SQL备份与恢复备份策略

规划良好的备份和还原策略有助于防止数据库因各种故障而造成数据丢失。此外，数据库备份对于进行日常管理（如将数据库从一台服务器复制到另一台服务器，设置数据库镜像以及进行存档）非常有用。

一、术语

　　SQL Server 使用两个内部数据结构跟踪被大容量复制操作修改的区，以及自上次完整备份后修改的区。这些数据结构极大地加快了差异备份的速度。当数据库使用大容量日志恢复模式时，这些数据结构也可以加快将大容量复制操作记录至日志的速度。与全局分配图 (GAM) 和共享全局分配图 (SGAM) 页相同，这些结构也是位图，其中的每一位代表一个单独的区。

差异更改映射表 (DCM)

　　这样便可以跟踪自上次执行 BACKUP DATABASE 语句后更改过的区。如果扩展盘区的位是 1，则自上次执行 BACKUP DATABASE 语句后扩展盘区已被修改。如果位是 0，则扩展盘区没有被修改。

　　差异备份只读取 DCM 页便可以确定已修改的区。这样大大减少了差异备份必须扫描的页数。运行差异备份所需的时间与自上次执行 BACKUP DATABASE 语句之后修改的区数成正比，而不是与整个数据库的大小成正比。

大容量更改映射表 (BCM)

　　跟踪自上次执行 BACKUP LOG 语句后，被大容量日志记录操作修改的区。如果某个扩展盘区的位是 1，表明自上次执行 BACKUP LOG 语句后，该扩展盘区已经被有日志记录的大容量复制操作修改。如果位是 0，则该扩展盘区未被有日志记录的大容量复制操作修改。

　　尽管所有数据库中都显示 BCM 页，但只有在数据库使用大容量日志记录恢复模式时，才会与 BCM 页有关。在此恢复模式中，当执行 BACKUP LOG 时，备份进程将扫描 BCM 查找已经修改的区。然后，将那些区包括在日志备份中。如果数据库从数据库备份和一系列事务日志备份恢复，便可以恢复大容量日志记录操作。在使用简单恢复模式的数据库中，BCM 页是不相关的，因为大容量日志记录操作不记入日志。在使用完整恢复模式的数据库中，BCM 页同样不相关，因为该恢复模式将大容量日志记录操作视为有完整日志记录的操作。

　　DCM 页和 BCM 页的间隔与 GAM 和 SGAM 页的间隔相同，都是 64,000 个区。在物理文件中，DCM 和 BCM 页位于 GAM 和 SGAM 页之后。如下图：

二、简单恢复模式下的备份

　　简单恢复模式是最简单的备份和还原形式。该恢复模式同时支持数据库备份和文件备份，但不支持日志备份。事务日志数据仅与关联的用户数据一起备份。缺少日志备份可简化备份和还原的管理。但是，数据库只能还原到最近备份的末尾。

1、基本策略

　　下图显示了简单恢复模式下最简单的备份与还原策略。此策略仅使用包含数据库中所有数据的完整数据库备份。存在五个完整数据库备份，但只需要还原最近的备份（在 t5 时点执行的备份）。还原此备份会将数据库恢复到 t5 时点。由 t6 框表示的所有后续更新都将丢失。

　　注意：在简单恢复模式下，会自动截断事务日志，以删除所有不活动的虚拟日志文件。

2、针对小型数据库的改进策略

　　在简单恢复模式下，在执行下次完整备份或差异备份前，所做工作丢失的风险会随时间的推移而增加。与完整备份不同的是，差异备份仅包括自上次完整备份以来所做的更改。因此，我们建议您在不影响备份管理的前提下时常备份，以免丢失大量数据。

　　下图显示了仅使用数据库备份的备份计划的工作丢失风险。此策略仅适用于可经常备份的小型数据库。

3、通用的改进策略

　　下图显示的备份策略通过使用差异数据库备份对数据库备份进行补充，从而减少了工作丢失风险。在第一个数据库备份完成后，会接着进行三个差异数据库备份。第三个差异备份足够大，因而下一个备份为完整数据库备份。该数据库备份将成为新的差异基准。

三、在完整恢复模式下备份

　　完整恢复模式使用日志备份在最大范围内防止出现故障时丢失数据，这种模式需要备份和还原事务日志（“日志备份”）。使用日志备份的优点是允许您将数据库还原到日志备份中包含的任何时点（“时点恢复”）。可以使用一系列日志备份将数据库前滚到其中一个日志备份中包含的任意时点。请注意，为了最大程度地缩短还原时间，可以对相同数据进行一系列差异备份以补充每个完整备份。

　　假定可以在发生严重故障后备份活动日志，则可将数据库一直还原到没有发生数据丢失的故障点处。使用日志备份的缺点是它们需要使用存储空间并会增加还原时间和复杂性。

1、基本策略

　　下图显示了在完整恢复模式下的最简单的备份策略。在此图中，已完成了完整数据库备份 Db_1 以及两个例行日志备份 Log_1 和 Log_2。在 Log_2 日志备份后的某个时间，数据库出现数据丢失。在还原这三个备份前，数据库管理员必须备份活动日志（日志尾部）。然后还原 Db_1、Log_1 和 Log_2，而不恢复数据库。接着数据库管理员还原并恢复结尾日志备份 (Tail)。这将把数据库恢复到故障点，从而恢复所有数据。

2、改进策略

　　在第一个完整数据库备份完成并且常规日志备份开始之后，潜在的工作丢失风险的存在时间仅为数据库损坏时以及执行最新的常规日志备份时。因此，建议经常执行日志备份，以将工作丢失的风险限定在业务要求所允许的范围内。

　　下图显示的备份策略使用差异数据库备份来补充完整数据库备份和日志备份。事务日志备份可缩短潜在的工作丢失风险的存在时间，使该风险仅在最新日志备份 t14 之后存在。进行一系列差异备份（三次备份）来减少在出现故障时需要还原的事务日志数。第三个差异备份很大，足以使下一个备份成为完整数据库备份。该数据库备份将成为新的差异基准。

四、在大容量日志恢复模式下备份

　　大容量日志恢复模式是一种特殊用途的恢复模式，只应偶尔用于提高某些大规模大容量操作（如大量数据的大容量导入）的性能。完整恢复模式下有关备份的许多说明也适用于大容量日志恢复模式。本主题仅介绍对于大容量日志恢复模式需要特别注意的事项。

1、工作原理

　　与完整恢复模式（完全记录所有事务）相比，大容量日志恢复模式只对大容量操作进行最小记录（尽管会完全记录其他事务）。大容量日志恢复模式保护大容量操作不受媒体故障的危害，提供最佳性能并占用最小日志空间。

　　但是，大容量日志恢复模式会增加这些大容量复制操作丢失数据的风险，因为大容量日志操作阻止再次捕获对每个事务逐一所做的更改。如果日志备份包含大容量日志操作，则无法还原到该日志备份中的时点，而只能还原整个日志备份。

　　在大容量日志恢复模式下，如果日志备份覆盖了任何大容量操作，则日志备份包含由大容量操作所更改的日志记录和数据页。这对于捕获大容量日志操作的结果至关重要。合并的数据区可使日志备份变得非常庞大。此外，备份日志需要访问包含大容量日志事务的数据文件。如果无法访问任何受影响的数据库文件，则事务日志将无法备份，并且在此日志中提交的所有操作都会丢失。

　　为跟踪数据页，日志备份操作依赖于位图页的大容量更改，位图页针对每个区包含一位。对于自上次日志备份后由大容量日志操作所更新的每个区，在位图中将每个位都设置为 1。数据区将复制到日志中，后跟日志数据。下图显示了日志备份的构造方式。

2、大容量日志恢复模式下的备份限制

　　执行日志备份之前，如果将包含大容量日志更改的文件组设置为只读，则只要文件组保持只读，所有后续的日志备份将包含由大容量日志操作所更改的区数。这样的日志备份将更大，而且比在完整恢复模式下需要花费更长的时间来完成。若要避免此类情况，请在将文件组设置为只读之前，将数据库切换到完整恢复模式并备份日志。然后再将文件组设置为只读。

　　如果在上次日志备份之后执行了大容量操作，则数据库中将存在大容量更改。在此情况下，执行日志备份时，所有文件必须处于联机状态或不起作用。这是因为对包含大容量日志操作的日志进行备份要求能访问包含大容量日志事务的数据文件。