数据库应用电子商务-教学课件-作者-王光明-第九章.ppt
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1、2022年12月24日数据库应用电子商务1在线教务辅导网:在线教务辅导网:http:/教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网QQ:349134187 或者直接输入下面地址:或者直接输入下面地址:http:/数据库应用电子商务第九章 数据库的恢复与复制第一节第一节 数据库的恢复数据库的恢复第二节第二节 数据库的复制数据库的复制第三节第三节 SQL Server的恢复与复制的恢复与复制2022年12月24日数据库应用电子商务3前 言 本章主要介绍数据库的网略络恢复和复制机制相关的概念、策略和方法。第一节阐述了数据库在网络中故障出现的出现的故障类型,给出
2、特有的网络通信故障模型,重点介绍事务故障和通信故障的处理和常用的故障恢复策略;第二节讨论网络数据库的复制问题,内容包括在网络数据库中引入多副本的目的,副本集拓扑结构,实现副本操作相关的对象和方法,以及如何利用DAO实现网络敷数据库复制的一般工作步骤。2022年12月24日数据库应用电子商务4数据库的恢复 在数据库系统中,实现数据一致性的前提是数据库中所有数据操作都是以事务为基础,因此网络下数据库的恢复就是对出错事务的恢复。事务是数据库的基本工作单位,是一组数据库的操作语句。它一般由begin transaction开始,以rollback(回退)或commit(提交)结束。2022年12月24
3、日数据库应用电子商务5数据库的恢复w 事务具有以下的ACID属性。n原子性(Atomic):保证一个事务全部完成或者全部不做。n一致性(Consistency):数据库状态保持一致。n独立性(Isolation):事务各自独立,相互之间不影响,一个未完成的事务不能在提交前将自己的中间结果提供给其他事务使用。n持久性(Durability):事务中所做的修改(操作结果)在提交后长期有效,直接存入物理介质。即使是在系统中断和崩溃的情况下也不会丢失。2022年12月24日数据库应用电子商务6网络数据库系统的通信故障网络数据库系统的通信故障模型模型 计算机网络通讯机制是根据OSI参考模型建立的。计算机
4、系统之间通过网络介质进行信息通信,信息传输分为七个不同的层次,即应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层和物理层。其中物理介质的链路连通包括:物理线路的介质类型,物理线路的质量(如线路的屏蔽、损耗等)等。2022年12月24日数据库应用电子商务7网络数据库系统的通信故障网络数据库系统的通信故障模型模型(一)(一)网络通讯信息不畅通网络通讯信息不畅通w 一般有以下情况。n节点的故障 如计算机的网卡出现问题或者节点操作系统中网络配置不正确。n通信链路故障 因网络节点间配置或者网络协议使用不当以及物理线路质量或其他情况造成通讯瘫痪。n异构网络的不兼容,导致部分节点通讯失效 这是因为多种网络软件
5、平台的差异性造成的。以上情况都会导致通讯中断或者正在传输的消息丢失,最终造成整个网络环境中各节点的信息不一致。2022年12月24日数据库应用电子商务8网络数据库系统的通信故障网络数据库系统的通信故障模型模型(二)(二)网络数据库中的数据不一致的网络数据库中的数据不一致的故障故障1.事务故障2.系统故障3.介质故障2022年12月24日数据库应用电子商务9故障的处理故障的处理 当网络数据库系统遇到各种故障时,管理系统会根据故障的类型采取不同的对策,基本的手段是利用网络数据库中的冗余数据进行处理。冗余数据一般是通过数据转储或备份形成的。(一)(一)数据转储数据转储数据转储是指系统管理员将整个数据
6、库中的资源复制到系统外部的物理介质上保存起来的过程。(二)(二)日志文件日志文件日志文件是用来记录事务对数据库操作的文件,它类似于流水账一样记录着数据库中每一次操作的过程。日志文件中含有以下的内容:。1.前像(before image)2.后像(after inage)3.事务状态2022年12月24日数据库应用电子商务10故障的处理故障的处理(三)(三)故障的处理故障的处理 由于系统中包含了数据转储和日志文件,因此对于上述的故障,可以根据不同的类型采用不同的处理方法。一般情况是由数据库管理系统根据不同的故障情况采用重做(REDO)或撤销(UNDO)两种方式来完成故障的处理。1.事务故障的处理
7、 在事务故障中,事务中的部分操作结果已被写入介质中,故障恢复时应撤销这部分操作结果。撤销可以根据日志文件中的前像内容对数据库做逆操作。2.系统故障的处理 在系统故障中有两种情况:一是事务没有全部完成就被中断,那么在故障处理时要撤销这部分没有提交的操作;二是已完成并提交的事务由于其提交的结果存放在缓冲区而被丢失,那么在故障处理时要对这部分内容重做。3.介质故障的处理 介质故障是数据库的存储环境被破坏造成数据丢失,这时要利用数据转储中的数据恢复数据库。2022年12月24日数据库应用电子商务11恢复策略恢复策略 数据库系统中最重要的资源是数据,同时对数据模型要求具有实体完整性、参照完整性等,所有这
8、些都是为了保证数据库中数据的一致性。在数据库运行过程中发生的事务,系统和介质故障,都会导致数据的不一致,从而破坏了数据一致性的基本原则。因此,针对故障造成的数据不一致,必须进行数据的恢复,即利用冗余数据进行恢复。数据恢复有三种策略,每种策略对数据的复原程度有所不同。2022年12月24日数据库应用电子商务12恢复策略恢复策略(一)(一)副本恢复策略副本恢复策略 该策略是对已经提交并保存在存储介质上的数据的恢复方法,它通过在规定的时间内将数据库系统中完成的数据全部备份到其他存储介质上,在恢复时将数据恢复到备份时的状态。可以采用增量式的备份(即只针对变化过的数据进行备份),也可以采用完全备份。对于
9、系统故障,不论采用完全备份或增量备份都不能做到数据完全恢复,只能恢复到备份时的状态。副本恢复策略的优点是系统实现比较简单,只要制定备份规则,定时完成备份即可。但是该策略的最大不足就是不能恢复已经提交但是还没有存入物理介质的那些事务所做的数据修改。2022年12月24日数据库应用电子商务13恢复策略恢复策略(二)(二)副本和日志文件共同恢复策略副本和日志文件共同恢复策略 这是为了克服副本恢复策略不能恢复已提交但是没有进入物理介质的那些事务的问题而采取的一种策略。日志文件可以为这部分已提交但没有保存的事务提供恢复服务,故障恢复时只需利用日志文件中的后像数据重新操作一遍即可。2022年12月24日数
10、据库应用电子商务14恢复策略恢复策略(三)(三)多副本恢复策略多副本恢复策略 多副本就是在网络数据库环境中有多个数据库副本,这些副本存放在不同的计算机节点上并且保持同步。多副本恢复策略一般应用在分布式数据库环境中。因为,存放在不同计算机节点上的副本不会因为某一事件同时发生相同的故障,这样当系统中某个副本出现问题时可以利用其他副本进行联机恢复。多副本在实现时可以采用磁盘镜象、数据快照等手段。2022年12月24日数据库应用电子商务15数据库的复制数据库的复制 在网络环境下,一个数据库可能由多个用户使用,保持同步的数据库副本可以改善用户共享数据库的途径。数据库网络复制就是系统整体维护几个完全相同的
11、副本,各个副本分别存储在系统中不同的计算机节点上。利用数据库副本可以重新产生一个数据库,使两个或多个用户同时使用自己的数据库副本。复制可以分为完全复制和部分复制。2022年12月24日数据库应用电子商务16数据库的复制数据库的复制w 数据复制具有下述一些优缺点。n可用性增强。当包含某个关系的节点之一发生故障时,该关系可以在另外的节点上找到。n并行度增大。几个节点可以并行地处理涉及关系的查询,这就可以减少数据在节点间的移动。n更新开销增大。对关系的更新必须传播到包含该关系副本的所有节点。2022年12月24日数据库应用电子商务17数据库副本的用途数据库副本的用途 数据库副本是数据库的一个备份,保
12、存多个副本就意味着在数据库中保存大量的冗余数据。每个副本都包含系统中公共表、查询、窗体、宏、模块,以及自身所在计算机上使用的本地对象。为了保持数据的一致性,对某个副本中的公共表的任何数据修改都要同步地反映到其他副本中。在多用户应用环境中,数据库副本可以改善用户共享数据库的途径。2022年12月24日数据库应用电子商务18数据库副本的用途数据库副本的用途(一一)数据库副本的使用数据库副本的使用1.数据的应用 在一个局域网范围内共享数据,可以通过数据库副本将数据库中公共数据复制到远程节点中,使得远程数据节点的数据和操作统一,同时保证副本数据间同步或者在某个时段将远程节点修改的公共数据传输到中心节点
13、。2.数据的备份 若数据库副本包含多个数据库的数据,当原始数据库被破坏时,可以用副本数据库中的某个数据库来恢复数据。2022年12月24日数据库应用电子商务19数据库副本的用途数据库副本的用途(二二)数据库副本的不足数据库副本的不足 尽管数据库副本可以起到数据备份和减少服务器数据库处理数据数量的作用,但是数据复制本身就构成了大量的冗余数据,过多的冗余数据会给数据库的数据一致性维护带来更多的困难。在下列情况下,副本仍难以达到系统的恢复要求:1.需要更新多个副本中的大量记录 对于那些需要对不同副本中的现存记录进行频繁更新的应用程序,可能会产生更多的记录冲突。2.对数据一致性的要求非常严格 对于诸如
14、资金过户、航班机票的预订之类的事务处理应用程序,要求复制时候的信息不能有半点差错。2022年12月24日数据库应用电子商务20副本集拓扑结构副本集拓扑结构 一个数据库的两个或多个以上的副本组成一个副本集,每个副本都是副本集的一部分。在副本集中含有数据库的若干副本和设计原版(Design Master),其中设计原版是惟一能够对数据库进行设计修改的副本。副本集拓扑结构是指系统在向副本节点复制数据时的顺序。常见的副本集拓扑结构有星形结构、环形结构、线形结构和完全连接结构等。2022年12月24日数据库应用电子商务21副本集拓扑结构副本集拓扑结构n星形拓扑结构星形拓扑结构 星形拓扑结构是通过一个连接
15、节点将数据复制到每个相连的副本节点中。星形结构的优点在于:降低了节点出错时数据复制失败的几率;对于局域网范围来说,数据复制的速度较快;该结构比较有效、可靠。其缺点是当连接节点出错时,可能会造成数据复制失败。n线形拓扑结构线形拓扑结构 线形拓扑结构就是各个节点顺序连接。该结构比较简单,其不足是:如果某个中间节点出错,则数据就不能完全复制到所有的节点中。该拓扑结构应用相对较少。2022年12月24日数据库应用电子商务22副本集拓扑结构副本集拓扑结构n环形拓扑结构环形拓扑结构 环形拓扑结构是在线形结构的基础上增加了节点连接途径,节点之间首尾相连,形成环路。如果环路中有一个节点出错,数据复制还可以通过
16、反向路径到达所有节点。环形结构的不足在于:如果环路中有两个或两个以上的节点有问题,那么数据就不能复制到所有节点。n完全拓扑结构完全拓扑结构 完全拓扑结构是在环形结构的基础上,对每个节点两两相连,通过增加节点连接途径来保证数据复制的可靠性。完全拓扑结构还具有节点间数据复制时间短的特点,因为每个节点两两相连,数据可以直接复制到每个节点。但是完全连接拓扑结构节点间的连接复杂,当节点比较多的时候,连接的开销比较大。2022年12月24日数据库应用电子商务23与副本操作有关的对象、属性与副本操作有关的对象、属性和方法和方法 为了实现网络数据库副本操作,Microsoft公司的Jet数据库引擎和DAO提供
17、了多个对象、属性和方法。这些对象、属性和方法一般结合微软的VB等开发工具应用于类似Access数据库中,而在类似Oracle或SQL Server中的数据复制功能一般由DBMS提供并完成。2022年12月24日数据库应用电子商务24与副本操作有关的对象、属性与副本操作有关的对象、属性和方法和方法(一一)Document对象和对象和Documents集合集合 Document对象含有关于对象的一个实例的信息,对象可以是一个数据库、表、查询或关系(仅适用于Microsoft Jet数据库)。每个Container对象有一个包含Document对象的Documents集合,这些Document对象描
18、述由Container指定类型的内置对象的实例。2022年12月24日数据库应用电子商务25与副本操作有关的对象、属性与副本操作有关的对象、属性和方法和方法(二二)Container对象和对象和Containers集合集合 Container对象把相似类型的Document对象放在一个组中。每个Database对象含有由内部Container对象组成的Containers集合。应用程序可以定义自己的文档类型和相应的容器(仅对Microsoft Jet数据库),但这些对象不一定总是通过 DAO支持。某些Container对象由Microsoft Jet数据库引擎定义,也可以由其他应用程序定义。2
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