校园网信息系统的数据库备份和恢复机制

1、校园网信息系统的数据库备份和恢复机制一、引言随着网络和数据库技术的飞速发展 , 数据库的应用越来越广 泛 , 各种 信息系统和网站也越来越依赖数据库。但是随着信息量 的增长 , 数据安全 问题也日益突出。信息系统或网站不可避免地 受到来自外界的安全侵袭和 威胁 ,如 : 自然灾害、系统崩溃、电源 故障和硬件问题 （如硬盘、阵列卡 ） 等, 同时还可能遭受一些人为 因素的威胁 , 如:黑客攻击、计算机病毒、操 作员的误操作等。怎 样有效防止由于各种原因造成的数据库数据丢失和破 坏 , 从而保 证数据库的完整性、 正确性 , 保证信息系统的正常运转 ?建立一套 有效、 安全、可靠的数据库备份和恢复

2、机制至关重要。目前校园网内运行着各种信息系统和网站。 由于 MySQ 数据 库具有开源性、可移植性、快速性、健壮性和易用性等特点, 这 些信息系统和网站通常选择 MySQL 作为其后台数据库。数据的安 全直接关系到校 园网信息化的建设。构建可靠的数据备份体系 , 制定合理的备份策略 , 实 现开放、快速、自动、实时的数据保护 和恢复 , 是开展信息化建设的有力 保障。本文以校园网上运行的信息系统和网站为例 ， 探讨 MySQl 数 据库备份和恢复技术的应用 , 研究制定了数据库备份和恢复策略 并阐述其 实现过程。、 MySQL 备份方式完全备份 (Full Backup) 完全备份即在某一个备

3、份时间点 , 对数据 库服务器上的所有 文件内容进行备份 , 不管这些文件自上次备份后是否被 修改过。 当数据丢失或遭到破坏时 , 只要简单地用全备份的数据进行恢复 即可。然而 , 重复的数据会占用大量的磁盘空间 , 数据量较大时 , 耗时会 很长。增量备份 (Incremental Backup) 增量备份即从上次全备份之后 , 备份数据变化部分的内容。 当需要恢复至某一备份时间点时系统要从该时 间点之前最近一 次的完全备份开始恢复。 当数据需要恢复时 , 恢复步骤 较为复杂 , 每份备份文件依赖之前的所有备份 , 其中一份文件损坏都会造 成 之后备份的所有文件失效。但是这种备份方式可节省存

4、储资源、 缩短 备份时间。逻辑备份和物理备份 逻辑备份可保存逻辑数据库结构和其存储的 数据。 1MySQL 逻辑备份粒度可支持从服务器级、 数据库级到表级的 备份。 以逻 辑格式存储的备份具有机器独立性和高可移植性。物理备份是由一些数据库目录和文件所组成的副本。 通常是 MySQL data 目录下的一部分或全部文件副本。采用物理备份方 式进行备份的速度 比采用逻辑备份方式进行备份的速度快 , 产生 的备份文件小 , 备份和恢复粒度可支持从整个数据目录级别到单 个文件级 别。其他备份方式MySQ 提供了在线备份 ( 热备份 )和脱机备份 ( 冷备份 ) 、本地 备份和 远程备份、快照备份 (S

5、napshot backups) 等备份方式。 MySQI 数据库提供的诸多备份方式为制定数据库备份策略奠定了 基础三、备份策略的制定正确的备份策略不仅能保证数据库服务器的7X 24 小时的2 在制定备份策高性能运行 , 还能保证备份与恢复的快速性与可靠性。略时 , 需要考虑备份窗口、最大备份数据源、总数据量、 更新的数据量、 备份方式、业务特征、网络传输速度等因素。目前,校园网上运行的信息系统需要7X 24 小时连续在线服务，并且经过多年的运行，具有一定的数据量。通过分析 MySQI 数据库 存储结构、数据库的运行方式 ，结合 MySQI 几种备份方式的 优缺点和校 园网在线的信息系统的业务

6、特征 , 本文制定了如下备 份策略 :完全备份数据库策略 完全备份数据库策略就是定期执行数据库的 “完全备份”。备份数据只依赖于完全备份。校园网上有一些系统, 它们数据库中的数据量较小 , 数据库更新不频繁 , 总的备份时间较短。 如一些中心和研究所 的网站及后台系统 , 它们的数据库信息量有限 , 可采用这种策略 , 每天对 数据库进行一次完全备份。 策略具体如下 :采用 MySQ 提供的 Mysqlhotcopy 和 Mysqldump 备份工具 与完全备份、物理备份方式相结合的方式差异备份策略 差异备份策略包括执行常规的“完全备份”加“增 量备份”。具体过程为 , 第一次执行数据库的“全

7、备份”完全备份数 据 库 ,然后每天或定期做一次“增量备份” , 一段时间后再做一 次完全备份 如此反复。这种策略适用于数据信息变化较频繁、 数据信息较大的数据库 备份。 如校园网上运行的新闻系统、 科研 信息管理系统等系统的后台数 据库。策略具体如下 :(1) 采用 MySQ 提供的 Mysqldump 备份工具与完全备份、 增 量备份、 逻辑备份相结合的方式。创建主服务器到备份服务器之间的安全通道 , 用于备份 数据的安 全传输。备份触发方式 : 定时启动计划任务。根据业务特点 , 确定 备份周 期 , 执行备份方案。四、备份方案实施 校园网上在线信息系统很多 , 并且运行平台各异。 结合

8、备份 策略具体备份方案如下 :1. 确定备份周期。通过监控校园网在线信息系统 , 结果表明 每天 0 : 00? 4 : 00 期间 ,应用处理需求量基本为零 ，系统运行负 载最轻。因此 , 我们将备份工作放置在凌晨 2 : 30 进行。这样可 避免在白天进行备份工 作而导致与应用抢占资源的情况。 若采用 完全备份策略 , 则确定为每天 凌晨 2: 30 对数据库做一次全备。若采用差异备份策略 ，则确定每周的星期日凌晨 2 : 30 对数据库 做一次 全备 ，星期一至星期六每天凌晨 2 : 30 对数据库做增量备 份。2. 备份代理。校园网的信息系统种类繁多 , 安全备份对于系 统管理 员来说

9、是一项艰巨、 繁琐的任务。为了使备份具有安全性、 灵活性和可 扩展性 , 我们设计了备份代理 , 如图所示。备份代理运 行在主服务器端 具有对多个在线数据库进行备份、 压缩、 加密、 安全传输到备份服务器、 记录备份执行过程和结果、 监视执行计 划、报警等功能 参数初始化模块可根据需要备份的信息系统数据库的具体 情况 , 初始 化数据库服务器名称、数据库用户名、密码、 MySQL 数据库的路径、备 份级别等。为下一步数据备份做好准备。数据备份模块利用 MySQL 备份工具根据备份策略和备份周 期进行 数据备份 , 如若采用差异备份策略 , 则每周做一次完全备 份 , 每天做一次 增量备份。数据

10、处理模块对数据备份模块产生的备份数据进行压缩、加 密后, 与备份服务器建立安全通道 , 将备份数据传输到备份服务 器上。若传输成功 , 则删除主服务器上四周前的备份文件。日志管理模块将备份代理执行过程中所有标准输出和标准 错误都重 定向到一个日志文件中 , 以便于管理员了解备份代理的 详细执行情况。 监 控和报警模块对主服务器上的磁盘空间、 代理 运行情况进行监控 , 当出 现错误时通过手机报警和邮件的方式通 知管理员自 动备份。若采用手动备份则需要系统管理员定时地进行 手工操作 这种方式无形中增加了管理员的工作量 , 同时也增加 了备份过程中因人为 错误而导致的损失。因此采用自动备份 , 定

11、 时执行备份代理。五、MySQ 数据库恢复 数据库备份是数据安全保障的最后一道防线。4 数据库恢 复工作是与数据库备份相对应的数据库管理工作, 一旦数据库发生故障 , 就可以将数据库备份加载到应用系统 , 使数据库恢复到 备份时的 状态。 然而采用什么样的数据库恢复方法又依赖于故障 类型和性质。 采 用完全备份策略产生的备份数据 , 恢复比较简单。 现针对差异备份策略进 行数据库恢复说明。1. 恢复全备份。从备份服务器上取得最近一次完全备份 , 将 数据恢 复到上次做完全备份的时间点。以上述备份方案为基础 , 假设在星期四上 午 10:00, 系统发生了灾难性的崩溃 , 我们用上星 期日 2:

12、30 做的完全备 份 , 并将数据恢复到这个时刻。2. 恢复增量备份。恢复完全备份 , 从上次完全备份到故障发 生这段 时间的数据还是不完整的 , 因此需要通过增量备份产生的 文件来进行数据 恢复。 从备份服务器上获取从上次完全备份完毕 后到故障点之间的增量 备份文件 ，利用 MySQ 的 Mysqlbinlog 恢 复工具进行数据恢复。以 1 中 的例子为例 , 从备份服务器取得星 期一至星期四的增量备份文件 , 利用恢 复工具将数据恢复到星期四凌晨 2:30 的状态 ,但是仍然会丢失一些数据 （崩溃期间 ）。为了 不丢失数据 ，可将 MySQL 服务器产生的二进制日志存储到与存储 数据文 件不