基于SQL Server代理的地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份

白天宇，肖先勇

(四川大學(xué)電氣信息學(xué)院，四川成都 610065)

0 引言

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化系統(tǒng)的快速發(fā)展，尤其是堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，電力系統(tǒng)中信息系統(tǒng)和相關(guān)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全問題，已成為當(dāng)前研究人員和工程技術(shù)人員共同面臨的重大課題。地區(qū)電網(wǎng)作為直接面向用戶供配電網(wǎng)，其自動(dòng)化水平和信息系統(tǒng)、數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全，直接關(guān)系到供電質(zhì)量和用戶利益。近年來，地區(qū)電網(wǎng)的信息化、自動(dòng)化水平得到了大幅度提高，其中，地區(qū)電網(wǎng)的自動(dòng)電壓無功控制(automatic voltage control，AVC)系統(tǒng)作為降低網(wǎng)損，提高供電質(zhì)量，提高電網(wǎng)運(yùn)行管理水平的重要手段，在各地區(qū)電網(wǎng)中得到了大量推廣應(yīng)用，如何低成本解決地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)是確保系統(tǒng)安全的重要內(nèi)容，已成為工程技術(shù)人員和研究人員的重要課題。

在實(shí)際電力自動(dòng)化系統(tǒng)中，因人為的操作失誤、系統(tǒng)故障或自然災(zāi)害原因造成電力數(shù)據(jù)丟失時(shí)有發(fā)生，給系統(tǒng)恢復(fù)、故障分析等造成極大影響，并可能引起整個(gè)電網(wǎng)的巨大損失。采用合理的數(shù)據(jù)備份方案，在發(fā)生事故后盡快地恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行，保證電網(wǎng)和自動(dòng)化系統(tǒng)盡快投入運(yùn)行，已成為提高電網(wǎng)運(yùn)行水平和供電可靠性的重要環(huán)節(jié)。

在很多地區(qū)電網(wǎng)中，AVC系統(tǒng)已投入實(shí)際運(yùn)行。現(xiàn)有AVC系統(tǒng)大多建立在能量管理(energy management system，EMS)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過優(yōu)化對(duì)電網(wǎng)電壓無功進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，能有效降低網(wǎng)損，提高供電質(zhì)量，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了重要作用［1］。由于AVC系統(tǒng)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，其數(shù)據(jù)具有變化快、容量大的特點(diǎn)，為了保證AVC系統(tǒng)具有良好的容災(zāi)能力，需做好數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)，遺憾的是，現(xiàn)有地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)往往沒有對(duì)數(shù)據(jù)備份給予充分注意，如沒考慮各歷史數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、事件庫等不同數(shù)據(jù)庫的具體特征，而僅采用單一備份方式，常出現(xiàn)日志溢出報(bào)錯(cuò)，造成服務(wù)器宕機(jī)，備份操作不方便等問題，針對(duì)這些問題迫切需要提出更好、更合理的數(shù)據(jù)備份方案。

在信息化時(shí)代，數(shù)據(jù)備份是保證系統(tǒng)安全的重要內(nèi)容，國內(nèi)外開展了大量研究。文獻(xiàn)［2］提出了多磁盤數(shù)據(jù)備份方案;文獻(xiàn)［3］對(duì)數(shù)據(jù)保護(hù)和恢復(fù)過程中的阻塞問題進(jìn)行了探索;文獻(xiàn)［4］給出了一個(gè)磁盤陣列的連續(xù)數(shù)據(jù)保護(hù)與阻塞管理的案例;文獻(xiàn)［5］提出了一種磁盤和SAN的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份模型;文獻(xiàn)［6］對(duì)數(shù)據(jù)庫崩潰的檢測及其恢復(fù)方法進(jìn)行了研究;文獻(xiàn)［7］利用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)備份和恢復(fù)臨床圖像數(shù)據(jù);文獻(xiàn)［8］提出了一種優(yōu)化增量備份方案;文獻(xiàn)［9］對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和災(zāi)難恢復(fù)的自動(dòng)規(guī)劃技術(shù)進(jìn)行了探索;文獻(xiàn)［10］對(duì)容災(zāi)備份設(shè)計(jì)思想進(jìn)行了分析。針對(duì)電力系統(tǒng)的實(shí)際需要，文獻(xiàn)［11－12］從網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)上研究電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份方案;文獻(xiàn)［13］利用IBM公司的Tivoli備份軟件和Oracle數(shù)據(jù)庫的rman軟件，提出了一種應(yīng)用于南方電網(wǎng)EMS系統(tǒng)的備份方案，能滿足系統(tǒng)新引進(jìn)的時(shí)間序列數(shù)據(jù)庫備份要求，解決了Oracle數(shù)據(jù)庫歸檔日志帶來的日志溢出的問題;文獻(xiàn)［14］提出了一種異地緊急容災(zāi)備份方案;文獻(xiàn)［15］提出了專用電力數(shù)據(jù)網(wǎng)的保護(hù)策略。

文章的備份方案是針對(duì)四川電網(wǎng)AVC系統(tǒng)制定的，其主流數(shù)據(jù)庫是SQL Server，采用的數(shù)據(jù)庫引擎是SQL Server 2005。SQL Server 2005中的SQL Server Agent模塊可以對(duì)SQL Server作業(yè)集和程序指令集進(jìn)行管理，而且提供定時(shí)機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)計(jì)劃任務(wù)的自動(dòng)執(zhí)行。對(duì)四川電網(wǎng)AVC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫根據(jù)其各自特點(diǎn)進(jìn)行分類，對(duì)不同類別的數(shù)據(jù)庫采用不同的備份策略;編寫SQL腳本程序定期清除過期日志和過期數(shù)據(jù)文件，解決日志溢出的問題;利用Windows服務(wù)器的FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)AVC系統(tǒng)主站和子站間的備份異地傳送。作者未采用額外的備份軟件，把自己編寫的備份方案代碼建于SQL Server Agent的架構(gòu)上，從而解決了AVC系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份現(xiàn)存的一些問題，并降低了項(xiàng)目成本。

1 重要概念

1.1 SQL Server代理

代理(Agent)是指對(duì)過程運(yùn)行中決策或控制任務(wù)進(jìn)行抽象而得到的一種具有主動(dòng)行為能力的實(shí)體［10］。SQL Server代理是一個(gè) Windows NT服務(wù)，可以自動(dòng)執(zhí)行制定的作業(yè)任務(wù)、監(jiān)視SQL Server的運(yùn)行和觸發(fā)告警事件。

1.2 RPO 和RTO

·RPO(recovery point objective)可以描述為企業(yè)所能容忍的最大數(shù)據(jù)丟失量，也就是最近一次備份的時(shí)間點(diǎn)與災(zāi)難發(fā)生的時(shí)間點(diǎn)之間丟失的數(shù)據(jù)。

·RTO(recovery time objective，RTO)可以描述為企業(yè)所能容忍的最大恢復(fù)時(shí)間，也就是災(zāi)難后系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)作的所花費(fèi)的時(shí)間。

RPO和RTO的總和就是災(zāi)難后系統(tǒng)故障的總時(shí)間，是衡量一個(gè)系統(tǒng)容災(zāi)能力的兩個(gè)重要指標(biāo)。RPO和RTO越小，則表示系統(tǒng)的容災(zāi)能力越強(qiáng)。在理想狀況下，RPO=RTO=0，即災(zāi)難發(fā)生后沒有丟失任何數(shù)據(jù)，且恢復(fù)所需的時(shí)間為0，顯然，這是不可能的。在設(shè)計(jì)容災(zāi)備份方案時(shí)，也不能過分追求RPO和RTO，因?yàn)镽PO和RTO越小，投資成本就越大。所以，需要在考慮投資成本的情況下，控制合適的RPO和RTO來滿足實(shí)際工作。

1.3 常用備份策略

SQL Server中幾種常規(guī)的基本備份策略的定義和區(qū)別。

全備份:對(duì)數(shù)據(jù)庫中所有使用過的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份，重建了數(shù)據(jù)庫的所有數(shù)據(jù)。

日志備份:是對(duì)數(shù)據(jù)庫日志實(shí)體的備份，也就是通過對(duì)數(shù)據(jù)庫歷史操作的備份，從而達(dá)到備份數(shù)據(jù)的目的，每次備份自上次事務(wù)日志備份后發(fā)生的所有事務(wù)。

差異備份:備份上次完全備份后所有發(fā)生變化的文件。

從數(shù)據(jù)備份時(shí)間的角度來看，全備份花費(fèi)的時(shí)間最長，而在容量大、變化快的數(shù)據(jù)庫中，日志備份比差異備份的備份時(shí)間要短很多。從數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)間的角度來看(每種基本備份策略中都需要全備份，這里不考慮全備份)，差異備份的恢復(fù)時(shí)間最短，由于日志備份的恢復(fù)需要恢復(fù)上次全備份和該全備份后所備份的所有日志備份，故恢復(fù)時(shí)間較長。

2 基于SQL Server代理的數(shù)據(jù)備份模型設(shè)計(jì)

2.1 數(shù)據(jù)備份方案整體架構(gòu)

根據(jù)AVC系統(tǒng)備份現(xiàn)存的問題，可將SQL Server代理功能設(shè)計(jì)分為3個(gè)部分:(1)數(shù)據(jù)庫分類備份;(2)清除過期日志和數(shù)據(jù)文件;(3)實(shí)現(xiàn)AVC系統(tǒng)主站子站間備份的異地傳輸。分類備份是通過數(shù)據(jù)庫的功能和特點(diǎn)對(duì)其采用不同的備份策略，以改善RPO和RTO指標(biāo)。清理過期日志和數(shù)據(jù)文件則是主要針對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫繁雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的處理，解決日志溢出帶來的問題，且控制數(shù)據(jù)備份文件的大小，方便AVC系統(tǒng)主、子站間數(shù)據(jù)傳輸。最后則是利用FTP協(xié)議(文件傳輸協(xié)議)實(shí)現(xiàn)AVC主、子站間備份數(shù)據(jù)的相互傳輸，提高系統(tǒng)的異地容災(zāi)能力。圖1為本方案的整體結(jié)構(gòu)圖。

圖1 備份方案整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

2.2 SQL Server代理作業(yè)集分類設(shè)計(jì)

SQL Server代理是通過對(duì)許多作業(yè)進(jìn)行協(xié)調(diào)管理來實(shí)現(xiàn)其功能的，針對(duì)上述對(duì)數(shù)據(jù)備份策略功能的劃分，在設(shè)計(jì)中形成了下面三個(gè)作業(yè)集。

2.2.1 AVC系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫分類備份設(shè)計(jì)

在四川電網(wǎng)AVC系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫用來存儲(chǔ)和讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)其作用和特點(diǎn)主要分為兩類。

(1)AVC系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)庫，主要用于存儲(chǔ)地方電網(wǎng)拓?fù)湫畔?、遙信和遙測信息、事故告警類型以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模型等。由于模型數(shù)據(jù)變更很小，該類數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化小，且數(shù)據(jù)容量較小。但這類數(shù)據(jù)庫與電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行和實(shí)時(shí)監(jiān)控密切相關(guān)，其重要等級(jí)是最高的。所以該類數(shù)據(jù)庫受RPO影響很小，但對(duì)RTO指標(biāo)要求很高，一般EMS(能量管理)系統(tǒng)要求RTO≤15 min，采用的備份策略就要求災(zāi)難后數(shù)據(jù)恢復(fù)速度滿足系統(tǒng)要求。

(2)AVC系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫，主用記錄AVC系統(tǒng)的歷史操作數(shù)據(jù)和歷史參數(shù)設(shè)置數(shù)據(jù)等，以便用戶查詢歷史信息、分析電網(wǎng)的運(yùn)行情況。這類數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)變化快，且容量巨大，例如對(duì)于一個(gè)地級(jí)市AVC主站一個(gè)月的歷史庫約為10 GB。由于此類數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的多變性，災(zāi)難后數(shù)據(jù)恢復(fù)較為復(fù)雜，備份時(shí)間較長，最嚴(yán)重的情況是在臨近數(shù)據(jù)備份完成時(shí)系統(tǒng)故障了，即RPO就是數(shù)據(jù)庫的備份周期和數(shù)據(jù)備份時(shí)間的總和。數(shù)據(jù)備份周期一般是固定的，所以優(yōu)化數(shù)據(jù)備份時(shí)間是關(guān)鍵。通過刪減過期日志和文件結(jié)合特殊的備份方式來優(yōu)化歷史數(shù)據(jù)庫的RPO指標(biāo)。

文章基于上述分類，對(duì)這兩類數(shù)據(jù)庫分別采用下面的備份策略。

(1)對(duì)模型數(shù)據(jù)庫采用全備份和差異備份結(jié)合的方案，這種備份方案最大的特點(diǎn)就是災(zāi)難后備份恢復(fù)速度是最快的，只需要恢復(fù)上次全備份和最近的差異備份，盡快恢復(fù)AVC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行，優(yōu)化RTO指標(biāo)。

(2)對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫采用全備份和日志備份結(jié)合的方案，據(jù)上述定義知，日志備份是一種增量備份，只備份新增的事務(wù)變更。歷史數(shù)據(jù)庫不可能采用差異備份，因?yàn)闅v史庫差異備份產(chǎn)生的備份文件很大，而且備份時(shí)間很長，會(huì)占用大量系統(tǒng)資源。采用這套備份方案結(jié)合刪除過期日志和數(shù)據(jù)文件，節(jié)約每次備份的時(shí)間，節(jié)省了服務(wù)器系統(tǒng)資源，其缺點(diǎn)就是災(zāi)難后恢復(fù)數(shù)據(jù)時(shí)需要恢復(fù)最近一次全備份和后面所有的日志備份，恢復(fù)時(shí)間很長。歷史數(shù)據(jù)庫不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，對(duì)恢復(fù)時(shí)間，即RPO指標(biāo)的要求沒有模型數(shù)據(jù)庫高，容許在系統(tǒng)恢復(fù)正常后緩慢進(jìn)行。

2.2.2 清除過期日志和數(shù)據(jù)文件設(shè)計(jì)

AVC系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的日志文件和數(shù)據(jù)文件十分巨大，以往出現(xiàn)的日志溢出問題，就是指歷史庫的日志溢出，所以清除過期日志和數(shù)據(jù)文件是針對(duì)歷史庫而言的。

(1)刪除過期日志的主要問題是，如何判斷哪些日志文件是過期的。從上述歷史數(shù)據(jù)庫的備份方案知，日志備份是建立全備份基礎(chǔ)上的，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行一次全備份后，在該全備份之前的日志文件都可以視為過期的，所以在每次全備份后及時(shí)清除日志文件是安全可行的。利用作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清除過期日志比人工手動(dòng)操作更方便、更可靠。

(2)龐大的歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)文件隨著時(shí)間的推移增長很迅速，每次全備份都要把以前所有的歷史數(shù)據(jù)都備份進(jìn)去，這樣備份時(shí)間會(huì)越來越長，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響AVC系統(tǒng)的正常運(yùn)行。定期刪減時(shí)間較久的數(shù)據(jù)文件是一種解決手段，但要保證用戶在需要查詢這些數(shù)據(jù)時(shí)，可以通過相應(yīng)的備份文件恢復(fù)出來。所以在刪減過期數(shù)據(jù)文件前，一定要確保這些數(shù)據(jù)備份的完備性?？梢栽O(shè)定SQL Server作業(yè)半年或一年進(jìn)行一次文件清理。

2.2.3 備份異地傳輸設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)備份可能會(huì)受到意外因素的破壞，例如火災(zāi)、人為操作失誤、地震等，從而導(dǎo)致系統(tǒng)數(shù)據(jù)的丟失，造成不可挽回的損失。在不同站點(diǎn)進(jìn)行異地?cái)?shù)據(jù)備份，即異地容災(zāi)方案，可以進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng)的容災(zāi)能力。

由于四川電網(wǎng)目前許多電力二次系統(tǒng)采用的直接連接存儲(chǔ)(DAS)［10］，在AVC系統(tǒng)中對(duì)遠(yuǎn)方站點(diǎn)進(jìn)行在線異地備份，受到網(wǎng)絡(luò)通信的限制，這種方案不是很理想。所以考慮在本站各自進(jìn)行數(shù)據(jù)備份，當(dāng)數(shù)據(jù)備份完成后將各子站的數(shù)據(jù)備份通過網(wǎng)絡(luò)傳送到主站，于是就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行異地容災(zāi)的作用，主站與子站互為異地容災(zāi)服務(wù)器，這樣沒有附加額外的存儲(chǔ)設(shè)備，降低了項(xiàng)目成本的同時(shí)又滿足了AVC系統(tǒng)的異地備份容災(zāi)的需求。

利用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)備份傳送和AVC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集通道采用的是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，這就必須考慮備份異地容災(zāi)不能影響到AVC系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的傳輸。模型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份很小，數(shù)量級(jí)在10 MB級(jí)上，而歷史數(shù)據(jù)庫的備份文件一般較大，每個(gè)月的容量高達(dá)GB數(shù)量級(jí)。而歷史數(shù)據(jù)庫中存在大量重復(fù)冗余信息，有很好的壓縮比。針對(duì)這個(gè)問題，在備份異地傳輸前，對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫備份方案產(chǎn)生的備份文件先進(jìn)行壓縮(壓縮比約為20:1)然后再利用FTP協(xié)議將壓縮文件傳送到指定遠(yuǎn)端服務(wù)器上，這樣就解決了帶寬限制問題。

3 備份方案的實(shí)現(xiàn)

基于上述設(shè)計(jì)思想，采用SQL語言編寫實(shí)現(xiàn)，然后創(chuàng)建代碼SQL Server作業(yè)集，把代碼內(nèi)置于作業(yè)的腳本中，制定數(shù)據(jù)庫維護(hù)計(jì)劃，利用SQL Server代理統(tǒng)一管理作業(yè)集的運(yùn)行。采用定時(shí)機(jī)制設(shè)自動(dòng)執(zhí)行作業(yè)集的操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)執(zhí)行所制定的備份方案。

3.1 分類備份部分的實(shí)現(xiàn)

存儲(chǔ)過程是一組SQL代碼集，可以存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，在需要時(shí)可以像調(diào)用函數(shù)一樣來執(zhí)行它。利用PRODUCE PROCEDURE創(chuàng)建三個(gè)存儲(chǔ)過程分別編寫上文提到的三種基本策略，即存儲(chǔ)過程FULL_BACKUP、LOG_BACKUP 和 DIFFIERENTIAL_BACKUP。其中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的備份方式，并把相應(yīng)數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)到指定的磁盤路徑，通過xp_cmdshell指令把數(shù)據(jù)備份壓縮到指定文件夾。由于程序設(shè)定AVC子站備份壓縮文件所在路徑即為備份上傳的路徑，為了保證每次只上傳上次傳送后新增的備份包，故每次進(jìn)行備份壓縮時(shí)，先把備份壓縮文件復(fù)制到指定的另一個(gè)路徑下，再清空RAR文件夾。下面是部分代碼及其注釋(這里以FULL_BACKUP的部分代碼為例)。

模型數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的分類備份方案通過建立SQL作業(yè)利用exec指令調(diào)用上述基本備份的存儲(chǔ)過程，利用SQL作業(yè)的定時(shí)機(jī)制來確定備份時(shí)間讓其自動(dòng)執(zhí)行。

3.2 刪除過期日志和數(shù)據(jù)文件的實(shí)現(xiàn)

刪除過期日志的指令主要是確定只刪除過期的日志，在實(shí)現(xiàn)過程中也就是確定刪除日志的時(shí)間一定要在全備份后。所以在維護(hù)計(jì)劃作業(yè)集中，在全備份作業(yè)完成后，建立一個(gè)清除日志的作業(yè)，把該作業(yè)執(zhí)行周期時(shí)間放在全備份時(shí)間完成之后，利用DUMP TRANSACTION DATABASENAME WITH NO_LOG指令清除掉日志文件。然后利用DBCC SHRINKFILE(databasename_log，1000)指令把日志文件收縮為初始化大小。

在歷史數(shù)據(jù)庫中刪除過期的數(shù)據(jù)文件，主要是對(duì)表的刪除操作。在歷史庫中所有表的命名方式是包含表的創(chuàng)建時(shí)間信息(年、月、日)的 ，利用這個(gè)特征對(duì)全表進(jìn)行遍歷，只保留當(dāng)前時(shí)間往前推N個(gè)月(N是根據(jù)用戶需要來確定)的，利用DROP TABLE指令刪除其他的數(shù)據(jù)文件，這樣歷史數(shù)據(jù)庫就只保留最近N個(gè)月的信息。

3.3 備份異地傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)

在Windows Server 2003中，可以利用FTP協(xié)議(文件傳輸協(xié)議)來傳送文件。FTP協(xié)議支持雙向傳輸，同時(shí)也是一個(gè)應(yīng)用程序。所以可以通過建立作業(yè)定時(shí)調(diào)用FTP腳本來實(shí)現(xiàn)備份異地傳輸。首先建立一個(gè)批處理bat腳本文件，部分代碼如下。

歷史數(shù)據(jù)庫和模型數(shù)據(jù)庫除了基本備份方法不同外，在另外兩個(gè)模塊中的設(shè)計(jì)也略有不同，圖2是歷史數(shù)據(jù)庫的備份方案作業(yè)集整體流程圖，圖3是模型數(shù)據(jù)庫的備份方案作業(yè)集整體流程圖，代碼上的差異此處就不再贅述了。

4 仿真測試

圖2 歷史庫備份方案作業(yè)集流程圖

圖3 模型數(shù)據(jù)庫備份方案作業(yè)集流程圖

為了測試該方案的合理性，在四川AVC系統(tǒng)中進(jìn)行測試。測試主要是對(duì)比新舊方案間的備份效率和容災(zāi)能力。本節(jié)以德陽AVC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)備份為例進(jìn)行測試，比較了不同方案下的RPO和RTO指標(biāo)。測試系統(tǒng)環(huán)境為:(1)主站服務(wù)器配置:CPU 4×3 GHz，內(nèi)存8 G，4×146 G SAS熱插拔硬盤。(2)子站服務(wù)器配置:CPU 2×2 GHz，內(nèi)存4 G，2×146 G SAS熱插拔硬盤。(3)工作站配置:CPU 2×2.4 GHz，內(nèi)存1 G，160 G SATA硬盤。(4)交換機(jī)10/100/1 000 Mbps。測試結(jié)果如下。

表1 模型數(shù)據(jù)庫RTO指標(biāo)對(duì)比

表3 歷史庫日志文件新舊方案對(duì)比

在對(duì)RPO測試中，假定極端情況下，即在備份即將完成時(shí)發(fā)生災(zāi)難故障，則RPO中包含備份間隔周期和備份時(shí)間。備份周期是在備份策略中設(shè)定好的，所以RPO主要受備份時(shí)間的影響，這里就以備份時(shí)間來作為RPO的對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)。由于新方案中歷史庫備份采用的事完全備份和日志備份結(jié)合的策略，測試中采用時(shí)間最久的完全備份時(shí)間作為新方案RPO指標(biāo)的測量結(jié)果。測試中，對(duì)過期文件的處理周期是6個(gè)月，從表2中可以看出，在開始的半年內(nèi)，新方案和舊方案是一樣的，而6個(gè)月以后，新方案的最大RPO是15.6 min，而舊方案會(huì)隨著時(shí)間推移而不斷增加。

在對(duì)歷史庫日志文件的仿真中，設(shè)定日志文件處理周期為1個(gè)月。所以在表3中，改進(jìn)后方案月份在1、4、8、12時(shí)，日志文件會(huì)自動(dòng)清理并初始化為1 GB大小，只有在月份 0.5、3.5、7.5、11.5 時(shí)，日志文件才會(huì)顯現(xiàn)出來。舊方案下的日志文件不經(jīng)過處理，1年的歷史庫日志大約有65 GB，不僅浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，還影響數(shù)據(jù)備份的效率。

測試結(jié)果表明:模型數(shù)據(jù)庫的RTO指標(biāo)控制在15 min內(nèi)，符合AVC系統(tǒng)的要求;經(jīng)過新方案對(duì)過期文件和日志文件的處理，極大節(jié)省了存儲(chǔ)空間，解決日志溢出的問題，縮短數(shù)據(jù)災(zāi)難備份時(shí)間，提高系統(tǒng)容災(zāi)能力，優(yōu)化了歷史庫的RPO指標(biāo);此外，通過備份的異地傳輸使系統(tǒng)具備了異地容災(zāi)能力，進(jìn)一步保證了數(shù)據(jù)的安全性。

5 結(jié)語

提出了基于SQL Server Agent的AVC系統(tǒng)新的備份方案，采用數(shù)據(jù)庫分類設(shè)計(jì)思想，針對(duì)具體數(shù)據(jù)庫實(shí)施適合自身的備份策略，優(yōu)化RTO和RPO指標(biāo)。通過自動(dòng)清除過期日志和數(shù)據(jù)文件，解決了項(xiàng)目中存在的日志溢出的問題，并優(yōu)化了數(shù)據(jù)備份效率。通過FTP協(xié)議實(shí)現(xiàn)了AVC系統(tǒng)子站和主站間的備份異地傳送，即異地容災(zāi)，進(jìn)一步保障數(shù)據(jù)的安全。SQL Server Agent的管理實(shí)現(xiàn)了無人操作，備份方案自動(dòng)執(zhí)行，減少了人工操作帶來的數(shù)據(jù)安全問題。而且，本方案未采用市場上的主流備份軟件，是通過作者編寫的代碼實(shí)現(xiàn)的，降低了項(xiàng)目的成本。經(jīng)過在四川電網(wǎng)AVC系統(tǒng)中的測試，該方案取得了良好的效果。

［1］唐茂林，龐曉艷，李旻，等.計(jì)及梯級(jí)電站的省地一體化AVC系統(tǒng)研究及實(shí)現(xiàn)方案［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2009，29(6):119－122.

［2］Chong－ Won Park，Jin－Won Park.A Multiple Disk Failure Recovery Scheme in RAID Systems［J］.Journal of Systems Architecture，2004，50(4):169 －175.

［3］Weijun Xiao，Jin Ren，Qing Yang，etal.Design and Analysis of Block－Level Snapshots for Data Protection and Recovery［J］.IEEE Trans.Computers，2009，58(12):1615 －1625.

［4］Weijun Xiao，Jin Ren，and Qing Yang.A Case for Continuous Data Protection at Block Level in Disk Array Storages［J］.IEEE Trans.Parallel and Distributed Systems，2009，20(6):898－911.

［5］熊琦，王麗娜，王德軍，等.基于磁盤和SAN的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)備份模型［J］.計(jì)算機(jī)工程，2007，33(4):233 －235.

［6］Philip Bohannon，Rajeev Rastogi，S.Seshadri，Avi Silberschatz，and S.Sudarshan.Detection and Recovery Techniques for Database Corruption［J］.IEEE Trans.Knowledge And Data Engineering，2003，15(5):1120 －1136.

［7］Brent J.Liu，M.Z.Zhou，J.Documet.Utilizing Data Grid Architecture for the Backup and Recovery of Clinical Image Data［J］.Computerized Medical Imaging and Graphics，2005，29(2 －3):95 －102.

［8］Cunhua Qian，Syouji Nakamura，and Toshio Nakagawa.Optimal Backup Policies for a Database System with Incremental Backup［J］.Electronics And Communications In Japan Part III－ Fundament Electronic Science，2002，85(4):1－9.

［9］S.Gopisetty，E.Butler，S.Jaquet，etal.Automated Planners for Storage Provisioning and Disaster Recovery［J］.IBM Journal Of Research And Development，2008，52(4 － 5):353－365.

［10］熊文.廣州電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)容災(zāi)備份研究［J］.繼電器，2004，32(20):60 －61.

［11］李付亮.電力二次系統(tǒng)存儲(chǔ)備份方案分析［J］.繼電器，2006，34(19):42 －45.

［12］萬繼光，詹玲.一種集群NAS網(wǎng)絡(luò)備份系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)［J］.小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2005，26(6):905 －908.

［13］邱洪澤.共享磁盤冗余陣列在SCADA雙機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2005，29(16):90 －92.

［13］余靜，麥紹輝，劉立東，等.電力系統(tǒng)EMS數(shù)據(jù)備份方案［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33(17):101 －104.

［14］林其友，高振華，陳嘉庚.調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)緊急容災(zāi)備份方案［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2009，29(12)98 －100.

［15］王益民，辛耀中，向力，等.調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的安全防護(hù)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2001，21(1)，5 －8.

［16］王卓，殷國富.基于多代理的智能ERP研究及其在電力營銷系統(tǒng)的應(yīng)用［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2008，28(12)，88 －92.