利用表空間的備份快速恢複IBM DB2數據庫

在 DB2 V9 版本中,提供了一個重要的新特性,即利用DB2表空間的備份來快速恢複數據庫,甚至可以根據數據的重要性選擇恢複一部分重要數據,達到快速恢複的目的。本文結合實例對 DB2 V9 的該重要技術特性做了詳細介紹,希望對用戶規劃系統備份 / 恢複策略有所幫助。

關于DB2數據庫的恢複(Rebuild)

當我們的 DB2 數據庫由于一些嚴重錯誤 ( 如存儲損壞等 ) 而導致數據庫庫損壞時,我們通常需要在修複相關錯誤後,通過 Restore 命令來進行數據庫的恢複 (DB2 目前也支持通過 HADR 等多機容錯機制實現系統高可用,本文僅對單機數據庫損壞,需要進行數據庫恢複的情況進行探討 )。一般的做法是通過以前的數據庫全備份來進行整庫恢複,然後通過日志對數據庫進行前滾 (RollForward),從而使數據庫恢複到接近災難點的時間。但當我們數據庫的數據量較大時,數據庫的全備份和整庫恢複都會很是非常消耗時間的。

在 DB2 V9 版本中,提供了一個重要的新特性,即利用 DB2 表空間的備份來快速恢複數據庫,甚至可以根據數據的重要性選擇恢複一部分重要數據,達到快速恢複的目的。本文結合實例對 DB2 V9 的該重要技術特性做了詳細介紹,希望對用戶規劃系統備份 / 恢複策略有所幫助。

場景1:利用表空間備份來重建整個 DB2 數據庫

在進行數據庫重建時,DB2 V9 現在能夠支持通過表空間一級的備份來重建整個數據庫,而不需要整個數據庫的全備份。DB2 的此項能力使得我們對核心系統的重要數據進行快速備份和恢複成爲可能。讓我們首先看以下的一個例子:

假設我們有一個數據庫 TEST,該數據庫采用歸檔日志。某天,系統突然掉電,導致數據庫存放的磁盤損壞了。這時,數據庫將處于不可用的狀態,作爲 DBA,我們需要迅速對數據庫進行恢複。假如該數據庫有以下的表空間:

◆SYSCATSPACE ( 系統表空間 )

◆USERSPACE1 ( 用戶數據表空間 1)

◆USERSPACE2 ( 用戶數據表空間 2)

◆USERSPACE3 ( 用戶數據表空間 3)

你手頭可用于進行數據庫恢複的數據包括 :

所有數據庫日志文件由于日志被存放在另外的磁盤上 ( 而且很多時,我們還會對日志進行鏡像,因爲它們實在太重要了 ),因此它們沒有損壞。

你沒有數據庫的全備份,但是你有以下的表空間備份:

◆TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060515135047.001 - SYSCATSPACE 和 USERSPACE 1 表空間在 2006051513504 7 時間點的備份;

◆TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060516135136.001 - USERSPACE 2 和 USERSPACE 3 表空間在 2006051613513 6 時間點的備份;

◆TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060517135208.001 - USERSPACE 3 表空間在 2006051713520 8 時間點的備份。

對于傳統的 Restore 和 Rollforward 的 DB2 恢複策略,我們需要一個數據庫的全備份影像來進行數據庫恢複然後利用日志來進行數據庫的前滾 (Rollforward) 操作,但不幸的是,在本例中,我們並沒有數據庫的全備份,而只有不同時間做的表空間備份。

錯誤的數據庫恢複方法

如果我們試圖直接用表空間備份來恢複整個數據庫,我們會得到以下的錯誤提示:

清單1 :直接用表空間備份來恢複整個數據庫的錯誤提示

db2 restore db test taken at 20060517135208

SQL2560N The target database is not identical to the source database

for a restore from a table space level backup.

上述命令支持完整數據庫備份的數據庫恢複,不支持表空間級別的數據庫恢複。

利用表空間備份恢複數據庫

在 DB2 V9 中,提供了一個新的功能,就是通過表空間備份和日志來快速重建整個 DB2 數據庫,這個功能是通過在 RESTORE DATABASE 命令中加入 REBUILD 選項來實現的。

以下的步驟幫助我們通過 REBUILD 選項來利用表空間備份恢複 TEST 數據庫:

第一步,我們利用表空間備份執行帶 REBUILD 選項的 RESTORE DATABASE 命令恢複數據庫。

清單2:通過 REBUILD 選項來利用表空間備份恢複 TEST 數據庫

db2 restore db test rebuild with all tablespaces in database taken at 20060517135208

這一步我們是從已有的幾個表空間備份影像中選取一個備份來進行數據庫恢複。一般,我們會選取最近備份的表空間影像,這個備份影像我們稱之爲“目標影像”(Target Image),因爲它包含了我們用于恢複 TEST 數據庫所需的最新的表空間備份、數據庫配置參數、日志序列等重要信息。實際上,這個“目標影像”可以是任何一種備份 ( 全備份、表空間備份、增量備份、在線或離線的備份 )。在本例中,最近的一個備份影像是 TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060517135208.001,因此我們就選取它作爲我們進行數據庫恢複的“目標影像”。

當我們執行完上述 RESTORE 命令之後,TEST 數據庫的結構將被重建和恢複。我們可以得到數據庫的參數和其備份曆史之類的信息。如果我們發出 LIST HISTORY 命令 ( 如:LIST HISTORY ALL FOR TEST),我們將得到以下的輸出(參照清單 3) 。

清單3 :使用 LIST HISTORY查詢數據庫備份曆史信息

Op Obj Timestamp+Sequence Type Dev Earliest Log Current Log Backup ID

-- --- ------------------ ---- --- ------------ ------------ --------------

R D 20060519121107001 F 20060517135208

---------------------------------------------------------------------------

Contains 1 tablespace(s):

00001 USERSPACE3

---------------------------------------------------------------------------

Comment: RESTORE TEST WITH RF

Start Time: 20060519121107

End Time: 20060519121108

Status: A

---------------------------------------------------------------------------

EID: 7 Location:

Op Obj Timestamp+Sequence Type Dev Earliest Log Current Log Backup ID

-- --- ------------------ ---- --- ------------ ------------ --------------

R P 20060519121108001 F 20060515135047

---------------------------------------------------------------------------

Contains 2 tablespace(s):

00001 USERSPACE1

00002 SYSCATSPACE

---------------------------------------------------------------------------

Comment: RESTORE TEST WITH RF

Start Time: 20060519121108

End Time: 20060519121113

Status: A

---------------------------------------------------------------------------

EID: 8 Location:

Op Obj Timestamp+Sequence Type Dev Earliest Log Current Log Backup ID

-- --- ------------------ ---- --- ------------ ------------ --------------

R P 20060519121113001 F 20060516135136

---------------------------------------------------------------------------

Contains 1 tablespace(s):

00001 USERSPACE2

---------------------------------------------------------------------------

Comment: RESTORE TEST WITH RF

Start Time: 20060519121113

End Time: 20060519121114

Status: A

---------------------------------------------------------------------------

EID: 9 Location:

Op Obj Timestamp+Sequence Type Dev Earliest Log Current Log Backup ID

-- --- ------------------ ---- --- ------------ ------------ --------------

R D 20060519121107 R S0000001.LOG S0000003.LOG 20060518135208

---------------------------------------------------------------------------

Contains 4 tablespace(s):

00001 USERSPACE3

00002 USERSPACE2

00003 USERSPACE1

00004 SYSCATSPACE

---------------------------------------------------------------------------

Comment: REBUILD TEST WITH RF

Start Time: 20060519121107

End Time: 20060519121115

Status: A

---------------------------------------------------------------------------

EID: 10 Location:

如上,LIST HISTORY 命令産生了 4 條輸出條目 (EID 7 – EID 10),它們都和我們數據庫的恢複有關。第一個條目,EID 7,包含了在 20060517135208 時間點做的備份影像,該備份影像中我們只對 USERSPACE3 做了備份。然而,回顧我們進行數據庫恢複時發出的命令,參照清單 4。

清單4:使用 ALL TABLESPACES 參數恢複數據庫

db2 restore db test rebuild with all tablespaces in database taken at 20060517135208

我們使用了 ALL TABLESPACES 參數要求恢複所有的表空間,所以 DB2 會利用 LIST HISTORY 中所看到的其它備份影像來恢複數據庫其它的表空間 ( 注意,在使用 TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060516135136.001 備份影像進行恢複時 EID=9,雖然該影像包括 USERSPACE2 和 USERSPACE3 的備份,但 DB2 只恢複了 USERSPACE2,因爲 USERSPACE3 已經通過更新的備份影像 TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060517135208.001 完成恢複了 )。在完成上述恢複後,表空間將處于 ROLL-FORWARD 狀態。通過 LIST HISTORY 命令,我們可以看到表空間都被置成了 WITH RF 標志,表明這些表空間處于 ROLL-FORWARD 狀態。另外,爲了使該恢複順利完成,所有備份影像都需要放在 HISTORY FILE 所表明的備份路徑下,否則 DB2 將會給出一個無法找到備份影像的錯誤提示。

第二步,通過 ROLLFORWARD DATABASE 命令及 TO END OF LOGS 選項來前滾數據庫 TEST,使其恢複到最近的一個同步時間點 (Point in Time)。

清單5 :前滾數據庫到最近的一個同步時間點

db2 rollforward db test to end of logs

當所有表空間恢複完畢,它們將處于 rollforward pending 的狀態,我們需要通過數據庫日志和 rollforward 命令來對數據庫進行前滾操作,從而將數據庫置爲正常 (Normal) 狀態。

爲了順利完成前滾操作,從上述備份影像最早一個時間點到最近一個時間點之間的數據庫日志必須存在,以用于將上述通過不同時間點備份影像進行恢複的表空間前滾到同一時間點上。本例中,從 20060515135047 到 20060517135208 時間點的日志必須存在,我們才可以將表空間同步到同一個時間點。如果我們還想繼續前滾數據庫,則我們還需要從 20060517135208 時間點往後的日志文件。

在本例中,我們假設這些日志文件都能夠在 LOGPATH 數據庫配置參數所指定的目錄中找到,如果它們被移動了位置,則我們還需要在 ROLLFORWARD 命令中通過 OVERFLOW LOG PATH 選項來指定這些日志文件的新位置。

第三步,通過執行 ROLLFORWARD DATABASE 命令來結束數據庫前滾的狀態。

清單6:結束數據庫前滾的命令

db2 rollforward db test stop

該命令執行完畢後,TEST 數據庫就恢複到 NORMAL 狀態,這樣您就可以正常使用它了。

場景2:通過表空間備份快速重建數據庫,恢複重要數據

通過上面的例子,我們知道 DB2 V9 現在支持通過不同時間做的不同表空間的備份來重建和恢複整個數據庫,這個強大的新特性無疑給我們考慮備份 / 恢複策略時帶來了很多新的啓發。

下面我們將進一步對這個特性進行探討。讓再我們回到上一個例子,我們假設 TEST 數據庫是一個重要的記錄在線交易的數據庫,其中,USERSPACE1 和 USERSPACE2 表空間存放了在線交易所需要的全部重要數據,而 USERSPACE3 表空間存放的則是部分曆史數據,主要用于曆史查詢,數據量較大,而其重要性相對較低。

恢複表空間 USERSPACE1 和 USERSPACE2 的數據

一旦我們的數據庫系統發生故障,如果我們需要恢複全部 3 個表空間,則由于 USERSPACE3 數據量較大,導致恢複速度緩慢。我們所希望的是,首先能夠快速恢複 USERSPACE1 和 USERSPACE2 表空間的數據,快速恢複在線交易;然後我們再在合適的時機,恢複 USERSPACE3 表空間的曆史數據。下面,讓我們看看如何實現我們的想法。

第一步,通過發出 RESTORE DATABASE 命令和 REBUILD 選項,告訴 DB2 首先恢複 USERSPACE1 和 USERSPACE2 表空間。

清單7 :恢複表空間 USERSPACE1 和 USERSPACE2 方法一

db2 restore db test rebuild with tablespace (SYSCATSPACE,USERSPACE1,USERSPACE2)

taken at 20060516135136

盡管我們希望只恢複 USERSPACE1 和 USERSPACE2 表空間,但 SYSCATSPACE 系統表空間是必須的,否則 DB2 無法正常工作。上述命令中指定的“目標影像”TEST.3.DB2.NODE0000.CATN0000.20060516135136.001 包含了 USERSPACE2 和 USERSPACE3 表空間的備份。這是我們所有備份影像中最近的包含 USERSPACE2 和 USERSPACE3 表空間備份的影像。需要注意的是,盡管 20060517135208 才是時間最近的一個備份影像,但它不包括 USERSPACE1, USERSPACE2, 或 SYSCATSPACE 表空間備份,因此我們不會用它來進行恢複。

以下的命令可以達到同樣的效果。

清單8: 恢複表空間 USERSPACE1 和 USERSPACE2方法二

第二步,執行 ROLLFORWARD DATABASE 命令和 TO END OF LOGS 選項來前滾數據庫到最近的一個同步時間點。

清單9:前滾數據庫

db2 rollforward db test to end of logs

第三步,發出 ROLLFORWARD DATABASE 命令和 STOP 選項來停止前滾 。

清單10:停止數據庫前滾

db2 rollforward db test stop

當然,你也可以選擇將數據庫前滾到某個時間點,而不是日志的末尾,但該時間點必須是你備份影像時間點之後的某個時間點。上述命令執行完畢後,數據庫就可以正常使用,而且 USERSPACE1 和 USERSPACE2 也可以正常訪問了。USERSPACE3 仍然處于 RESTORE PENDING 狀態,你可以選擇遲一點的某個時間來恢複它。

恢複表空間 USERSPACE3的數據

第一步,執行 RESTORE DATABASE 命令來恢複表空間 USERSPACE3 的數據。

清單11 :恢複表空間USERSPACE3

db2 restore db test tablespace (USERSPACE3) taken at 20060517135208

第二部,執行 ROLLFORWARD DATABASE 和 TO END OF LOGS 選項來前滾 USERSPACE3 表空間。

清單12 :前滾表空間 USERSPACE3

db2 rollforward db test to end of logs tablespace (USERSPACE3)

第三步, 發出 ROLLFORWARD DATABASE 命令和 STOP 選項結束 USERSPACE3 的前滾。

清單13:結束表空間 USERSPACE3 的前滾

db2 rollforward db test stop

現在,TEST 數據庫的所有 4 個表空間都可以正常使用了。

通過上面的兩個例子,我們學習了如何通過部分或全部表空間級的備份來重建和恢複整個數據庫,或根據數據的重要性和優先級來分步重建和恢複數據庫。

這個特性可以有效的減小我們數據備份的時間,我們可以按照不同頻率來有選擇的備份不同重要性的表空間,而不是整個數據庫。這個特性同樣可以縮短我們進行系統恢複的時間,我們可以根據數據的重要性,分步來恢複數據庫,而不需要一次恢複整個數據庫。最後,值得提醒的是,爲了使用這個很好的特性,數據庫的日志和 SYSCATSPACE 系統表空間的備份仍然是至關重要不可缺少的。

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