JP2559995B2 - データベースのバックアップ方法、復元方法及びデータ記憶システム - Google Patents

データベースのバックアップ方法、復元方法及びデータ記憶システム

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコンピュータシステムの
復元の方法に関する。具体的には、コンピュータ施設が
完全に壊れた時にデータの復元を可能にする方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】組織体が電子的に記憶されたデータに依
存することがますます多くなるにつれて、データを失う
可能性のあるあらゆる状況に対して バックアップ方法
及び復元の手順を考案することが必要になった。復元手
順の1つの種類は災害からの復元手順で、その目的はコ
ンピュータ施設全体が壊れた場合に復元を実行すること
である。何も特別措置がとられていない場合、唯一可能
な復元方法は遠隔地(以下リモート又はリモートサイト)
で保持しているバックアップを使ってデータの再構築を
することである。
【０００３】災害から復元する1つの可能な手段はミラ
ー法とよばれ、これはデータのミラーコピーをリモート
サイトでも絶えず保持管理する方法である。災害が発生
した時には、リモートサイトがミラーデータを使って仕
事を引き継ぐ。
【０００４】しかし、ミラー法はデータベース管理シス
テムのようなシステム、即ち、データセットが相互に依
存し、データの整合性を保つために1つのデータセット
でのデータの更新があるとそれに対応して他のデータセ
ットでも更新が必要になるようなシステムには適してい
ない。
【０００５】ファイルシステムが整合性があると言える
のは、ファイルシステムが1連の論理的に完結した更新
即ちトランザクションを適用した後でのデータセットシ
ステムの状態を表しているときである。システムの故障
が発生した時、いくつかの更新が完了していないことが
あり、このため通常ファイルシステムは整合性のある状
態ではなくなることがある。ファイルシステムを整合性
のある状態に戻すことが復元手順の仕事になる。また、
良い復元手順とは、ファイルシステムを最も間近の整合
性のある状態に戻すことである。最も間近の整合性のあ
る状態とは、故障が発生したときに中断したものを除い
て、全てのトランザクションが完了していることを反映
している状態のことである。より一般的に表現すれば、
復元されたファイルシステムが故障前のそのファイルの
記憶状態にどれだけ近いかはそのファイルの最も間近な
整合性ある状態に戻すのに要するトランザクションの数
によって測ることが出来ると言える。
【０００６】システムの故障が発生したときでも(デー
タセットが載っているデバイスがクラッシュしたときは
別にして)、データセットが整合性を失わないとき、そ
のデータセットは故障に影響されにくいと言う。このタ
イプのデータセットはそれが属するファイルシステムの
整合性を壊すことがない。TSOやCMSのオペレーテイング
システムで管理されている逐次ファイルの殆どはこのカ
テゴリーである。これに対し、システムの故障が発生し
たとき、データセットが整合性を失うか、ファイルシス
テムに整合性を失わせるかするとき、そのデータセット
は故障に影響されやすいと言う。データベースの殆どは
このカテゴリーである。
【０００７】ファイルシステムは一般的に次の3つのタ
イプのデータセットからなる： 1.データベースのアプリケーション用のデータセット。
このデータセットは主にデータベース環境下においてア
プリケーション情報を保管するのに使われる。このタイ
プのデータセットは故障に影響されやすい 2.データベース用のログデータセット。このデータセッ
トはデータベース管理システムで作られたログデータを
保管しており、復元手順がこのデータを使って故障に影
響されやすいデータベースのデータセットの整合性を戻
す。このタイプのデータセットは故障に影響されにくい 3.単純なデータセット。データベースの形をとらないフ
ァイルで故障に影響されにくい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】殆どの通常のデータベ
ース管理システムは何らかの方法で、故障に影響されに
くいファイルを使っており、これにより、記憶装置の破
壊にならない停電のような場合に故障に影響されやすい
データセットの復元を行っている。
【０００９】明らかに、ミラー法を使えばデータが失わ
れることがないことは保証できる。しかし、実用上この
方法には大きな問題がある。主たる問題とは、2つのサ
イトの間の通信上の遅延により、リモートサイトでのフ
ァイル更新がローカルサイトと同時に起こらないことで
ある。従って、災害が発生した時、通信上の遅延によっ
てデータが失われていることもあり、ミラーデータセッ
トの内容が不確かなものになりうる。つまり、ある1連
のトランザクション全体が欠けている場合もあるし、ま
たあるトランザクションは部分的につまり途中まで完了
して、その結果ファイルシステムが整合性を失っている
場合もある。
【００１０】ある1連のトランザクションが完全に欠け
ている場合は我慢できても、ファイルシステムが整合性
を失った状態は使用に耐えない。リモートサイトでのフ
ァイル更新についてある命令を強制的にとる等の複雑な
手段でもとらない限り、災害が起こった後の整合性を失
ったファイルシステムを整合性を持たせるように回復さ
せることは殆ど不可能に近い。
【００１１】以上の理由から、複雑なファイルシステム
のリモートサイトでのミラーコピーを確実にするために
は、あるデータがリモートサイトで確実に書き込まれた
ことを確認するまでそのデータのローカルサイトでの全
ての書き込みオペレーションの確認を遅らすことが必要
になる。しかし、この種の遅延は更新に関する応答時間
に深刻な影響を及ぼす。
【００１２】ログ記録をとって行う回復システムのもう
1つのアプローチはチェックポインティングとよばれる
ものである。これはリモートサイトにおいて、データベ
ースの初期状態及び継続したログ更新を記憶することで
ある。災害がおこったときには、リモートサイトでこの
初期状態及びログからデータベース全体の再構築ができ
る。
【００１３】チェックポインティングの方法では、リモ
ートサイトでのデータベースそのもの更新が継続して行
われていないので、ローカルログを書き込むための確認
待ちをする必要がない。回復されたファイルシステムの
間近さの度合いは災害発生時のリモートログの状態によ
る。ログが最新の状態であれば、回復されたファイルシ
ステムは最も間近で整合性があり、そうでない場合は整
合性はあっても間近さから遠い状態になる。もしローカ
ルサイトでのログへの書き込み確認をリモートサイトで
リモートログが正しく書き込まれたのを確認するまで待
つならば、回復されたファイルシステムは常に最も間近
で整合性のあるものになる。しかし、この方法による回
復手段では、ログからファイルシステムを再構築するの
に通常長い時間を要し能率が悪い。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によるデータベー
スシステムのバックアップ方法はリモートサイトでのデ
ータベースのミラーコピーをとる方法であるが、その特
徴はリモートデータベースの更新はローカルサイト及び
リモートサイトの間のデータ通信の遅延時間の上限に等
しいかより大きい遅れで行われること、しかしこのデー
タベースに対するリモートログの更新はこれに対応する
ローカルログの更新の後、上記の遅延を伴うことなく実
行されること、それによりデータベースシステムが壊れ
た後でもリモートサイトにおけるミラーコピー及びログ
から整合性のあるデータベースが復元出来ることであ
る。
【００１５】本発明はまた上記方法によりバックアップ
されたデータベースシステムの復元方法を提供する。こ
の復元方法とは、リモートログの最終のエントリーか
ら、上記のデータ通信の遅延時間の間に書かれたログエ
ントリーの最大の数より大きい数だけ前にもどって実行
することによりリモートデータベースを更新し、リモー
トログを使って更新されたデータベースのデータに復元
手順を実行することよりなるものである。
【００１６】本発明で提示する方法はリモートサイトで
のミラーログ(即ちチェックポインティング)及びリモー
トサイトでのミラーファイルシステムの良い点を合わせ
持つ。復元は通常のミラー法と同じくらい迅速に行え
る。しかも、ミラーデータベースのための書き込み確認
を待つ必要がなく、従って書き込みオペレーションの通
常のリスポンスタイムが大幅に落ちることがないという
利点がある。これは書き込み確認を待つのはログだけに
必要であり、しかも最も間近で整合性のある状態に戻す
必要がある時だけ待つ必要があるからである。
【００１７】最も間近で整合性のある状態に復元する必
要がない時には、ローカルログの書き込み確認は対応す
るログの更新をリモートログに行う前に実行することが
できる。そうでない場合は、リモートログに更新した
後、ローカルログへの書き込み確認が実行される。
【００１８】本発明のもう1つの側面として、コンピュ
ータデータベースシステム及びリモートのデータ記憶シ
ステムに接続して使うデータ記憶システムを提供する。
これはコンピュータデータベースシステムから受ける書
き込み命令を実行するロジック、書き込み命令をリモー
トのデータ記憶システムに伝えそこでその命令を実行さ
せるロジック及び書き込み命令がデータベースログ用の
メモリに書き込むための命令か否かを判断するロジック
からなるものである。データベースログ用でないリモー
トデータ記憶システムのメモリへの書き込み命令の通信
はデータ記憶システムとリモートデータ記憶システムと
の間の通信遅延時間の上限に等しいかそれより長い時間
だけ遅れて実行される。
【００１９】リモートデータ記憶システムに伝えられた
書き込み命令がリモートサイトのデータベースデータに
対して実行されれば、データ記憶システムが壊れた場合
でもリモートデータ記憶システムに保管されているデー
タから整合性のあるデータベースが復元できる。
【００２０】データ記憶システムはホストコンピュータ
に接続されるディスク制御装置や1台又は複数のディス
ク装置やリモートでの同様のディスク制御装置の形をと
る。
【００２１】従って、本発明は記憶制御装置間での同輩
間通信によって実現されるので、ミラーデータの維持の
手順はアプリケーションプログラムに依存しない。全て
の維持はディスクのエクステントレベル(ディスクアド
レス及びトラックアドレス)で実行されるので、ファイ
ルシステムの内容や構造を理解する必要がない。また、
このミラー手順を実現するために、現存のアプリケーシ
ョンやデータベースを変更する必要もない。アプリケー
ションはこのプロセスがあること自体知らなくてよい。
【００２２】
【実施例】図1にメインフレイムコンピュータ(例：IBM
ES/9000シリーズ)がローカルサイト及びリモートサイト
にある2台のホストCPU10及び20からなるコンピュータシ
ステムを示す。各CPUはそれぞれデータ記憶システム30
及び40を持ち、またデータ記憶システムはディスク制御
装置(例：IBM 3990ディスク制御装置)50及び60並びにデ
ィスク装置(例：IBM 3390ディスクドライブ)70を持つ。
ローカル及びリモートのディスク制御装置50及び60は同
輩間通信チャネル75で結ばれている。
【００２３】図2はコンピュータシステムの上で作動す
るソフトウェア要素の相互作用を示す概略図である。デ
ータベース管理システム(DBMS) 80(例：IBM DB2データ
ベースマネジメントシステム)がコンピュータのオペレ
ーテイングシステムの1部であるアクセスメソッド90に
インタフェースする。アクセスメソッドはディスク制御
装置50及び60上のマイクロコードへのインタフェースを
介してDBMSがデータ記憶システムにアクセスできるよう
にする。DBMS80はアプリケーション100をサポートし、
これによりユーザはデータベース中のデータが扱える。
アプリケーション100には例えば給与計算がある。
【００２４】システムを立ち上げると、ローカルホスト
10はディスク制御装置50にデータベースのデータセット
及びデータベース用ログのデータセットを構成するエク
ステント(ディスクアドレス及びトラックアドレス)を送
る。ディスク制御装置は書き込み命令がデータベースデ
ータへのものかローカルログへのものかを判断する。ま
た、ディスク制御装置50には、適切な命令によってファ
イルシステムを最も間近で整合性のある状態に復元する
機能が必要か否かが伝えられる。
【００２５】本発明のバックアップ手順は図3に示すよ
うに2つの手順からなる。これらの手順はディスク制御
装置50及び60上のマイクロコードによって行われる。最
初にリモートサイトでミラーデータを維持する手順を述
べる。
【００２６】ローカルホストCPU10がローカルディスク
制御装置50に書き込み命令を出すと、ディスク制御装置
は判断ブロック200でこの命令がローカルデータベース
ログに対応するストレージへのものか否かを判断する。
もしそうであれば、この命令をログエントリーとしてロ
ーカルログに追加し、さらにシステムが判断ブロック21
0でソフトウェアスウィッチのセットによりファイルを
最も間近な整合性のある状態に復元するようにセットア
ップされている場合には、ローカルホスト10はログエン
トリーを同輩間通信チャネル75を通してリモートのディ
スク制御装置に送る。リモートログへの書き込み完了確
認を受領すると、ディスク制御装置はローカルホストに
書き込み完了を伝える。
【００２７】システムが最も間近な整合性のある状態に
復元が必要でないようにセットアップされている場合
は、ディスク制御装置50はローカルログへの書き込み完
了を先にローカルホストに伝え、それからこのログエン
トリーをリモートディスク制御装置60に送る。この方法
により、データ記憶システムの応答時間が改善される。
【００２８】判断ブロック200で書き込み命令がログ用
のストレージへのものでないと判断された場合には、ロ
ーカルディスク制御装置50はローカルディスクに書き込
み命令を実行し、書き込み完了をローカルホスト10に伝
え、予め前もって決めてあるΔ時間待ってから、リモー
トデータベースデータに実行するための書き込み命令を
リモートディスク制御装置60に送る。Δがローカルディ
スク制御装置50及びリモートディスク制御装置60の間の
通信遅延の上限の時間であり、リモートサイトにおける
データベースアプリケーションのデータセットへの更新
がΔ時間遅れるが、リモートサイトのデータベースログ
への更新は直ちに実行されているので、ログは常にファ
イルシステムの状態よりも先行している。次に、復元手
順について述べる。
【００２９】ローカルサイトで災害が発生した後のデー
タベースの復元はリモートログエントリーの最後からδ
の数だけ戻った分のログエントリーをリモートデータベ
ースに対して実行した後に、データベース管理システム
で通常提供されている復元手順を実行することによって
行われる。ここで、δはΔ時間の間に書かれたログエン
トリーの最大の数である。
【００３０】以上の観点から、ログ中の1個1個の完結し
たエントリーはログの最後まで(最後のエントリーは完
全でない可能性もあるが)、ログの内容にしたがって、
リモートサイトのファイルシステムが更新される。この
手順の終了後、ファイルシステムは通常の復元手順が受
けられる。整合性がどれだけ間近かはログがどれだけ新
しいかによる。通信遅延によるΔ時間は通常大きくない
ので、Δ時間分のトランザクションだけ復元すればよい
ので、ファイルシステムの復元は長時間を要するもので
はない。
【００３１】
【発明の効果】上述した本発明の方法及びシステムによ
り、データベースシステムが壊れた後、長時間を要さず
に最も間近で整合性のあるデータベースを復元すること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図1はローカルサイト及びリモートサイトにお
けるコンピュータシステムの概略図である。
【図２】図2はローカルサイト及びリモートサイトのコ
ンピュータシステムで使われるソフトウェアの概略図で
ある。
【図３】図3は本発明を具体化したディスク制御システ
ムの中でのミラーコピーの維持及びデータ復元方法の作
動を示すフローダイアグラムである。
【符号の説明】
10、20 ホストCPU 30、40 データ記憶システム 50、60 ディスク制御装置 70 ディスク装置 80 データベース管理システム 90 アクセスメソッド 100 アプリケーション
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス ナギン イスラエル国 ハイファ 32447 シャ ナン ネベ メンダリストリート ６ ／エー (72)発明者 ヨラム ノビック イスラエル国 ハイファ サピール ラ モット ゴットレビンストリート 14 (72)発明者 アレックス ウィノクール イスラエル国 ハイファ ドリフススト リート 23 (56)参考文献 特開 平３−4339（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−48350（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−243453（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】データベースのミラーコピーをリモートサ
    イトにおいて維持しておき前記データベースが破壊され
    た後も前記データベースのコピーが前記リモートサイト
    に維持されていた前記データベースのミラーコピー及び
    リモートログから復元するコンピュータデータベースシ
    ステムのバックアップ方法であって、 前記リモートサイトのデータベースのデータの更新をロ
    ーカルサイト及び前記リモートサイトの間のデータ通信
    の遅延時間の上限に等しいかそれより長い遅延時間に亘
    って遅延させるステップと、 前記データベースに対するリモートログの更新を前記遅
    延時間なしにローカルログの対応する更新の後に実行す
    るステップと、 を含むことを特徴とするバックアップ方法。
  2. 【請求項２】請求項1記載のバックアップ法を用いてバ
    ックアップされたコンピュータデータベースシステムに
    対する復元方法であって、 前記遅延時間の間に書き込まれたログエントリーの最大
    数より大きい数だけ最後のリモートログエントリーから
    戻ったエントリーから前記リモートサイトのデータベー
    スのデータに対するリモートログエントリーの実行を開
    始することにより前記リモートサイトのデータベースの
    データを更新するステップと、 前記リモートログを使って更新されたデータベースのデ
    ータに対し復元手順を実行するステップと、 を含むことを特徴とする復元方法。
  3. 【請求項３】コンピュータデータベースシステム及びリ
    モートデータ記憶システムに接続されて使用されるデー
    タ記憶システムであって、 前記コンピュータデータベースシステムから受けた書き
    込み命令を実行するロジックと、 前記書き込み命令を前記リモートデータ記憶システムで
    の実行のために前記リモートデータ記憶システムへ送る
    ロジックと、 前記書き込み命令から、前記書き込み命令がデータベー
    スログ用に割り当てられた記憶装置部分に対するものか
    否かを判断するロジックと、 前記リモートデータ記憶システム内のデータベースログ
    用に割り当てられていない記憶装置部分への書き込み命
    令の通信を、前記ローカルデータ記憶システム及び前記
    リモートデータ記憶システムの間のデータ通信遅延時間
    の上限に等しいかそれより長い遅延時間に亘って遅延さ
    せる手段と、 を含むことを特徴とするデータ記憶システム。
JP5286256A 1992-12-02 1993-10-22 データベースのバックアップ方法、復元方法及びデータ記憶システム Expired - Lifetime JP2559995B2 (ja)

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GB9225210A GB2273180A (en) 1992-12-02 1992-12-02 Database backup and recovery.
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