一種輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)維護(hù)與管理方法

章　碧

(中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二四研究所，南京 211153)

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輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)為輻射源目標(biāo)偵測(cè)系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)服務(wù)。隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，一方面輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量越來(lái)越大，以致存滿(mǎn)整個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備；另一方面數(shù)據(jù)庫(kù)軟件以及數(shù)據(jù)庫(kù)文件的硬件載體均可能產(chǎn)生故障，如Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)軟件自身的控制文件或者日志文件損壞，磁盤(pán)陣列中出現(xiàn)壞點(diǎn)或者壞塊，從而造成輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法正常提供數(shù)據(jù)服務(wù)。因此，必須為輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)制定一套完善的數(shù)據(jù)庫(kù)備份還原方案，實(shí)現(xiàn)輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)簡(jiǎn)單有效的維護(hù)與管理。

1　輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

對(duì)于處于7×24工作模式，即一直處于服務(wù)狀態(tài)的輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以利用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)軟件自帶的RMAN[1]工具進(jìn)行備份還原計(jì)劃的制定。比如，在數(shù)據(jù)庫(kù)沒(méi)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的深夜里，按照星期做一個(gè)循環(huán)數(shù)據(jù)備份的方案，在每天凌晨0點(diǎn)～2點(diǎn)，星期日做一個(gè)完全備份，星期一和星期四做一個(gè)1級(jí)的差異增量備份，一個(gè)星期中的其他日子則每天做一個(gè)2級(jí)差異增量備份，在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)出現(xiàn)故障時(shí)可以利用RMAN備份文件使數(shù)據(jù)庫(kù)回到最近一天無(wú)故障的狀態(tài)。采用RMAN工具制定數(shù)據(jù)備份方案的前提是嚴(yán)格掌握數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)的時(shí)間規(guī)律，不適用于不定時(shí)關(guān)閉的輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)。

為了維護(hù)不定時(shí)關(guān)閉的輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以根據(jù)輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，采用分而治之、化整為零的備份還原策略。

輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)可以分為基礎(chǔ)庫(kù)與增量庫(kù)兩部分。在初始建立輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的不同，將不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)分別采用單表存儲(chǔ)和分表存儲(chǔ)的方式。對(duì)諸如操控信息、字典信息之類(lèi)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量小，采用單表存儲(chǔ)的方式；而對(duì)于各種輻射源目標(biāo)信息，數(shù)據(jù)量大，采用多表存儲(chǔ)的方式。例如，在存儲(chǔ)敵我識(shí)別信號(hào)(IFF)解譯信息時(shí)采用IFF解譯信息索引表與IFF解譯信息子表相結(jié)合的方式，見(jiàn)圖1。

IFF解譯信息索引表的數(shù)據(jù)量小，采用單表存儲(chǔ)的方式。IFF解譯信息存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量大，則將其拆分為多個(gè)子表，采用分表存儲(chǔ)的方式。類(lèi)似地，可以將其他不同類(lèi)型的輻射源目標(biāo)進(jìn)行存儲(chǔ)。

根據(jù)上述輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以將全部的輻射源目標(biāo)子表數(shù)據(jù)歸于增量庫(kù)，而庫(kù)中的其他數(shù)據(jù)歸于基礎(chǔ)庫(kù)。增量庫(kù)與基礎(chǔ)庫(kù)之間唯一的關(guān)聯(lián)是各種輻射源目標(biāo)信息的索引信息。

2　分庫(kù)備份還原策略

考慮到輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的不定時(shí)關(guān)閉，在一天內(nèi)基礎(chǔ)庫(kù)中數(shù)據(jù)量變化小并且進(jìn)行一次完整的基礎(chǔ)庫(kù)備份占用的時(shí)間短，可以根據(jù)基礎(chǔ)庫(kù)內(nèi)產(chǎn)生變化數(shù)據(jù)的重要性，來(lái)決定進(jìn)行基礎(chǔ)庫(kù)備份的頻率或者自動(dòng)發(fā)起備份。在基礎(chǔ)庫(kù)中沒(méi)有發(fā)生重要的數(shù)據(jù)變化時(shí)，默認(rèn)一天進(jìn)行一次基礎(chǔ)庫(kù)的備份。進(jìn)行備份業(yè)務(wù)的起始時(shí)間為每次輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)啟數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)。如果輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)一直開(kāi)啟，則每隔一天做一次基礎(chǔ)庫(kù)的備份，而在基礎(chǔ)庫(kù)中發(fā)生重要的數(shù)據(jù)變化時(shí)自動(dòng)向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送備份基礎(chǔ)庫(kù)的命令。

為了實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)庫(kù)的自動(dòng)循環(huán)備份和命令響應(yīng)備份，可以通過(guò)建立批處理文件調(diào)用數(shù)據(jù)泵[2]備份工具expdp的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，其具體方式為創(chuàng)建一個(gè)名為exp.bat的批處理文件。它實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)庫(kù)備份功能的流程如圖2所示。

通過(guò)上述流程可以看出，每次運(yùn)行批處理文件exp.bat之后，基礎(chǔ)庫(kù)備份文件夾中會(huì)產(chǎn)生最近一次基礎(chǔ)庫(kù)的備份數(shù)據(jù)，并且該備份數(shù)據(jù)為加密壓縮數(shù)據(jù)。這既節(jié)省了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間又能保證數(shù)據(jù)安全。

隨著時(shí)間的累加，增量庫(kù)中各種輻射源目標(biāo)存儲(chǔ)的量不斷增大，做一次完整的增量庫(kù)備份耗費(fèi)的時(shí)間也會(huì)不斷增大。因此，備份增量庫(kù)不采用完整備份的方式，而是采用化整為零、每次僅備份一個(gè)目標(biāo)數(shù)據(jù)子表的方式。

在增量庫(kù)中，每當(dāng)一張編號(hào)為N(N為大于零的自然數(shù))目標(biāo)數(shù)據(jù)子表中存滿(mǎn)一百萬(wàn)條目標(biāo)信息時(shí)會(huì)產(chǎn)生一張編號(hào)為N+1的新子表。此時(shí)，將編號(hào)為N的數(shù)據(jù)子表通過(guò)數(shù)據(jù)泵備份工具expdp單獨(dú)導(dǎo)出并加密壓縮。建立一個(gè)名為exp_table.bat的批處理文件，它實(shí)現(xiàn)單一子表數(shù)據(jù)備份的流程如圖3所示。

根據(jù)任意一種輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)子表從建立到存滿(mǎn)數(shù)據(jù)的最短時(shí)間來(lái)設(shè)置時(shí)間間隔。每經(jīng)過(guò)這個(gè)固定的時(shí)間間隔，判斷增量庫(kù)中是否存在已存滿(mǎn)數(shù)據(jù)的目標(biāo)數(shù)據(jù)子表，然后利用批處理文件exp_table.bat導(dǎo)出并加密壓縮。

在還原輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，可以分為以下7步來(lái)進(jìn)行：

第1步：關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)聽(tīng)服務(wù)，斷開(kāi)所有數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)的連接；

第2步：刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有數(shù)據(jù)；

第3步：重新建立數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，如表空間、數(shù)據(jù)文件和用戶(hù)等內(nèi)容；

第4步：解密解壓基礎(chǔ)庫(kù)備份中的壓縮文件，并利用數(shù)據(jù)泵還原工具impdp導(dǎo)入基礎(chǔ)庫(kù)數(shù)據(jù)，導(dǎo)入完成后刪除解壓后的數(shù)據(jù)文件；

第5步：遍歷增量庫(kù)備份文件夾，解密解壓每一個(gè)目標(biāo)數(shù)據(jù)子表壓縮文件，并利用數(shù)據(jù)泵還原工具impdp導(dǎo)入每個(gè)文件中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)入完成后刪除解壓文件；

第6步：修改基礎(chǔ)庫(kù)中目標(biāo)索引表中的索引信息，使索引信息與目標(biāo)數(shù)據(jù)子表內(nèi)容同步；

第7步：打開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)監(jiān)聽(tīng)服務(wù)，完成數(shù)據(jù)庫(kù)的還原。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用上述分庫(kù)備份還原策略，成功實(shí)現(xiàn)了輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的分庫(kù)備份與還原。

3　輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)的剪裁與移植

隨著時(shí)間的累加，輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的目標(biāo)數(shù)據(jù)越來(lái)越多，數(shù)據(jù)庫(kù)占用的存儲(chǔ)空間越來(lái)越大，而對(duì)于輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)而言，已存儲(chǔ)的時(shí)間久遠(yuǎn)一些(如1年前)的目標(biāo)數(shù)據(jù)，使用頻率低甚至完全不使用。因此，有必要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行剪裁，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間的有效利用。

從上述分庫(kù)備份還原策略中可知，對(duì)任意一張輻射源目標(biāo)信息子表，可以利用數(shù)據(jù)泵工具expdp導(dǎo)出數(shù)據(jù)后加密壓縮生成表備份文件，反之也可以將表備份文件進(jìn)行解密解壓后生成表數(shù)據(jù)文件后利用數(shù)據(jù)泵還原工具impdp導(dǎo)入到輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中。由此，可以為輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中的目標(biāo)信息子表提供單表刪除、備份和還原功能，以及多表批量刪除、備份和還原功能，如圖4所示。

對(duì)于不再存在使用需求的目標(biāo)數(shù)據(jù)子表可以直接刪除。對(duì)于不確定以后是否存在使用需求的目標(biāo)數(shù)據(jù)子表可以進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)出并生成加密壓縮表備份文件，然后直接刪除。一旦需要使用已刪除的子表數(shù)據(jù)，可以將表備份文件解密解壓，重新導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，以滿(mǎn)足使用需求。進(jìn)行多表批量操作時(shí)，選擇多個(gè)表格，有按照子表序號(hào)和按照時(shí)間段兩種方式。

在還原數(shù)據(jù)庫(kù)之前，將增量庫(kù)中的表備份文件夾中的部分文件拷貝到其他存儲(chǔ)設(shè)備中，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)還原。還原后的數(shù)據(jù)庫(kù)中不包含已轉(zhuǎn)存表備份文件中的數(shù)據(jù)，同樣可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的剪裁[3]。

將基礎(chǔ)庫(kù)備份文件和增量庫(kù)備份文件全部拷貝到另一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上的相應(yīng)存儲(chǔ)目錄中之后，在新的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上新建一個(gè)與原輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)同名的新數(shù)據(jù)庫(kù)，可以直接將原數(shù)據(jù)庫(kù)在新的服務(wù)器上還原，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的整體移植。每當(dāng)原數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生新的目標(biāo)數(shù)據(jù)子表備份文件之后，可以拷貝這些文件到新數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的相應(yīng)存儲(chǔ)目錄中，使用多表批量還原功能，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)之間的數(shù)據(jù)同步[1]。

無(wú)論輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)因?yàn)檐浖€是硬件產(chǎn)生故障，只要基礎(chǔ)庫(kù)備份文件和增量庫(kù)備份文件完好，按照上述數(shù)據(jù)庫(kù)移植的方法重建同名的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)還原，從而完全恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。

4　分庫(kù)備份還原策略的優(yōu)點(diǎn)與不足

分庫(kù)備份還原策略存在以下7大優(yōu)點(diǎn)：

(1) 數(shù)據(jù)庫(kù)備份實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化，避免了人工備份操作的繁瑣；

(2) 避免了隨著時(shí)間的累加數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容越來(lái)越多、進(jìn)行一次完整的數(shù)據(jù)庫(kù)備份的時(shí)間也會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)、備份文件占用的存儲(chǔ)空間也會(huì)越來(lái)越大的問(wèn)題；

(3) 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)可以隨時(shí)開(kāi)啟或者關(guān)閉；

(4) 可以將數(shù)據(jù)庫(kù)增量庫(kù)中的備份文件進(jìn)行方便的管理，在還原數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)可以還原部分目標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)剪裁；

(5) 數(shù)據(jù)庫(kù)備份文件可以移植到其他存儲(chǔ)設(shè)備中，從而部分釋放當(dāng)前存儲(chǔ)空間；

(6) 便于數(shù)據(jù)庫(kù)的整體移植；

(7) 在部分目標(biāo)數(shù)據(jù)子表被刪除之后，利用增量庫(kù)備份中的備份文件可以定向恢復(fù)。

同時(shí)，分庫(kù)備份還原策略存在以下兩大不足：

(1) 由于數(shù)據(jù)庫(kù)中的基礎(chǔ)庫(kù)備份的時(shí)間和增量庫(kù)備份的時(shí)間無(wú)法完全一致，數(shù)據(jù)庫(kù)還原時(shí)不能恢復(fù)到數(shù)據(jù)庫(kù)在某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的狀態(tài)，還原后的數(shù)據(jù)庫(kù)中基礎(chǔ)庫(kù)和增量庫(kù)數(shù)據(jù)在時(shí)間上不同步；

(2) 由于增量庫(kù)備份中只含有已存滿(mǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)的子表，在還原時(shí)會(huì)損失未存滿(mǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)的子表。

由于數(shù)據(jù)庫(kù)在還原過(guò)程中經(jīng)過(guò)了目標(biāo)數(shù)據(jù)索引表和目標(biāo)數(shù)據(jù)子表內(nèi)容的同步，并且基礎(chǔ)庫(kù)中的其他數(shù)據(jù)與增量庫(kù)相對(duì)獨(dú)立，雖然還原后的數(shù)據(jù)庫(kù)中基礎(chǔ)庫(kù)和增量庫(kù)數(shù)據(jù)在時(shí)間上不同步，卻并不會(huì)產(chǎn)生任何影響數(shù)據(jù)服務(wù)功能的缺陷。目標(biāo)數(shù)據(jù)的部分損失無(wú)法完全消除。但是，為了挽回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)還原時(shí)損失的部分?jǐn)?shù)據(jù)，在進(jìn)行增量庫(kù)備份時(shí)可以根據(jù)輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)能接受的數(shù)據(jù)損失，比如30 min內(nèi)的目標(biāo)數(shù)據(jù)，單獨(dú)備份未存滿(mǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)的子表。具體流程見(jiàn)圖5。

從上述流程圖中可以看出，每隔30 min鐘將未存滿(mǎn)目標(biāo)數(shù)據(jù)的子表做一次備份以替換原有備份，在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)還原時(shí)最多損失30 min的目標(biāo)數(shù)據(jù)。

5　結(jié)束語(yǔ)

本文所介紹的輻射源目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)維護(hù)與管理的方法避免了頻繁的人工維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)備份管理的全自動(dòng)化，使數(shù)據(jù)庫(kù)還原變得非常簡(jiǎn)便，并且數(shù)據(jù)庫(kù)中的目標(biāo)數(shù)據(jù)得到了更加有效而可靠地管理，數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)空間得到了更充分的利用。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，該方法的有效性得到了充分的驗(yàn)證。