Administración de Base de Datos Recuperación Prof Mercy Ospina Torres

Presentación del tema: "Administración de Base de Datos Recuperación Prof Mercy Ospina Torres"— Transcripción de la presentación:

1 Administración de Base de Datos Recuperación Prof Mercy Ospina Torres mercy.ospinat@gmail.com

2 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Contenido Marzo 2012Administración de Base de Datos2 Transacciones – Propiedades – Estados Tipos de fallas Acceso a los datos por las transacciones Recuperación después de una falla – Log o registro histórico – Modificaciones a la base de datos – Checkpoint – Log con memoria intermedia – Doble paginación – Fallas en los medios de almacenamiento Recuperación

3 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Transacción Marzo 2012Administración de Base de Datos3 Conjunto de operaciones que forman una unidad lógica de trabajo El SMBD debe garantizar que se realicen adecuadamente a pesar de la existencia de fallos Puede iniciar con una instrucción BEGIN TRANSACTION (depende del SMBD) Hay dos operaciones obligatorias – COMMIT: transacción exitosa los cambios se deben hacer efectivos – ROLLBACK: transacción no exitosa los cambios se deben deshacer. Recuperación

4 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Transacción Propiedades Marzo 2012Administración de Base de Datos4 Atómica: Se ejecuta completa o no se ejecuta. Consistente: la BD debe quedar en un estado consistente una vez terminada la transacción (exitosamente o no) aIslada: Aunque varias transacciones se ejecuten de manera concurrente, cada una ignora lo que hacen las demás Durable: Una vez que una transacción ha culminado exitosamente los cambios deben permanecer en el tiempo. Recuperación ACIDACID

5 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Transacción Estados Marzo 2012Administración de Base de Datos5 Recuperación Activa Parcialmente confirmada confirmada FallidaTerminar Leer, escribir Ultima instrucción Inicio de transacción commit rollback

6 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración ¿Qué es restauración? Marzo 2012Administración de Base de Datos6 En un Sistema de Base de Datos restaurar la BD significa: – Realmacenar la Base de datos en un estado correcto, lo más reciente posible, si la falla ha hecho que la BD quede en un estado incorrecto. – Implica Redundancia (almacenar los estados correctos) de manera que la BD pueda ser reconstruida con estos.

7 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Tipos de fallas en un SBD Marzo 2012Administración de Base de Datos7 a) son detectadas por el código de la aplicación y son manejadas por este. Ejemplo: Condición de fondos insuficientes en la transferencia b) no son explícitamente manejadas por el código de aplicación. Ejemplo: Overflow aritmético. Fallas locales a la transacción Afectan a todas las transacciones que se están realizando en ese momento, pero no daña la BD. Ejemplo: Falla del CPU, falla de alimentación eléctrica, falla de software Fallas en el sistema Dañan la BD o una porción de esta y afectan a todas las transacciones que estaban usando esa porción en el momento de la falla. Ejemplo: Cabeza lectora que raya el disco. Fallas en los medios de almacenamiento Recuperación

8 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Tipos de fallas en un SBD Marzo 2012Administración de Base de Datos8 Recuperación Tipo de fallaTransacciones afectadas Manejada por Locales a la transacción Del sistema De almacenamiento

9 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Tipos de fallas en un SBD Marzo 2012Administración de Base de Datos9 Recuperación Tipo de fallaTransacciones afectadas Manejada por Locales a la transacción Una, la que se está ejecutado a)El código de la transacción, ejem: Saldo Insuficiente b)Gestor de transacciones, ejem: overflow aritmético Del sistema De almacenamiento

10 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Tipos de fallas en un SBD Marzo 2012Administración de Base de Datos10 Recuperación Tipo de fallaTransacciones afectadas Manejada por Locales a la transacción Una, la que se está ejecutado a)El código de la transacción, ejem: Saldo Insuficiente b)Gestor de transacciones, ejem: overflow aritmético Del sistema: falla de SW, falla eléctrica Todas las transacciones que se están ejecutando Gestor de transacciones De almacenamiento

11 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Tipos de fallas en un SBD Marzo 2012Administración de Base de Datos11 Recuperación Tipo de fallaTransacciones afectadas Manejada por Locales a la transacción Una, la que se está ejecutado a)El código de la transacción, ejem: Saldo Insuficiente b)Gestor de transacciones, ejem: overflow aritmético Del sistemaTodas las transacciones que se están ejecutando Gestor de transacciones De almacenamiento Toda o una porción de la base de datos DBA (respaldos y logs) Esquema de

12 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Acceso a datos por una transacción Marzo 2012Administración de Base de Datos12 ¿Qué pasa si se cae el sistema, antes de copiar X a disco? Recuperación B AB Input (A)Output (B) Memoria principal Área de trabajo de Ti Xi X Leer(X) Escribir(X) La salida a disco de X no es inmediata. Depende de la política de sustitución de memoria principal

13 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Técnicas de Recuperación Fallas del sistema Marzo 2012Administración de Base de Datos13 Recuperación basada en Log – Registros del log – Modificacion diferida – Modificación inmediata Proceso de recuperación con log – Tres pasadas – Dos pasadas – Checkpoint Doble paginación Log = bitácora = registro histórico

14 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos14 Log o registro histórico: – Estructura que almacena estados de la base de datos, basado en las transacciones Inicio de la transacción Ti Fin de la transacción Ti o culminación exitosa culminación fallida Cambios en los registros de la BD Recuperación R: registro IA: Imagen o estado antes de la modificación ID: Imagen o estado después de la modificación

15 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos15 Recuperación B AB Input (A)Output (B) Área de trabajo de Ti Xi X Leer(X) Escribir(X) Buffer de datos Buffer del log Output (C) C Escribir_reg_log(Rn) Log R1,R2,(Ti, X, IA, ID)

16 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos16 Acción de colocar las imágenes antes (estado anterior) de los registros modificados por una transacción Deshacer transacción: Acción de escribir la imagen despues (estado posterior) de los registros modificados por una transacción Rehacer transacción Recuperación

17 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos17 Modificación diferida: – Retarda las operaciones escribir de una transacción hasta que se compromete parcialmente – Si el sistema falla antes de que la transacción s complete, se ignora en el proceso de recuperación – En el LOG no se registran las imágenes antes, por lo que: Los registros de actualización son de la forma No se deshace Recuperación

18 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos18 Recuperación B AB Input (A)Output (B) Área de trabajo de Ti Xi X Leer(X) Escribir(X) Buffer de datos Buffer del log Output (C) C Escribir_reg_log(Rn) Log R1,R2,(Ti, X, ID) Solo si Ti está parcialmente comprometida

19 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log Marzo 2012Administración de Base de Datos19 Modificación inmediata: – Permite las operaciones escribir de una transacción mientras esta está activa (modificaciones no comprometidas) – Si el sistema falla se debe usar los valores del Log para restaurar los elementos de datos a los valores anteriores a la transacción – En el LOG Los registros de actualización son de la forma Se realizan los cambios en el Log antes de la actualización real a la BD. Recuperación

20 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperacion basada en el log Marzo 2012Administración de Base de Datos20 Ejemplo

21 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperacion basada en el log Marzo 2012Administración de Base de Datos21 Proceso de restauracion (3 pasadas) – Se recorre el log de inicio a fin para crear dos listas REDO o transacciones terminadas UNDO o transacciones no terminadas – Se recorre el log de fin a inicio para Deshacer las transacciones en UNDO – Se recorre el log de inicio a fin para Rehacer las transacciones en REDO

22 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperacion basada en el log Marzo 2012Administración de Base de Datos22 Proceso de restauracion (2 pasadas) – Se recorre el log del fin al inicio para: Crear la lista REDO Deshacer las transacciones no terminadas – Se recorre el log de inicio a fin para Rehacer las transacciones en REDO El log puede llegar a tener muchos registros

23 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log con checkpoint Marzo 2012Administración de Base de Datos23 Cuando se realiza el proceso de restauración – Recorrer el Log consume tiempo – La mayoría de las transacciones a Rehacer (de acuerdo al algoritmo) ya tienen sus actualizaciones escritas en la BD ¿Como hacer para no recorrer el log completo? – Se usa el checkpoint o punto de verificación Recuperación

24 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log con checkpoint Marzo 2012Administración de Base de Datos24 Recuperación B AB Output (A)Output (B) Área de trabajo de Ti Xi X Leer(X) Escribir(X) Buffer de datos Buffer del log Output (C) C Log R1,R2,(Ti, X, IA, ID) 1.Se impide que las transacciones realicen actualizaciones 2.Se forza la salida de los buffer de datos y log 3.Se crea un registro de CP en el log con la lista de transacciones activas al momento del CP (CP, L) Proceso de checkpoint

25 Marzo 2012Administración de Base de Datos25

26 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log con checkpoint Marzo 2012Administración de Base de Datos26 Con la ejecución anterior y los siguientes valores iniciales de los elementos de datos – Construya el log hasta el momento de la falla – Indique que pasa en el momento 10. – A=5, B=12, C=30, D=20, E=8 Recuperación

27 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en log con checkpoint Marzo 2012Administración de Base de Datos27 Proceso de recuperación – Se obtiene en el archivo de recomienzo la la dirección del último CP en el LOG – Se crean dos listas UNDO = L y REDO = null – Se recorre el log desde el CP al fin y se completan las listas – Se recorre el log desde fin al inicio de transacción de c/u de las transacciones en UNDO para deshacer – Se recorre el Log del CP hasta fin para rehacer Recuperación

28 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Directorio Actual 1 2 3 4 5 Recuperación basada en Doble paginación Marzo 2012Administración de Base de Datos28 Recuperación Bloques (Páginas) Disco de la BD Directorio Doble o Sombra Página 5 (antigua) Página 1 Página 4 Página 2 (antigua) Página 3 Página 2 (nueva) Página 5 (nueva) 1 2 3 4 5 1.Se lleva el directorio a memoria principal 2.Cada vez que se inicia una transacción T se copia el directorio actual en disco (sombra) 3.Si se actualiza se modifica el directorio actual 4.Si T es exitosa el directorio actual es el nuevo directorio 5.Si no, se vuelve al directorio sombra Directorio Actual

29 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación basada en doble paginación Marzo 2012Administración de Base de Datos29 Ventajas – No implica REHACER no DESHACER Desventajas – Produce una alta fragmentación de disco por la movilidad de las páginas – Ocasiona sobrecarga en el manejo de los archivos de datos y el mantenimiento de los índices – Imposibilita el clustering y las organizaciones ordenadas o de hashing. – Aumenta la cantidad de lecturas a disco para cada operación de escritura. – Minimiza la concurrencia Recuperación

30 El DBA Concurrencia Diccionario Datos Integridad Seguridad Proc. Consultas El SMBD Manejo de Memoria Restauración Recuperación en fallas de almacenamiento Marzo 2012Administración de Base de Datos30 Backup o Respaldos – Copias de la BD completa o parcial hasta una fecha dada – El ABD debe programar respaldos periódicos – Para la recuperación se usa el respaldo y el log para las actualizaciones posteriores Replicación – Mantener una base de datos en otra localización o nodo, que se actualiza a la par de la original, como consecuencia Aumenta la disponibilidad de la BD en caso de fallas Aumentan también los costos de almacenamiento y comunicación Recuperación