SQL Server 數據庫的備份詳細介紹及注意事項

2024-07-24 13:11:38

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SQL Server 備份

前言

為什么要備份？理由很簡單——為了還原/恢復。當然，如果不備份，還可以通過磁盤恢復來找回丟失的文件，不過SQL Server很生氣，后果很嚴重。到時候你就知道為什么先叫你備份一次再開始看文章了。∩__∩。本系列將介紹SQL Server所有可用的備份還原功能，并盡可能用實例說話。

什么是備份？SQL Server基于Windows，以文件形式存放資料，所以備份就是Windows上SQL Server相關文件的一個某個時間點的副本。根據備份類型的不同，副本的種類和內容也有不同。

備份類型有哪些？SQL Server 目前版本中，可用的備份類型有：完整數據庫備份、差異數據庫備份、事務日志備份（后稱日志備份）、文件和文件組備份、部分備份，根據SQL Server版本不同，有些備份類型不支持，另外根據恢復模式的不同，某些備份類型也不支持。

什么是恢復模式？

很多人只把關注點放在備份上面，而沒有在意恢復模式，其實所有的備份都應該從恢復模式作為切入點?；謴湍Ｊ綄嶋H上是一個控制備份還原的行為的數據庫級別選項。SQL Server 在當前所有發布版本中只有三種恢復模式：簡單恢復模式（后面簡稱簡單模式），大容量日志恢復模式（后面簡稱大容量模式），完整恢復模式（后稱完整模式）。

本文從恢復模式開始，提醒一下，絕大部分的專業屬于都會陸續解釋，如果讀者有不明白，可以繼續往下看或者上網搜索：

1.簡單模式，Simple recovery model：某些操作可以被最小日志化。這種模式下，不支持日志備份、時間點恢復和頁恢復。且文件恢復功能僅限于次要數據文件中的只讀文件。

2.大容量日志模式，Bulk-logged recovery model：和完整模式類似，有時候可以理解為完整模式于簡單模式的過渡模式。這種模式對某些大容量操作進行最小日志化，支持完整備份中的備份還原策略，但是由于某些操作被最小日志化，所以不能保證時間點恢復。

3.完整模式，Full recovery model：在這個模式下，所以操作都被完整記錄下來，并且支持所有類型的備份還原策略。

默認情況下，新庫會繼承Model庫的配置，包括恢復模式，也就是FULL模式。可以在創建或日常使用過程中修改，并且不需要重啟服務。恢復模式最重要的區別在于對待日志的行為。

簡單模式：

是三種模式中最容易管理的，可以進行完整，差異和文件備份，但是不能做日志備份。在這種模式下，每當Checkpoint 進程發生時，會自動把日志文件中不活動的日志（在日志備份一文介紹）寫入數據文件，寫入后，對應的日志文件中的空間就可供新事務使用，注意這種空間重用或者截斷并不自動減少日志文件的物理大小，如果需要減少空間，需要使用DBCC SHRINKFILE/DATABASE等命令實現。讓日志空間重用的過程叫做截斷。在簡單模式下這個過程稱為自動截斷(auto-truncate)。在這種模式下，日志通常不需要管理，但是對于單個的大事務，日志文件可能會增長得很快，這種情況下最好把批處理降為小的批。簡單模式最主要的限制是不能進行日志備份，也就是說無法進行時間點還原。在一些測試，開發或者SLA要求不嚴格的環境下，可以使用這種模式。

完整模式：

這種模式下，所有數據庫操作都被完整地記錄在日志中，2008出現某些操作在這種模式下也還是最小化日志。并且不是自動截斷。它支持任何備份還原策略，特別是時間點還原，在日志還原一章介紹。即使發生Checkpoint ，不活動的事務也不會截斷到數據文件中。唯一能控制日志文件的只有日志備份，所以這種模式下日志備份極其重要，一方面提供時間點還原，另外一方面控制日志文件大小。

日志文件會完整保存自上一次日志備份后的事務。使用copy_only或者no_truncate選項均不會截斷日志。

大容量日志：

這種模式是最少用到的，某些操作會被最小日志化，包含：

使用bcp進行導入
bulk
insertinsert
select *from openrowset(bulk )
select into
使用writetext/updatetext插入或附加數據
重建索引

在這種模式下，會用bitmap image記錄發生最小日志化的區。如果數據庫故障導致數據文件不了用，并且日志尾部包含最小化日志，不能做日志尾部備份，因為這個操作需要訪問數據文件中數據修改后的區。這種模式適用于大容量操作，但是如果事務包含最小化日志，則不能進行時間點還原，只能還原到之前。

恢復模式擴展說明：

如上所說，恢復模式是數據庫級別的配置項，在創建過程中及后續使用中均可修改，但是由于種種原因，盡量在規劃階段就做好配置，并且在創建過程中明確指定。

這個選項主要用于決定數據庫是否可以（或者需要）做日志備份？什么事務需要被記錄？還有是否可以做其他類型的備份還原操作等。

簡單模式：

某些操作能被最小化日志，這里要說明一下，很多人以為簡單模式下“不記錄日志”，其實這是很嚴重的誤解，會導致后續使用的很多問題，無論任何恢復模式，都會記錄日志，只是記錄的形式和內容不同。在簡單模式下，日志備份選項被禁用，帶來的影響是不支持時間點還原、頁還原，而文件還原功能僅限于READONLY文件組中的次要數據文件。

簡單模式是最容易管理的恢復模式，在這種模式下，可以進行完整數據庫備份、差異數據庫備份和文件備份，但是不能進行日志備份。在日志備份一文會詳細介紹，但是在這里要提一下，關于日志空間重用的問題，不管任何恢復模式，都會有一個系統進程在后臺運行——CHECKPOINT，每當這個進程啟動時，會把數據庫的日志文件（通常就是LDF文件）中，非活動的事務寫入數據文件，然后把這部分的空間標識為“可重用”，這個步驟稱為日志截斷，在簡單模式下稱為自動截斷（auto-truncate），記住可重用不代表空間被清空，唯一可以清空LDF文件物理大小的操作是收縮數據庫/文件操作。簡單模式會自動執行這個截斷操作，截斷后，日志空間可被新事物重新使用，從宏觀變現來說，就是LDF文件的物理大小不增加，或者增加緩慢，其實當使用簡單模式，并且LDF合適的情況下，如果LDF物理大小還在增長，可能就需要引起注意。

由于日志的自動截斷，導致簡單模式下無法進行時間點恢復，也無法進行日志備份。但是對于對數據要求不高的系統，或者SLA（在還原基礎一文中介紹）沒有什么特殊要求的環境，可以使用這種模式，可以最大限度減少對日志的管理。但是不是意味著使用了這種模式，就不用管理日志了，對于一些大規模、長時間運行的批處理，會引起大量的活動事務，此時LDF文件依舊會迅速增長，引起一些潛在的問題。對此，盡可能把批處理拆分為多個、短事務。

簡單來說，這種模式的優缺點：

優點：
易于管理，大部分情況下不需要
缺點：

不能進行事務日志備份，無法時間點還原
數據丟失的風險增大

選擇依據：根據業務需要選擇，對于非常重要的數據庫，無論當前數據庫大小，都不要使用這種模式，詳細內容參考還原基礎中SLA的內容。

完整模式：

完整模式很多概念都是相對于簡單模式來說的，這種模式下，所有操作被完整地記錄在事務日志文件中，并且不會發生自動截斷（除了數據庫完全沒做過最少一次完整備份），事務日志只有在事務日志備份發生時，才會截斷到數據文件，并且使對應部分可用。這種模式能夠執行所有類型的備份還原選項，特別是可以進行時間點恢復，保證數據接近0丟失。這是幾乎所有正式環境（也稱生產環境）使用的恢復模式。

優點：

能夠完整記錄數據庫操作
進行時間點恢復，保證數據盡可能0丟失

缺點：

需要嚴格管理事務日志文件
數據庫規?？赡軙兊秒y以控制

大容量日志模式：

這是用的最少的恢復模式，讀者不要給名字忽悠了，見過很多人在進行大容量操作時切換到這種模式，然后操作完再切換回來，這種操作其實比較危險。不建議使用。另外，它支持日志備份，能進行一定程度的時間點恢復。除了前面提到的可最小化日志的操作，其日常使用和管理與完整模式無疑。可以理解為是完整模式和簡單模式的過渡。

缺點：

如果數據文件突然變得不可用，并且日志尾部包含了大容量日志模式下進行的最小化日志操作，那么不可能進行日志尾部備份，因為這種備份要求訪問數據修改所發生的區，而這個區在最小化日志操作中僅記錄“發生了操作”，而沒有完整地記錄操作內容。導致無法進行時間點還原，存在一定的數據丟失風險。做好事務管理的話，其實這種模式基本上沒什么存在的價值。

備份成份：

現在來說說一個備份會包含什么內容，很多人以為，特別是完整數據庫備份，就是把所有東西都備份，其實他們被名字迷惑了。在介紹備份成份前，先介紹SQL Server的數據庫成份，SQL Server數據庫是一系列基于Windows的文件，最簡單的模式包含一個數據文件（默認后綴名為MDF）和一個日志文件（默認后綴名為LDF），后綴名能改，但是沒有任何理由去改。后果很嚴重…。這兩個文件在創建數據庫時就自動創建，在后續運行當中，可能會創建多個數據文件（默認后綴名為ndf），多個日志文件（大部分情況下沒必要，在日志備份一文介紹），還有一些文件組，每個文件組包含若干個文件。
數據文件：
數據文件是用于存儲系統及用戶數據及對象，簡單來說，就是數據、表、視圖、存儲過程、觸發器等等。除此之外，還包含權限信息。每個數據庫最少要有一個數據文件，默認為主數據文件，primary data file，默認后綴名為.MDF。存儲在主文件組（primary Filegroup中），如果需要新加文件，這些文件就是次要數據文件（雖然名字為次要，但是一點都不次要…），默認后綴名為.NDF。

主數據文件包含：所有系統對象和數據、默認情況下所有用戶自定義的對象和數據。還有其他次要數據文件的地址。
文件組：
文件組是文件的一個邏輯集合，它可以包含一個或者多個數據文件，默認創建數據庫時就會創建一個primary 文件組，存放primary數據文件。這個同時是default文件組，所有數據都會存放到這里，除非額外指定，default文件組可以改，前提是有兩個或以上的文件組，這樣可以把數據強制寫到別的文件組中，有時候通過這種方式可以緩解磁盤的壓力。另外primary文件組還存了其他所有文件組的路徑。

對于多個文件組的數據庫，可以進行文件組備份，這種方式對于超大型數據庫（VLDB）非常有效，因為據我工作經驗，即使一個150G的庫做一個完整備份，也往往要進行20分鐘左右，如果是150T的庫，恐怕幾個小時都搞不定，這時候，文件組備份就起到很重要的作用，把文件組控制在一定的大小，然后每次備份只對單獨文件組進行，這樣可以把一個連續的備份操作拆分為很多小操作。另外，文件組可以設為只讀（read-only），這樣可以在純讀操作中，減少鎖和等待的產生，對性能方面有一定程度上的幫助。對于文件組配置放在其他章節，這里不累贅。

需要提醒的是，文件組帶來性能方面的改進同時，也帶來了管理方面復雜度的提升。所以需要慎重考慮。
事務日志：
這部分也有單獨的介紹，這里只做簡介，所有SQLServer數據庫、所有恢復模式下，都有最少一個事務日志文件。雖然后面有專門的文章介紹，但是這里要不厭其煩地提醒，別因為任何模式、或者LDF文件太大就刪除LDF讓SQLServer，最嚴重的情況是會導致你的數據庫無法使用。

備份類型：

目前微軟已發布的SQLServer版本中，支持以下類型的備份：完整數據庫備份、差異數據庫備份、事務日志備份（后稱日志備份）、文件和文件組備份、部分備份，但是如前面所說，根據SQL Server版本不同，有些備份類型不支持，另外根據恢復模式的不同，某些備份類型也不支持。數據文件、文件組及日志文件組成了SQL Server數據庫，并且成為了各種備份類型的對象。下面簡介一下各種備份類型：

數據庫備份：把主數據文件和次要數據文件（如果有）上面的數據和對象存入備份文件中，這類細分為：