VẤN ĐỀ SAO LƯU VÀ PHỤC HỒI DỮ LIỆU TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN

Trong phần dưới đây, em xin giới thiệu về giải pháp sao lưu và phục hồi dữ liệu trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu 9i mà em đã đề xuất và áp dụng giải quyết bài toán, giải pháp này bao gồm

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

KIỀU CHÍNH

VẤN ĐỀ SAO LƯU VÀ PHỤC HỒI DỮ LIỆU

TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

KIỀU CHÍNH

VẤN ĐỀ SAO LƯU VÀ PHỤC HỒI DỮ LIỆU

TRONG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHÂN TÁN

Ngành: Công nghệ thông tin

Mã số: 1.01.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN TUỆ

Hà Nội - 2008

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 3

DANH MỤC HÌNH VẼ 4

LỜI CẢM ƠN 5

MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 7

I.1 Giới thiệu bài toán 7

I.2 Hiện trạng hệ thống ứng dụng quản lý nhân sự 8

I.2.1 Mô hình ứng dụng 8

I.2.2 Đặc điểm của mô hình cơ sở dữ liệu đang sử dụng 9

I.2.3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu 11

I.2.4 Phân tán dữ liệu 12

I.2.5 Định vị dữ liệu 17

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CSDL ORACLE 18

II.1 Kiến trúc cơ sở dữ liệu 18

II.1.1 Cấu trúc bộ nhớ 18

II.1.2 Các tiến trình nền 20

II.1.3 Tổ chức file trong Oracle 21

II.2 Sao lưu dữ liệu 23

II.2.1 Các thuật ngữ trong sao lưu của Oracle 23

II.2.2 Archiving 25

II.2.3 Chiến lược sao lưu 26

II.2.4 Các phương pháp sao lưu 29

II.2.5 Tiện ích RMAN 29

II.2.6 Sao lưu vật lý 60

II.3 Phục hồi dữ liệu 63

II.3.1 Các kiểu phục hồi 63

II.3.2 Thực hiện phục hồi bằng RMAN 64

II.3.3 Phục hồi bằng tay 67

CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT PHƯƠNG HƯỚNG GIẢI QUYẾT 70

III.1 Chiến lược sao lưu 70

III.1.1 Sao lưu toàn bộ 70

III.1.2 Sao lưu gia tăng 71

III.1.3 Sao lưu khác biệt 71

III.2 Một số kịch bản phục hồi phương tiên tiêu biểu 71

III.2.1 Phục hồi hoàn toàn 71

III.2.2 Phục hồi Không gian bảng (Table space) 73

III.2.3 Phục hồi tập tin dữ liệu 75

III.2.4 Phục hồi không hoàn toàn 76

CHƯƠNG IV KẾT LUẬN 79

IV.1 Những kết quả đã đạt được 79

IV.2 Hướng phát triển của đề tài 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

1 ADB Ngân hàng Phát triển Châu Á

2 AFD Cơ quan Phát triển Pháp

11 NQTCSDL Nhà quản trị cơ sở dữ liệu

DANH MỤC HÌNH VẼ

1 Hình 1 Thiết kế phân đoạn quan hệ NHÂN SỰ

2 Hình 2 Thiết kế phân đoạn quan hệ CHUYÊN MÔN

3 Hình 3 Thiết kế phân đoạn quan hệ DANH HIỆU

4 Hình 4 Thiết kế phân đoạn quan hệ CHÍNH TRỊ

5 Hình 5 Thiết kế phân đoạn quan hệ NGOẠI NGỮ

6 Hình 6 Thiết kế phân đoạn quan hệ QUẢN LÝ

7 Hình 7 Kiến trúc tổng thế của CSDL Oracle

8 Hình 8 Lịch sao lưu dữ liệu

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây cơ sở dữ liệu phân tán đã trở thành một lĩnh vực quan trọng của xử lý thông tin Cơ sở dữ liệu phân tán là một tập hợp dữ liệu thuộc về cùng một hệ thống một cách logic nhưng được trải ra trên các trạm của một mạng máy tính Hầu hết các hệ thống thông tin từ đơn giản đến phức tạp đều sử dụng cơ sở dữ liệu như là một thành phần không thể thiếu của hệ thống Cơ sở dữ liệu phân tán đem đến nhiều ưu điểm về tính tin cậy và sẵn sàng cao của hệ thống

Trong thực tế áp dụng, có nhiều phương pháp giúp nâng cao tính sẵn sàng và an toàn của cơ sở dữ liệu Một trong các phương pháp đó là phương pháp Sao lưu

và phục hồi dữ liệu Với phương pháp này, bằng cách tạo ra các bản sao của cơ

sở dữ liệu hiện tại, khi hệ thống gặp sự cố buộc phải ngừng hoạt động, ta có thể đưa hệ thống hoạt động chở lại sớm hơn nhờ có bản sao lưu Phương pháp này giúp giảm thiểu khả năng mất mát dữ liệu và giảm thời gian ngưng trệ của hệ thống

Cấu trúc nôi dung của luận văn bao gồm các phần như sau:

Chương 1: Trình bày giới thiệu về bài toán, các vấn đề cần giải quyết và hiện

trạng của bài toán

Chương 2: Giới thiệu tổng quan về hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle9i, cơ chế

và chiến lược sao lưu trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

Chương 3: Đề xuất phương hướng giải quyết bài toán, đưa ra cụ thể phương

pháp sao lưu và chiến lược sao lưu cho bài toán

Phần kết luận trình bày tóm tắt về các nội dung thực hiện trong luận văn, đồng thời đưa ra các vấn đề nghiên cứu tiếp cho tương lai Phần phụ lục trình bày một số tài liệu tham khảo được dùng trong luận văn

Do thời gian nghiên cứu và trình độ có hạn, luận văn không tránh khỏi có những hạn chế và thiếu sót Tôi xin được tiếp thu ý kiến, đánh giá, chỉ bảo của các thầy giáo cũng như các bạn bè và đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn

Hà nội, tháng 12 năm 2008

Học viên

Kiều Chính

CHƯƠNG I

ĐẶT VẤN ĐỀ

I.1 Giới thiệu bài toán

Đầu năm 2006, với sự tài trợ của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB),

Quỹ phát triển Bắc Âu (NDF), Cơ quan Phát triển Pháp (AFD), Tổ chức

hợp tác Quốc tế Nhật Bản (JICA) Tổng cục dạy nghề đã xây dựng thành

công dự án “Xây dựng hệ thống thông tin phục vụ cải cách hệ thống giáo

dục kỹ thuật và dạy nghề cho Tổng cục dạy nghề” Dự án này đã có nhiều

đóng góp trong việc cải cách hệ thống giáo dục kỹ thuật & dạy nghề cho

Tổng cục và cải cách định hướng thị trường lao động của hệ thống VTE,

phát triển các trường đạo tào dạy nghề trọng điểm, cải cách tính hiệu quả

nội bộ, xây dựng và phát triển hệ thống thông tin quản lý giáo dục kỹ

thuật và dạy nghề Hệ thống đã đạt được một số kết quả như sau:

 Đầu tư và xây dựng cơ sở hạ tầng hệ thống thông tin: Bao gồm

việc đầu tư các thiết bị tin học tại Tổng cục dạy nghề và các chi cục

nhằm mục đích đảm bảo cho sự hoạt động hữu hiệu của Trung tâm

xử lý và điều hành của Tổng cục dạy nghề trong việc xử lý các số

liệu chuyên ngành và việc quản lý hành chính tại Cục, tạo điều kiện

thuận lợi cho việc phối hợp giữa các bộ phận quan trọng nhất của

ngành với cơ quan quản lý nhà nước Và cùng với việc xây dựng cở

sở hạ tầng để nhằm thực hiện các chức năng kết nối giữa các cá

nhân, tổ chức, đơn vị trực thuộc Cục với mạng LAN tại Tổng cục

dạy nghề nhằm đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin thường xuyên

 Đầu tư và xây dựng hệ thống phần mềm Quản lý nhân sự của

Tổng cục: phần mềm được xây dựng nhằm mục đích quản lý Giảng

viên trong toàn Tổng cục dạy nghề, phần mềm được viết trên mô

hình phân tán, dữ liệu và ứng dụng được cục bộ hóa tại các tỉnh Hải

Dương, Hải Phòng, Hà Tây

Tuy nhiên sau khi phần mềm ứng dụng Quản lý nhân sự được đưa vào

vận hành một năm đã xảy ra nhiều sự cố gây hư hỏng mất mát dữ liệu

của toàn Tổng cục Có nhiều nguyên nhân dẫn tới việc hư hỏng mất mát

dữ liệu, bốn nhân tố chính có thể kể đến là do:

 Con người

hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle

Trong phần dưới đây, em xin giới thiệu về giải pháp sao lưu và phục hồi

dữ liệu trong hệ quản trị cơ sở dữ liệu 9i mà em đã đề xuất và áp dụng giải quyết bài toán, giải pháp này bao gồm một số điểm chính như sau:

 Hiện trạng hệ thống ứng dụng

 Tổng quan về hệ quản trị CSDL Oracle

 Đề xuất phương pháp sao lưu và phục hồi

 Đánh giá hiệu quả của phương pháp

I.2 Hiện trạng hệ thống ứng dụng quản lý nhân sự

I.2.1 Mô hình ứng dụng

Ứng dụng tại Tổng cục dạy nghề được thiết kế dựa trên môi trường 3 lớp, bao gồm lớp Presentation (lớp trình diễn), Business Logic (lớp giao dịch) và Data Access (lớp cơ sở dữ liệu), cơ chế hoạt động của ứng dụng được mô tả như sau:

Presentation: gửi yêu cầu và nhận kết quả từ lớp Business Logic, Business Logic nhận các yêu cầu từ phía Presentation, phân tích và xử lý các yêu cầu của phía Presentation, sau đó gửi các yêu cầu đến lớp Data Access để truy xuất số liệu hay cập nhật số liệu (thông qua các câu lênh truy xuất SQL), nhận lại các kết quả và gửi các kết quả đó cho phía Client Data Access tiếp nhận các yêu cầu từ lớp Business Logic và trả lại kết quả cho lớp Business Logic

Mô hình ứng dụng là cho phép triển khai trên diện rộng như trên cả nước hoặc trên toàn thế giới, việc xử lý của ứng dụng và xử lý CSDL đều được thực hiện trên máy chủ, ứng dụng được triển khai ngay tại đó, mọi máy tính trên toàn thế giới đều có thể sử dụng ứng dụng nếu ứng dụng được đưa lên mạng Internet thông qua một địa chỉ IP hoặc một tên miền do các nhà cung cấp dịch vụ ISP cung cấp cho nên không phải quan tâm đến

việc cài đặt ứng dụng trên các máy lẻ nữa, cũng như việc nâng cấp và sửa lỗi được thực hiện một cách dễ dàng ngay tại máy chủ

Mô hình này có những ưu điểm như:

 Tách biệt phần giao diện người dùng và trình diễn ra khỏi phần nghiệp vụ của ứng dụng, rút ngăn thời gian phát triển và kiểm tra ứng dụng

 Đóng gói riêng phần truy cập dữ liệu cho phép thay đổi hệ CSDL một cách dễ dàng

 Làm đơn giản phần an toàn bảo mật cho dữ liệu

 Bổ sung khả năng quản lý sức tải của máy chủ một cách linh hoạt

 Nâng cao hiệu năng mạng đạt được thông qua việc phân đoạn xử

lý

I.2.2 Đặc điểm của mô hình cơ sở dữ liệu đang sử dụng

Mô hình cơ dử dữ liệu Tồng cục đã triển khai cho hệ thống phần mềm

quản lý nhân sự là mô hình Cơ sở dữ liệu phân tán Khi nhắc đến cơ sở

dữ liệu chúng ta thường liên tưởng đên khái niệm “Cơ sở dữ liệu phân

tán là một tập hợp dữ liệu thuộc về cùng một hệ thống một cách logic nhưng được trải ra trên các trạm của một mạng máy tính” [1]

Quản trị các CSDL phân tán với các mức trong suốt khác nhau

Một cách lý tưởng, một hệ quản trị cơ sở dữ liệu phải trong suốt phân tán, nghĩa là che dấu các chi tiết về việc các file (bảng, quan hệ) được lưu trữ vật lý ở đâu trong hệ thống

Các kiểu trong suốt có thể là:

 Trong suốt phân tán hay trong suốt mạng: điều này đề cập tới việc

người sử dụng không cần biết đến các chi tiết thao tác của mạng Trong suốt phân tán được chia thành trong suốt địa điểm và trong suốt tên Trong suốt địa điểm nghĩa là lệnh để thực hiện một nhiệm

vụ độc lập với địa điểm của dữ liệu và địa điểm của hệ thống mà ở

đó các câu lệnh được đưa ra Trong suốt tên nghĩa là mỗi khi một tên được chỉ ra, các đối tượng được đặt tên có thể được truy cập một cách rõ ràng mà không cần có các đặc tả thêm

 Trong suốt bản sao : Các bản sao dữ liệu có thể được lưu trữ tại

nhiều trạm để việc tìm kiếm, thực hiện và sự tin cậy tốt hơn Trong

suốt bản sao làm cho người sử dụng không biết về sự tồn tại của các bản sao

 Trong suốt Phân đoạn: Có hai kiểu phân đoạn được thực hiện:

Phân đoạn ngang chia một quan hệ thành các tập hợp các bộ (các dòng) Phân đoạn dọc phân chia một quan hệ thành các quan hệ con trong đó mỗi quan hệ con được xác định bởi một tập hợp con các cột của quan hệ ban đầu Một truy vấn của người sử dụng phải được chuyển đổi thành nhiều truy vấn đoạn Trong suốt phân đoạn làm cho người sử dụng không biết về sự tồn tại của các phân đoạn

Tính tin cậy và sẵn sàng đƣợc tăng lên

Đây là hai ưu điểm quan trọng nhất của cơ sở dữ liệu phân tán [1] Tính tin cậy được xác định như là xác suất mà một hệ thống đang chạy tại một thời điểm nào đó Nhưng ngược lại tính sẵn sàng là xác suất mà một hệ thống sẵn sàng liên tục trong một khoảng thời gian Khi dữ liệu và phần mềm hệ quản trị cơ sở dữ liệu được phân tán trên nhiều trạm, một trạm

có thể hỏng trong khi đó các trạm khác tiếp tục hoạt động Chỉ dữ liệu và phần mềm hệ quản trị cơ sở dữ liệu tại trạm bị hỏng là không thể truy cập được Điều đó làm cải thiện cả tính tin cậy và tính sẵn sàng Việc tạo bản sao một cách đúng đắn tại nhiều trạm có thể làm cho sự cải thiện tốt hơn Trong hệ thống tập trung, sự hư hỏng tại một trạm làm cho toàn bộ hệ thống không sẵn sàng đối với mọi người sử dụng Trong một cơ sở dữ liệu phân tán, một số dữ liệu có thể không đi đến được nhưng người dùng vẫn còn có thể truy cập đến các phần khác của cơ sở dữ liệu

Hiệu suất đƣợc cải thiện

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân đoạn cơ sở dữ liệu bằng cách giữ các cơ

sở dữ liệu gần với nơi mà nó cần thiết nhất Việc định vị dữ liệu làm giảm sự cạnh tranh của CPU và các thiết bị vào/ra I/O và đồng thời làm giảm sự cản trở truy cập kéo theo trong các vùng mạng rộng Khi một cơ

sở dữ liệu lớn được phân tán trên nhiều trạm, các cơ sở dữ liệu nhỏ tồn tại trên mỗi trạm Kết quả là các truy vấn địa phương và các giao tác truy cập các dữ liệu tại một trạm riêng lẻ có hiệu suất tốt hơn do cơ sở dữ liệu địa phương của nó nhỏ hơn Số các giao tác tại mỗi trạm ít hơn số giao tác được đưa ra đối với một cơ sở dữ liệu tập trung Hơn nữa, tính song song các truy vấn có thể đạt được bằng việc thực hiện nhiều truy vấn tại các trạm khác nhau, hoặc bằng việc chia một truy vấn thành một số các

truy vấn con thực hiện một cách song song Điều đó làm cho hiệu suất được cải thiện

Dễ mở rộng

Trong môi trường phân tán, việc mở rộng hệ thống theo nghĩa thêm vào các dữ liệu làm tăng cỡ của cơ sở dữ liệu hoặc thêm vào các bộ xử lý là

dễ hơn nhiều

I.2.3 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán Tổng cục dạy nghề đang sử dụng là hệ quản trị cơ sở dữ liệu phân tán– Oracle 9i Đây là một hệ thống phần mềm quản trị một cơ sở dữ liệu phân tán và làm cho việc phân tán trở nên trong suốt đối với người sử dụng

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu mạnh

mẽ, với nhiều ưu điểm như:

 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle có nhiều tính năng hỗ trợ cơ sở dữ liệu phân tán rất tốt như các tính năng Oracle Recovery Manager, Oracle Data Guard…

 Oracle 9i nhiều tính năng ưu việt hơn các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác như: tính sẵn sàng cao, khả năng nâng cấp, bảo mật, quản trị

hệ thống

 Chi phí khi hệ thống bị dừng hoạt động ngày một lớn, do vậy nhất thiết bằng mọi cách phải nhanh chóng đưa Cơ Sở Dữ Liệu trở lại hoạt động Oracle9i cung cấp một số tính năng mới để tự động và làm đơn giản việc phục hồi Cơ Sở Dữ Liệu Công cụ Oracle Recovery Manager bao gồm các tính năng mạnh như: dễ cài đặt thiết lập, phục hồi tự động, khôi phục lại dữ liệu bị hỏng do sai sót của người sử dụng Công cụ này còn cung cấp tính năng chia nhỏ các thao tác sao lưu và phục hồi nhanh hơn so với các phiên bản trước

 Oracle9i bao gồm chương trình Data Guard(sẵn sàng phục hồi dữ liệu) để khôi phục Cơ Sở Dữ Liệu trong những trường hợp bất khả kháng như thiên tai, hoả hoạn Data Guard tự động thực hiện các thao tác khôi phục hệ thống phức tạp và cung cấp phương tiện để theo dõi, thông báo và điều khiển quá trình khôi phục hệ thống

 Trong quá trình sao lưu và phục hồi dữ liệu nếu bị mất điện đột ngột, quá trình thực hiện sẽ được tiếp tục chạy từ lúc mất điện thay

vì phải thực hiện lại từ đầu như các phiên bản trước Phiên bản mới còn cho phép xem được các câu lệnh mà người sử dụng đã thao tác đồng thời có thể khôi phục được các dữ liệu đã bị nhầm trước đó 1 giờ hoặc 1 ngày Ngoài ra nó còn hỗ trợ cho các font Unicode 3.0

Hệ thống cơ sở dữ liệu ORACLE cho phép quản lý số lượng dữ liệu rất lớn với độ bảo mật và an toàn cao, hỗ trợ các tiện ích quản lý cơ sở dữ liệu như đồng bộ dữ liệu, kiểm tra ràng buộc, toàn vẹn dữ liệu tại các điểm lưu trữ khác nhau Với nhiều tính năng hỗ trợ mạnh cho Internet, khả năng lưu trữ dữ liệu cực lớn, dạng dữ liệu phong phú như hình ảnh,

âm thanh, công cụ hỗ trợ lập trình web như WEBDB, ORACLE thực

sự là giải pháp đúng đắn để phát triển ứng dụng

Hệ thống ứng dụng quản quản lý nhân sự tại các trạm sử dụng mô hình

ứng dụng cục bộ, ứng dụng này được triển khai tại từng trạm, các truy

vấn tại trạm nào chỉ truy vấn đến dữ liệu tại trạm đó và được hệ thống máy tính tại trạm đó xử lý hoàn toàn Riêng ứng dựng quản lý nhân sự tại

Tổng cục lại sử dụng mô hình ứng dụng toàn cục, ứng dụng này cho

phép truy cập dữ liệu tại nhiều trạm đầu cuối Cấu trúc dữ liệu tại của ứng dụng nhân sự tại Tổng cục và các trạm Hải Dương, Hải Phòng, Hà Tây đều được thiết kế giống nhau

I.2.4 Phân tán dữ liệu

Hệ thống phân tán dữ liệu hiện tại đã đạt được một số ưu điểm như:

 Cục bộ xử lý (Processing Localty)

 Tính sẵn sàng sử dụng và tính đáng tin cậy (availability and repliability)

 Sự phân tán công việc (workload distribution)

 Chi phí lưu trữ và tính sẵn sàng (storage costs and availability)

Phân đoạn dữ liệu

Đối với ứng dụng quản lý nhân sự của Tổng cục dạy nghề, dữ liệu được phân doạn ngang dựa trên một số tiêu chí như sau:

 Ứng dụng cụ bộ tại Tổng cục và tại các sở giáo dục được thiết kế với các chức năng giống nhau

 Các ứng dụng cục bộ tại các sở giáo dục chỉ khai thác dữ liệu cục

bộ đặt tại sở mà không truy vấn dữ liệu đặt tại Tổng cục dạy nghề

và các sở khác (theo yêu cầu về mặt hành chính)

 Ứng dụng cục bộ tại Tổng cục dạy nghề ngoài việc truy vấn dữ liệu cụ bộ còn có thể truy vấn đến các dữ liệu đặt tại các sở giáo dục

 Đặc điểm của cơ sở dữ liệu quản lý nhân sự là có rất nhiều bảng danh mục, đây là bảng chứ các thông tin mà các bảng khác sử dụng để tham chiếu đến Các bảng danh mục này tại các sở giáo dục chứa các dữ liệu giống nhau, ví dụ bảng Ngoại_Ngữ…

Cơ sở dữ liệu nhân sự có các quan hệ toàn cục như sau:

 NHÂN VIÊN( Mã nhân viên, Họ và tên, Ngày sinh, Giới tính,

Quê quán, Dân tộc, Tôn giáo, Điện thoại, Chỗ ở hiện nay, Thành phần gia đình, Ngày vào Đảng, Chức vụ Đảng hiện nay, Năm vào ngành giáo dục, Năm vào biên chế, Xếp loại công chức, Trình độ tin hoc, Sở giáo dục)

 CHUYÊN MÔN( Mã chuyên môn, Hệ đào tạo, Ngành đào tạo)

 DANH HIỆU( Tên danh hiệu)

 CHÍNH TRỊ(Trình độ)

 NGOẠI NGỮ(Tên ngoại ngữ)

 QUẢN LÝ( Tên lớp quản lý)

 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM( Tên sáng kiến, kiểu sáng kiến,

cấp)

 LƯƠNG( Hệ số lương, bậc lương)

 NGẠCH CÔNG CHỨC(Mã ngạch công chức, Tên ngạch công

chức)

 BẬC HỌC(Tên bậc học)

 TRƯỜNG(Tên Trường, Địa chỉ, Điện thoại)

 TỔ CHUYÊN MÔN(tên tổ chuyên môn)

 THI ĐUA KHEN THƯỞNG(Số quyết định,Tên quyết định khen

thưởng, Hình thức khen thưởng, Loại khen thưởng, Ngày khen thưởng)

 HỢP ĐỒNG(Loại hợp đồng)

 NHÓM CHỨC DANH(Tên nhóm chức danh)

 CHỨC DANH CHUYÊN MÔN(Tên chức danh chuyên môn)

 QUAN HỆ GIA ĐÌNH(Họ và tên, nghề nghiệp, tuổi, giới tính,

loại quan hệ, nơi công tác)

Từ sơ đồ quan hệ E-R, ta nhận thấy từ Mã nhân viên ta có suy ra được các thuộc tính còn lại Vì thế khi thiết kế cơ sở dữ liệu phân tán cho ứng dụng quản lý nhân sự ta có thể thiết phân tán cho quan hệ toàn cục Nhân viên, đối với các quan hệ khác sẽ được thiết kế dư thừa tại tất cả các trạm

Quan hệ toàn cục NHÂN VIÊN được chia thành các phân đoạn ngang, theo thuộc tính Sở giao dục

NHÂN VIÊN (Mã nhân viên, Họ và tên, Ngày sinh, Giới tính, Quê quán, Dân tộc, Tôn giáo, Điện thoại, Chỗ ở hiện nay, Thành phần gia đình, Ngày vào Đảng, Chức vụ Đảng hiện nay, Năm vào nghành giáo dục, Năm vào biên chế, Xếp loại công chức, Trình độ tin hoc, Sở giáo dục) Khi đó phân đoạn ngang có thể được đinh nghĩa theo cách sau:

NHÂN VIÊN1= SL Sở giáo dục=”Tổng cục” NHÂN VIÊN

NHÂN VIÊN2= SL Sở giáo dục=”Hải Dương” NHÂN VIÊN

NHÂN VIÊN3= SL Sở giáo dục=”Hải Phòng” NHÂN VIÊN

NHÂN VIÊN4= SL Sở giáo dục=”Hà Tây” NHÂN VIÊN

Sự phân đoạn trên thỏa mãn điều kiện đầy đủ nếu thuộc tính Sở giáo dục

có 3 giá trị là Tổng cục, Hải Dương và Hải phòng Ngược lại, chúng ta không biết các bộ với các giá trị khác của Sở giao dục thuộc đoạn nào

Điều kiện xây dựng lại dễ dàng được kiểm chứng bởi vì luôn có thể xây dựng lại quan hệ toàn cục NHÂN VIÊN thông qua thao tác sau:

NHÂN VIÊN= NHÂN VIÊN1 UN NHÂN VIÊN2 UN NHÂN VIÊN3

UN NHÂN VIÊN4

Thiết kế phân đoạn dư thừa đối với quan hệ CHUYÊN MÔN

Trong đó CHUYÊN MÔN=CHUYÊN MÔN1= CHUYÊN MÔN2=CHUYÊN MÔN3= CHUYÊN MÔN4

Thiết kế phân đoạn dư thừa đối với quan hệ DANH HIỆU

CHUYÊN MÔN1 CHUYÊN MÔN

Trong đó DANH HIỆU= DANH HIỆU 1= DANH HIỆU 2= DANH HIỆU 3= DANH HIỆU 4

Thiết kế phân đoạn dư thừa đối với quan hệ CHÍNH TRỊ

Trong đó CHÍNH TRỊ= CHÍNH TRỊ 1= CHÍNH TRỊ 2= CHÍNH TRỊ 3= CHÍNH TRỊ 4

Thiết kế phân đoạn dư thừa đối với quan hệ NGOẠI NGỮ

Trong đó NGOẠI NGỮ= NGOẠI NGỮ 1= NGOẠI NGỮ 2= NGOẠI NGỮ 3= NGOẠI NGỮ 4

NGOẠI NGỮ1 NGOẠI NGỮ

NGOẠI NGỮ2 NGOẠI NGỮ3 NGOẠI NGỮ4

Hình 5 Thiết kế phân đoạn quan hệ NGOẠI NGỮ

CHÍNH TRỊ 1 CHÍNH TRỊ

CHÍNH TRỊ 2 CHÍNH TRỊ 3 CHÍNH TRỊ 4

Hình 4 Thiết kế phân đoạn quan hệ CHÍNH TRỊ

Thiết kế phân đoạn dư thừa đối với quan hệ QUẢN LÝ

Trong đó QUẢN LÝ= QUẢN LÝ 1= QUẢN LÝ 2= QUẢN LÝ 3= QUẢN LÝ 4

I.2.5 Định vị dữ liệu

Các đoạn của quan hệ được định vị như sau:

QUAN HỆ i với i =1 đặt tại site Tổng cục dạy nghề

QUAN HỆ i với i =2 tại site Sở giáo dục Hải Phòng

QUAN HỆ i với i =3 đặt tại site Sở giáo dục Hải Dương

QUAN HỆ i với i =4 đặt tại site Sở giáo dục Hà Tây

QUẢN LÝ1QUẢN LÝ

QUẢN LÝ2QUẢN LÝ3QUẢN LÝ4

Hình 6 Thiết kế phân đoạn quan hệ QUẢN LÝ

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ QUẢN TRỊ CSDL ORACLE

II.1 Kiến trúc cơ sở dữ liệu

II.1.1 Cấu trúc bộ nhớ

Bộ nhớ của CSDL Oracle bao gồm 2 cấu trúc được là SGA và PGA [7]

 SGA (System Global Area) là thành phần đầu tiên và cũng là quan

trọng nhất, hầu hết các yêu cầu về tài nguyên đều tham chiếu đến vùng bộ nhớ này

 PGA (Program Global Area) là vùng bộ nhớ dành cho các kết nối

của người dùng

Hình 7: Kiến trúc tổng thế của CSDL Oracle

Oracle SGA

Oracle SGA là cấu trúc bộ nhớ quan trọng nhất trong Oracle SGA lưu trữ những dữ liệu thường được truy xuất, qua đó giúp tăng tốc độ xử lý, khai thác và truy vấn dữ liệu

SGA bao gồm 3 thành phần như sau là

 buffer cache

 shared pool

 redo log buffer

Buffer cache bao gồm các vùng bộ đệm có kích thước tuân theo quy

định của database block Chúng được thiết kế để lưu trữ dữ liệu thường được truy vấn thông qua các câu lệnh SQL, nhằm cải thiện tốc độ truy vấn và cập nhật thay đổi của dữ liệu

Share pool lại bao gồm 2 thành phần bắt buộc và 1 thành phần không bắt buộc Hai thành phần bắt buộc là shared SQL library cache và data dictionary cache, còn thành phần không bắt buộc là thông tin về phiên làm việc của người dùng

Redo log buffer được sử dụng để lưu trữ online redo log trong bộ nhớ

cho đến khi dữ liệu được ghi vào disk

Shared Pool: bao gồm Library Cache (vùng nhớ chia sẽ các câu lệnh

SQL) và Row Cache (hay còn được gọi là Dictionary Cache hay Data Dictionary Cache)

 Library cache được thiết kế để lưu trữ thông tin về các câu lệnh

SQL thường hay sử dụng, thông tin này bao gồm cú pháp câu lệnh, các tham số và lịch trình thực hiện Khi một người dùng câu lệnh SQL, Oracle sẽ kiểm tra câu lệnh này có sẵn trong Library cache không, nếu có Oracle sẽ trả lại luôn kết quả, thay vì phải thực hiện đầy đủ các thao tác xử lý

 Row cache: bao gồm các định nghĩa về cơ sở dữ liệu thường hay

sử dụng như Table, indexs, colums, user và các quyền truy cập

PGA (Program Global Area): là vùng bộ nhớ hỗ trợ các lệnh thực thi của

người dùng Việc cấp phát và giải phóng vùng bộ nhớ này được thực hiện ngay khi tiến trình của người bắt đầu và kết thúc Đặc điểm của PGA:

 Vùng bộ nhớ hỗ trợ cho việc sắp xếp rows trước khi trả lại cho người dùng

 Lưu trữ trạng thái của các Con trỏ của phiên hiện tại

 Lưu trữ các tham số thực thay vì các tham biến cho câu lệnh SQL

 Vùng bộ nhớ lưu trữ các biến và mảng theo phiên

 Lữu trữ dữ liệu người dùng theo phiên làm việc, quyền và các thông tin liên quan đến phiên làm việc

 PGA là vung bộ nhớ có thể ghi đè và không chia sẻ

II.1.2 Các tiến trình nền

Oracle có 5 tiến trình hệ thống chính [2, 3]:

 PMON ( Process Monitor)

 SMON (System Monitor)

 DBWR (Database Writer)

 LGWR (Log Writer)

 CKPT (Checkpoint Process)

PMON (Process Monitor)

 Xóa và làm sạch các phiên làm việc của người dùng kết thúc bất thường

 Khôi phục lại bất các giao dịch nào Commit

 Giải phóng các chiếm dụng của các tiến trình đã kết thúc

 Giải phóng tài nguyên đã cấp phát cho các tiến trình thất bại

 Khởi động lại các shared server và các tiến trình dispatcher

SMON (System Monitor)

 Thực hiện tự động các khôi phục dữ liệu

 Khôi phục lại dữ liệu theo vết được ghi trong Online rodo log trong trường hợp các các dữ liệu thay đổi này chưa được ghi vào đĩa

 Khôi phục lại tất cả giao dịch chưa được commit

 Tự động dò và giải phóng các vùng bộ nhớ được cấp phát những

đã không sử dụng trong một thời gian dài

 Ghép các vùng không gian liên tiếp không sử dụng lại thành một khối trong file dữ liệu

DBWR (Database Writer)

 Ghi tất cả các thay đổi trong Buffer cache vào file dữ liệu

 Sử dụng LRU (least recently used) thuật toán cho phép lưa chọn lưu trữ các khối dữ liệu hay sử dụng trong bộ nhớ

 Tối ưu hoạt động vào ra dữ liệu

 Ghi dữ liệu vào file dữ liệu trong một số trường hợp sau:

 Vùng bộ nhớ lưu trữ dữ liệu tạm thời đầy

 Sự kiện Time-out xảy ra

 Sự kiện checkpoint xảy ra

LGWR (Log Writer) – Ghi thông tin từ Redo log buffer vào redo log

files

 Lệnh commit chưa được hoàn tất thực hiện cho đến khi tất cả các thay đổi đã được ghi lại trong redo log file

 Việc ghi redo log buffer vào redo log files được thực hiện khi:

 Lệnh commit được thực hiện

 Redo log buffer đầy 1/3

 Redo log buffer đã ghi hơn 1MB thông tin về thay đổi dữ liệu

 Trước khi DBWR thực hiện xong

CKPT (Checkpoint Process) nhằm tăng tốc độ thực thi của cơ sở dữ liệu

có quá nhiều files

 Thực hiện LGWR trong sự kiện checkpoint

 Headers của file dữ liệu và file điều khiên được cập nhật tại cuối

sự kiện checkpoint

II.1.3 Tổ chức file trong Oracle

Data Files [6, 7, 8]

 Lưu trữ dữ liệu về từ điển

 Đối tượng của người dùng

 Dữ liệu ảnh của các giao dịch(transactions ) hiện thời

Redo Logs

 Ghi lại tất cả các thay đổi của dữ liệu trong cơ sở dữ liệu

 Redo logs được sử dụng lại, khi đầy sẽ được ghi đè lên

 Mỗi nhóm redo log phải bao gồm ít nhất 2 file redo log và mỗi file được lưu trên các ổ đĩa cứng khác nhau

 Mỗi nhóm redo logs sẽ được gán cùng một số thứ tự

Sử dụng lệnh ALTER DATABASE ADD LOGFILE MEMBER thêm một redo log mới vào nhóm redo log hiện thời, và sử dụng ALTER

DATABASE DROP LOGFILE MEMBER để xóa thành phần redo log

khi file redo log không hợp lệ

Để thay đổi vị trí của file log ta thực hiện lệnh:

 ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE ;

 Copy file log đến vị trị đã định bằng lệnh của hệ điều hành

 ALTER DATABASE RENAME FILE ; sẽ ghi lại sự thay đổi trong file điều khiển (control files)

Control Files

 Đây là file nhị phân, chứa cấu trúc của cơ sở dữ liệu

 Bắt buộc phải sử dụng trong các kiểu khởi động cơ sở dữ liệu như mount, open, và truy cập CSDL

 Các thông tin về đồng bộ dữ liệu cần thiết cho việc khôi phục cơ

 Lưu trữ mật khẩu của người dùng với quyền Admin

 Chỉ sử dụng trong xác thực mức cơ sở dữ liệu

Archived redo log files

 Lưu trữ phiên bản offline của redo log files

 Sử dụng trong việc khôi phục dữ liệu từ sự cố về media

II.2 Sao lưu dữ liệu

Sao lưu CSDL được dùng để tránh mất dữ liệu Bất cứ điều gì cũng có thể dẫn đến mất dữ liệu, vì thế cần thiết phải có hệ thống sao lưu Sao lưu bao gồm việc giữ các bản sao các tập tin CSDL khác nhau để CSDL có thể được tạo lại khi cần toàn bộ hoặc từng phần Sao lưu Oracle liên quan đến sao chép các tập tin CSDL Oracle Thường là các tập tin dữ liệu, tập tin điều khiển và các tập tin redo log Ta cũng có thể vận hành CSDL Oracle ở 2 chế dộ: archivelog và noarchivelog Nếu CSDL hoạt động ở chế độ archivelog, Oracle sẽ lưu trữ tất cả các redo log trước khi ghi đè chúng Chế độ noarchivelog không lưu vết những thay đổi của CSDL do

nó ghi tất cả những thay đổi vào CSDL

II.2.1 Các thuật ngữ trong sao lưu của Oracle

Việc sao lưu CSDL là hoạt động then chốt và các kiểu sao lưư, các điều kiện ta thực hiện sao lưu đóng vai trò quan trọng trong khả năng phục hồi CSDL Hiểu rõ về các kiểu sao lưu và các khái niệm sao lưu cực kỳ quan trọng cho sự thành công của khôi phục CSDL

Các chế độ archivelog và noarchivelog [4, 5]

Oracle ghi tất cả những thay đổi với các khối dữ liệu trong bộ nhớ vào các redo log trực tuyến, thông thường trước khi chúng ghi vào các tập tin CSDL Trong quá trình phục hồi Oracle sẽ sử dụng những thay đổi đã ghi trong các tập tin redo log để đưa CSDL về trạng thái mới cập nhật gần nhất Oracle có thể quản lý các tập tin redo log theo 2 cách Trong chế độ archivelog, Oracle lưu trữ các redo log đã đầy Như vậy không có vấn đề sao lưu CSDL cũ tới mức độ nào, nếu ta đang ở chế độ archivelog ta có thể phục hồi CSDL tới bất cứ điểm thời gian nào bằng các redo log đã lưu trữ

Trong chế độ noarchivelog, các tập tin redo log đầy bị ghi đè và không được lưu trữ Chế độ noarchivelog ngụ ý rằng ta chỉ có thể phục hồi từ

dữ liệu sao lưu và ta sẽ mất tất cả những thay đổi đã thực hiện tới CSDL sau thời điểm sao lưu được thực hiện Chỉ có hoạt động ở chế độ archivelog đảm bảo những điều sau:

 Có thể phục hồi hoàn toàn CSDL từ sự hư hỏng thiết bị phương tiện cũng như thể hiện của CSDL

 Có thể phục hồi tất cả dữ liệu trong sự kiện hư hỏng ổ đĩa

 Có thể duy trì tính sẵn sàng cao bởi vì CSDL đang chạy ở chế độ archivelog không cần phải dừng hoạt động để sao lưu Ta có thể sao lưu trực tuyến trong chế độ này

 Có thể thực hiện sao lưu mở, nghĩa là sao lưu trong khi CSDL đang hoạt động

 Để thực hiện phục hồi không gian bảng đến một điểm thời gian bản phải chạy CSDL ở chế độ archivelog

Sao lưu CSDL từng phần và toàn bộ [4]

Ta có thể sao lưu toàn bộ hay một phần CSDL, chẳng hạn như sao lưu một không gian bảng hoặc một tập tin dữ liệu Thông thường hầu như chúng ta đều thực hiện sao lưu toàn bộ CSDL, nó bao gồm tất cả tập tin

dữ liệu và một tập tin quan trọng khác đó là tập tin điều khiển Không có tập tin điều khiển, Oracle không mở được CSDL, vì thế ta cần bản sao lưu mới nhất của tập tin điều khiển và tất cả các sao lưu tập tin dữ liệu dùng cho phục hồi

Sao lưu nhất quán và không nhất quán

Sự khác nhau giữa sao lưu nhất quán và không nhất quán thật đơn giản Sao lưu nhất quán không cần thực hiện quá trình phục hồi Khi một sao lưu được dùng để phục hồi CSDL hoặc một phần CSDL (không gian bảng hoặc tập tin dữ liệu), trước hết ta cần khôi phục CSDL từ bản sao lưu và sau đó phục hồi CSDL Trong trường hợp sao lưu nhất quán, thì không cần quá trình phục hồi này Ngược lại sao lưu không nhất quán luôn cần thực hiện quá trình phục hồi

Oracle gán cho mỗi giao dịch được ghi nhận (commit) một SCN (System Change Number) duy nhất Mỗi lần Oracle thực hiện checkpoint, tất cả

dữ liệu đã thay đổi trong tập tin dữ liệu trực tuyến được ghi vào đĩa Và mỗi lần có một checkpoint, chuỗi checkpoint trong tập tin điều khiển được cập nhật bởi Oracle Trong khi cập nhật chuỗi checkpoint này, Oracle làm cho tất cả các tập tin dữ liệu và tập tin điều khiển nhất quán

có cùng SCN Một CSDL nhất quán nghĩa là các SCN được lưu trong phần header của tất cả tập tin dữ liệu là như nhau, và cũng bằng với các SCN được lưu trong các tập tin điều khiển Tóm lại điều quan trọng là cùng một số SCN phải xuất hiện trong tất cả các tập tin dữ liệu và điều khiển

Để sao lưu nhất quán, CSDL cần được đóng (với lệnh shutdown hoặc shutdown transactional, không được dùng lệnh shutdown abort) hoặc ở vị trí mount sau khi được khởi động

Sao lưu đóng và mở

Sao lưu trực tuyến hoặc mở là những sao lưu được thực hiện trong khi CSDL đang mở và có thể được truy nhập đối với người dùng Ta chỉ có thể sao lưu trực tuyến khi CSDL chạy ở chế độ archivelog

Sao lưu đóng còn gọi là sao lưu nguội được thực hiện khi CSDL ngừng hoạt động Sao lưu đóng luôn nhất quán miễn là CSDL không bị dừng bằng lệnh shutdown abort

Quyết định thực hiện sao lưu trực tuyến hay sao lưu đóng là quyết định phụ thuộc vào các yêu cầu giao dịch Nếu hệ thống đòi hỏi CSDL của ta phải hoạt động 24/24 thì ta phải sao lưu trực tuyến Tần suất sao lưu đóng và số redo log được sinh ra bởi CSDL là 2 nhân tố đồng thời dùng

Khi cơ sở dữ liệu đang thực hiện sao lưu ở trạng thái NOARCHIVELOG

 Các dữ liệu phát sinh mới hay sửa đổi trong quá trình sao lưu sẽ bị mất

 Chỉ có thể khôi phục dữ liệu đến thời điểm thực hiện sao lưu

 Bắt buộc phải sao lưu toàn bộ cơ dữ liệu

 Khi backup bắt buộc phải shutdown cơ sở dữ liệu

 Không hỗ trợ Online-backup

Khi cơ sở dữ liệu đang thực hiện sao lưu ở trạng thái ARCHIVELOG

 Không mất mát các dữ lliệu phát sinh mới hay sửa đổi trong quá trình sao lưu

 Cho phép khôi phục dữ liệu linh hoạt: bất kể thời điểm nào hoặc theo các file sao lưu

 Hỗ trợ Online-backup

 Có thể khôi phục bất kể Tablespace nào trong khi phần dữ liệu còn lại vẫn hoạt động bình thường

 Không bắt buộc phải shutdown cơ sở dữ liệu trong khi sao lưu

Trong chế độ ARCHIVELOG, các tiến trình Archiver (ARCH) thực

hiện copy dữ liệu trong các file online redo log đến vị trí cần lưu trữ Khi tiến trình ARCH được thực hiện nó sẽ khóa tạm thời tiến trình LGWR trong suốt quá trình xử lý để bảo vệ tính bền vững của dữ liệu

Thậm chí kể cả khi CSDL đang ở trạng thái ARCHIVELOG, tiến trình

archiving cũng không tự động thi Khi đó, để khởi động một hoặc nhiều tiến trình ARCH ta phải thay đổi tham số

LOG_ARCHIVE_START=TRUE trong file init.ora

Để xác định ví trí chính lưu trữ Archive ta sử dụng tham số

LOG_ARCHIVE_DEST, và để dư phòng file lưu trữ archive ta dùng

MANDATORY Quá trình Archiving phải thực hiện thành công trước

khi online redo được sử dụng lại OPTIONAL Online redo có thể được sử dụng lại kể cả quá trình

Archiving không thành côngLOCATION Thiết lập vị trí cục bộ lưu trữ file archive

SERVICE Thiết lập vị trí từ xa lưu trữ file archive

REOPEN Thực hiện lại Archiving trong trường hợp không

thành công

Dưới đây là ví dụ về lệnh thay đổi trạng thái của cơ sở dữ liệu:

SVRMGR> shutdown immediate ;

SVRMGR> startup mount ;

SVRMGR> alter database archivelog ;

SVRMGR> alter database open ;

SVRMGR> archive log list ;

II.2.3 Chiến lược sao lưu

Ta không thể có một chính sách sao lưu tốt nếu không có ít nhất một chiến lược cơ bản liên quan đến việc sao lưu CSDL Ta có thể cho rằng theo thời gian sẽ có mất mát dữ liệu Ta cần một chiến lược để ta có thể sẵn sàng cho tình huống này

Chiến lược sao lưu của ta chủ yếu phụ thuộc vào loại SLA (Services Level Agreement) [4] SLA thường bao gồm các nhân tố sau:

 Duy trì các cửa sổ làm việc

 Nâng cấp các biểu thời gian

 Các thủ tục sao lưu và phục hồi

 Thời gian đáp ứng cho các hoạt động CSDL chính

 Các thông số về thời gian chết của server và CSDL

Hướng dẫn sao lưu

Chiến lược sao lưu tốt nhất cho phục hồi là tránh phải thực hiện phục hồi bằng cách thực hiện sao lưu và hệ thống bảo vệ dữ liệu thích hợp Các hướng dẫn chung như sau:

 Xây dựng khả năng dự phòng trong hệ thống bằng cách sử dụng hệ thống lưu trữ dựa trên RAID

 Thực hiện sao lưu thường xuyên và đều đặn để giảm bớt thời gian phục hồi

 Bảo trì các thiết bị lưu trữ các sao lưu của ta

 Luôn chạy CSDL chứa dữ liệu hữu dụng của tổ chức ở chế độ archivelog

 Luôn dùng cơ chế multiplex cho các tập tin điều khiển trên các ổ đĩa khác nhau được quản lý bởi các bộ điều khiển đĩa (disk controller) khác nhau Multiplex nghĩa là Oracle tự động duy trì nhiều hơn một bản sao của tập tin Thực hiện tương tự cho các redo log

 Sau mỗi lần thay đổi cấu trúc chính của CSDL, hãy sao lưu tập tin điều khiển

 Tận dụng thuận lợi của tùy chọn archivelog đa thành phần và thiết lập tùy chọn min succeed DEST giá trị tối thiểu là 2 hoặc lớn hơn

để đảm bảo rằng ta có nhiều tập archivelog tốt

 Luôn có nhiều hơn một bản sao của CSDL khi nó đang được sao lưu vào băng từ

 Luôn lập biểu sao lưu đều đặn các tập tin khởi tạo, tập tin mạng và tập tin mật khẩu

 Hạn chế tối thiểu việc sử dụng các tùy chọn không ghi log và không phục hồi

 Sử dụng công cụ RMAN để sao lưu và phục hồi RMAN duy trì tập tin log của tất cả các hoạt động sao lưu và phục hồi, vì thể rất

dễ để truy vết những hoạt động này

 Ít nhất có 2 bản sao các tập tin redo log, mỗi bản lưu trên một đĩa

để rút ngắn thời gian phục hồi nếu thiết bị lưu trữ chúng có vấn đề

 Nên giữ bản sao lưu CSDL cũ hơn để dự phòng thêm trong trường hợp các bản sao lưu hiện thời không thể dùng được vì lý nào đó Không là ý tưởng hay khi ghi đè ngay các băng từ lưu trữ vì lý do chi phí

 Đảm bảo các ứng dụng nằm trên các không gian bảng riêng biệt,

để ta không phải dừng nhiều hơn một ứng dụng nếu có vấn đề nghiêm trọng về phương tiện lưu trữ

 Xem xét sử dụng các kỹ thuật sao lưu dùng hệ thống lưu trữ bằng công nghệ snapshot giúp sao lưu nhanh các CSDL lớn

 Sử dụng tiện ích export để bảo vệ thêm dữ liệu

Kiểm tra các bản sao lưu

Thường NQT CSDL gặp phải là chiến lược sao lưu có nhược điểm xảy

ra trong quá trình phục hồi CSDL Nguyên nhân là do không thích hợp hoặc thậm chí không có một kế hoạch và kiểm tra chiến lược sao lưu và phục hồi Thời gian để biết CSDL của ta có thể được phục hồi hay không hầu như không xác định cho tới khi ta đang cố gắng phục hồi CSDL thực Để tránh phải trải qua một quá trình phục hồi tồi tệ như vậy, mỗi NQTCSDL nên thiết lập kế hoạch kiểm tra sao lưu và phục hồi CSDL Sau đây là một số hướng dẫn kiểm tra các bản sao lưu CSDL của ta:

 Kiểm tra tất cả các tập tin sao lưu Luôn kiểm tra và đảm bảo rằng các bản sao lưu thật sự đọc được Kiểm tra các khối sai lạc dữ liệu trong tập tin sao lưu để việc phục hồi không trở nên không thể thực hiện được do tập tin sao lưu bị hư Tiện ích RMAN và các sao lưu được quản lý bởi người dùng cung cấp cách kiểm tra sự sai lạc trong các khối

 Định kỳ khôi phục thử tất cả các CSDL quan trọng

 Kiểm tra sự toàn vẹn của các bản sao lưu bằng các tiện ích như dbverify và DBMS_REPAIR

II.2.4 Các phương pháp sao lưu

Dù ta thực hiện sao lưu trực tuyến hay ngoại tuyến, sao lưu toàn phần hay từng phần, ta có 2 phương pháp có thể thực hiện sao lưu Phương pháp thứ nhất gọi là sao lưu do người dùng quản lý, ở đó NQT CSDL hoặc người quản trị hệ thống sử dụng hoặc các tiện ích của hệ điều hành hoặc công cụ sao lưu của hãng thứ 3 để thực hiện sao lưu CSDL Phương pháp khác là sử dụng công cụ RMAN của Oracle, nó là thành phận của

bộ phần mềm Oracle 9i server Phần này chủ yếu hướng dẫn sử dụng RMAN để thực hiện sao lưu

Sau đây là tóm tắt kết quả của nhiều kiểu sao lưu CSDL ta có thể thực hiện: toàn phần và từng phần, đóng và mở, nhất quán và không nhất quán [4, 5, 6]:

 Nếu CSDL được đóng bằng lệnh shutdown abort, nó có thể không nhất quán

 Nếu CSDL mở trong khi sao lưu, nó luôn không nhất quán

 Nếu ta đang chạy CSDL ở chế độ archivelog, ta có thể thực hiện sao lưu mở mà luôn không nhất quán và sao lưu đóng mà hoặc nhất quán hoặc không nhất quán tùy thuộc vào cách CSDL được đóng

 Nếu ta đang chạy CSDL ở chế độ noarchivelog, ta chỉ có thể thực hiện phục hồi đóng

 Nếu ta đang chạy CSDL ở chế độ noarchivelog, ta chỉ có thể thực hiện sao lưu toàn phần Để có thể sao lưu một tập tin dữ liệu hoặc một không gian bảng, trong hầu hết các trường hợp ta nên chạy CSDL ở chế độ archivelog

II.2.5 Tiện ích RMAN

Như đã đề cập ở trên ta có thể thực hiện sao lưu CSDL theo 2 cách

 Thứ nhất là phương pháp sao lưu cho người quản lý(bằng tay), bao gồm viêc sử dụng các lệnh hệ điều hành để sao chép các tập tin liên quan đến một nơi khác và/hoặc thiết bị băng từ

 Phương pháp khác là dùng RMAN, được đóng gói chung với bộ phần mềm Oracle 9i server Với RMAN ta sao lưu các tập tin CSDL từ trong CSDL

RMAN là một tính năng cho phép quản trị và quản lý sao lưu, phục hồi

và khôi khục dữ liệu RMAN có thể được sử dùng bằng cửa sổ lệnh hoặc thông qua giao diện của Oracle Enterprise Manager

Một vài ưu điểm của RMAN

 RMAN cung cấp công cụ cũng như thông tin về các lần sao lưu, phục hồi và khôi phục dữ liệu

 RMAN hỗ trợ cơ chế sao lưu gia tăng (chỉ copy một số lương nhỏ các dữ liệu mà có thay đổi)

 RMAN nén những Block (thành phần trong file dữ liệu) chưa sử dụng

 RMAN cho phép sao lưu đồng thời nhiều file hơn khả năng hệ điều hành cho phép

 Với RMAN việc sao lưu có thể tự động hóa thông qua các đoạn script

Có thể sử dụng RMAN với 2 lựa chọn, với recovery catalog hoặc là không Recovery catalog bao gồm các thông tin giống như trong tập tin tin điều khiển (control file) được sử dụng để điều khiển việc sao lưu và phục hồi Recovery catalog có thể hỗ trợ nhiều CSDL, nó bao gồm tên và thời gian các lần sao lưu, danh sách tập tin redo log, các đoạn script và cấu trúc vật lý của CSDL Oracle khuyến nghị lưu recovery catalog tại một CSDL khác

 RMAN không cho sao lưu các file hệ thống và cầu hình cơ sở dữ liệu như: init.ora, password file, OS file

 RMAN không hỗ trợ những phiên bản từ 8 trở lại

 RMAN sử dụng tham số được lưa trong init.ora,

CONTROL_FILE_RECORD_KEEP_TIME để xác định thời

gian thông tin RMAN được lưu trữ trong tập tin điều khiển trước khi nó bị ghi đè lên

Lợi ích của RMAN

Những lợi ích mà RMAN đem lại khi so sánh với phương pháp truyền thống (dùng lệnh hệ điều hành):

 Ta có thể thực hiện sao lưu tăng bằng RMAN Kích thước tập tin sao lưu không phụ thuộc và kích thước CSDL Nó phụ thuộc mức

độ hoạt động trong CSDL, bởi vì các khối thay đổi được bỏ qua

trong sao lưu tăng Ta không thể thực hiện sao lưu tăng bằng bất

cứ phương pháp nào khác

 Lỗi do người dùng được giảm tối thiểu bởi vì RMAN giữ được vết của tất cả các tập tin và vị trí Khi ta hiểu cách dùng tiện ích RMAN, dễ dàng cho ta tiếp tục hoạt động sao lưu và phục hồi từ một NQTCSDL khác

 Một lệnh đơn giản chẳng hạn như backup database có thể sao lưu toàn bộ CSDL mà không cần các script phức tạp

 Dễ dàng tự động quá trình sao lưu và phục hồi bằng RMAN RMAN cũng có thể tự động song hành các phiên làm việc sao lưu

và phục hồi

 RMAN cũng có thể kiểm tra lỗi sao lưu và khôi phục, như thể đảm bảo rằng các tập tin sao lưu không bị lỗi RMAN có khả năng phục hồi bất cứ khối dữ liệu hư hỏng nào mà không cần offline tập tin

dữ liệu

 Trong khi sao lưu trực tuyến, không có redo log nào được sinh ra Không giống như sao lưu trực tuyến đang thực hiện dùng lệnh hệ điều hành, như thế sự quá tải làm chậm quá trình sao lưu trực tuyến

 Nếu ta sử dụng recover catalog, ta có thể lưu trực tiếp các script sao lưu và khôi phục trong nó

 RMAN có thể thực hiện giả lập sao lưu và khôi phục

 RMAN cho phép ta thực hiện sao lưu ảnh, tương tự các sao lưu tập tin dùng lệnh hệ điều hành

 RMAN có thể dễ dàng được tích hợp với sản phẩm quản lý phương tiện của hãng thứ 3 để thực hiện sao lưu vào băng từ dễ dàng

 RMAN được tích hợp tốt với chức năng soa lưu OEM, vì thế ta có thể lập biểu cho các job sao lưu một cách dễ dàng cho một số lớn CSDL thông qua một khung làm việc quản lý chung

 Ta có thể dễ dàng tạo bản sao CSDL và duy trì CSDL dự phòng dùng chức năng RMAN

Kiến trúc RMAN

RMAN được cung cấp miễn phí với phần mềm Oracle server Tiện ích làm việc bằng cách mở các phiên làm việc server với CSDL đích là

CSDL ta muốn sao lưu hoặc phục hồi Tập hợp thông tin về CSDL đích chẳng hạn như thông tin về giản đồ của nó, thông tin sao chép sao lưu, thiết lập cấu hình và script sao lưu và phục hồi được gọi là kho chứa của RMAN RMAN dùng kho dữ liệu này về CSDL đích để thực hiện các hoạt động sao lưu và phục hồi Các phần tiếp theo đề cập cách RMAN quản lý kho chứa quan trọng này

số lệnh ta chỉ có thể dùng khi ta sử dụng recovery catalog Nếu ta sử dụng tập tin điều khiển, có nguy cơ một số dữ liệu lịch sử bị ghi đè, nhưng recovery catalog đảm bảo cho tất cả dữ liệu như vậy Một recovery catalog trong hệ thống của ta có thể thực hiện sao lưu, khôi phục và các hoạt động phục hồi cho hàng tá CSDL Oracle Cho nên ta có thể tập trung và tự động các hoạt động sao lưu và phục hồi bằng recovery catalog

Media Management Layer

Ta có thể thực hiện các sao lưu xuống đĩa hệ điều hành dùng RMAN Nếu ta muốn sao lưu vào băng từ ta cần thêm phần mềm Media Management Layer (MML), chẳng hạn như sản phẩm Net-Worker của Legato Systems Ta cũng có thể dùng OEM để thực hiện sao lưu thông qua RMAN

Kết nối tới RMAN

Ta có thể kết nối tới RMAN bằng cách đơn giản là nhập RMAN ở dấu nhắc hệ điều hành, Điều này sẽ đưa ta đến dấu nhắc của RMAN, ở đây

ta có thể nhập các lệnh khác nhau Hoặc ta có thể chỉ ra các lệnh sau khi

ta gọi RMAN Ta cũng có thể dùng các lệnh của RMAN ở dạng bó lệnh hoặc thông qua các kí hiệu ống dẫn bằng cách dùng gói DBMS_PIPE của Oracle

Các phần sau đây chứa một số vị dụ về cách ta có thể kêt nối tới RMAN Lưu ý là ta phải có đặc quyền SYSDBA để kết nối tới các CSDL khác thông qua RMAN Ta không càn có quyền SYSDBA chỉ để kết nối đến danh mục RMAN, vì ta có thể thực hiện với tài khoản và mật khẩu

RMAN đặc biệt Như ta sẽ thấy trong phần tạo “recovery catalog” người dùng RMAN là chủ sở hữu của danh mục Ta cũng có thể kết nối tới RMAN thông qua xác thực mật khẩu cơ sở dữ liệu bằng tên người dùng SYS Ta cũng có thể kết nối tới CSDL dùng xác thực hệ điều hành

Kết nối tới RMAN thông qua xác thực cơ sở dữ liệu

Ta có thể đăng nhập vào tiện tích RMAN dùng các ủy nhiệm CSDL Ta cần có quyền SYSDBA để dùng RMAN Các ví dụ sau dùng tài khoản người dùng SYS để đăng nhập vào RMAN

Ví dụ sau đây gọi là rman sau đó kết nối tới CSDL đích bằng người dùng system, mật khẩu là manager1 (thay manager1 bằng mật khẩu hệ thống của ta), dùng lệnh exit để thóat khỏi RMAN

C:\>rman

RMAN> connect target system/manager1

Connected to target database: DATA_TCDN (DBID=3382846481)

RMAN>exit

Recovery Manager complete

C:\>

Kết quả sau đây tương đường với các lệnh trước Trong cả 2 trường hợp

ví dụ, ta đều đang kết nối tới CSDL đích là GEN2 Ngay khi kết nối tới CSDL đích, sau đó có thể tiến hành các lệnh sao lưu/ phục hồi tương ứng Lệnh exit sẽ giúp thoát khỏi RMAN

C:\>rman target system/manager1

RMAN> exit

Recovery Manager complete

C:\>

Kết nối tới RMAN dùng xác thực hệ điều hành

Ta cũng có thể đăng nhập vào RMAN dùng xác thực hệ điều hành Trong trường hợp này, ta không cần dùng tài khoản và mật khẩu system/manager1 Ta có thể thực hiện như sau:

C:\>rman target/

RMAN>

Như trong trường hợp xác thực bằng CSDL, ta cũng có thể kết nối tới

RMAN bằng cách nhập RMAN và sau đó kết nối tới CSDL đích và danh

mục CSDL phục hồi riêng biệt:

C:\>rman

RMAN>

Kết nối tới Recovery Catalog

Trong các ví dụ đăng nhập trước đó, ta đang kết nối trực tiếp tới CSDL đích không dùng recovery catalog Ngay khi ta cấu hình recovery catalog, ta có tùy chọn kết nối tới recovery catalog trước hết và thực hiện tất cả hoạt động sao lưu và phục hồi với sự giúp đỡ của nó Đây cũng là tùy chọn mà Oracle đề nghị mạnh mẽ bởi vì những lợi ích thiết yếu được cung cấp bởi việc sử dụng recovery catalog Sau đây là cách ta có thể kết nối khi dùng recovery catalog

C:\>rman target data_TCDN catalog system/manager1

RMAN>

Tạo script bằng RMAN

RMAN cung cấp một ngôn ngữ kịch bản khá mạnh độc lập với hệ điều hành và cho phép ta đóng gói các tác vụ sao lưu thông thường một cách

dễ dàng Oracle cung cấp một số script với hướng dẫn kỹ để thực hiện sao lưu và phục hồi dùng RMAN Ta có thể tìm thấy các script này trong thư mục ORACLE_HOME\rdbms\demo Có 4 script trong thư mục này

là case1.rcv, case2.rcv, case3.rcv và case4.rcv

Tất cả scipt trong RMAN có dạng run [script] như ta sẽ thấy trong ví dụ dưới đây Các script RMAN ban đầu trông hơi khó hiểu nhưng chúng cực ký hiệu quả và dễ viết Một script luôn được thực thi với lệnh run và nội dung script luôn được đóng trong dấu ngoặc nhọn {}

Khi ta sử dụng một số lớn tham số cấu hình cho sao lưu của ta thì dùng script sẽ dễ dàng hơn Các script RMAN thực thi cùng chức năng như các script trong UNIX hoặc SQL: chúng được lưu trữ dễ dàng hơn và được thực hiện lại với các tập lệnh Sau đây là một script sao lưu vào buổi tối đơn giản để thực hiện sao lưu toàn bộ CSDL Lưu ý bằng cách

sử dụng từ khóa SQL ta có thể dùng các lệnh SQL thông thường trong script RMAN

RMAN>create script test_scipt {

2> allocate channel c1 type disk;

3> backup database format „e:\oracle\ora92\u%‟;

4> SQL „alter database backup controlfile to trace‟;

5> }

created script test_script

RMAN>

Để thực hiện một script, ta thực hiện như sau:

RMAN> run { execute script test_backup;}

Script trong RMAN rất mạnh và linh hoạt, nó cho phép ta thực hiện các tác vụ phực tạp trong vài dòng lệnh Ví dụ script sau đây sử dụng 2 thiết

bị băng từ để thực hiện sao lưu toàn phần CSDL Script cấp phát 2 kênh, hoàn tất sao lưu trong định dạng đã xác định và sau đó giải phóng kênh

RMAN> run {

2> allocate channel c1 type „sbt_tape‟;

3> allocate channel c2 type „sbt_tape‟;

Các thuật ngữ quan trọng của RMAN

Một số thuật ngữ được định nghĩa trong phần sau đây là dành riêng cho RMAN Để dùng RMAN hiệu quả, ta cần hiểu rõ về các thuật ngữ này

Mẩu sao lưu

Mẩu sao lưu (backup piece) là một tập tin hệ điều hành chứa sao lưu về tập tin dữ liệu, tập tin điều khiển hoặc tập tin redo log lưu trữ

Bộ sao lưu

Một bộ sao lưu (backup set) là một khái niệm logic bao gồm một hoặc nhiều mẩu sao lưu Nếu ta sao lưu một CSDL, tập tin dữ liệu, không gian bảng, hoặc log lưu trữ, bộ đầy đủ các mẩu sao lưu liên quan hợp lại với nhau thành bộ sao lưu Khi lệnh backup được phát hành, RMAN tạo bộ sao lưu giữ kết xuất Một bộ sao lưu là một tập tin hoặc bộ các tập tin với định dạng duy nhất chỉ có RMAN mới hiểu Như vậy, chỉ có RMAN mới

có thể sử dụng các bộ sao lưu để phục hồi CSDL

Ảnh sao chép

Ảnh sao chép (Image copy) tương tự như ta thực hiện lệnh copy trong DOS Ta có thể tạo các ảnh sao chép của các tập tin dữ liệu, tập tin điều khiển và các tập tin redo log lưu trữ Các ảnh sao chép của RMAN chỉ có thể lưu vào đĩa, chúng không thể lưu vào băng từ Thật sự không có sự khác nhau giữa các ảnh sao chép của RMAN và các sao chép thông thường được thực hiện bằng lệnh copy, ngoại trừ các ảnh sao chép được thực hiện qua công cụ RMAN và vì thế thông tin liên quan đến chúng

được ghi vào tập tin điều khiển hoặc recovery catalog, nếu nó đang được dùng Thực tế, ta có thể sử dụng các tập tin dữ liệu được sao chép bằng tay trong quá trình phục hồi nếu trước hết ta dùng lệnh catalog để đăng

ký tập tin của RMAN Sau đó ta có thể dùng lệnh restore và switch để dùng các sao chép tập tin dữ liệu được thực hiện bởi người dùng

Proxy sao chép

RMAN cũng có thể thực hiện một loại sao lưu đặc biệt được gọi là proxy copy, ở đó trình quản lý phương tiện lưu trữ được phép kiểm soát quá trình sao chép

Kênh

Một phiên làm việc RMAN phải sử dụng một số loại kết nối tới server để thực hiện công việc sao lưu và phục hồi, và các kênh (channel) thể hiện những kết nối này Các kênh chỉ ra thiết bị cụ thể, đĩa hoặc băng từ sẽ được dùng cho hoạt động sao lưu/ phục hồi Ta có thể có các kênh được cấu hình trước (hơi giống như kênh mặc định) hoặc chỉ ra kênh bằng tay trong quá trình RMAN thực thi Sau đây là một số ví dụ về cấp phát kênh

Tự động cấu hình kênh

Trong các ví dụ sau đây, thiết bị mặc định được thiết lập tới thiết bị băng

từ trong trường hợp đầu và tới đĩa trong trường hợp 2 Những thiết bị này được làm thành một phần của cấu hình RMAN và cho đến khi chúng lại được thay đổi thông qua việc sử dụng lệnh configure, chúng vẫn giữ các kiểu thiết bị mặc định cho tất cả các phiên làm việc của RMAN

RMAN> CONFIGURE DEFAULT DEVICE TYPE TO sbt; (tape device) RMAN> CONFIGURE DEFAULT DEVICE TYPE TO disk; (disk device)

Cấp phát kênh bằng tay

Ví dụ sau đây trình bày cách thiết lập kiểu kênh bằng tay bằng cách dùng lệnh allocate channel Lệnh sau đây thiết lập thiết bị tới thiết bị băng từ sbt:

Ta cần làm quen với một tập lệnh giới hạn, để sử dụng tiện ích RMAN

để thực hiện sao lưu Ta sẽ gặp một số lệnh liên quan đến khôi phục và phục hồi CSDL Các lệnh được nhóm thành các loại sau:

RMAN> backup database;

RMAN> backup tablespace users;

RMAN> backup datafile

„e:\oracle\oradata\data_TCDN\users01.dbf‟;

Sao lưu tăng

Tất cả các lệnh sao lưu trên là sao lưu toàn phần Ta cũng có thể thực hiện sao lưu tăng dùng RMAN, và trong thực tế, đây là một trong những thuận lợi lớn của việc sử dụng RMAN Sao lưu tăng sẽ chỉ sao lưu những phần CSDL đã thay đổi từ lần đầu tiên (mức 0) hoặc lần sao lưu tăng gần nhất Sao lưu mức 0 tương ứng với sao lưu toàn phần và nó sao chép tất

cả các khối dữ liệu Tuy nhiên nếu ta muốn dùng sao lưu tăng ta phải thực hiện sao lưu toàn phần trước hết như là cơ sở phục vụ cho các sao lưu tăng Tất cả các sao lưu tăng sẽ chỉ sao lưu các khối dữ liệu đã thay đổi Sau đây là cú pháp cho sao lưu tăng Lệnh đầu tiên thực hiện sao lưu mức 0, và lệnh thứ hai thực hiện sao lưu tăng mức 1

RMAN> backup incremental level 0 database;

RMAN> backup incremental level 1 database;

Nếu ta đang chạy CSDL ở chế độ archivelog, ta có thể thực hiện sao lưu khi CSDL đóng hoặc mở Nếu ta đang chạy CSDL ở chể độ noarchivelog

ta chỉ có thể thực hiện sao lưu đóng

Các lệnh tác vụ

Ta không thể dùng các lệnh allocate channel và switch như lệnh độc lập

Ta phải dùng chúng với lệnh run như sau:

Lệnh switch tương tự với lệnh alter database rename datafile và cho phép

ta thay thế tập tin dữ liệu sao chép được thực hiện bởi RMAN

Lệnh copy

Lệnh copy trong RMAN đơn thuần thực hiện sao chép tập tin dữ liệu Những ảnh sao chép này giống với các sao chép được thực hiện bằng lệnh hệ điều hành Sau đây là minh họa sử dụng lệnh copy:

RMAN> copy datafile 1

To „e:\oracle\admin\df1.copy‟;

Starting copy at 24-JUL-04

Using channel ORA_DISK_1

Channel ORA_DISK_1: copied datafile 1

Output filename=E:\ORACLE\ADMIN\DF1.COPY recid=1 stamp=532374856

Finished copy at 24-JUL-04

Các lệnh báo cáo

RMAN cung cấp các lệnh báo cáo hữu dụng cho phép ta kiểm tra tiến trình sao lưu và phục hồi của ta Ta có thể truy vấn để xem những tập tin nào cần sao lưu và những tập tin nào quá cũ có thể được loại bỏ

Lệnh report schema cho ta biết những không gian bảng nào và tập tin dữ liệu nào là thành phần của CSDL đích, như ta thấy sau đây:

RMAN> report schema;

Report of database schema

File K-bytes Tablespace RB segs Datafile Name

4 20480 DRSYS *** E:\ORACLE\ORADATA\DATA_TCDN\DRSYS01.DBF

RMAN> report obsolete;

RMAN retention policy will be applied to the command

RMAN retention policy is set to redundancy 1

Report of obsolete backup and copies

Type Key Comp Time F.name/Handle

Backup set 1 24-Jul-04

Backup Piece 1 24-Jul-04

E:\ORACLE\ORA92\DATABASE\01FRML_1_1 Backup set 2 24-Jul-04

Backup Piece 2 24-Jul-04

E:\ORACLE\ORA92\DATABASE\02FRMMJN_1_1 Backup set 3 24-Jul-04

RMAN>

Các lệnh liệt kê

Lệnh list backup cho ta xem tất cả các sao lưu đã hoàn tất được RMAN đăng ký Sau đây là kết xuất của lệnh list backup:

RMAN> list backup;

List of Backup Sets

BS Key Type LV Size Device Type Elapsed Time Completion Time

1 Full 530M DISK 00:01:33 24-JUL-04

BP Key: 1 Status: AVAILABLE Tag: TAG20040724T164353 Piece Name: E:\ORACLE\ORA92\DATABASE\01FRML6A_1_1 SPFILE Included: Modification time: 02-NOV-03

List of Database in backup set 1

File LV Type Ckp SCN Ckp Time Name

1 Full 2931011 24-Jul-04

E:\ORACLE\ORADATA\DATA_TCDN\SYSTEM01.DBF

2 Full 2931011 24-Jul-04

E:\ORACLE\ORADATA\DATA_TCDN\UNDOTBS01.DBF