校園網(wǎng)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)機(jī)制

1、校園網(wǎng)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)機(jī)制一、引言隨著網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的飛速發(fā)展 , 數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用越來(lái)越廣 泛 , 各種 信息系統(tǒng)和網(wǎng)站也越來(lái)越依賴數(shù)據(jù)庫(kù)。但是隨著信息量 的增長(zhǎng) , 數(shù)據(jù)安全 問題也日益突出。信息系統(tǒng)或網(wǎng)站不可避免地 受到來(lái)自外界的安全侵襲和 威脅 ,如 : 自然災(zāi)害、系統(tǒng)崩潰、電源 故障和硬件問題 （如硬盤、陣列卡 ） 等, 同時(shí)還可能遭受一些人為 因素的威脅 , 如:黑客攻擊、計(jì)算機(jī)病毒、操 作員的誤操作等。怎 樣有效防止由于各種原因造成的數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)丟失和破 壞 , 從而保 證數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性、 正確性 , 保證信息系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn) ?建立一套 有效、 安全、可靠的數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)

2、機(jī)制至關(guān)重要。目前校園網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行著各種信息系統(tǒng)和網(wǎng)站。 由于 MySQ 數(shù)據(jù) 庫(kù)具有開源性、可移植性、快速性、健壯性和易用性等特點(diǎn), 這 些信息系統(tǒng)和網(wǎng)站通常選擇 MySQL 作為其后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)的安 全直接關(guān)系到校 園網(wǎng)信息化的建設(shè)。構(gòu)建可靠的數(shù)據(jù)備份體系 , 制定合理的備份策略 , 實(shí) 現(xiàn)開放、快速、自動(dòng)、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)保護(hù) 和恢復(fù) , 是開展信息化建設(shè)的有力 保障。本文以校園網(wǎng)上運(yùn)行的信息系統(tǒng)和網(wǎng)站為例 ， 探討 MySQl 數(shù) 據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)技術(shù)的應(yīng)用 , 研究制定了數(shù)據(jù)庫(kù)備份和恢復(fù)策略 并闡述其 實(shí)現(xiàn)過程。、 MySQL 備份方式完全備份 (Full Backup) 完全備份即在某一個(gè)備

3、份時(shí)間點(diǎn) , 對(duì)數(shù)據(jù) 庫(kù)服務(wù)器上的所有 文件內(nèi)容進(jìn)行備份 , 不管這些文件自上次備份后是否被 修改過。 當(dāng)數(shù)據(jù)丟失或遭到破壞時(shí) , 只要簡(jiǎn)單地用全備份的數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù) 即可。然而 , 重復(fù)的數(shù)據(jù)會(huì)占用大量的磁盤空間 , 數(shù)據(jù)量較大時(shí) , 耗時(shí)會(huì) 很長(zhǎng)。增量備份 (Incremental Backup) 增量備份即從上次全備份之后 , 備份數(shù)據(jù)變化部分的內(nèi)容。 當(dāng)需要恢復(fù)至某一備份時(shí)間點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)要從該時(shí) 間點(diǎn)之前最近一 次的完全備份開始恢復(fù)。 當(dāng)數(shù)據(jù)需要恢復(fù)時(shí) , 恢復(fù)步驟 較為復(fù)雜 , 每份備份文件依賴之前的所有備份 , 其中一份文件損壞都會(huì)造 成 之后備份的所有文件失效。但是這種備份方式可節(jié)省存

4、儲(chǔ)資源、 縮短 備份時(shí)間。邏輯備份和物理備份 邏輯備份可保存邏輯數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)和其存儲(chǔ)的 數(shù)據(jù)。 1MySQL 邏輯備份粒度可支持從服務(wù)器級(jí)、 數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)到表級(jí)的 備份。 以邏 輯格式存儲(chǔ)的備份具有機(jī)器獨(dú)立性和高可移植性。物理備份是由一些數(shù)據(jù)庫(kù)目錄和文件所組成的副本。 通常是 MySQL data 目錄下的一部分或全部文件副本。采用物理備份方 式進(jìn)行備份的速度 比采用邏輯備份方式進(jìn)行備份的速度快 , 產(chǎn)生 的備份文件小 , 備份和恢復(fù)粒度可支持從整個(gè)數(shù)據(jù)目錄級(jí)別到單 個(gè)文件級(jí) 別。其他備份方式MySQ 提供了在線備份 ( 熱備份 )和脫機(jī)備份 ( 冷備份 ) 、本地 備份和 遠(yuǎn)程備份、快照備份 (S

5、napshot backups) 等備份方式。 MySQI 數(shù)據(jù)庫(kù)提供的諸多備份方式為制定數(shù)據(jù)庫(kù)備份策略奠定了 基礎(chǔ)三、備份策略的制定正確的備份策略不僅能保證數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的7X 24 小時(shí)的2 在制定備份策高性能運(yùn)行 , 還能保證備份與恢復(fù)的快速性與可靠性。略時(shí) , 需要考慮備份窗口、最大備份數(shù)據(jù)源、總數(shù)據(jù)量、 更新的數(shù)據(jù)量、 備份方式、業(yè)務(wù)特征、網(wǎng)絡(luò)傳輸速度等因素。目前,校園網(wǎng)上運(yùn)行的信息系統(tǒng)需要7X 24 小時(shí)連續(xù)在線服務(wù)，并且經(jīng)過多年的運(yùn)行，具有一定的數(shù)據(jù)量。通過分析 MySQI 數(shù)據(jù)庫(kù) 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行方式 ，結(jié)合 MySQI 幾種備份方式的 優(yōu)缺點(diǎn)和校 園網(wǎng)在線的信息系統(tǒng)的業(yè)務(wù)

6、特征 , 本文制定了如下備 份策略 :完全備份數(shù)據(jù)庫(kù)策略 完全備份數(shù)據(jù)庫(kù)策略就是定期執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)的 “完全備份”。備份數(shù)據(jù)只依賴于完全備份。校園網(wǎng)上有一些系統(tǒng), 它們數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)量較小 , 數(shù)據(jù)庫(kù)更新不頻繁 , 總的備份時(shí)間較短。 如一些中心和研究所 的網(wǎng)站及后臺(tái)系統(tǒng) , 它們的數(shù)據(jù)庫(kù)信息量有限 , 可采用這種策略 , 每天對(duì) 數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一次完全備份。 策略具體如下 :采用 MySQ 提供的 Mysqlhotcopy 和 Mysqldump 備份工具 與完全備份、物理備份方式相結(jié)合的方式差異備份策略 差異備份策略包括執(zhí)行常規(guī)的“完全備份”加“增 量備份”。具體過程為 , 第一次執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)的“全

7、備份”完全備份數(shù) 據(jù) 庫(kù) ,然后每天或定期做一次“增量備份” , 一段時(shí)間后再做一 次完全備份 如此反復(fù)。這種策略適用于數(shù)據(jù)信息變化較頻繁、 數(shù)據(jù)信息較大的數(shù)據(jù)庫(kù) 備份。 如校園網(wǎng)上運(yùn)行的新聞系統(tǒng)、 科研 信息管理系統(tǒng)等系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù) 據(jù)庫(kù)。策略具體如下 :(1) 采用 MySQ 提供的 Mysqldump 備份工具與完全備份、 增 量備份、 邏輯備份相結(jié)合的方式。創(chuàng)建主服務(wù)器到備份服務(wù)器之間的安全通道 , 用于備份 數(shù)據(jù)的安 全傳輸。備份觸發(fā)方式 : 定時(shí)啟動(dòng)計(jì)劃任務(wù)。根據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn) , 確定 備份周 期 , 執(zhí)行備份方案。四、備份方案實(shí)施 校園網(wǎng)上在線信息系統(tǒng)很多 , 并且運(yùn)行平臺(tái)各異。 結(jié)合

8、備份 策略具體備份方案如下 :1. 確定備份周期。通過監(jiān)控校園網(wǎng)在線信息系統(tǒng) , 結(jié)果表明 每天 0 : 00? 4 : 00 期間 ,應(yīng)用處理需求量基本為零 ，系統(tǒng)運(yùn)行負(fù) 載最輕。因此 , 我們將備份工作放置在凌晨 2 : 30 進(jìn)行。這樣可 避免在白天進(jìn)行備份工 作而導(dǎo)致與應(yīng)用搶占資源的情況。 若采用 完全備份策略 , 則確定為每天 凌晨 2: 30 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)做一次全備。若采用差異備份策略 ，則確定每周的星期日凌晨 2 : 30 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù) 做一次 全備 ，星期一至星期六每天凌晨 2 : 30 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)做增量備 份。2. 備份代理。校園網(wǎng)的信息系統(tǒng)種類繁多 , 安全備份對(duì)于系 統(tǒng)管理 員來(lái)說

9、是一項(xiàng)艱巨、 繁瑣的任務(wù)。為了使備份具有安全性、 靈活性和可 擴(kuò)展性 , 我們?cè)O(shè)計(jì)了備份代理 , 如圖所示。備份代理運(yùn) 行在主服務(wù)器端 具有對(duì)多個(gè)在線數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份、 壓縮、 加密、 安全傳輸?shù)絺浞莘?wù)器、 記錄備份執(zhí)行過程和結(jié)果、 監(jiān)視執(zhí)行計(jì) 劃、報(bào)警等功能 參數(shù)初始化模塊可根據(jù)需要備份的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的具體 情況 , 初始 化數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器名稱、數(shù)據(jù)庫(kù)用戶名、密碼、 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)的路徑、備 份級(jí)別等。為下一步數(shù)據(jù)備份做好準(zhǔn)備。數(shù)據(jù)備份模塊利用 MySQL 備份工具根據(jù)備份策略和備份周 期進(jìn)行 數(shù)據(jù)備份 , 如若采用差異備份策略 , 則每周做一次完全備 份 , 每天做一次 增量備份。數(shù)據(jù)

10、處理模塊對(duì)數(shù)據(jù)備份模塊產(chǎn)生的備份數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮、加 密后, 與備份服務(wù)器建立安全通道 , 將備份數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺浞莘?wù) 器上。若傳輸成功 , 則刪除主服務(wù)器上四周前的備份文件。日志管理模塊將備份代理執(zhí)行過程中所有標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn) 錯(cuò)誤都重 定向到一個(gè)日志文件中 , 以便于管理員了解備份代理的 詳細(xì)執(zhí)行情況。 監(jiān) 控和報(bào)警模塊對(duì)主服務(wù)器上的磁盤空間、 代理 運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控 , 當(dāng)出 現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)通過手機(jī)報(bào)警和郵件的方式通 知管理員自 動(dòng)備份。若采用手動(dòng)備份則需要系統(tǒng)管理員定時(shí)地進(jìn)行 手工操作 這種方式無(wú)形中增加了管理員的工作量 , 同時(shí)也增加 了備份過程中因人為 錯(cuò)誤而導(dǎo)致的損失。因此采用自動(dòng)備份 , 定

11、 時(shí)執(zhí)行備份代理。五、MySQ 數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù) 數(shù)據(jù)庫(kù)備份是數(shù)據(jù)安全保障的最后一道防線。4 數(shù)據(jù)庫(kù)恢 復(fù)工作是與數(shù)據(jù)庫(kù)備份相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作, 一旦數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障 , 就可以將數(shù)據(jù)庫(kù)備份加載到應(yīng)用系統(tǒng) , 使數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)到 備份時(shí)的 狀態(tài)。 然而采用什么樣的數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)方法又依賴于故障 類型和性質(zhì)。 采 用完全備份策略產(chǎn)生的備份數(shù)據(jù) , 恢復(fù)比較簡(jiǎn)單。 現(xiàn)針對(duì)差異備份策略進(jìn) 行數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)說明。1. 恢復(fù)全備份。從備份服務(wù)器上取得最近一次完全備份 , 將 數(shù)據(jù)恢 復(fù)到上次做完全備份的時(shí)間點(diǎn)。以上述備份方案為基礎(chǔ) , 假設(shè)在星期四上 午 10:00, 系統(tǒng)發(fā)生了災(zāi)難性的崩潰 , 我們用上星 期日 2:

12、30 做的完全備 份 , 并將數(shù)據(jù)恢復(fù)到這個(gè)時(shí)刻。2. 恢復(fù)增量備份。恢復(fù)完全備份 , 從上次完全備份到故障發(fā) 生這段 時(shí)間的數(shù)據(jù)還是不完整的 , 因此需要通過增量備份產(chǎn)生的 文件來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù) 恢復(fù)。 從備份服務(wù)器上獲取從上次完全備份完畢 后到故障點(diǎn)之間的增量 備份文件 ，利用 MySQ 的 Mysqlbinlog 恢 復(fù)工具進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。以 1 中 的例子為例 , 從備份服務(wù)器取得星 期一至星期四的增量備份文件 , 利用恢 復(fù)工具將數(shù)據(jù)恢復(fù)到星期四凌晨 2:30 的狀態(tài) ,但是仍然會(huì)丟失一些數(shù)據(jù) （崩潰期間 ）。為了 不丟失數(shù)據(jù) ，可將 MySQL 服務(wù)器產(chǎn)生的二進(jìn)制日志存儲(chǔ)到與存儲(chǔ) 數(shù)據(jù)文 件不