데이터베이스(DataBase) 회복(Recovery)란?

데이터베이스(DataBase) 회복(Recovery)

트랜잭션들을 수행하는 도중 장애로 인해 손상된 데이터베이스를 손상되기 이전의 정상적인 상태로 복구시키는 작업을 말합니다.

* 트랜잭션(Transaction)
데이터베이스의 상태를 변화시키기 해서 수행하는 작업의 단위를 뜻한다.

 

장애의 원인으로는 디스크 붕괴, 전원 고장으로 인한 하드웨어 결함, 소프트웨어의 논리 오류로 인한 소프트웨어 결함, 사람의 실수(휴먼 에러) 등 여러가지가 있습니다.

이와 같은 원인으로 발생되는 장애는 다음과 같이 크게 3가지 유형으로 구분할 수 있으며 이러한 장애에 대해 회복을 위해 DBMS는 회복관리자(recovery manager)를 두고 대비하고 있습니다.

트랜잭션 장애	트랜잭션 내의 논리적 오류나 내부 조건 즉, 입력 데이터의 불량, 데이터의 불명, 시스템 자원의 과다 사용 요구 등으로 정상적인 실행을 계속할 수 없는 상태
시스템 장애	하드웨어의 오동작으로 메인 메모리에 있는 정보의 손실이나 교착 상태가 발생하여 더 이상 실행을 계속할 수 없는 상태
미디어 장애	디스크 헤드 붕괴나 고장으로 인해 저장장치의 데이터베이스 일부 또는 전부가 손상된 상태

 

 

데이터베이스 회복의 기본 원리는 데이터 중복에 있습니다.

즉, 데이터베이스에 포함된 정보를 시스템의 어딘가에 별도로 중복해서 저장해 두었다가 장애시 이를 다시 복원하는 것입니다.

데이터 중복 기법

이 중복 기법에는 덥프(dump)와 로그(log)가 있습니다.

덤프(dump)	덤프는 주기적으로 데이터베이스 전체를 다른 저장 장치에 복제하는 것
로그(log)	로그는 데이터베이스가 변경될 때마다 변경되는 데이터의 변경 전/후의 값을 별도의 파일에 기록해두는 것

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Redo, Undo

장애가 발생했을 때 회복을 위해 취할 수 있는 조치는 일반적으로 다음과 같이 두가지 유형이 있습니다.

Redo: 재실행

영속성 보장, 데이터베이스 내용 자체가 손상이 된 경우 가장 최근의 복제본을 적재시킨 뒤 이 복제본 이후에 일어난 변경만을 로그를 이용하여 재실행함으로써 데이터베이스를 복원하는 것

* 영속성(Persistence)
데이터를 생성한 프로그램이 종료되더라도 데이터가 사라지지 않는 특성을 의미합니다.

Undo: 취소

원자성 보장, 데이터베이스 내용 자체는 손상되지 않았지만 변경 중이거나 변경된 내용에 대한 신뢰성을 잃어버린 경우 로그를 이용하여 모든 변경들을 취소시킴으로써 원래의 데이터베이스 상태로 복원하는 것

* 원자성(atomicity)
시스템에서 한 트랜잭션의 연산들이 모두 성공하거나, 반대로 전부 실패되는 성질을 의미합니.

 

로그를 이용한 회복

로그를 이용한 회복 기법은 데이터를 변경한 연산 결과를 데이터베이스에 반영하는 시점에 따라 두 가지로 나뉩니다.

두 가지 경우 모두 장애 발생에 대비하기 위해 데이터 변경에 대한 내용을 로그 파일에 기록하며, 트랜잭션에서 데이터 변경 연산이 실행되었을 때,

로그 파일에 로그 기록을 먼저 기록한 후 데이터베이스에서 변경 연산을 수행합니다.

자연갱신 회복기법: Redo 수행

트랜잭션이 수행되는 동안에는 데이터 변경 연산의 결과를 데이터베이스에 즉시 반영하지 않고 로그 파일에 기록해두었다가, 트랜잭션이 부분 완료(commit)된 후에 로그에 기록된 내용을 이용해 데이터베이스에 한 번에 반영합니다.

• 트랜잭션 커밋 완료까지 갱신 내용을 로그에만 저장하고 DB에 저장하지 않고 지연
• 중간에 갱신을 하지 않았음으로 Undo가 필요 없고, 원자성 보장
• Redo만 하면 됨

즉시갱신 회복기법: Redo, Undo 수행

트랜잭션 수행 중에 데이터를 변경한 연산의 결과를 데이터베이스에 즉시 반영하는 경우 사용합니다.

• 데이터 변경 시 로그와 DB에 즉시 갱신
• 커밋되기 전에 장애가 나면 Undo, 커밋 후에 장애가 나면 Redo 수행

 

검사 시점(Check point) 회복 기법

원칙적으로는 로그 전체를 조사해야 되는데, 시간이 너무 많이 걸립니다.

또한 Redo를 할 필요가 없는 트랜잭션을 또 다시 Redo해야하는 문제가 생깁니다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기법이 검사시점(check point) 방법입니다.

검사 시점 회복 기법은 로그 회복 기법과 같은 방법으로 로그 기록을 이용하되, 일정 시간 간격으로 검사 시점(Check point)을 만들어 둡니다.

그리고 장애가 발생하면 가장 최근 검사 시점 이전의 트랜잭션에는 회복 작업을 수행하지 않고, 이후의 트랜잭션에만 회복 작업을 수행합니다.

 

일정 시간 간격으로 검사 시점이 되면 메인 메모리에 있는 모든 로그 레코드를 안정 저장 장치에 있는 로그 파일에 기록하고, 트랜잭션의 데이터 변경 내용을 데이터베이스에 반영합니다. 로그 파일에는 <checkpoint L>형식의 로그 레코드를 기록합니다.

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미디어(디스크) 회복 기법

미디어(디스크) 회복 기법은 전체 데이터베이스의 내용을 일정 주기마다 다른 안전한 저장 장치에 복사해두는 덤프(dump)를 이용합니다.

미디어(디스크) 장애가 발생하게 되면 가장 최근의 dump 정보를 이용해 장애가 발새오디기 이전으로 복구한 후, 이것이 끝나면 로그를 이용하여 가장 최근의 일괄된 상태로 데이터베이스를 복원시킵니다.

 

전체 데이터베이스를 다른 저장 장치에 복사하는 것은 비용이 많이 들고 복사하는 동안에 트랜잭션 수행을 중단해야 하므로 미디어 회복 기법은 CPU가 낭비된다는 단점이 있습니다.

 

 

 

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참고

https://chonchony.tistory.com/entry/%EB%8D%B0%EC%9D%B4%ED%84%B0%EB%B2%A0%EC%9D%B4%EC%8A%A4-%ED%9A%8C%EB%B3%B5%EA%B3%BC-%EB%B3%91%ED%96%89%EC%A0%9C%EC%96%B4-%ED%9A%8C%EB%B3%B5-%EA%B8%B0%EB%B2%95

https://t1.daumcdn.net/cfile/tistory/161F7C374D78CD8020

https://kosaf04pyh.tistory.com/299