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IBM基于软件的数据备份技术在容灾中的运用5.1
来源: 作者: 2007-11-21 18:57:505.1 基于软件的数据备份技术
在应用软件进行灾难备份的解决方案中，应从下面三个层次考虑： 中国容灾网，保护数据。
用户应用程序
客户机软件
数据库引擎 中国容灾网，独家发布。
其中用户应用程序和客户机软件一般不包含关键数据，几乎所有数据都由数据库引擎管理并放置在数据库服务器中。在这三者之中，数据库中的数据保护最为重要。 中国容灾网，容灾行业网站。
一般情况下，用户应用程序和客户机软件只需要将其执行代码和参数配置文件做以备份，当灾难发生时，可以通过这些备份重新安装和配置用户应用程序和客户机软件。 中国容灾网，容灾行业网站。
对数据库的备份，如果采用硬件级灾难备份有两种方法：一是采用备份的方法，即定期地将数据备份到硬盘和磁带/磁带库上，这些磁带可以通过运输的方式运到远程，以防磁带在本地的灾难中发生毁坏。这种方法的缺陷是实时性较差，恢复时间较长；另一种做法就是硬件镜像的做法，这种做法在硬件的投资上较大，对两点间的网络带宽有较大的要求。那么，有没有一种两者兼顾的解决方案呢？数据库产品提供的数据库复制技术就是一种两者兼顾的灾难备份解决方案。在前面提到的灾难恢复方案的7个层次中属于第5或第6层次。
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数据库复制技术在数据库级别的灾难备份解决方案中可以实现远程容灾。目前已有的产品有IBM DB2 HADR、IBM INFORMIX HDR以及ORACLE DATA GUARD。
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IBM DB2 HADR是High Availability Disaster Recovery 的缩写，HADR 将HA（高可用性）和INFORMIX DR的技术紧密结合起来。INFORMIX HDR是High Availability Data Replication的缩写。
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HDR的工作原理是通过将主数据库服务器（简称为A）的逻辑日志缓冲区复制到备份数据库服务器（简称为B），而且能在主数据库服务器操作失败时自动切换到备份数据库服务器。复制方式有同步方式和异步方式两种。我们将在下面详细介绍HDR的工作原理以及同步方式和异步方式。
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正常状态下，主数据库服务器做数据库的读写操作，备份数据库服务器为只读方式。当主数据库服务器失败时，备份数据库服务器会自动接管主数据库服务器的事务处理。此时，备份数据库服务器作为主数据库服务器进行数据库的读写操作。当主数据库服务器被修复后，主数据库服务器作为新的备份数据库服务器。
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此时备份数据库服务器虽为只读方式，但并不是空闲的。它可以分担主数据库服务器的负载，例如执行查询、出报表等任务。
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数据库复制对硬件的要求相对较低，只要主数据库服务器和备份数据库服务器的硬件配置相同即可，不是必须使用高端存储设备，例如IBM ESS等。主数据库服务器和备份数据库服务器的距离不受限制，而且对网络的压力并不大，但需要更强的数据库管理能力。 中国容灾网，保护数据。
下面介绍一下HDR的工作原理。如下图所示：
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在逻辑日志缓冲区（Logical Log buffer）刷新之前，它里面所有的交易（Transaction ）将拷贝到数据复制缓冲区（Data Replication Buffer）。数据复制缓冲区的大小和逻辑日志缓冲区相同。数据复制缓冲区通过TCP/IP网络将数据发送到备份数据库服务器的数据复制缓冲区中。在备份数据库服务器端，一个数据复制线程接收数据复制缓冲区的数据并把他们放入到恢复缓冲区（Recovery Buffer）. 另一个数据复制线程（或一些线程）记录数据库日志信息。主数据库服务器和备份数据库服务器都有一个“Ping”线程在运行，它会定时唤醒并且检查两个数据库服务器的连接。如果任何一台服务器上的“Ping”线程检测到连接中断，都会发一条出错信息到消息日志中。
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HDR有两种复制方式：同步方式（Synchronous）和异步方式（Asynchronous）
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在同步复制的方式下，主数据库服务器的逻辑日志缓冲区只有在下面的过程完成后才可以刷新： 中国容灾网，护航业务。
1. Copy: 逻辑日志缓冲区数据拷贝到数据复制缓冲区；
2. Send: 数据从主数据库服务器的数据复制缓冲区通过网络传送到备份数据库服务器；
3. Acknowledge:当备份数据库服务器接收到数据后发回确认信息；
4. Flush: 此时，主数据库服务器才可以刷新其逻辑日志缓冲区的数据。
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采用同步方式的优点是两边数据库服务器的数据一致，但是由于每笔在主数据库服务期提交的交易需要发送到备份数据库服务器而且得到确认后才算真正成功完成，由此而产生的时间延迟会使性能受到一定的影响。 中国容灾网，容灾行业网站。
如果采用异步复制方式，主数据库服务器的逻辑日志缓冲区只要在逻辑日志缓冲区的数据拷贝到数据复制缓冲区之后就可以进行刷新了。这样做的缺点是在某些系统失败的情况下，可能会有一些数据还没有来得及通过网络传送到备份数据库服务器；优点是主数据库服务器的性能不受影响。
对于Oracle DATA GUARD的工作原理，大致上与IBM HADR 和INFORMIX HDR的工作原理类似。 中国容灾网，Rongzai.com.cn。
Oracle9i DATA GUARD 通过使用称为备份的数据库来防止数据灾难的出现。它通过将源数据库的重做日志传输并应用到备份数据库中，来使备份数据库与源数据库同步：
可以将重做日志直接从源数据库同步的写到备份数据库，来完成零数据损失的灾难保护，这会给源数据库的性能带来一定的性能损失。
可以将归档的重做日志从源数据库异步的写到备份数据库，来使源数据库在极少的损失性能的前提下，最小化地减少数据的丢失。
如果重做日志数据到达备份数据库后就快速应用到备份数据库，则在源数据库出现问题时便可以快速地切换到备份数据库。
然而，如果延缓一定时间后再应用重做日志数据，就可以避免源数据库的错误快速地传播到备份数据库。
DATA GUARD同样也有同步和异步复制两种方式可以选择。 中国容灾网，护航业务。
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