数椐厍恢复是在故障引起数据库瘫痪以及状态不一致以后，将数据库恢复到某个正确状态成..

免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息安全工程师 > 2020年下半年信息安全工程师上午试卷综合知识

第39题

知识点：数据库备份与恢复磁盘恢复库管理数据库数据库备份数据库管理数据库恢复数据库恢复技术

关键词：磁带磁盘故障检测点镜像数据库管理员转储数据数据库章/节：数据库安全概况

数椐厍恢复是在故障引起数据库瘫痪以及状态不一致以后，将数据库恢复到某个正确状态成一致状态。数据库恢复技术一般有四种策略：基于数据转储的恢复、基于日忘的恢复、基于检测点的恢复、基于镜像数据库的恢复，其中数据库管理员定期地将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来，当数据库失效时，取最近一次的数据库备份来恢复数据的技术称为 (39)。

A. 基于数据转储的恢复

B. 基于日志的恢复

C. 基于检测点的恢复

D. 基于镜像数据库的恢复


知识点讲解
· 数据库备份与恢复 · 磁盘 · 恢复 · 库管理 · 数据库 · 数据库备份 · 数据库管理 · 数据库恢复 · 数据库恢复技术

数据库备份与恢复

数据库系统具有数据库备份与恢复机制，当数据库系统出现故障时，可以实现对备份数据的还原以及利用数据库日志进行数据库恢复重建。

磁盘

在磁表面存储器中，磁盘的存取速度最快，且具有较大的存储容量，是目前广泛使用的外存储器。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片的两面用来存储信息。驱动器用于驱动磁头（读／写头）沿盘面作径向运动以寻找目标磁道位置，驱动盘片以额定速率稳定旋转，通常是5400～15000r/min（Revolution Per Minute，RPM），并且控制数据的写入和读出。控制器接收主机发来的命令，将它转换成磁盘驱动器的控制命令，并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送，以控制驱动器的读／写操作。一个控制器可以控制一台或多台驱动器。接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。

磁盘存储器也称为硬盘存储器。硬盘存储器具有存储容量大，使用寿命长，存取速度较快的特点。硬盘存储器的硬件包括硬盘控制器（适配器）、硬盘驱动器以及连接电缆。硬盘控制器（Hard Disk Controller，HDC）对硬盘进行管理，并在主机和硬盘之间传送数据。硬盘控制器以适配卡的形式插在主板上或直接集成在主板上，然后通过电缆与硬盘驱动器相连。硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）中有盘片、磁头、主轴电机（盘片旋转驱动机构）、磁头定位机构、读／写电路和控制逻辑等。

为了提高单台驱动器的存储容量，在硬盘驱动器内使用了多个盘片，它们被叠装在主轴上，构成一个盘组；每个盘片的两面都可用作记录面，所以一个硬盘的存储容量又称为盘组容量。

硬盘的接口方式可以说是硬盘另一个非常重要的技术指标，这点从SCSI硬盘和IDE硬盘的巨大差价就能体现出来，接口方式直接决定硬盘的性能。现在最常见的接口有IDE（ATA）和SCSI两种，此外还有一些移动硬盘采用了PCMCIA或USB接口。

.IDE（Integrated Drive Electronics）：IDE接口最初由CDC、康柏和西部数据公司联合开发，由美国国家标准协会（ATA）制定标准，所以又称ATA接口。普通用户家里的硬盘几乎全是IDE接口的。IDE接口的硬盘可细分为ATA-1（IDE）、ATA-2（EIDE）、ATA-3（Fast ATA-2）、ATA-4（包括UItraATA、Ultra ATA/33、Ultra ATA/66）与Serial ATA（包括Ultra ATA/100及其他后续的接口类型）。基本IDE接口数据传输率为4.1Mb/s，传输方式有PIO和DMA两种，支持总线为ISA和EISA。后来为提高数据传输率、增加接口上能连接的设备数量、突破528MB限制及连接光驱的需要，又陆续开发了ATA-2、ATAPI和针对PCI总线的FAST-ATA、FAST-ATA2等标准，数据传输率达到了16.67MB/s。

.小型计算机系统接口（Small Computer System Interface，SCSI）：SCSI并不是专为硬盘设计的，实际上它是一种总线型接口。由于独立于系统总线工作，所以它的最大优势在于其系统占用率极低，但由于其昂贵的价格，这种接口的硬盘大多用于服务器等高端应用场合。

恢复

数据恢复有3个步骤。

（1）反向扫描文件日志，查找该事务的更新操作。

（2）对事务的更新操作执行逆操作。

（3）继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样的处理，直到事务的开始标志。

库管理

Cadence公司的PCB系统设计的库管理提供3个工具，分别是PCB库专家、PCB库、库浏览。

数据库

数据库（DataBase，DB）是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

系统使用的所有数据存储在一个或几个数据库中。

数据库备份

事实上，在当今信息社会，最珍贵的财产并不是计算机软件，更不是计算机硬件，而是企业在长期发展过程中所积累下来的业务数据。建立网络最根本的用途是要更加方便地传递与使用数据，但人为错误、硬盘损坏、电脑病毒、断电或是天灾人祸等等都有可能造成数据的丢失。所以应该强调指出：“数据是资产，备份最重要。”应当理解备份意识实际上就是数据的保护意识，在危机四伏的网络环境中，数据随时有被毁灭的可能。系统灾难的发生，不是是否会，而是迟早的问题。造成系统数据破坏、丢失的原因很多，有些还往往被人们忽视。正确分析威胁数据安全的因素，及时地备份数据，能使系统的安全防护更有针对性。

数据转储是将数据库自制到另一个磁盘或磁带上保存起来的过程，又称为数据备份。数据的备份分为静态转储和动态转储、海量转储和增量转储。

（1）静态转储和动态转储。静态转储是指在转储期间不允许对数据库进行任何存取、修改操作；动态转储是在转储期间允许对数据库进行存取、修改操作，因此，转储和用户事务可并发执行。数据转储可以由系统管理员（DBA）来操作，如静态转储，可以设定时间计划由DBMS定时执行，可以在事务程序中增加功能实现动态转储，也可以通过硬件系统的冗余磁盘阵列来实现。

（2）海量转储和增量转储。海量转储是指每次转储全部数据；增量转储是指每次只转储上次转储后更新过的数据。

（3）日志文件。在事务处理的过程中，DBMS把事务开始、事务结束以及对数据库的插入、删除和修改的每一次操作写入日志文件。每条记录包括的主要内容有执行操作的事务标识、操作类型、更新前数据的旧值（插入操作此项为空）、更新后的数据值（删除操作此项为空）、更新日期和更新时间。一旦发生故障，DBMS的恢复子系统利用日志文件撤销事务对数据库的改变，回退到事务的初始状态。因此，DBMS利用日志文件来进行事务故障恢复和系统故障恢复，并可协助后备副本进行介质故障恢复。

（4）数据库镜像。为了避免磁盘介质出现故障影响数据库的可用性，许多DBMS提供数据库镜像功能用于数据库恢复。需要说明的是，数据库镜像是通过复制数据实现的，但频繁地复制数据会降低系统的运行效果。因此实际应用中往往对关键的数据和日志文件镜像。

数据库管理

数据库的日常管理、性能分析、数据库表空间碎块的清除等工作都非常重要，需要对异构的数据库环境提供较完整的系统管理解决方案，使数据库管理自动化、最优化。

数据库恢复

要使数据库在发生故障后能够恢复，必须建立冗余数据，在故障发生后利用这些冗余数据实施数据库恢复。建立冗余数据常用的技术是数据转储和建立日志文件。在一个数据库系统中，这两种方法一般是同时被采用的。

故障恢复的两个操作

有了数据转储和日志文件，就可以在系统发生故障时进行恢复。故障恢复有撤销事务（UNDO）和重做事务（REDO）两个操作。

撤销事务（UNDO）

所谓撤销事务是将未完成的事务撤销，使数据库恢复到事务执行前的正确状态。

撤销事务的过程：反向扫描未完成的事务日志（由后向前扫描），查找事务的更新操作；对该事务的更新操作执行逆操作，用日志文件记录中更新前的值写入数据库，插入的记录从数据库中删除，删除的记录重新插入数据库中；继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作并执行逆操作直至事务开始标志。

重做事务（REDO）

所谓重做事务（REDO）是将已经提交的事务重新执行。

重做事务的过程：从事务的开始标识起，正向扫描日志文件，重新执行日志文件登记的该事务对数据库的所有操作，直至事务结束标识。

故障恢复策略

对于不同的故障，采取不同的恢复策略。

事务故障的恢复

事务故障是事务在运行至正常终止点（SUMMIT或ROLLBACK）前终止，日志文件只有该事务的开始标识而没有结束标识。对这类故障的恢复是通过撤销（UNDO）产生故障的事务，使数据库恢复到该事务执行前的正确状态来完成的。事务恢复有如下三个步骤：

步骤1：反向扫描日志文件（即从最后向前扫描日志文件），查找该事务的更新操作。

步骤2：对事务的更新操作执行逆操作。

步骤3：继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并做同样的处理，直到事务的开始标志。

注意：事务故障的恢复由系统自动完成，对用户是透明的。

系统故障的恢复

系统故障会使数据库的数据不一致，原因有两个：一是未完成的事务对数据库的更新可能已写入数据库；二是已提交的事务对数据库的更新可能还在缓冲区中没来得及写入数据库。因此恢复操作就是要撤销故障发生时未完成的事务，重做（REDO）已提交的事务。

注意：系统故障的恢复是在系统重启之后自动执行的。

介质故障的恢复

介质故障时数据库遭到破坏，需要重装数据库，装载故障前最近一次的备份和故障前的日志文件副本，再按照系统故障的恢复过程执行撤销和重做来恢复。

注意：介质故障要有系统管理员（DBA）的参与，装入数据库的副本和日记文件的副本，再由系统执行撤销和重做操作。

数据库恢复技术

尽管数据库系统采取了各种保护措施来防止数据库的安全性和完整性被破坏，保证并发事务正确执行，但计算机系统的硬件故障、软件错误、操作员失误和恶意破坏等仍然不可避免，所以数据库管理系统还必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能，这就是数据库的恢复。

数据库系统中可能发生的故障可以大致分为如下几类：事物内部的故障、系统故障、介质故障和计算机病毒。

（1）恢复的实现技术。

恢复机制涉及两个关键问题：如何建立冗余数据；如何利用冗余数据实施数据库的恢复。建立冗余数据最常用的技术是数据转储和登录日志文件。

转储即DBA定期将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程，这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。当数据库遭到破坏时，将后备副本装入，将系统恢复到转储时的状态，若要恢复到故障发生时的状态则需要重新运行转储后的所有更新事务。

日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件，有两种格式供数据库系统采用：以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。以记录为单位的日志文件包括各个事务的开始标记、结束标记和所有更新操作，每个日志记录的内容主要包括事务标识、操作的类型、操作对象、更新前数据的旧值和更新后数据的新值。以数据块为单位的日志文件记录的内容包括事务标识和被更新的数据块，由于已将更新前的整个块和更新后的整个块都放入日志文件中，所以操作的类型和操作对象等信息就不用放入日志记录中了。登记日志文件时必须严格按照并发事务执行的时间次序来登记，且要先写日志文件后写数据库。

在一个数据库系统中，数据转储和登录日志文件这两种方法是一起使用的。

（2）恢复策略。

当系统运行过程中发生故障，利用数据库后备副本和日志文件可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。不同故障的恢复方法也不同。

①事务故障的恢复。

事务故障是指事务在运行至正常终点前被终止，此时数据库可能出于不正确的状态，恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下强行回滚（ROLLBACK）改事务，即撤销该事务已经做出的任何对数据库的修改，使得事务好像完全没有启动一样。事务故障的恢复由系统自动完成。恢复的步骤是：

.反向（从后向前）扫描日志文件，查找该事务的更新操作。

.对该事务的更新操作执行逆操作，也就是将日志记录更新前的值写入数据库。如果记录中是插入操作，则相当于作删除操作，如果记录中是删除操作则做插入操作，若是修改操作则相当于用修改前的值代替修改后的值。

.继续反向扫描日志文件，查找该事务的其他更新操作，并作同样处理。

.如此处理下去，直到读到了此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。

②系统故障的恢复。

系统故障是指造成系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动。例如，特定类型的硬件错误、操作系统故障、DBMS代码错误、突然停电等。这类故障影响正在运行的所有事务，但不破坏数据库。此时主存内容（尤其是缓冲区中的内容）都被丢失，所有运行事务都非正常终止，有些已完成的事务可能有部分甚至全部留在缓冲区中尚未写入磁盘，为了保证一致性，应将这些事务已提交的结果重新写入数据库；此外，一些尚未完成的事务结果可能已经送入物理数据库，为了保证一致性，需要清除这些事务对数据库的所有修改。系统故障的恢复是由系统在重新启动时自动完成的，此时恢复子系统撤销所有未完成的事务并重做（redo）所有已提交的事务。具体的步骤是：

.正向（从头到尾）扫描日志文件，找出故障发生前已经提交的事务（这些事务既有BEGIN TRANSACTION记录，也有COMMIT记录），将其事务标识记入重做（REDO）队列。同时找出故障发生时尚未完成的事务（这些事务只有BEGIN TRANSACTION记录，无相应的COMMIT记录），将其事务标识记入撤销（UNDO）队列。

.反向扫描日志文件，对每个UNDO事务的更新操作执行逆操作，也就是将日志记录中更新前的值写入数据库。

.正向扫描日志文件，对每个REDO事务重新执行日志文件登记的操作，也就是将日志记录中更新后的值写入数据库。

③介质故障的恢复。

系统故障常称为软故障，介质故障称为硬故障。硬故障是指外存故障，例如磁盘损坏、磁头碰撞，瞬时强磁场干扰等。这类故障将破坏数据库或部分数据库，并影响正在存取这部分数据的所有事务，日志文件也被破坏。这类故障比前两类故障发生的可能性要小，但是破坏性最大。恢复方法是重装数据库，然后重做已完成的事务，具体的步骤是：

.装入最新的数据库后备副本，使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。

.装入相应的日志文件副本，重做已完成的事务。

介质故障的恢复需要DBA的介入，DBA只需重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本，然后执行系统提供的恢复命令，具体的恢复操作仍由DBMS完成。

题号导航 2020年下半年信息安全工程师上午试卷综合知识

本试卷我的完整做题情况



	第39题在手机中做本题