电网调度管理信息系统备份策略的研究

摘 要：DB2(数据库)提供了物理备份和逻辑备份2种数据备份的方式，其中的物理备份方式可分为离线备份和在线备份2种模式。在分析了DB2提供的各种备份方法的基础上，结合江苏电网调度管理信息系统数据库的实际情况，就数据备份提出了适合不同应用要求的备份策略。 

关键词：电网调度；管理信息系统；数据库 

中图分类号：TM73 文献标识码：B 文章编号：1009-0665(2003)05-0007-03 

Research of Backup Strategy for Grid Dispatch Management Information System 

SU Da-wei，JIN Yi-min，ZHANG Sheng(Jiangsu Electric Power Dispatching and Communication Center，Nanjing 210024，China) Abstract：DB2 database system provids two kinds of backup method；physical and logical.The former can be divided into on_line backup method and off_line backup method.Relating to the practical situation of database in MIS of Jiangsu grid dispatch system，the data backup strategy for various applications are suggested. 

Key words：power grid dispatch；management information system(MIS)；database 

电网调度部门对数据可靠性的要求是非常严格的。数据库是信息系统的核心部分，如数据库发生意外停机或其他原因造成数据丢失，则损失会十分惨重。为此，数据库管理员应针对具体的业务要求，制定详细的数据库备份与恢复策略，并通过模拟故障对每种可能的情况进行严格测试，这样才能保证数据的可用性。数据库的备份是长期的过程，而恢复只在事故后进行，恢复可看作是备份的逆过程，系统恢复的好坏依赖于备份的情况。现结合江苏电网调度管理信息系统(MIS)数据库的实际情况，研究如何充分利用DB2(数据库)的备份策略来保障数据库的安全。 

1 DB2备份策略 

DB2系统提供了多种备份方法，以适应不同的项目与业务应用。从数据库的备份范围上可分为物理备份和逻辑备份。物理备份是将数据库文件从一种存储介质上复制到另一种存储介质上(通常是从磁盘到磁带)的备份，并在备份过程中对库文件实施压缩、校验等相关操作。逻辑备份则是利用结构化查询语言(SQL)命令从数据库中导出数据表的数据，并存入二进制文件，这些数据可重新装载到原数据库或其他数据库。逻辑备份只能保存数据表中的结构与数据，而不能保留数据表之间的逻辑关系。逻辑备份通常为物理备份的补充方式。物理备份又分为脱机备份和联机备份2种。 

1.1 脱机备份 

脱机备份又称冷备份，是一种静态转储技术，它是在数据库完全停止服务后所进行的备份。脱机备份必须确保数据库有足够长的时间停留在脱机状态，以便得到完全备份，适用于非实时系统与可短暂停用的系统。脱机备份的优点是在恢复过程中步骤少、速度快，较热备份快且出错机会较少，定期的脱机备份加上一组好的归档日志，可将数据库恢复到任何一个时间点上。 

1.2 联机备份 

联机备份也称热备份，是一种动态转储技术，它可在不影响数据库服务的情况下进行备份。在备份的同时可进行数据库正常的各种操作，满足7×24的系统需要。在联机备份时，数据库系统将备份期间发生的数据库读写操作写入日志文件中。因此，利用联机备份恢复数据库时，不仅需要已备份的库数据，且需同期生成的归档日志文件。DB2的日志文件有2种工作模式，即循环日志与归档日志。

1.2.1 循环日志

循环日志文件的个数是固定的，数据库将按顺序依次循环使用各个日志文件。当暂存在日志文件中的所有操作工作单元被确认或退回时，日志文件可被重新循环使用。所委托确认的变更将被真实反映在磁盘上。循环日志原理如图1所示。

图1 循环日志 

循环日志使用2类日志文件：

(1) 主日志文件，由数据库参数LOGPRIMARY决定； 

(2) 辅助日志文件，由数据库参数LOGSECOND决定。 

主日志文件是由系统预先生成的，而辅助日志文件仅在需要时才自动生成。仅当日志文件中的数据操作工作单元已提交或回滚，且相应的修改已反应到磁盘中，此日志文件才可重用。如果数据库管理器需要序列中的下一个日志，但此日志暂时不能被重用，则分配一个辅助日志文件，直至主日志文件变得可供重用或系统分配的辅助日志文件数目超出定额，则辅助日志文件停止生成。一旦数据库管理器决定辅助日志文件不再需要时，则辅助日志文件便被收回。当数据库最初创建时，循环日志模式会被作为默认的日志工作模式激活。在循环日志模式下，由于日志文件会被循环使用，因此不能保证日志文件的完整性，所以不能支持回滚恢复，因此在循环日志模式下只能作离线的备份。 

1.2.2 归档日志

归档日志模式无需辅助日志文件，但主日志文件不可重复使用。通常数据库一次分配多个主日志文件，所以在需要日志文件时无需即时分配，提高了效率。使用归档日志的方法如图2所示。

图2 归档日志方法 

归档日志模式不是默认的日志工作模式，但此模式是允许用户执行前滚 （roll back）恢复的惟一方法。在数据库的日志模式为循环日志的情况下，可通过“DB2 UPDATE DB CFG FOR DATABASE DBATBASE_NAME USING LOGRETAIN ON”命令修改“LOGRETAIN”参数，改变日志的使用模式。当LOGRETAIN数据库配置参数被启动时，在日志文件为活动状态时，不能删除日志文件。或通过“DB2 UPDATE DB CFG FOR DATABASE DBATBASE_NAME USING USEREXIT ON”命令修改“USEREXIT”参数，使得当日志文件不再需要用于日志写时，数据库管理器将数据库名和日志文件的路径传给db2uexit的程序，进行归档处理。

2 江苏电网调度MIS的备份策略 

江苏省电网调度中心调度MIS采用DB2系统。整个MIS包括LRS(劳动人事)、MIS、SMIS(存储管理信息系统)等多个数据库。其中LRS库记录了本单位所有员工的个人信息，平时主要提供查询服务，只有在人员发生变更时才对数据库进行变动操作。因此LRS的备份策略为每周周末作一次脱机全备份。

SMIS库需实时存储电网运行的各种实时数据。它通过数据交换程序将能量管理系统（EMS）中各个发电厂发电机组的出力、13个市的用电负荷等实时数据每5 min写一次入库。它是一个要求7×24在线的系统，因此SMIS库只能做在线的联机备份。在制定SMIS备份策略时，考虑到数据的重要性，且数据库每天始终处于均衡的负荷使用状态，因此每天在02：30和14：30这2个相对操作较少的时段进行2次在线备份。可用命令“crontab-e”编辑定时任务，定义每日备份脚本的运行时间。每日数据备份后，将备份的数据和日志存放在磁盘阵列中。磁盘阵列由多个独立的物理磁盘组成，为了防止因单点磁盘故障而造成的数据库信息丢失，将备份文件和数据库文件分别存放在磁盘阵列中的不同物理磁盘上。另一方面，由于SMIS库的数据量每天增长很快，若不进行适当的合并，则备份数据将会很快占满整个备份卷。为了便于管理，将1周的时间分成4个片断，每3天的备份数据共用一个目录。如星期一至星期四上午的备份一起存放在目录“/smis_back/back14am/data”中。备份的脚本如图3所示。

#!/bin/sh 

/home/userid/profile 

echo “Sharting Backup Smis...” 

rm/smis_back/back14am/data/* 

rm/smis_back/back14am/log/* 

db2 backup database smis online to/smis_back/back14am/data 

FIRSTACTTVELOG=db2 get db cfg for smis |grep “First”| 

cut_f2_d“=” 

cd /db2_log/smis 

for LOGFILE in ls |grep_v SQLLPATH| sort 

do 

if［SLOGFILE=SFIRSTACTTVELOG］ 

then 

break 

else 

mv/db2_log/smis/SLOGFILE/smis_back/ 

back14am/log/SLOGFILE 

fi 

done 

echo “Backup Smis OK!” 

exit 0 

备份脚本 

脚本首先将3天前备份的数据和日志删除，然后在线备份SMIS数据库。对于日志文件，首先查看当前活动的归档日志文件序列号，由于在归档模式下日志是按顺序编号的，因此在对日志文件进行排序后，将所有文件序列号小于当前活动日志的文件归档至备份卷中。这样利用在线备份数据和归档日志，可将数据库恢复到任何故障点前。

MIS库中记录了电网运行的设备参数、继电保护设备的整定值和值班日志等数据，一般在正常上班时MIS库使用较多，在夜间和节假日时使用较少。虽可短时间停库进行脱机备份，但频繁的停库将给使用者带来不便。为此，在制定MIS库的备份策略时，采用联机与脱机相结合的方式。每天在夜间04：30时进行在线备份。由于MIS库每天增长很慢，因此不同于SMIS库，可将每天的备份数据存放在不同的目录中。另一方面，一个季度做一次脱机全备份，以防磁盘损坏或其他事故造成数据丢失。 

3 小结 

对于不同的数据库和不同的应用恢复要求，数据库管理员应该制定相应不同的备份策略。并在投入实际运行前，进行恢复试验。数据库管理员手中的数据往往是一个企业最宝贵的资源，只有做到了未雨绸缪，才能高枕无忧。

参考文献： 

［1］ Abraham Silberschatz Henry F Korth & S Sudarshan．DataBase System Concepts（Third Edition）［M］．北京：机械工业出版社，1999． 

［2］ DB2 Universal Database Administration Workshop［DB/CD］．IBM Corporation，2000． 

［3］ 曙光信息产业有限公司，国家智能计算机研究开发中心.DB2关系数据库系统管理与应用开发指南［S］.北京：电子工业出版社，1998. 

［4］ David Kline.执行数据库备份、恢复和前滚［EB/OL］.www-990.ibm.com，2002-07-09. 

作者简介： 

苏大威（1972-），男，江苏无锡人，硕士，助理工程师，从事调度自动化工作； 

金益民（1970-），女，江苏苏州人，学士，工程师，从事调度自动化工作； 

张 盛（1978-），男，江苏南京人，学士，助理工程师，从事调度自动化工作。