故障管理

四大类故障：事务内部故障，系统故障，介质故障，计算机病毒故障

事物内部：分为预期与非预期故障，需要强制回滚事物恢复状态，自动完成且透明

系统故障：软故障，因为软件意外导致非正常终止，影响所有事物，导致易失性存储器内容丢失，需要回滚所有未完成事务结果

介质故障：硬故障，因为物理意义意外导致数据库数据丢失，采用备份（有局限性）和双物理存储设备，双系统方式进行保存

病毒：杀死程序或备份文件

恢复重点：建立冗余数据并进行恢复

 

数据转储：即备份

静态转储：不运行其他事物，不存取，修改（一致性），降低可用性

动态转储：允许存取修改，不保证一致性

 

转储机制：完全转储（所有数据），占用多但恢复时间短

增量存储，只复制上次转储变化的文件与数据块，需时短需空间小但数据只能和完全转储配合，恢复比完全长

差量存储，对最近一次库完全转储以来的变化进行转储，比完全速度快空间小，比增量恢复快但速度慢，占空间多

结合使用：完全＋增量，差量

 

日志文件：记录修改操作，帮助恢复

具体作用：事务故障恢复，系统故障恢复，动态转储，静态转储

undo与redo：前者反向扫描，找到回滚事务并逆操作直到遇到开始记录，后者正向扫描到提交记录

事务仅需undo，系统故障先undo再redo

 

格式与内容：两种格式：以记录/数据块为单位

前者包括开始结束两个标记及所有修改操作，后者包括标识和数据块

 

登记原则：次序严格按并行事务执行的时间次序，必须先写日志再写库，保证可再现性和正确性

 

检查点：最大程度减少数据库完全恢复必须执行的日志部分

内容包括清单与最后日志地址

恢复步骤：找最后一个检查点记录，得到此时事物清单，建立undo，redo队列，正向扫描

 

硬件容错方案：硬件部分对数据库进行保护

磁盘保护技术：raid系统（廉价冗余磁盘阵列），保证个别驱动器失效时数据仍然可访问

主要由镜像冗余和校验冗余保证

分级：raid0，1，5，10等

0：数据分块并行写入，提高速度但介质故障时数据无法恢复

1：硬盘互为镜像，可靠性提高但利用率低，写速度不变

5：比0多加一个奇偶校验和

10：0，1结合

raid可分为软（件）raid与硬（件）raid，后者较多因为其性能更强

 

容错技术：保证服务器可靠性，一般使用两台相同的服务器，共享存储设备

接管过程：正常用主，主出事就转用副

脑裂：主副都没事但检测系统故障导致判定主出事导致互抢资源（现在运用多种检测方式）

 

数据库镜像与容灾：

镜像：提高数据库可用性保证互相监管，提供完整冗余，提高可用性

分为双机互备援模式与双机热备份模式

前者两台工作机后者一工作一备份

工作方式：互补，可用于并发

 

SQL数据库镜像只用于错误回复，可引入见证服务器（判定恢复）

两种镜像运行模式：高安全性，高性能