一种数据库容灾技术的设计与实现

论文摘要

数据库在大型企业中扮演着极为重要的角色,银行、大型的互联网企业、政府还是电信公司,它们的正常运作都严重依赖数据库系统。没有任何保护措施的数据极易受到各种自然灾害以及人为因素的破坏。一旦灾难发生或者数据损坏,将会使得整个公司业务中断,然而服务系统或者服务网络的短暂中断都会造成极大的损失。数据库的备份和恢复在数据服务系统中有着及其重要的地位。尤其是在遭受物理损坏甚至是不可抗拒的破坏之后能迅速的恢复。传统的数据库备份与恢复系统往往由数据库管理员手动进行,需要专门的人来维护,既费时又难免出现操作失误。一些数据库管理系统也提供了一些基本的备份和恢复的工具及策略,但是大多数都需要手工操作,而且是把数据备份在本地,在发生灾难时,备份数据易遭到破坏,因此,这些数据库系统具有很大的局限性。另一方面,恢复时不仅需要手工恢复而且恢复时间长,不能及时的恢复恢复数据库服务,达不到企业和单位要求的服务响应要求,并不能真正地达到容灾要求。本文研究分析了当前数据库容灾技术的研究现状,结合Oracle数据库的特点,提出了:一种基于网络数据包重定向的方法,并基于上述方法之上的一种可用于数据库备份的技术;设计并实现了一个数据库容灾系统模型。此模型验证了本数据库容灾系统的可行性。此数据库容灾系统模型有以下有个特点:1)安全的三层构架2)提供多种备份和恢复策略。3)具有服务切换功能,即在主服务器遭受破坏后,能及时的将数据库服务切换到远端的另一台数据库服务器,整个过程对用户来说是透明的。4)提供数据库数据的销毁功能,即在数据库服务器落入不法分子之手或者失效时,此系统能将数据库系统迅速的彻底毁坏。具体有自毁和远程销毁两种手段。5)同时支持网络备份和本地磁带备份。具体来说,本文主要工作如下:1.提出了一种针对Oracle的数据库备份方法。这种方法有效地监控本地数据库的数据变化,并能将变化及时地传送到远程备用的数据库数据库熊中,进行操作重放,保持远程备用数据库与主数据库同步。2.提出了一种基于网络数据包重定向方法。本方法能够截获IP包,并将其重定向到另外一台主机。并在此之上提出了一种用于数据库服务切换的数据库服务切换方法。本方法用于主数据库发生灾难后,利用上述的“基于网络数据包重定向方法”,整个操作对用户透明。3.提出了一种针对大量文件的快速销毁以及彻底销毁方法。快速销毁方法能够将大量文件在极短的时间内进行初步销毁,彻底销毁方法能够对文件进行彻底的不可恢复的销毁。并在此之上提出了一种数据库系统销毁方法。此方法用于数据库失效后,将服务器上的数据库文件、重要的日志文件等进行销毁,有效防止关键数据的泄露。本文提出了一整套的数据库容灾方案,采用三层的构架,即:管理配置客户端、容灾控制中心、数据库服务器,保证了系统的可靠性及安全性。本文设计的数据库容灾系统分为以下几个模块:数据实时备份模块,服务切换模块,文件销毁模块,管理模块,通讯模块。系统经过测试能有效地完成各种预定任务,数据库实时备份做到了效率和安全性的有效结合。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文结构
• 1.5 小结
• 第二章 数据库容灾系统概述
• 2.1 数据库容灾技术概述
• 2.2 数据库容灾系统总体设计
• 2.2.1 数据库容灾系统功能描述
• 2.2.2 数据库容灾系统的整体框架
• 2.2.3 数据库容灾系统的开发环境
• 2.3 数据库容灾系统组成
• 2.3.1 数据库实时备份
• 2.3.2 服务切换模块
• 2.3.4 文件销毁模块
• 2.4 小结
• 第三章 Oracle 数据库备份
• 3.1 数据库的备份与恢复简介
• 3.1.1 数据库的备份概述
• 3.1.2 备份模式与类型
• 3.1.3 数据库备份的原则
• 3.2 Oracle 数据库的备份与恢复
• 3.2.1 Oracle 数据库结构
• 3.2.2 Oracle 日志结构
• 3.2.3 ORACLE 触发器简介
• 3.2.4 ORACLE 的外部过程
• 第四章 数据库实时备份
• 4.1 设计原则和目标
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 设计原理
• 4.1.3 针对Oracle 的备份和归档操作的分析
• 4.1.4 核心功能模块
• 4.2 数据库实时备份的实现
• 4.2.1 初始化
• 4.2.2 数据库操作本地监控模块（OMC）
• 4.2.3 加密传输模块（STM）
• 4.2.4 数据库操作远程重放模块（ORS）
• 第五章 服务切换
• 5.1 概述
• 5.1.1 服务切换技术简单介绍
• 5.1.2 服务切换模型
• 5.1.3 服务切换技术简单介绍
• 5.2 服务切换模块的设计
• 5.2.1 服务切换流程
• 5.3 服务切换的实现
• 5.3.1 服务切换失效检测模块
• 5.3.2 服务切换服务器模块
• 5.4 小结
• 第六章 数据库文件销毁
• 6.0 概述
• 6.0.1 磁盘文件销毁的原因
• 6.0.2 文件销毁方法
• 6.1 文件销毁模块的设计
• 6.1.1 设计目标
• 6.1.2 功能描述
• 6.2 文件销毁模块的设计
• 6.2.1 设计目标
• 6.2.2 功能描述
• 6.2.3 销毁策略
• 6.2.4 安全性考虑
• 6.2.5 模块说明
• 6.3 文件销毁的实现
• 6.3.1 文件销毁子模块
• 6.3.2 自我监控子模块
• 6.3.3 失效检测子模块
• 6.4 小结
• 第七章 模型系统的实现结果
• 7.1 实验结果
• 7.1.1 数据库实时备份测试
• 7.1.2 数据库服务切换测试
• 7.1.3 数据库文件销毁测试
• 7.2 应用前景
• 结束语
• 参考文献
• 致谢