
      Полное резервное копирование требует больше времени и требует больше пространства для хранения, чем другие методы копирования.
    • Заключение:
      Для небольших баз данных, которые можно скопировать быстро, лучше всего применять полное резервное копирование. Но для больших баз требуется кроме полных резервных копий, создавать также и дифференцированные (разностные) копии баз данных.
  2. Дифференцированное (разностное) резервное копирование (Differential) — В этом случае создается копия только частей баз данных, которые менялись с момента последнего полного копирования баз данных. Эта полная резервная копия называется основой для разностной копии. Как и в случае полного резервного копирования, любые действия, имеющие место во время создания копии, также копируются.
    • Преимущества:
      Этот тип резервного копирования минимизирует время, требуемое для копирования, т. к. количество копируемых данных значительно меньше, чем при полном копировании.
    • Недостатки:
      Для восстановления необходимо загрузить сначала полную копию баз данных, а затем разностную, что занимает больше времени. И, соответственно, нет смысла применять разностное копирование без полного.
    • Заключение:
      Используется на больших базах данных в связке с полным резервным копированием.
  3. Резервное копирование протокола транзакций (Transaction log) — Данный вид копирования применяется при полной модели восстановления (или при неполном протоколировании) баз данных, и учитывает только изменения, записанные в протокол транзакций. Поэтому такая форма резервного копирования не основывается на физических страницах баз данных, а только на логических операциях.
    • Преимущества:
      1. Самая быстрая скорость создания копии.
      2. В отличии от дифференцированных резервных копий, где возможно восстановить базу данных только на момент последнего копирования, позволяет восстановить базу данных на конкретный момент времени.
      3. Правильное «закрытие» протокола транзакций перед началом новой порции действий с этим протоколом. Одна из наиболее общих ошибок системы возникает, когда переполняется протокол транзакций. Если память, используемая для протокола транзакций, заполняется на 100%, то система должна остановить все выполняющие транзакции, пока память не будет освобождена. Эта проблема может быть устранена только при частом выполнении резервного копирования протокола транзакций: каждый раз происходит «закрытие» порции существующего протокола и сохранение на другом внешнем устройстве. Эта порция протокола становится повторно используемой, следовательно, система восстанавливает дисковое пространство.
    • Недостатки:
      Более долгий процесс восстановления, чем при дифференцированном резервном копировании, где требуется полная копия базы данных и последняя разностная копия, в данном случае потребуется полная копия и все существующие копии протоколов транзакций.
    • Заключение:
      Рекомендуется применять на производственных базах данных в связке с полным резервным копированием.
  4. Резервное копирование файлов или файловых групп — Данный метод позволяет копировать указанные файлы баз данных вместо копирования всей базы данных. Отдельные файлы могут быть восстановлены из копии, позволяя выполнить восстановление после сбоя, который повлиял лишь на небольшое подмножество файлов баз данных.
    •  Заключение:
      Копирование файлов базы данных рекомендуется выполнять только когда база данных является очень большой, и нет достаточно времени для полного копирования базы данных.

5. Какие базы данных и как часто копировать?

  1.  База данных master является наиболее важной базой данных системы, потому что она содержит информацию обо всех базах данных в этой системе. Поэтому резервное копирование базы данных master должно происходить на регулярной основе. Кроме того, рекомендуется создавать копию каждый раз, когда выполняются действия, приводящие к модификации базы данных master. Вот некоторые из них:
    • Выполнение операторов и хранимых процедур;
    • Создание, изменение и удаление базы данных;
    • Изменения протокола транзакций.
  2. Следует выполнять резервное копирование всех производственных баз данных на регулярной основе. Дополнительно, необходимо делать резервную копию после того как с базами данных были выполнены следующие изменения:
    • После создания базы данных;
    • После создания индексов;
    • После создания протокола транзакций;
    • После выполнения непротоколируемых операций (операции, которые не записываются в протокол транзакций).

6. Пример стратегии резервного копирования

Ниже приводится некоторый план резервного копирования, в реальной организации:
Plan_rezerv_kopirovaniya_01

И некоторые характеристики связанные с выполнением резервного копирования базы данных DB1:

Аппаратная часть:

    • Процессор Opteron 8220 8×1.0 Ghz
    • ОЗУ 24 Гб
    • HDD 250 Гб RAID 1+0

Программное обеспечение:

Базы данных:

    • Общий объем баз данных: ~ 95 Гб
    • Объем базы данных master: ~ 5 Мб
    • Объем базы данных DB1: ~ 23 Гб
    • Модель восстановления базы данных DB1: Полная
    • Прирост базы данных DB1 в день: ~ 200 Мб

Резервные копии базы данных DB1:

    • Время создания полной резервной копии: ~ 5 мин.
    • Время создания копии протокола транзакций: ~ 4 сек.
    • Размер полной резервной копии (с сжатием): ~ 1,6 Гб
    • Размер копии протокола транзакций: ~ 20 Мб

Необходимое дисковое пространство для плана резервного копирования DB1:

    • Хранение полных резервных копий (1 месяц): ~ 50 Гб
    • Хранение копий протокола транзакций (1 месяц): ~ 10 Гб
    • Хранение полных копий от 1-ого числа каждого месяца (1 год): ~ 20 Гб
    • Итого размер дискового пространства: ~ 80 Гб
    • Итого размер дискового пространства в % от размера базы: ~ 350 %

Время восстановления базы данных DB1:

    • Время восстановления полной резервной копии: ~ 5 мин.
    • Время восстановления копии протокола транзакций: ~ 5 сек.
Помогла ли Вам данная статья?
Да, спасибо, помогла.
Немного помогла.
Совсем не помогла.
Не то, что я искал(а).
Смотреть результаты
infostart event 2017
Запись опубликована в рубрике Microsoft SQL Server 2008, Microsoft SQL Server 2012 с метками , , . Добавьте в закладки постоянную ссылку.


2 комментария на «Копирование и восстановление баз данных в Microsoft SQL Server 2012 / 2008»

  1. Димка говорит:

    Протокол транзакций?
    Обычно используется словосочетание «журнал транзакций»
    Почему используется слово «протокол»?

    • Виталий Онянов говорит:

      В источнике, по которому была написана статья, был сделан не совсем корректный перевод. Чаще, конечно, используется «Журнал транзакций».

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.