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摘 要 数据备份作为恢复数据的基础，对数字化校园各个系统运行起着很重要的作用。备份是在数据库处于无法使用状态时重建数据库的基础。恢复是保障数据库正常运行的关键。讲述数据库备份和恢复技术，在数字化校园实际运行中取得良好的应用效果。
关键词 数字化校园；数据备份；数据恢复
中图分类号：G434 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）27-0042-03
1 引言
伴随高校数字化校园建设，校园网各种业务应用的整合对服务器依赖性增大。同时，数据集中存储对安全性的要求也越来越高。数据安全是数字化校园正常运行的一个重要保障环节，文件如果丢失或者损坏，会影响工作的正常进行，甚至会造成系统的瘫痪。伴随着信息化的普及，数据安全的重要性也越来越凸显。数据备份作为恢复数据的基础，对数字化校园的各个系统运行起着很重要的作用。如果提前对数据库的数据文件和应用系统进行备份，出现问题的时候就会快速挽救系统，在最大程度上减少损失。这两方面，是确保数字化校园正常安全运行的重要保障。
2 数据库的数据备份机制
所谓数据库备份，就是把数据库复制到转储设备的过程，其中，转储设备是指用于放置数据库拷贝的磁带或者磁盘。ORACLE公司在其数据库文档中将备份定义为：备份就是数据的复制，可以复制数据库中的数据文件、控制文件和日志文件等，备份的目的是用来防止不能预料到的数据丢失，备份后的数据可以用来进行恢复。
2.1 数据库备份的内容
1）初始化参数文件。初始化参数文件对于数据库的正常启动关系重大，因为在它里面设置了数据库启动的内存分配参数和控制、文件的路径和名称。因此，每次更改了数据库的初始化参数后，都应该将其备份到硬盘的另外的位置。
2）数据文件。数据文件的存储是物理存储，它在用户安装完成后，随着用户的使用和时间的增长而不断扩展。因此，保证数据文件、日志文件和控制文件三者的逻辑一致性是保证恢复的成功关键。
3）控制文件。控制文件是Oracle数据库物理文件中的一类，记录了数据库所有文件的控制信息和数据库的物理结构，包括文件的名字、文件的位置等信息。它是一个小型的二进制文件，在数据库创建时生成，当数据库发生任何物理改变时都将被更新。
4）联机重做日志文件。联机重做日志文件记录了数据库运行过程中数据库内容的改变情况。它包含的主要信息是记录事务的开始和结束、事务中每项操作的对象和类型、更新操作前后的数据值等，而这些改变情况又要在发生检查点进程后被反映到控制文件中去。
5）归档日志文件。为避免日志的循环操作方式造成可能的历史数据变化情况的丢失，归档日志文件可以完全记录所有的更新信息。
2.2 数据备份的介质
常见的备份存储介质有硬盘、磁光盘，可刻录光盘、磁带等。表1为各种备份介质的比较。
2.3 备份数据库的方法
数据备份策略决定何时进行备份，备份收集何种数据，以及出现故障时如何进行恢复的方式。
1）逻辑备份。逻辑备份是利用SQL语言从数据库中抽取数据并存于二进制文件的过程，也就是将数据库对象的内容以Oracle提供的内部格式写入操作系统支持下的二进制文件，不考虑这些对象的物理位置，仅考虑数据库的结构及其数据。因此，逻辑备份一般是用来作为数据的临时转储措施，它是物理备份的补充。
2）完全备份。这是大多数人常用的备份方式，它可以备份整个数据库，包含用户表、系统表、索引、视图和存储过程等所有数据库对象。但它需要花费更多的时间和内存空间，所以考虑到实际的情况，最好一周做一次完全备份。
3）物理备份。物理备份是将实际组成数据库的操作系统文件从一处拷贝到另一处的备份过程，通常是从磁盘拷贝到磁带上。它的备份方法也很多，如可以使用Oracle的恢复管理器（Recovery Manager，RMAN）或操作系统命令进行数据库的物理备份。
4）事务日志备份。事务日志是一个单独的文件，它记录数据库的改变，备份的时候只需要复制自上次备份以来对数据库所做的改变，所以完成事务日志备份只需花费很少的时间。
5）差异备份。差异备份也叫增量备份，是除事务日志备份外只备份数据库一部分的另一种方法。它不使用事务日志，相反，它使用整个数据库的一种新映象。差异备份仅记录自上次完全数据库备份后更改过的数据。通常，这些备份比完全数据库备份小，速度更快，但是比事务日志备份更大，所用时间更长。如果要还原数据库，差异备份只需要上次完全备份，不需要自上次备份后执行的任何其他差异备份或事务日志备份，它的优点是存储和恢复速度快。对于使用差异备份的数据库，最好每天做一次差异备份。
2.4 使用备份软件CA ARCserve Backup进行备份
CA ARCserve Backup是用于应用程序、数据库、分布式服务器和文件系统的综合性存储解决方案。它为数据库、关键业务应用程序和网络客户端提供了备份与还原功能。
CA ARCserve Backup打开文件代理是CA ARCserve Backup所提供的代理之一，它可轻松、可靠地跨网络备份打开文件，解决了打开文件的访问问题；即使文件是打开的并且被应用程序持续更新，也能安全、一致地备份所有文件，在备份过程中可以继续使用关键文件，还可以根据需要执行备份。
为多个数据库配置备份会话的具体操作：
1）确保所有CA ARCserve Backup服务和与代理相关的服务均正在运行；
2）打开“备份管理器”窗口；
3）在“备份管理器”窗口中，展开装有Oracle Server的服务器，此时将显示Oracle Server上配置的所有数据库； 4）右键单击要登录的数据库，将出现一个弹出菜单；
5）选择“安全”，将显示“安全”对话框，如图1所示；
6）输入在配置过程中指定的用户名和密码，该用户名应为SYSTEM（适用于Oracle 9、9i、10g和11g），或者拥有SYSDBA等同权限；
7）单击“确定”，展开选定的数据库，查看对象并选择要备份的对象，以配置备份会话。
3 Oracle数据库的恢复
备份的目的是数据的安全恢复。Oracle数据库的服务管理的备份和恢复策略由RMAN（恢复管理器，Recover Manager）来实现。Oracle的RMAN提供一个数据库备份、还原和恢复的弹性、有效和智能的机制，RMAN完成块层次的数据库备份和恢复。用RMAN将一个失效的数据库调整返回到有序的工作状态涉及两个重要的命令：还原（restore）与恢复（recover）。
3.1 RMAN还原
当使用RMAN还原文件之后，这个文件都会与该文件备份时的原始状态一样。对于增量备份策略，那么restore命令将只还原准确的基准文件。例如，如果在每个星期天进行增量级别0的备份而每个星期进行增量级别1和2的备份，则RMAN将还原最近一次级别为0的备份；后续的增量备份需要在恢复recover命令中应用。Restore命令使用的RMAN基准备份可以是映象拷贝、完全备份以及增量级别为0的备份。还原操作时数据库的状态如表2所示。
3.2 RMAN恢复
RMAN应用恢复操作需要经过4个独立的阶段，分别是：
1）目标控制文件有时被更新来反映存储在恢复目录中的最新的信息；
2）应用所有可以被应用的增量备份。
3）检查所有还原的数据文件是否存在以及是否可以被恢复。
4）磁盘上不存在的或需要用于恢复的重做日志文件都被还原到磁盘上，并应用到数据文件上。
默认情况下，RMAN执行完全恢复。如果控制文件也还原了，则RMAN不能应用联机重做文件，所以只能进行不完全恢复。恢复操作也可以持续到以UNTIL关键字指定的一个时间点。
3.3 恢复例示
当还原多个备份集和备份片或还原数据库时，应增加多个通道，此时额外的通道将使数据文件还原以并行方式运行：
Run
{
Allocate channel d1 type disk；
Allocate channel d2 type disk；
Allocate channel d3 type disk；
Restore database，
Recover database；
}
若丢失数据文件并需要从映象拷贝中快速恢复，则可以采用如下方式通知RMAN切换到新的数据文件拷贝上：
Run
{
Allocate channel dl type disk；
Sql‘alter database datafile 5 offline’；
Switch datafile 5 to datafilecopy‘oradata/ora92/tools01.dbf’；
Recover datafile 5；
Sql‘alter database datafile 5 online’；
}
4 总结
数据库的备份并不是简单地将表中的数据复制，而是将数据库中的所有信息，包括表数据、视图、索引、约束条件，甚至是数据库文件的路径、大小、增长等信息一起备份。对于Oracle数据库，必须采取备份措施保证数据免遭破坏。本文讲述的数据备份和恢复技术，能有效保障数字化校园数据库的正常运行，在实际运用中取得良好的应用效果。
参考文献
[1]余以胜.Oracle数据库备份解决方案的研究[J].计算机与数字工程，2006（1）.
[2]谢东.基于Oracle的数据库安全策略[J].现代情报，
2006（1）.
[3]Freeman R G， Hart M. Oracle 9i RMAN备份与恢复技术：配置和使用Oracle恢复管理器[M].梁志敏，蔡建，译.北京：清华大学出版社，2004.
关键词 数字化校园；数据备份；数据恢复
中图分类号：G434 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2013）27-0042-03
1 引言
伴随高校数字化校园建设，校园网各种业务应用的整合对服务器依赖性增大。同时，数据集中存储对安全性的要求也越来越高。数据安全是数字化校园正常运行的一个重要保障环节，文件如果丢失或者损坏，会影响工作的正常进行，甚至会造成系统的瘫痪。伴随着信息化的普及，数据安全的重要性也越来越凸显。数据备份作为恢复数据的基础，对数字化校园的各个系统运行起着很重要的作用。如果提前对数据库的数据文件和应用系统进行备份，出现问题的时候就会快速挽救系统，在最大程度上减少损失。这两方面，是确保数字化校园正常安全运行的重要保障。
2 数据库的数据备份机制
所谓数据库备份，就是把数据库复制到转储设备的过程，其中，转储设备是指用于放置数据库拷贝的磁带或者磁盘。ORACLE公司在其数据库文档中将备份定义为：备份就是数据的复制，可以复制数据库中的数据文件、控制文件和日志文件等，备份的目的是用来防止不能预料到的数据丢失，备份后的数据可以用来进行恢复。
2.1 数据库备份的内容
1）初始化参数文件。初始化参数文件对于数据库的正常启动关系重大，因为在它里面设置了数据库启动的内存分配参数和控制、文件的路径和名称。因此，每次更改了数据库的初始化参数后，都应该将其备份到硬盘的另外的位置。
2）数据文件。数据文件的存储是物理存储，它在用户安装完成后，随着用户的使用和时间的增长而不断扩展。因此，保证数据文件、日志文件和控制文件三者的逻辑一致性是保证恢复的成功关键。
3）控制文件。控制文件是Oracle数据库物理文件中的一类，记录了数据库所有文件的控制信息和数据库的物理结构，包括文件的名字、文件的位置等信息。它是一个小型的二进制文件，在数据库创建时生成，当数据库发生任何物理改变时都将被更新。
4）联机重做日志文件。联机重做日志文件记录了数据库运行过程中数据库内容的改变情况。它包含的主要信息是记录事务的开始和结束、事务中每项操作的对象和类型、更新操作前后的数据值等，而这些改变情况又要在发生检查点进程后被反映到控制文件中去。
5）归档日志文件。为避免日志的循环操作方式造成可能的历史数据变化情况的丢失，归档日志文件可以完全记录所有的更新信息。
2.2 数据备份的介质
常见的备份存储介质有硬盘、磁光盘，可刻录光盘、磁带等。表1为各种备份介质的比较。
2.3 备份数据库的方法
数据备份策略决定何时进行备份，备份收集何种数据，以及出现故障时如何进行恢复的方式。
1）逻辑备份。逻辑备份是利用SQL语言从数据库中抽取数据并存于二进制文件的过程，也就是将数据库对象的内容以Oracle提供的内部格式写入操作系统支持下的二进制文件，不考虑这些对象的物理位置，仅考虑数据库的结构及其数据。因此，逻辑备份一般是用来作为数据的临时转储措施，它是物理备份的补充。
2）完全备份。这是大多数人常用的备份方式，它可以备份整个数据库，包含用户表、系统表、索引、视图和存储过程等所有数据库对象。但它需要花费更多的时间和内存空间，所以考虑到实际的情况，最好一周做一次完全备份。
3）物理备份。物理备份是将实际组成数据库的操作系统文件从一处拷贝到另一处的备份过程，通常是从磁盘拷贝到磁带上。它的备份方法也很多，如可以使用Oracle的恢复管理器（Recovery Manager，RMAN）或操作系统命令进行数据库的物理备份。
4）事务日志备份。事务日志是一个单独的文件，它记录数据库的改变，备份的时候只需要复制自上次备份以来对数据库所做的改变，所以完成事务日志备份只需花费很少的时间。
5）差异备份。差异备份也叫增量备份，是除事务日志备份外只备份数据库一部分的另一种方法。它不使用事务日志，相反，它使用整个数据库的一种新映象。差异备份仅记录自上次完全数据库备份后更改过的数据。通常，这些备份比完全数据库备份小，速度更快，但是比事务日志备份更大，所用时间更长。如果要还原数据库，差异备份只需要上次完全备份，不需要自上次备份后执行的任何其他差异备份或事务日志备份，它的优点是存储和恢复速度快。对于使用差异备份的数据库，最好每天做一次差异备份。
2.4 使用备份软件CA ARCserve Backup进行备份
CA ARCserve Backup是用于应用程序、数据库、分布式服务器和文件系统的综合性存储解决方案。它为数据库、关键业务应用程序和网络客户端提供了备份与还原功能。
CA ARCserve Backup打开文件代理是CA ARCserve Backup所提供的代理之一，它可轻松、可靠地跨网络备份打开文件，解决了打开文件的访问问题；即使文件是打开的并且被应用程序持续更新，也能安全、一致地备份所有文件，在备份过程中可以继续使用关键文件，还可以根据需要执行备份。
为多个数据库配置备份会话的具体操作：
1）确保所有CA ARCserve Backup服务和与代理相关的服务均正在运行；
2）打开“备份管理器”窗口；
3）在“备份管理器”窗口中，展开装有Oracle Server的服务器，此时将显示Oracle Server上配置的所有数据库； 4）右键单击要登录的数据库，将出现一个弹出菜单；
5）选择“安全”，将显示“安全”对话框，如图1所示；
6）输入在配置过程中指定的用户名和密码，该用户名应为SYSTEM（适用于Oracle 9、9i、10g和11g），或者拥有SYSDBA等同权限；
7）单击“确定”，展开选定的数据库，查看对象并选择要备份的对象，以配置备份会话。
3 Oracle数据库的恢复
备份的目的是数据的安全恢复。Oracle数据库的服务管理的备份和恢复策略由RMAN（恢复管理器，Recover Manager）来实现。Oracle的RMAN提供一个数据库备份、还原和恢复的弹性、有效和智能的机制，RMAN完成块层次的数据库备份和恢复。用RMAN将一个失效的数据库调整返回到有序的工作状态涉及两个重要的命令：还原（restore）与恢复（recover）。
3.1 RMAN还原
当使用RMAN还原文件之后，这个文件都会与该文件备份时的原始状态一样。对于增量备份策略，那么restore命令将只还原准确的基准文件。例如，如果在每个星期天进行增量级别0的备份而每个星期进行增量级别1和2的备份，则RMAN将还原最近一次级别为0的备份；后续的增量备份需要在恢复recover命令中应用。Restore命令使用的RMAN基准备份可以是映象拷贝、完全备份以及增量级别为0的备份。还原操作时数据库的状态如表2所示。
3.2 RMAN恢复
RMAN应用恢复操作需要经过4个独立的阶段，分别是：
1）目标控制文件有时被更新来反映存储在恢复目录中的最新的信息；
2）应用所有可以被应用的增量备份。
3）检查所有还原的数据文件是否存在以及是否可以被恢复。
4）磁盘上不存在的或需要用于恢复的重做日志文件都被还原到磁盘上，并应用到数据文件上。
默认情况下，RMAN执行完全恢复。如果控制文件也还原了，则RMAN不能应用联机重做文件，所以只能进行不完全恢复。恢复操作也可以持续到以UNTIL关键字指定的一个时间点。
3.3 恢复例示
当还原多个备份集和备份片或还原数据库时，应增加多个通道，此时额外的通道将使数据文件还原以并行方式运行：
Run
{
Allocate channel d1 type disk；
Allocate channel d2 type disk；
Allocate channel d3 type disk；
Restore database，
Recover database；
}
若丢失数据文件并需要从映象拷贝中快速恢复，则可以采用如下方式通知RMAN切换到新的数据文件拷贝上：
Run
{
Allocate channel dl type disk；
Sql‘alter database datafile 5 offline’；
Switch datafile 5 to datafilecopy‘oradata/ora92/tools01.dbf’；
Recover datafile 5；
Sql‘alter database datafile 5 online’；
}
4 总结
数据库的备份并不是简单地将表中的数据复制，而是将数据库中的所有信息，包括表数据、视图、索引、约束条件，甚至是数据库文件的路径、大小、增长等信息一起备份。对于Oracle数据库，必须采取备份措施保证数据免遭破坏。本文讲述的数据备份和恢复技术，能有效保障数字化校园数据库的正常运行，在实际运用中取得良好的应用效果。
参考文献
[1]余以胜.Oracle数据库备份解决方案的研究[J].计算机与数字工程，2006（1）.
[2]谢东.基于Oracle的数据库安全策略[J].现代情报，
2006（1）.
[3]Freeman R G， Hart M. Oracle 9i RMAN备份与恢复技术：配置和使用Oracle恢复管理器[M].梁志敏，蔡建，译.北京：清华大学出版社，2004.