Восстановление базы данных

Восстановление базы данных – процесс возвращения базы данных в приемлемое состояние, утраченное в результате сбоя или отказа.

В данном разделе ознакомимся с организацией служб восстановления баз данных. Чтобы лучше понять потенциальные проблемы, с которыми можно столкнуться при создании надежных систем, вначале выясним, зачем может потребоваться восстанавливать систему, а затем ознакомимся с различными типами отказов, которые могут иметь место в вычислительной среде с базами данных.

Необходимость восстановления

Для хранения данных в общем случае могут быть использованы четыре различных типа носителей, которые здесь перечислены в порядке возрастания их надежности: оперативная память, магнитный диск, магнитная лента и оптический диск. Оперативная память представляет собой временное хранилище информации, содержимое которого в случае отказа системы обычно разрушается. Магнитные диски представляют собой оперативное постоянное хранилище информации. Диски более надежны и значительно дешевле, чем основная память, однако скорость доступа к информации у них меньше на три-четыре порядка. Магнитная лента представляет собой автономный постоянный носитель информации, надежность которого существенно выше, чем у магнитного диска, а стоимость намного ниже.

Однако эти носители предоставляют только последовательный доступ к информации, причем скорость его относительно невелика. Оптические диски являются более надежными носителями информации, чем магнитные ленты, достаточно недорогими, более быстродействующими и к тому же допускающими произвольный доступ к информации. Оперативную память часто называют первичной памятью, а магнитные диски и ленты – вторичной (или внешней) памятью. Устойчивые хранилища обеспечивают надежное сохранение информации, размещая несколько ее копий на различных постоянных носителях (обычно на дисках), одновременный отказ которых маловероятен. В частности, устойчивое хранение информации может быть организовано с использованием RAID-технологии, гарантирующей, что отказ отдельного дискового устройства (даже в процессе передачи данных) не вызовет потери данных.

Существует множество различных типов отказов, способных повлиять на функционирование базы данных, каждый из которых требует особых способов обработки. Одни отказы влияют только на содержимое оперативной памяти, другие могут воздействовать и на постоянную (вторичную) память системы. Ниже перечислены некоторые причины, способные вызвать отказы.

• Аварийное прекращение работы системы, вызванное ошибкой оборудования или программного обеспечения, приведшей к разрушению содержимого оперативной памяти.

• Отказ носителей информации, например, разрушение магнитной головки или появление неустранимого сбоя чтения, что приводит к потере части содержимого вторичной памяти системы.

• Ошибки прикладных программ, например, логические ошибки в программах, получающих доступ к базе данных, послужившие причиной сбоев при выполнении одной или нескольких транзакций.

• Стихийные бедствия – пожары, наводнения, землетрясения или отказы в сети электропитания.

• Небрежное или легкомысленное обращение, послужившее причиной непреднамеренного разрушения данных или программ со стороны операторов или пользователей системы.

• Диверсии, или преднамеренное разрушение и уничтожение данных, оборудования или программного обеспечения.

Какой бы ни была причина отказа системы, существуют два принципиальных следствия, которые надо учитывать: утрата содержимого оперативной памяти, в том числе буферов базы данных, и утрата копии базы данных на дисках. Дальше в этой теме описаны концепции и технологии, позволяющие минимизировать последствия аварий и успешно восстановить систему после сбоя.