SQL Server 大數據搬遷之文件組備份還原實戰


一.本文所涉及的內容(Contents)

  1. 本文所涉及的內容(Contents)
  2. 背景(Contexts)
  3. 解決方案(Solution)
  4. 搬遷步驟(Procedure)
  5. 搬遷腳本(SQL Codes)
  6. 注意事項(Attention)
  7. 疑問(Questions)
  8. 參考文獻(References)

二.背景(Contexts)

  有一個數據庫大概在700G左右,需要從服務器A搬遷到服務器B,兩台服務器網絡傳輸速度可以達到8MB/s,怎么做才能更快的搬遷並且宕機時間最短呢?

  數據庫業務邏輯概述:這個數據庫只會插入數據,每天大概有300W條數據,不會對數據進行修改,只有一個表比較大,並且這個表是以自增ID作為分區依據列的,文件組會被重用,數據庫為簡單恢復模式,我定時會對表數據進行交換分區刪除數據;

三.解決方案(Solution)

之前我也寫過關於搬遷數據庫的一些文章:

  1. SQL Server 數據庫最小宕機遷移方案,這篇文章是通過完全備份+差異備份的方式遷移數據庫的,這種方式比較合適數據庫只有20G左右的數據庫,宕機時間=差異備份時間+傳輸差異備份時間+還原差異備份時間,一般來說這個時間都比較短,因為差異備份都不會太大;

  2. SQL Server 數據庫遷移偏方,這篇文章是通過作業的方式遷移數據庫的,一個事務中轉移N條(大約2W條)數據,N值可以通過測試進行調整(需要看網絡情況而定),這種方式比較適合數據庫比較大,比如幾百G的數據庫,而且網絡環境比較差的情況下,宕機時間≈0(當轉移最后一部分數據足夠小),缺點就是遷移的時間會比較長;

  3. 那么這篇文章我們再來講講其它方式的遷移,在上面提到的背景下,可以通過對分區文件組進行備份的方式遷移數據庫,這種方式比較適合大數據庫的遷移,宕機時間=最后一個文件組備份時間+傳輸備份時間+還原最后一個文件組時間,缺點是宕機時間會比較大,但是整體遷移的時間會比較小;下面是邏輯結構圖:

F1_文件組搬遷邏輯圖

(Figure1:文件組搬遷邏輯圖)

四.搬遷步驟(Procedure)

  在講述搬遷步驟之前,我們首先來看看文件組的大體情況,通過下面的SQL語句可以查看文件組的相關信息,見Figure2、Figure3;

--查看文件組信息
SELECT df.[name], df.physical_name, df.[size], df.growth, fg.[name]
[filegroup], fg.is_default
FROM sys.database_files df
JOIN sys.filegroups fg
ON df.data_space_id = fg.data_space_id

F2_fg1

(Figure2:文件組列表)

F3_fg2

(Figure3:文件組列表)

下面就講講搬遷的步驟:

1. 首先我們先清理下數據,把不必要的數據通過交換分區的方式交換出去;

2. 查看這張大表當前的自增ID值,通過修改分區方案讓新插入的數據存入到一個空的文件組(因為空的文件組在最后備份會更小一點),很多情況下,文件組是會重用的,所以要注意這個文件組是空的;

3. 設置數據庫為完整恢復模式;

4. 備份除了上面提到的文件組,如果條件允許可以進行備份的壓縮;(動態生成SQL)

5. 通過FTP傳輸備份文件到新的服務器;

6. 備份主分區,需要確保這個時候不會對主分區的數據進行修改,並傳輸主分區備份文件;

7. 先還原主分區的備份,再還原上面的文件組備份;(動態生成SQL)

8. 對最后一個文件組進行備份,對日志進行備份,對沒有做分區對齊的索引文件組進行備份,把這3個備份傳輸到新服務器;

9. 還原文件組,還原日志;

五.搬遷腳本(SQL Codes)

搬遷腳本包括兩個部分,一個備份使用的腳本,一個是還原使用的腳本:

1. 備份腳本,根據分區情況來自動生成對應的備份腳本;

2. 還原腳本,根據分區情況和備份文件的規則來生成對應的還原腳本,也就是說還原腳本是依據備份腳本的;

 

(一) 下面是用於生成備份SQL的代碼,這個代碼需要提供兩個變量值:

1. @DataBaseName指定需要進行備份的數據庫名,值為'Barefoot.Archives';

2. @BackupPath在舊服務器本地備份文件組存放的地址,值為:'E:\DBBackup\';

在舊數據庫Barefoot.Archives中執行下面的SQL腳本:

-- =============================================
-- Author:      <聽風吹雨>
-- Blog:        <http://gaizai.cnblogs.com/>
-- Create date: <2014/02/26>
-- Description: <生成分區備份腳本>
-- =============================================
DECLARE @DataBaseName SYSNAME--數據庫名稱
DECLARE @BackupPath SYSNAME--保存分區備份的路徑
DECLARE @FilegroupName SYSNAME--分區文件組名稱
DECLARE @sql NVARCHAR(MAX)--sql字符串

--設置下面變量
SET @DataBaseName = 'DataBaseName'
SET @BackupPath = 'D:\DBBackup\'

--1.設置完整模式
PRINT '--設置完整模式'
SET @sql = 'USE [master]
GO
ALTER DATABASE ['+@DataBaseName +'] SET RECOVERY FULL WITH NO_WAIT
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

--2.備份分區
DECLARE @itemCur CURSOR
SET @itemCur = CURSOR FOR
    SELECT [name] FROM sys.filegroups ORDER BY is_default

OPEN @itemCur
FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @FilegroupName
WHILE @@FETCH_STATUS=0
BEGIN
    --邏輯處理
    PRINT '--備份分區- ' + @FilegroupName
    SET @sql = 'BACKUP DATABASE [' + @DataBaseName + ']
FILEGROUP = ''' + @FilegroupName + '''
TO DISK = ''' + @BackupPath+@FilegroupName + '.bak'' WITH FORMAT
GO'
    PRINT @sql + CHAR(13)
    
    FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @FilegroupName
END 

CLOSE @itemCur
DEALLOCATE @itemCur

--3.備份日志
PRINT '--備份日志'
SET @sql = 'BACKUP LOG [' + @DataBaseName + ']
TO DISK = ''' + @BackupPath+@DataBaseName + '_Log.bak'' WITH FORMAT
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

上面SQL腳本的邏輯是:

1. 首先設置數據庫的恢復模式為完整恢復模式,這是為了后面對數據庫的日志進行備份;

2. 通過當前數據庫的系統表sys.filegroups拿到文件組的名稱,這里把默認文件排在最后面,這是因為有可能會對配置表進行的操作,所以把這個文件組放到最后備份;

3. 使用游標的方式來循環文件組,生成文件組對應的備份SQL語句;

4. 最后備份數據庫的日志,對文件組的還原是需要通過日志備份才能還原的;

 

  在舊數據庫執行上面的SQL腳本,將會產生生成下面的SQL(只保留了部分SQL):

--設置完整模式
USE [master]
GO
ALTER DATABASE [DataBaseName] SET RECOVERY FULL WITH NO_WAIT
GO

--備份分區- FG_Archive_Id_01
BACKUP DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Id_01'
TO DISK = 'D:\DBBackup\FG_Archive_Id_01.bak' WITH FORMAT
GO

--備份分區- FG_Archive_Id_02
BACKUP DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Id_02'
TO DISK = 'D:\DBBackup\FG_Archive_Id_02.bak' WITH FORMAT
GO

--備份分區- FG_Archive_Index
BACKUP DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Index'
TO DISK = 'D:\DBBackup\FG_Archive_Index.bak' WITH FORMAT
GO

--備份分區- PRIMARY
BACKUP DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'PRIMARY'
TO DISK = 'D:\DBBackup\PRIMARY.bak' WITH FORMAT
GO

--備份日志
BACKUP LOG [DataBaseName]
TO DISK = 'D:\DBBackup\Barefoot.Archives_Log.bak' WITH FORMAT
GO

執行完上面的腳本,會生成下圖所示的備份文件:

F4_備份文件列表

(Figure4:備份文件列表)

 

(二) 下面是用於生成還原SQL的代碼,這個代碼需要提供幾個變量值:

1. @DataBaseName指定需要進行備份的數據庫名,值為'Barefoot.Archives';

2. @BackupPath在新服務器文件組備份的地址,值為:'E:\DBBackup\';

3. @SavePath_Drive存在數據文件的盤符,值為:'F:\';

4. @SavePath_FolderName存放數據文件的文件夾,值為:'DataBase\';

5. @SavePath_SubFolderName存放ndf文件的文件夾,值為:'FG_Archive\';

6. @IsSamePath表示是否延續之前的physical_name值,值為1表示延續,這樣會使用@SavePath_Drive替換physical_name的盤符,這樣@SavePath_FolderName和@SavePath_SubFolderName就不會起作用了,值為0表示不延續,這樣physical_name的值=@SavePath_Drive+@SavePath_FolderName+@SavePath_SubFolderName;

在舊數據庫Barefoot.Archives中執行下面的SQL腳本:

-- =============================================
-- Author:      <聽風吹雨>
-- Blog:        <http://gaizai.cnblogs.com/>
-- Create date: <2014/02/26>
-- Description: <生成分區還原腳本>
-- =============================================
DECLARE @DataBaseName SYSNAME--數據庫名稱
DECLARE @BackupPath SYSNAME--保存備份文件的路徑
DECLARE @SavePath_Drive SYSNAME--保存數據庫文件的盤符
DECLARE @SavePath_FolderName SYSNAME--保存數據庫的文件夾
DECLARE @SavePath_SubFolderName SYSNAME--保存分區的文件夾
DECLARE @FilegroupName SYSNAME--分區文件組名稱
DECLARE @FileName SYSNAME--分區文件名稱
DECLARE @PhysicalName SYSNAME--物理路徑
DECLARE @IsSamePath INT--是否跟遠路徑一樣1,0
DECLARE @sql NVARCHAR(MAX)--sql字符串

--設置下面變量
SET @DataBaseName = 'DataBaseName'
SET @BackupPath = 'E:\DBBackup\'
SET @SavePath_Drive = 'F:\'
SET @SavePath_FolderName = 'DataBase\'
SET @SavePath_SubFolderName = 'FG_Archive\'
SET @IsSamePath = 1

--1.還原主分區
SELECT @FilegroupName = [name] FROM sys.filegroups WHERE is_default = 1
PRINT '--還原主分區'
SET @sql = 'RESTORE DATABASE [' + @DataBaseName + ']
FILEGROUP = ''' + @FilegroupName + '''
FROM DISK = ''' + @BackupPath + @FilegroupName + '.bak'' WITH FILE = 1, 
MOVE N''' + @DataBaseName + ''' TO N''' + @SavePath_Drive + @SavePath_FolderName + @DataBaseName + '.mdf'',  
MOVE N''' + @DataBaseName + '_log'' TO N''' + @SavePath_Drive + @SavePath_FolderName + @DataBaseName + '_log.ldf'',
NORECOVERY,REPLACE,STATS = 10
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

--2.還原分區
DECLARE @itemCur CURSOR
SET @itemCur = CURSOR FOR
    SELECT df.[name] AS FileName, df.physical_name, fg.[name] AS FilegroupName
        FROM sys.database_files df
        JOIN sys.filegroups fg
        ON df.data_space_id = fg.data_space_id
     WHERE fg.is_default = 0

OPEN @itemCur
FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @FileName,@PhysicalName,@FilegroupName
WHILE @@FETCH_STATUS=0
BEGIN
    --邏輯處理
    PRINT '--還原分區- ' + @FilegroupName
    IF @IsSamePath = 0
        SET @PhysicalName = @SavePath_Drive + @SavePath_FolderName + @SavePath_SubFolderName + '\' + @FileName + '.ndf'
    ELSE
        SET @PhysicalName = @SavePath_Drive + SUBSTRING(@PhysicalName,CHARINDEX('\',@PhysicalName)+1,LEN(@PhysicalName))
    SET @sql = 'RESTORE DATABASE [' + @DataBaseName + ']
FILEGROUP = ''' + @FilegroupName + '''
FROM DISK = ''' + @BackupPath+@FilegroupName + '.bak'' WITH FILE = 1, 
MOVE N''' + @FileName + ''' 
TO N''' + @PhysicalName + ''',
NORECOVERY
GO'
    PRINT @sql + CHAR(13)
    
    FETCH NEXT FROM @itemCur INTO @FileName,@PhysicalName,@FilegroupName
END 

CLOSE @itemCur
DEALLOCATE @itemCur

--3.還原日志
PRINT '--還原日志'
SET @sql = 'RESTORE LOG [' + @DataBaseName + ']
FROM DISK = ''' + @BackupPath + @DataBaseName + '_Log.bak''
WITH NORECOVERY
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

--4.還原在線
PRINT '--還原在線'
SET @sql = 'RESTORE DATABASE [' + @DataBaseName + ']
WITH RECOVERY
GO'
PRINT @sql + CHAR(13)

上面SQL腳本的邏輯是:

1. 通過系統表sys.filegroups找到默認文件組,先還原這個主文件;

2. 使用游標的方式來循環系統表sys.filegroups,拿到文件組名稱,生成文件組對應的還原SQL語句;

3. 接着還原數據庫的日志;

4. 最后還原在線,讓數據庫在線;

 

執行上面的SQL腳本,將會產生生成下面的SQL(只保留了部分SQL):

--還原主分區
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'PRIMARY'
FROM DISK = 'E:\DBBackup\PRIMARY.bak' WITH FILE = 1, 
MOVE N'Barefoot.Archives' TO N'F:\DataBase\Barefoot.Archives.mdf',  
MOVE N'Barefoot.Archives_log' TO N'F:\DataBase\Barefoot.Archives_log.ldf',
NORECOVERY,REPLACE,STATS = 10
GO

--還原分區- FG_Archive_Id_01
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Id_01'
FROM DISK = 'E:\DBBackup\FG_Archive_Id_01.bak' WITH FILE = 1, 
MOVE N'FG_Archive_Id_01_data' 
TO N'F:\DataBase\FG_Archive\FG_Archive_Id_01_data.ndf',
NORECOVERY
GO

--還原分區- FG_Archive_Id_02
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Id_02'
FROM DISK = 'E:\DBBackup\FG_Archive_Id_02.bak' WITH FILE = 1, 
MOVE N'FG_Archive_Id_02_data' 
TO N'F:\DataBase\FG_Archive\FG_Archive_Id_02_data.ndf',
NORECOVERY
GO

--還原分區- FG_Archive_Index
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP = 'FG_Archive_Index'
FROM DISK = 'E:\DBBackup\FG_Archive_Index.bak' WITH FILE = 1, 
MOVE N'FG_Archive_Index_data' 
TO N'F:\DataBase\Barefoot.Archives\FG_Archive_Index_data.ndf',
NORECOVERY
GO

--還原日志
RESTORE LOG [DataBaseName]
FROM DISK = 'E:\DBBackup\Barefoot.Archives_Log.bak'
WITH NORECOVERY
GO

--還原在線
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
WITH RECOVERY
GO

在新服務器上執行上面的SQL腳本還原數據庫,需要注意的是:在還原在線之前數據庫都是一直處於:正在還原的狀態的;

六.注意事項(Attention)

1. 在實際運用中,可以結合本文和SQL Server 數據庫遷移偏方進行靈活結合運用,當通過本文件組備份后,舊庫繼續進數據,在花銷時間最大的網絡傳輸過程和還原過程繼續對老庫進數據,這樣當還原好數據庫之后使用SQL Server 數據庫遷移偏方來轉移最新的數據,這樣宕機的時間會趨向於0;

2. 其實為了確保某些文件組不被修改,可以設置文件組的只讀屬性,這樣可以確保只有某個文件組在進新數據,可惜的是設置了只讀也無法拷貝這些文件組文件通過FTP傳輸,提示:操作無法完成,因為文件已在SQL Server(MSSQLSERVER)中打開。

3. 上面腳本的每個文件組中只包含了一個文件,如果一個文件組包含多個文件,那就需要修改下腳本了;

4. 高文佳曾經說過,可以先刪除索引,再壓縮備份,還原之后再創建索引,是的,這不防是一個好方法,不過需要考慮兩點,一個是在還原之后創建索引的速度與時間,如果磁盤速度不算快,那你就要考慮刪除索引是否適合了;另外一點是你的數據庫是否能停機讓你刪除索引,這個跟具體的業務有關;

七.疑問(Questions)

  1. 對primary進行完整文件組備份(作為基備份),對FG1進行完整文件組備份(作為基備份)這些描述有問題吧?對primary進行完整文件組備份應該不會生成基線的吧? SQL文件組備份和還原

  2. 如果在同一個文件組中有兩個以上的分區值,就是把兩個段的分區方案中同指向同一個分區文件組,那在備份和還原有什么需要注意的呢?能成功備份還原嘛?

--備份分區
DECLARE @FileName VARCHAR(200)
SET @FileName = 'G:\DBBackup\FG_Archive_Id_05_null.bak'
BACKUP DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP='FG_Archive_Id_05' TO DISK=@FileName WITH FORMAT
GO

--還原分區
RESTORE DATABASE [DataBaseName]
FILEGROUP='FG_Archive_Id_05' FROM DISK='E:\DBBackup\FG_Archive_Id_05_null.bak' WITH  FILE = 1, 
MOVE N'FG_Archive_Id_05_data' TO N'E:\DataBase\FG_Archive\FG_Archive_Id_05_data.ndf',  
NORECOVERY
GO

  解答:從備份和還原的代碼可以看出只是把FILEGROUP與bak對應,與ndf文件對應,所以是不需要理會這個文件組中包含了多少個邏輯分區;

八.參考文獻(References)

SQL文件組備份和還原

Sql Server 系統表分析(1) - 備份表

如何還原到故障點 (Transact-SQL)

backupset (Transact-SQL)


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