11.7.2 数据库系统的运行和维护

2025-05-25 20:28:03 更新

1.监控数据的收集与分析

系统监控能够动态地掌握数据库的运行状态。



来源

1、DBMS系统监控功能指定的记录文件

2、系统日志

3、管理员编制的监控脚本指定的存储文件

目的

判定系统运行是否正常,是否满足设计要求和应用要求,出现问题的根源在哪里,给出解决问题的方案,为进一步改进系统提供依据。


依照监控类型,监控数据分为性能监控数据、故障监控数据和安全监控数据。

ID

类型

说明

1

性能监控数据

包括磁盘使用信息(碎片量、剩余空间、日志文件增涨情况),I/O操作数量、频度及响应时间,缓冲区命中率,事务量及锁状况。

2

故障监控数据

找出故障原因。比如事务处理程序内部错误、系统调度问题、系统硬件故障等

3

安全监控数据

记录用户对数据库的访问和修改操作。判定是否有未授权存取,分析安全漏洞的原因。



2.稳定运行中的业务持续性

业务持续性:是指主要业务流程、营运服务,以及IT服务能够得到连续性处理。

业务持续性需要从以下方面考虑:

ID

说明

1

界定不允许停工的持续性业务,允许有一定时间停工期的弹性业务

2

要有业务持续性的技术体系,如高效率服务器、存储系统、网络、DBMS

3

检测和响应管理,包括紧急决策制定、准备工作、最初紧急响应和系统恢复等

4

要有保障业务持续性的设备

5

界定相关人员的职务和权责,包括各类技术人员,执行经理,设备管理人员,人力资源,业务实体,以及外部组织


3.数据库维护

数据库一旦投入运行,就标志着数据库维护工作的开始。

数据库维护工作主要包括:数据库监测和性能改善、故障恢复、数据库重组和重构。

在数据库运行阶段,数据库的维护主要由DBA完成。




1

数据库性能监测和改善

性能可以用处理一个事务的I/O量、CPU时间和系统响应时间来度量。DBA必须利用系统提供的性能监控和分析工具,对数据库的运行、存储空间及响应时间进行分析,结合用户反映确定改进措施。

2

数据库备份及故障恢复

在数据库设计阶段,DBA应根据应用要求制定不同的备份方案。

数据库的备份及故障恢复方案,一般基于DBMS提供的恢复手段。

3

数据库重组和重构

原因:数据库运行一段时间后,由于记录的增、删、改,数据库物理存储碎片记录链过多,影响数据库的存取效率。

数据库重组:指在不改变数据库逻辑和物理结构情况下,去除数据库存储文件中的废弃空间以及碎片空间中的指针链,使数据库记录在物理上紧连。

数据库重构:数据库系统运行过程中,因故对数据库结构做修改。

包括表结构修改(数据列增删和修改、约束修改、表的分解与合并)和视图修改。

视图和文档:

1、在数据库重构过程中引入或修改视图,可能会影响数据安全性

2、对于数据库重构中的所有修改,必须在文档中体现出来

注意:

1、数据库重构困难且复杂,非必要不进行。如需求发生变化,增加或取消应用或实体,表的增删、数据项增删、数据项类型变化等。

2、重构数据库后,还需修改相应应用程序、

3、重构只能对部分数据库结构进行。

4、应用需求变化太大,就需对全部数据库结构进行重组,说明该数据库系统生命周期已结束,需要设计新的数据库应用系统。


数据库重组和重构的处理方法


操作

说明

建议

1

修改属性列名或数据类型

必须修改使用该表的应用程序

尽量减少此类修改

2

增加和删除属性

只修改使用该列的应用程序


3

约束的修改

1、DBMS支持的约束,如主码约束、参照完整性约束和检查约束,—般不需要修改应用程序

2、复杂的约束可以通过修改触发器程序实现


4

表的分解

1、通过建立与分解前表同名的视图来避免修改应用程序,会相应引起性能的下降

2、分解是为了提高性能,则需要修改应用程序


5

表的合并

通过建立两个与原表同名的视图来避免应用程序的修改


注意:DBMS有一定逻辑独立性,某些修改可能无需修改应用程序



视图

优点:实现数据的逻辑独立性和数据安全性。

采用视图机制可将不允许应用程序访问的数据屏蔽在视图之外。

文档

是对系统结构和实现的描述,在系统设计开发和维护过程中起着重要作用。

文档必须与系统保持一致,否则会造成人为困难和错误,甚至危及系统生命。


4.数据库系统的运行统计

系统监控(保障稳定运行)和系统运行统计(系统性能调优)是DBA掌握数据库系统运行状态的最有效手段。

工具

通过DBMS提供的工具或者第三方软件实现

形式

将统计数据以图、表等多种形式提供,并给出相应分析结果

用途

DBA通过统计数据,了解系统性能和资源占用情况,实施系统改进和资源配置,以提高系统性能。

持续

运行统计可以是长期的(访问量),也可以是阶段性的(峰值统计用于掌握负载)。


5.数据库系统的审计

作用

是DBMS工具,记录数据库资源和权限的使用情况。

启用审计功能可以产生审计跟踪信息,用户操作行为、时间和对象

缺陷

审计是被动的,只能跟踪修改而不能防止。作为安全手段,起到威慑和证据作用

性能

开启审计功能会影响系统性能,审计跟踪信息会被保存,引起存储空间问题

对DBMS范围内的不同级别上进行审计操作,例如,在数据库级别、数据库对象级别和用户级别进行审计。根据不同级别有选择地进行审计,可以使对存储和性能的负面影响降到最小。