SQL Server 數據庫的備份詳細介紹及注意事項

SQL Server 備份

前言

為什麼要備份？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，後果很嚴重。到時候你就知道為什麼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，並盡可能用實例說話。

什麼是備份？SQL Server基於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（後稱日志備份）、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。

什麼是恢復模式？

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。恢復模式實際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（後面簡稱簡單模式），大容量日志恢復模式（後面簡稱大容量模式），完整恢復模式（後稱完整模式）。

本文從恢復模式開始，提醒一下，絕大部分的專業屬於都會陸續解釋，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於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於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，但是由於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，並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，並且不需要重啟服務。恢復模式最重要的區別在於對待日志的行為。

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，寫入後，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並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，但是對於單個的大事務，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。並且不是自動截斷。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後的事務。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，並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後的區。這種模式適用於大容量操作，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，在創建過程中及後續使用中均可修改，但是由於種種原因，盡量在規劃階段就做好配置，並且在創建過程中明確指定。

這個選項主要用於決定數據庫是否可以（或者需要）做日志備份？什麼事務需要被記錄？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，這裡要說明一下，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，會導致後續使用的很多問題，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於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，但是在這裡要提一下，關於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後台運行——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，然後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，截斷後，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，並且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。

由於日志的自動截斷，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。但是對於對數據要求不高的系統，或者SLA（在還原基礎一文中介紹）沒有什麼特殊要求的環境，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，對於一些大規模、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：

易於管理，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，對於非常重要的數據庫，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於簡單模式來說的，這種模式下，所有操作被完整地記錄在事務日志文件中，並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，並且使對應部分可用。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
• 數據庫規模可能會變得難以控制

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，然後操作完再切換回來，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，並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，那麼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麼存在的價值。

備份成份：

現在來說說一個備份會包含什麼內容，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數據庫是一系列基於Windows的文件，最簡單的模式包含一個數據文件（默認後綴名為MDF）和一個日志文件（默認後綴名為LDF），後綴名能改，但是沒有任何理由去改。後果很嚴重…。這兩個文件在創建數據庫時就自動創建，在後續運行當中，可能會創建多個數據文件（默認後綴名為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：

數據文件是用於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，默認後綴名為.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…），默認後綴名為.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裡，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。

對於多個文件組的數據庫，可以進行文件組備份，這種方式對於超大型數據庫（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，然後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。對於文件組配置放在其他章節，這裡不累贅。

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，這裡只做簡介，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。雖然後面有專門的文章介紹，但是這裡要不厭其煩地提醒，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（後稱日志備份）、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，並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：

• 完整數據庫備份：備份特定數據庫的所有文件的所有數據和對象，還有足以用於在故障時恢復數據庫到一致性狀態的日志部分。
• 差異數據庫備份：備份特定數據庫上自最近一次完整數據庫備份之後發生修改的所有數據文件的數據和對象。事務日志備份：把特定數據庫自上一次日志備份後寫入LDF文件的日志記錄寫入備份文件。

文件備份：把數據文件或者文件組中的數據及對象寫入備份文件，可以細分為：

• 完整文件備份：備份在特定數據文件或文件組上的所有數據和對象。
• 差異文件備份：備份從上一次完整文件備份後特定數據文件或文件組中修改的數據和對象。
• 部分備份（完整部分備份）：備份數據庫中除只讀文件/文件組外（除非特殊指定）的所有可寫部分。
• 差異部分備份：備份自上一次完整部分備份後發生變更的數據和對象。

再次說明，這些備份類型不是總是可用的，有些先決條件，特別是恢復模式，本系列將逐步演示這些操作。

備份需要考慮的因素：

備份時需要考慮以下幾個因素，不能認為備份是簡單操作，作為任何數據庫管理（包括專業DBA或者兼職管理人員），備份都是第一要務，所以要認真對待：

• SLA
• 備份存放位置
• 備份周期及備份類型組合
• 備份文件存放周期
• 執行備份的工具
• 對性能的影響

這些部分將在後續陸續介紹。

What's the next?

1、准備環境，本系列主要使用Windows Server 2012 R2+SQL Server 2008 R2企業版+AdventureWorks 2008 R2數據庫及為了演示而額外創建的一些數據庫。

2、下文將演示完整數據庫備份，需要注意，是完整數據庫備份，而不是完整備份，雖然大部分情況下這是等價的，但是完整備份實際上包含完整文件備份，為了減少誤解，這裡需要說明是數據庫備份。

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