数据库组成

数据库组成
第一章基本概念
1.1 表空间与数据文件
DM8数据库支持多种表空间类型，每种类型具有特定的功能和限制：

表空间分类：

SYSTEM表空间：存储系统字典和元数据信息

ROLL表空间：管理事务回滚段，保证数据一致性

TEMP表空间：处理临时数据和排序操作（不支持TEMP表空间备份还原）

MAIN表空间：默认用户表空间

HMAIN表空间：HUGE表专用存储空间（不支持HMAIN表空间备份还原）

用户自定义表空间：用户根据业务需求创建的表空间

1.2 重做日志（REDO日志）
重做日志是数据库恢复机制的核心组件，具有以下特性：

日志功能：

记录所有物理页的修改操作

包含操作类型、文件编号、页号、页内偏移等详细信息

DML操作（INSERT/DELETE/UPDATE）和DDL操作最终都转化为数据页修改

默认配置：

DM8默认创建两个联机重做日志文件：DAMENG01.log、DAMENG02.log

采用循环写入机制，确保日志文件的连续性

1.3 归档日志
归档模式为数据库提供了更高级别的数据保护：

生成机制：

在归档模式下，联机REDO日志被连续拷贝到归档目录

归档日志文件以时间戳命名，如：ARCHIVE_LOCAL1_20160217171507968.log

性能影响：

开启归档模式会对系统性能产生一定影响

提供更安全的数据保护，支持时间点恢复

1.4 PWR记录
PWR（Page Written Record）是重做日志中的特殊记录类型：

记录内容：

表空间ID、文件ID、数据页号和当前LSN信息

每次数据刷盘操作都会生成对应的PWR日志

优化作用：

提升系统故障恢复速度

避免无用I/O操作，快速判断数据是否已写入磁盘

1.5 检查点与日志序列号
检查点和LSN机制共同保证数据的一致性：

检查点功能：

按数据修改顺序将缓冲区中的脏页写入磁盘

动态调整CKPT_LSN值，释放日志空间

LSN（日志序列号）：

表示REDO日志产生的顺序

系统为每个REDO日志分配唯一的LSN值

1.6 备份集
备份集是备份操作的基本单位，具有完整的组织结构：

备份集组成：

备份集目录/
├── 备份片文件（.bak） # 存储备份数据
└── 元数据文件（.meta） # 存储备份信息
元数据内容：

备份集本身的相关信息

备份源库的建库参数信息

备份数据文件信息

备份片文件信息

第二章备份还原核心概念
2.1 备份
备份是将数据经过处理后写入备份文件的过程：

备份分类标准：

按组织形式：物理备份 vs 逻辑备份

按数据库状态：联机备份 vs 脱机备份

按粒度大小：

库备份

表空间备份

归档备份（支持联机和脱机）

表备份

按数据一致性：一致性备份 vs 非一致性备份

按数据完整性：完全备份 vs 增量备份

归档备份特性：

将归档文件备份到备份片

必要时可使用归档备份集还原归档

2.2 还原
还原是将备份数据写回到目标数据库的过程：

还原特性：

还原后的数据通常处于非一致性状态

需要执行恢复操作才能使数据一致

分类标准与备份类似

2.3 恢复
恢复是应用归档日志使数据达到一致状态的过程：

恢复类型：

更新DB_MAGIC：直接更新数据库标识

从备份集恢复：利用备份集中的日志

从归档恢复：重做本地归档日志

恢复灵活性：

支持恢复到最新状态

支持恢复到指定时间点或LSN值

第三章备份还原技术原理
3.1 归档机制
3.1.1 本地归档
工作原理：

Redo日志写入联机日志文件后，由归档线程写入本地归档

相对于直接拷贝数据文件，备份集更小，I/O效率更高

管理工具：

sql

– 按时间删除归档日志
SF_ARCHIVELOG_DELETEBEFORE_TIME(time_val);

– 按LSN删除归档日志
SF_ARCHIVELOG_DELETEBEFORE_LSN(lsn_val);
3.1.2 远程归档
配置方式：

共享本地归档的远程归档

通过MAL发送的远程归档

与本地归档区别：

主要区别在于REDO日志写入的位置

远程归档将日志写入其他节点的指定目录

3.1.3 归档切换
功能说明：

确保已写入联机日志但未写入归档的REDO日志完整归档

保证归档日志备份的完整性

切换语句：

sql

– 以下三条语句功能相同，任选其一执行
ALTER DATABASE ARCHIVELOG CURRENT;
ALTER SYSTEM ARCHIVE LOG CURRENT;
ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;
3.1.4 归档修复
应用场景：

数据库异常关闭导致部分REDO日志未写入归档

归档内容比实际可恢复数据少

修复流程：

收集本地归档日志文件

扫描获取最后一个有效RLOG_PKG偏移

截取有效内容，创建新的归档日志文件

扫描联机日志，拷贝缺失的REDO日志

3.2 备份技术
3.2.1 备份内容关键指标
CKPT_LSN：检查点LSN，标识已持久化的修改

BEGIN_LSN：备份开始点（CKPT_LSN+1）

END_LSN：备份结束点

FILE_LSN：文件级别的LSN值

3.2.2 加密与压缩
压缩配置：

压缩级别：1-9级，默认级别1

级别越高压缩比越高，但压缩速度越慢

加密配置：

支持简单加密和完全加密

可指定加密算法

先压缩后加密的处理顺序

增量备份加密要求：

必须与基备份使用相同的加密算法和密码

3.2.3 PWR优化
优化原理：

通过扫描PWR日志比较LSN值与基备份BEGIN_LSN

直接确定需要备份的数据页，提高增量备份效率

启用方式：

sql

– 在备份语句中指定USE PWR启用优化
BACKUP DATABASE INCREMENT USE PWR WITH BACKUPDIR ‘/backup’;
3.2.4 并行备份
支持范围：

库级、归档备份、表空间级并行备份

配置参数：

PARALLEL：指定并行数，默认4

最大并行数受目标数据文件数量限制

并行数为0或1时按非并行处理

备份结果结构：

备份集目录/
├── 主备份集目录
└── 子备份集目录（多个）
3.3 还原与恢复技术
3.3.1 还原过程
数据还原：

将数据页从备份集写回到目标数据文件

库还原需要准备匹配的目标库

表空间还原只能在源库上执行

归档还原流程：

读取元数据文件，校验备份集有效性

收集并过滤需要还原的归档文件

根据OVERWRITE参数处理已存在文件

执行还原操作（解压缩、解密等处理）

3.3.2 恢复过程
备份集恢复场景：

备份集包含归档日志：生成临时归档文件并重做

备份集不包含归档日志：重做本地归档的指定段

无日志需要重做：直接更新DB_MAGIC

3.3.3 解密和解压缩
解密流程：

验证用户输入的加密密码和算法

读取备份数据后执行解密操作

写入目标文件前完成解密

解压缩：

自动进行，无需用户干预

处理顺序：先解密后解压缩

3.3.4 并行还原
使用条件：

仅支持并行备份集的还原

使用目标备份集的并行数

支持非并行还原（指定NOT PARALLEL）

3.4 介质管理层（MML）
SBT接口架构：

DM8自定义的API函数层

负责备份数据在存储介质上的实际读写操作

存储介质支持：

磁盘介质（DISK）：dmsbt（Windows：dmsbt.dll，Linux：dmsbt.so）

磁带介质（TAPE）：dmsbtex（Windows：dmsbt.ex，Linux：dmsbtex.so）

第三方集成：

只需替换相应的dmsbtex文件即可集成第三方存储

第四章应用场景分析
4.1 备份还原方式选择
4.1.1 库级备份还原
适用场景：

物理损坏修复

严重逻辑损坏或表空间被删除

要求目标库脱机且正常退出

工具要求：需使用DMRMAN工具完成

4.1.2 表空间级备份还原
适用场景：

表空间内多个表数据逻辑损坏

支持从库级备份中还原表空间

4.1.3 归档备份还原
优势：

利用归档文件修复数据

建议保留尽量多的归档文件

4.1.4 表级备份还原
适用场景：

个别表数据逻辑损坏

重要表的频繁备份

表数据迁移操作

特点：联机执行，不影响其他表正常工作

4.1.5 完全备份与增量备份
增量备份策略：

基础数据量大、修改不频繁时建议使用

定期重新执行完全备份（如每N次增量备份后）

4.2 恢复方式选择
4.2.1 从备份集恢复
适用条件：

备份集为联机备份集（LEVEL=0）

备份时包含日志（未指定WITHOUT LOG参数）

只需恢复到备份时状态

4.2.2 从归档恢复
灵活性：

所有备份集都支持

可恢复到指定LSN或时间点

不指定则恢复到最新状态

最终步骤：所有恢复操作后都需要更新DB_MAGIC

第五章备份还原实践方法
5.1 联机SQL备份
5.1.1 前置条件
必须配置归档模式

系统处于OPEN状态

5.1.2 数据库备份
完全备份：

sql

– 基本完全备份
BACKUP DATABASE BACKUPSET ‘/backup/bak_full01’;

– 完整语法（FULL参数可省略）
BACKUP DATABASE FULL BACKUPSET ‘/backup/full_bak_01’;

– DDL_CLONE参数：只备份定义不备份数据
BACKUP DATABASE FULL DDL_CLONE BACKUPSET ‘/backup/structure_only’;
增量备份：

sql

– 自动搜索基备份
BACKUP DATABASE INCREMENT WITH BACKUPDIR ‘/backup/base’;

– 指定基备份
BACKUP DATABASE INCREMENT BASE ON BACKUPSET ‘/backup/full_bak_01’
BACKUPSET ‘/backup/inc_bak_01’;
5.1.3 表空间备份
完全备份：

sql

BACKUP TABLESPACE MAIN BACKUPSET ‘/backup/ts_main_full’;
增量备份：

sql

BACKUP TABLESPACE MAIN INCREMENT WITH BACKUPDIR ‘/backup/base’
BACKUPSET ‘/backup/ts_main_inc’;
限制条件： MOUNT状态/MPP环境不允许表空间备份

5.1.4 高级备份选项
完整备份示例：

sql

BACKUP DATABASE TO WEEKLY_FULL_BAK BACKUPSET ‘/backup/bak_20231220’
DEVICE TYPE DISK
BACKUPINFO ‘完整数据库备份’
MAXPIECESIZE 300
COMPRESSED LEVEL 5
PARALLEL 6;
加密备份：

sql

BACKUP DATABASE BACKUPSET ‘/backup/encrypted_backup’
IDENTIFIED BY “password123”
WITH ENCRYPTION 2
ENCRYPT WITH RC4;
5.1.5 表备份
特性：

均为联机完全备份

不需要备份归档日志

不支持增量备份

基本语法：

sql

BACKUP TABLE tab_01 BACKUPSET ‘/backup/table_bak’;
限制：备份状态/MOUNT状态/MPP环境不允许表备份

5.1.6 归档备份
前提条件：服务器必须配置归档

备份语法：

sql

BACKUP ARCHIVE LOG ALL BACKUPSET ‘/backup/arch_bak’;
5.1.7 跟踪日志
配置示例：

sql

BACKUP DATABASE BACKUPSET ‘/backup/with_trace’
TRACE FILE ‘/logs/backup_trace.log’
TRACE LEVEL 2;
参数说明：

TRACE FILE：跟踪日志文件路径

TRACE LEVEL：1-不启用，2-启用（默认1）

5.2 备份管理
5.2.1 备份信息视图
DM8提供完整的备份监控视图体系：

视图名称

功能描述

V$BACKUPSET

备份集基本信息

V$BACKUPSET_DBINFO

备份集的数据库信息

V$BACKUPSET_DB

备份集中数据库文件信息

V$BACKUPSET_ARCH

备份集的归档信息

V$BACKUPSET_BKP

备份片的详细信息

V$BACKUPSET_SEARCH_DIRS

备份集搜索目录

V$BACKUPSET_TABLE

备份表信息

V$BACKUPSET_INDEX

备份索引信息

V$BACKUPSET_SUBS

并行子备份集信息

5.3 还原操作
5.3.1 工具选择
Disql工具：支持表还原和库还原

DMRMAN工具：表空间还原必须使用

5.3.2 表空间还原条件
表空间必须处于完整状态

支持从表空间完全/增量备份或数据库备份还原

5.3.3 表还原特性
不需要配置归档

表处于OPEN状态时可执行

需要恢复操作完成数据一致性

第六章最佳实践建议
6.1 备份策略设计
完全备份频率：

生产环境：每周至少一次完全备份

开发测试环境：根据变更频率调整

增量备份策略：

数据变更频繁：每天执行增量备份

结合业务低峰期安排备份窗口

6.2 恢复演练
定期进行恢复测试，验证备份有效性

制定详细的灾难恢复预案

记录恢复时间和成功率的监控指标

6.3 性能优化建议
备份性能：

根据存储性能调整并行度

使用压缩减少网络传输和存储占用

合理设置备份片大小，避免文件过大

恢复性能：

预先准备恢复环境，减少等待时间

根据业务优先级制定恢复顺序

监控恢复进度，及时调整资源分配

作者