CN103488668A - 在消除数据丢失的同时减少数据传输的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在消除数据丢失的同时减少数据传输的方法和系统。所述方法包括接收由应用更新数据库所导致的一个或多个数据库日志写入操作。所述方法还包括将所述一个或多个数据库日志写入操作写入存储在主站点处的数据库日志上并将所述数据库日志异步镜像到位于辅助站点处的辅助存储设备。所述方法还包括将所述一个或多个数据库日志写入操作同步存储在所述主站点处的安全存储单元中并接收所述主站点处的灾难事件的指示。响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。

Description

在消除数据丢失的同时减少数据传输的方法和系统
技术领域
本发明涉及数据库复制，更具体地说，涉及在消除使用异步磁盘存储复制技术期间由灾难造成的数据丢失的同时减少数据传输的方法和系统。
背景技术
长距离复制数据库的技术在本领域中是公知的。一般而言，使用异步技术执行长距离复制，这是因为同步技术需要延长输入/输出（I/O）服务时间。目前用于长距离异步数据库复制的方法一般需要将大量数据传送到远端站点，这使用大量带宽。
当前长距离异步复制的实例包括将针对数据库数据文件的所有更新或写入以及数据库事务日志发送到远端站点以填充位于远端站点处的数据库。通常，这通过拦截和传送所有正在执行的数据库写入命令以及将数据库事务日志写入传送到远端站点来实现。当前的许多系统使用本地数据记录器盒（例如，防灾难Axxana Phoenix Data RecorderTM）来同步捕获对数据库数据文件和数据库事务日志的更新。当使用本地数据记录器盒时，远端站点需要所有记录数据以更新异步创建的数据库副本并使该副本成为同步创建的副本的等同物。
虽然这些技术中的每种技术都允许在远端站点构建完全一致的最新数据库映像，但是它们都需要将大量数据从主站点传输到恢复站点，这需要大量带宽。
发明内容
根据一个示例性实施例，一种在消除数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的方法包括接收由应用更新数据库所导致的一个或多个数据库日志写入操作。所述方法还包括将所述一个或多个数据库日志写入操作写入存储在主站点处的数据库日志上并将所述数据库日志异步镜像到位于辅助站点处的辅助存储设备。所述方法还包括将所述一个或多个数据库日志写入操作同步存储在所述主站点处的安全存储单元中并接收所述主站点处的灾难事件的指示。响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。
根据另一示例性实施例，提供一种在消除数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括可被处理电路读取并存储指令的有形存储介质，所述指令可被所述处理电路执行以执行一种方法。所述方法包括接收来自应用的一个或多个数据库日志写入操作并将所述一个或多个数据库日志写入操作写入存储在主站点处的数据库日志上。所述方法还包括将所述数据库日志镜像到位于辅助站点处的辅助存储设备并将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在所述主站点处的安全存储单元中。所述方法还包括接收所述主站点处的灾难事件的指示并且响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。
根据又一示例性实施例，一种在消除异步数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的系统包括：主存储设备，其用于存储数据库日志；辅助存储设备，其与所述主存储设备通信以存储所述数据库和所述数据库日志的异步镜像副本；以及安全存储单元，其与所述主存储设备通信。所述系统被配置为执行一种方法，所述方法包括作为应用执行更新的结果，从所述数据库接收一个或多个数据库日志写入操作并在所述数据库日志上写入所述一个或多个数据库日志写入操作，并且将所述一个或多个数据库日志写入操作同步存储在所述安全存储单元中。所述方法还包括将所述数据库日志异步镜像到所述辅助存储设备。所述方法还包括接收所述主存储设备站点处的灾难事件的指示并响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。
通过本发明的技术将实现其它特征和优点。本发明的其它实施例和方面在此进行详细地描述并被视为要求保护的发明的一部分。为了更好地理解本发明的优点和特征，请参考说明书和附图。
附图说明
在本说明书结尾处的权利要求中专门指出和明确要求保护被视为本发明的主题。通过结合附图阅读下面的具体实施方式，本发明的上述及其它特征和优点将变得显而易见，这些附图是：
图1是示出根据一个示例性实施例的用于异步数据库复制的系统的框图；
图2是示出根据一个示例性实施例的安全存储单元的框图；以及
图3示出根据一个示例性实施例的在消除数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的方法的流程图。
具体实施方式
现在参考图1，其中示出根据一个实施例的用于异步数据库复制的系统100的框图。执行异步数据库复制的系统100可用于确保在主站点发生灾难事件之后，辅助站点上具有完全一致的最新数据库。灾难事件可以包括影响数据库存储的任何事件。灾难事件例如可以包括地震、暴风、火灾、洪灾或恐怖袭击。在某些情况下，诸如计算机系统故障或停电之类的影响数据库存储的系统故障也可被视为灾难事件。
在各示例性实施例中，系统100存储处理器102的一个或多个数据源112产生和/或使用的数据库。数据源112可包括信息技术系统的应用服务器和/或其它任何产生或使用数据库的系统。为了保护数据库，系统100执行异步数据库复制并将数据库存储在两个或更多个存储设备上。在各示例性实施例中，系统100包括主存储设备104和辅助存储设备106，它们均存储数据库的副本。存储设备104和106可以包括磁盘、磁带、计算机存储设备和/或基于其它任何适当的存储技术的设备。在某些实施例中，存储设备包括执行本地数据存储以及与检索有关的功能的处理器（未示出）。在各示例性实施例中，存储在主存储设备104和辅助存储设备106处的数据库利用日志跟踪对数据库做出的更改。数据库日志通常用于从故障恢复以及同步存储在主站点和辅助站点处的数据库。数据库日志通常包括数据库的所有更改记录。
在各示例性实施例中，主存储设备104和辅助存储设备106可以在物理上位于两个单独的站点。选择这两个站点通常需要它们距离足够远以便一个站点中发生的灾难事件不会影响另一站点。在各示例性实施例中，主存储设备104可与数据源112一起位于本地站点，而辅助存储设备106可以位于远端站点。在各示例性实施例中，主存储设备106包括异步复制应用（例如，IBM的zGlobal MirrrorTM技术）108，此应用将数据源112产生或使用的数据库从主存储设备104镜像或复制到辅助存储设备106。
在各示例性实施例中，数据源112可用于将针对数据库日志的写入发送到一个或多个安全存储单元110进行临时存储。为了最小化事务延迟，处理器102和安全存储单元110通常与异步复制应用108位于一处。在各示例性实施例中，处理器102的数据源112被配置为将每一个数据库日志写入转发到安全存储单元110。处理器102的数据源112还被配置为将每一个数据库日志写入和数据库写入转发到主存储设备104。在各示例性实施例中，数据源112被配置为识别数据库写入和数据库日志写入两者。数据源112被配置为将数据库写入和数据库日志写入提供给主存储设备104，同时还将日志写入提供给安全存储单元110。必须在两个日志写入都成功完成之后才能发信号通知数据源112日志写入完成。处理器102首先聚合两个写入的完成，然后才发信号通知数据源112日志写入完成。当出现中断异步复制应用108的正常操作的灾难事件时，之前发送到安全存储单元110的数据库日志写入被传送到位于远端站点或辅助站点的辅助存储设备106。辅助站点处的软件从所述数据构建归档日志，然后执行标准的数据库日志恢复过程以在恢复站点上产生最近的数据库。
在各示例性实施例中，处理器102连接到一个或多个安全存储单元110，这些安全存储单元可部署在不同的位置处或围绕主站点部署。安全存储单元110以耐久的方式构建，从而使能抵抗灾难事件，同时保护所存储的数据。在主站点遇到灾难事件后，安全存储单元110中的至少一个可用于确保辅助站点处的数据库完全保持最新并且与灾难事件发生前主站点处的数据库完全保持数据一致。安全存储单元110中存储的数据库日志信息被传送到辅助站点并用于更新辅助存储设备106中的数据库。
在各示例性实施例中，安全存储单元110被设计为存储所有已在主存储设备104上发生但尚未成功镜像到辅助存储设备106的数据库日志写入。在各示例性实施例中，安全存储单元110可被设计为存储已在指定时段中发生的数据库日志写入，以考虑主存储设备104与辅助存储设备106之间的网络延迟。为了提供高级别的保护和可靠性，需要在完成将日志数据异步复制到辅助存储设备之前，避免安全存储单元110中出现内存溢出，从而使数据库日志写入不会丢失。一般而言，在辅助存储设备106已成功地执行对应的写入命令之后，数据库日志写入可以安全地从安全存储单元110中删除。当允许从安全存储单元110删除数据库日志写入时，有多种备选的方法来向处理器102做出指示，这有时依赖于异步复制应用的功能。
在各示例性实施例中，可在主存储设备104处或其附近安装一个或多个环境传感器122并使这些传感器与处理器102相连。环境传感器122可用于读出环境状况，它们可提供对发展中的灾难事件的早期检测或预测。例如，环境传感器122可以包括温度传感器，用于读出主存储设备104处或其附近正在升高的温度。额外地或备选地，环境传感器122可以包括地震传感器，用于读出与正在形成的地震关联的颤动。此外，环境传感器122还可包括任何其它允许对正在发展的灾难状况作出早期预测的适当传感器类型。
现在参考图2，其中示出根据一个实施例的安全存储单元110的框图。安全存储单元110包括存储器114，其保存数据库日志写入，如上所述。在各示例性实施例中，存储器114可以是非易失性存储设备、电可擦式可编程只读存储器（EEPROM）设备，或任何其它适当的非易失性或电池供电存储设备。在各示例性实施例中，安全存储单元110可以包括控制单元116，其执行安全存储单元110的各种数据存储和管理功能。安全存储单元110可以包括接口电路118，其处理安全存储单元110与异步复制应用108之间的物理接口。在各示例性实施例中，安全存储单元110的控制单元116包括检测灾难事件的检测机构。例如，该检测机构可以检测到没有电力和/或未与处理器102通信，从而推断出已发生灾难事件。在各示例性实施例中，该检测机构可被配置为检测灾难事件的指示，环境传感器122可能未被配置为检测该指示。
在各示例性实施例中，安全存储单元110包括与通信天线耦合的无线发射器124。发射器124通常由电源120供电。电源120可以包括可充电电池，该电池由正常系统操作期间通过接口118提供的电力进行充电。在各示例性实施例中，电源120可用于为控制单元116和/或存储器144供电。发射器124可用于在安全存储单元110与处理器102之间的通信因为灾难事件而中断时，将存储器114中存储的数据库日志写入发射到无线接收器。因此，发射器124及其天线充当备选的通信手段，用于发射安全存储单元110中的信息。利用无线信道，可以在数分钟内取回和重构安全存储单元110中存储的数据。在各示例性实施例中，发射器124例如可以是蜂窝发射器、WiMax发射器或任何其它适当的数据发射器类型。无线接收器耦合到辅助存储设备106。
在各示例性实施例中，系统100仅将所有数据库日志写入的副本在安全存储单元110中存储设定的时间量，然后删除该副本。所述设定的时间量可以是固定时段，例如1分钟、2分钟或5分钟，也可以是变化的时间量，该变化的时间量取决于与主存储设备104到辅助存储设备106的数据库日志镜像关联的网络延迟。在自写入数据库日志写入以来经过一时间间隔之后，安全存储单元110可以自动删除该数据库日志写入或者可以标记该数据库日志写入以便在存储器114变满时删除。
现在参考图3，总体上示出了根据一个示例性实施例的在消除数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的方法的流程图。如方框200所示，所述方法包括从应用接收一个或多个数据库日志写入操作。接着，将所述一个或多个数据库写入操作写入主站点处存储的数据库，然后将写入操作存储在主站点处的数据库日志中，如方框202所示。如方框206所示，将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在主站点处的安全存储单元中。所述方法还包括将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在主站点处的安全存储单元中，如方框206所示。所述方法还包括接收主站点处的灾难事件的指示，如方框208所示。在各示例性实施例中，可从主站点处的一个或多个传感器接收灾难事件的指示。如方框210所示，所述方法包括响应于检测到灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔内存储在安全存储单元中的一个或多个数据库日志操作传送到位于辅助站点处的辅助存储设备。这些日志记录用作标准数据库恢复处理的一部分，此处理使数据库的低级一致副本保持最新。
在各示例性实施例中，系统100仅将数据库日志写入存储到安全存储单元110。通过仅将数据库日志写入存储到安全存储单元110，而非存储对数据库的所有更新和数据库日志，系统100将安全存储单元110处的数据量减少近50%。作为减少安全存储单元110中存储的数据的结果，系统还可以在主存储设备104发生故障或灾难时，减少需要传送到辅助存储设备106的数据量。
所属技术领域的技术人员知道，本发明的各方面可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式（包括固件、驻留软件、微代码等），或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是—但不限于—电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括—但不限于—电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括—但不限于—无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的各方面操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
下面将参照根据本发明实施例的方法、装置（系统）和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明的各方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些计算机程序指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。
也可以把这些计算机程序指令存储在计算机可读介质中，这些指令使得计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备以特定方式工作，从而，存储在计算机可读介质中的指令就产生出包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的指令的制造品（article ofmanufacturer）。
也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的过程。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
此处使用的术语只是为了描述具体实施例，并非旨在限制本发明。如在此使用的那样，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确地另有所指。还将理解，当在此说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定存在声明的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元素、组件和/或它们的组合。
以下的权利要求中的对应结构、材料、操作以及所有功能性限定的装置或步骤的等同替换，旨在包括任何用于与在权利要求中具体指出的其它单元相组合地执行该功能的结构、材料或操作。所给出的本发明的描述在于示意和描述，并非是穷尽性的，也并非将本发明限定到所公开的形式。在不偏离本发明的范围和精神的情况下，对于本领域的普通技术人员而言，许多修改和变化都将是显而易见的。实施例的选择和描述，旨在最好地解释本发明的原理、实际应用，并且当适合于所构想的特定应用时，可使本技术领域的普通技术人员理解本发明带有各种修改的各实施例。
此处示出的流程图只是一个实例。在不偏离本发明的精神的情况下，可以做出此处描述的示意图或步骤（或操作）的许多变型。例如，可以按不同的顺序执行步骤，也可以添加、删除或修改步骤。所有这些变型均被视为所要求保护的发明的一部分。
尽管描述了本发明的优选实施例，但是将理解，本领域的技术人员可以在现在或在将来做出各种落入下面权利要求的范围内的改进和增强。这些权利要求应被解释为维持对首先描述的本发明的正确保护。

Claims (12)

1.一种方法，包括：
接收由应用更新数据库所导致的一个或多个数据库日志写入操作；
将所述一个或多个数据库日志写入操作写入存储在主站点处的数据库日志上；
将所述数据库日志异步镜像到位于辅助站点处的辅助存储设备；
将所述一个或多个数据库日志写入操作同步存储在所述主站点处的安全存储单元中；
接收所述主站点处的灾难事件的指示；以及
响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。
2.根据权利要求1的方法，其中所述时间间隔是所述灾难事件的所述指示之前的两分钟时段。
3.根据权利要求1的方法，其中仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到位于所述辅助站点处的所述辅助存储设备的步骤以无线的方式完成。
4.根据权利要求1的方法，还包括在所述时间间隔之后删除存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作。
5.根据权利要求1的方法，其中所述时间间隔是与将第一数据库日志镜像到位于所述辅助站点处的所述辅助存储设备关联的网络延迟的至少两倍。
6.根据权利要求1的方法，其中将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在所述主站点处的所述安全存储单元中的步骤包括将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在所述安全存储单元的非易失性存储器中。
7.一种在消除异步数据库复制期间的数据丢失的同时减少数据传输的系统，所述系统包括：
主存储设备，其用于存储反映数据库更新的数据库日志；
辅助存储设备，其与所述主存储设备通信以存储所述数据库和所述数据库日志的异步镜像副本；以及
安全存储单元，其与所述主存储设备通信，所述系统被配置为执行一种方法，所述方法包括：
接收由应用更新所述数据库导致的一个或多个数据库日志写入操作；
将所述一个或多个数据库日志写入操作写入所述数据库日志；
将所述数据库日志异步镜像到所述辅助存储设备；
将所述一个或多个数据库日志写入操作同步存储在所述安全存储单元中；
接收主存储设备站点处的灾难事件的指示；以及
响应于所述灾难事件的指示，仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到所述辅助存储设备。
8.根据权利要求7的系统，其中所述时间间隔是所述灾难事件的所述指示之前的两分钟时段。
9.根据权利要求7的系统，其中仅将在一个时间间隔期间存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作传送到位于所述辅助站点处的所述辅助存储设备的步骤以无线的方式完成。
10.根据权利要求7的系统，其中所述方法还包括在所述时间间隔之后删除存储在所述安全存储单元中的所述一个或多个数据库日志写入操作。
11.根据权利要求7的系统，其中所述时间间隔是与将第一数据库日志镜像到位于所述辅助站点处的所述辅助存储设备关联的网络延迟的至少两倍。
12.根据权利要求7的系统，其中将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在所述主站点处的所述安全存储单元中的步骤包括将所述一个或多个数据库日志写入操作存储在所述安全存储单元的非易失性存储器中。
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