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Sybase 容灾备份— Nonstop IQ 解决方案
随着信息科技的发展，企业越来越依赖于计算机系统来保证其在业界的竞争力。 如果计算机系统发生故障,将导致业务系统中断,会给企业带来无法估量的经济损失和声誉损失。因此，关键业务系统的高可靠性和高可用性已成为保障企业运营的重点。建设远程灾备中心可以避免水灾,火灾,地震等自然灾害对系统运营的影响。
对于数据库的灾难恢复,传统的方式是使用磁带备份的方法,即使用磁带机定期对数据库做全库备份和增量备份,并把磁带保存到异地。 如果发生数据库故障,首先恢复最近的全库备份,再逐次恢复增量备份。这种方法恢复速度慢,步骤繁琐,已经逐渐不能满足高速发展的企业运营的要求。
很多厂商都注意到了企业对于快速恢复数据的需求,并致力于开发专业的数据库容灾备份产品。SYBASE公司的具有专利技术的数据库恢复方案,可以保证企业数据零丢失,并且提供业界最低的TCO(运行成本) 。
1 原理篇
1.1 备份模式介绍
对数据库进行备份是为了保证数据库数据的一致性和完整性，消除系统使用者和操作者的后顾之忧。不同的应用环境要求不同的解决方案来适应，一般来说，一个完善的备份策略，应满足以下原则：
1、 实时性：能够实时在线的对数据库进行备份 2、 高性能：最小化备份和数据恢复操作需要的时间 3、 易操作：减少备份的中间环节 下表为市场上主要的数据库容灾备份模式
备份/恢复模式 1、系统级脱机高速冷备到磁带 备份软件选择多； 2、数据库级在线备份到磁带 成本较低； 备份和恢复速度均慢； 难以支持增量备份； 数据库服务不中断； 主机资源消耗大； 优势 资源消耗低； 劣势 以数据库服务中断为代价； 表：市场上主要的数据库容灾备份模式 Sybase Nonstop IQ 解决方案介绍
市场上现有的数据库容灾备份产品主要有两种，一种是使用块复制技术的磁盘远程镜像方案。该解决方案需要使用同样的硬件和软件环境创建一个完全相同的镜像站点，利用数据光纤线路实时同步主备点数据.发生故障时,切断光纤链路,启动备点数据库和应用系统。该方案具有数据同步速度超快的特点,但也有一些缺点：比如除了在灾难发生时切换到镜像站点之外，其余时间镜像设备和备份数据库只能处于闲置状态,对于企业客户的高昂投资是一种浪费; 另外主点发生的磁盘块错误也会被复制到备份点，因此也不能保证备份数据库能够正常启动。
另外一种灾难恢复产品是利用事务复制技术。此方法的原理是读取主数据库事务日志，把日志转换为 SQL 语句，然后这些SQL语句被复制服务器应用到远程备份数据库。事务复制可以在确保备份数据库永远可用的情况下，有效地防止磁盘损坏带来的“坏块传播”。此外，复制环境不必与主环境使用相同的配置，这允许企业以更低的成本创建灾备系统。备份数据库平时还可用于其他用途（如决策支持和统计报告等），从而提高企业投资的效率，为灾难恢复投资实现更高的投资回报率 (ROI)。但是，事务复制是基于软件的复制方案,主备点数据同步有一定的延迟,这就意味着在主系统发生中断时可能会造成数据丢失。 并不是说企业不需要考虑以上两种解决方案的使用；只是说单独采用这些解决方案无法满足所有的灾难恢复要求。为了解决上述问题，需要采用更完善的解决方案。
SYBASE的数据库恢复方案正是这样一种能够解决以上问题的灾备解决方案。该方案能够与硬件存储灾备体系协同工作，确保数据库事务的完整性，并且备点数据库一直是在线可用的。SYBASE的容灾备份方案是结合了磁盘镜像和事务复制优点的完整解决方案。
如图显示了SYBASE是如何与典型的磁盘镜像体系结构进行集成的。通过部署 SYBASE容灾备份方案，完成备点数据库的初始镜像之后，就无需再对数据设备进行镜像。只有包含事务信息的日志设备需要同步复制到备份站点上的镜像日志设备。然后SYBASE的复制服务器可以直接读取镜像日志设备,把其中的数据变更应用到备点数据库。这种方案既体现了磁盘镜像技术的同步速度超快的特点,又体现了事务复制技术中备点数据库实时可用的特点。
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Sybase Nonstop IQ 解决方案介绍
1.2 Sybase Non-Stop IQ解决方案
Sybase IQ作为Sybase公司推出的为数据仓库应用设计和优化的数据仓库引擎，提供三种常规的数据库级备份模式：
? Full backup： ? Incremental backup：
? Incremental-since-full backup：
一般而言最佳的策略是混合incremental和full backups。
Sybase IQ以其独特的性能和优异的表现已经在银行、电信、金融、交通、政府等行业的关键业务领域获得了广泛的应用。
在关键业务领域，譬如像银行的历史数据查询应用，一般都要求数据库有7*24小时服务的能力。系统级的数据库备份/恢复模式由于其需要数据库停止对外提供服务而不可能获得采纳。数据库在线备份对服务器资源是一个极大的挑战，因为其将使用大量CPU资源和I/O资源从而造成系统性能的下降；另外一个方面，一旦数据库发生损坏，在10TB级数据规模下，任何一种从磁带/磁盘文件的恢复机制都需要至少10-100小时的时间才能完成全库级恢复，这使得几乎无法在固定的时间窗口完成备份/恢复工作，业务服务将不得不中断，从而造成服务不能满足7*24的要求。
综合考虑，基于数据库和存储硬件块拷贝结合的备份恢复模式是这些关键业务应用的最佳选择，随着磁盘硬件价格的不断下降，尤其是Sybase IQ在廉价的ATA磁盘上优异的表现，这一优势得到更进一步的巩固。
1.3 关键技术讨论
1.3.1 Sybase IQ虚拟备份
Nonstop IQ的核心是Sybase IQ提供的虚拟备份技术。Sybase IQ服务器由服务器日志（Server Log）、临时数据存储空间（Temp Store）、元数据（Catalog Store）、数据存储空间（IQ Store）、消息日志（Message Log）等组成。Sybase IQ数据库的备份，主要是对元数据和数据进行备份的过程，而在这个过程中，关键就是要做到原数据和数据之间必须保持一致和同步，任何不一致都会导致备份的数据无法正常的恢复。
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Sybase Nonstop IQ 解决方案介绍
Server LogSybase IQTemp. StoreCatalog StoreIQ StoreMessage LogTransaction Log
Sybase IQ物理结构图
Sybase IQ的虚拟备份方案提供了快速的备份和恢复技术，可以在秒级完成系统备份和恢复过程。因为Sybase IQ的虚拟备份的原理是仅仅备份Catalog Store，IQ Store的备份通过存储硬件的块拷贝或操作系统级的COPY完成，Sybase IQ的虚拟备份技术将保证元数据和数据之间的事务一致性。
其逻辑步骤如下所示：
步骤及处理 第一步 发生时间：首次系统初始化。 操作：全部进程将建立从主设备到影子设备的对应关系进行数据同步，此时用户和客户端程序仍能继续访问主数据设备，只不过优先级较低。 第二步 发生时间：首次系统初始化之后，以及每日晚上主卷增量数据备份到影子卷之后。 操作：对应关系建立，主点设备上数据同步到影子卷之后，就会把主设备和影子设备分离，分离操作可以在主数据设备联机查询进行。影子设备上数据库连接和访问将恢复。 逻辑图示 第 4 页 共 7 页