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데이터베이스 회복

Database Recovery
트랜잭션들을 수행하는 도중 장애로 인해 손상 된 데이터베이스를 손상되기 이전의 정상적인 상태로 복구시키는 작업

1. 장애의 유형

  • 트랜잭션 장애: 트랜잭션의 실행 시 논리적인 오류로 발생할 수 있는 에러 상황
  • 시스템 장애: H/W 시스템 자체에서 발생할 수 있는 에러 상황
  • 미디어 장애: 디스크 자체의 손상으로 발생할 수 있는 에러 상황

2. Undo와 Redo

  • Undo: 트랜잭션 로그를 이용하여 오류와 관련된 모든 변경을 취소하여 복구 수행
  • Redo: 트랜잭션 로그를 이용하여 오류가 발생한 트랜잭션을 재실행하여 복구 수행

3. 로그 파일

  • 트랜잭션이 반영한 모든 데이터의 변경사항을 데이터베이스에 기록하기 전에 미리 기록해두는 별도의 데이터베이스
  • 안전한 하드디스크에 저장되며 전원과 관계없이 기록이 존재
  • 로그의 구조: <트랜잭션 번호, 로그의 타입, 데이터 항목 이름, 수정 전 값, 수정 후 값>
  • 로그의 타입: START, INSERT, UPDATE, DELETE, ABORT, COMMIT 등 트랜잭션의 연산 타입
  • 로그파일을 이용한 복구
    • 로그파일에 트랜잭션의 시작(START)와 종료(COMMIT)이 있는 경우 REDO 수행
    • 로그파일에 트랜잭션의 시작(START)는 있고 종료(COMMIT)은 없는 경우 UNDO 수행

4. 회복 기법

4.1. 로그 기반 회복 기법

  • 지연갱신 회복 기법(Deferred Update)
    • 트랜잭션의 부분 완료 상태에선 변경 내용을 로그 파일에만 저장
    • 커밋이 발생하기 전까진 데이터베이스에 기록하지 않음
    • 중간에 장애가 생기더라도 데이터베이스에 기록되지 않았으므로 UNDO가 필요 없음(미실행 된 로그 폐기)
  • 즉시갱신 회복 기법(Immediate Update)
    • 트랜잭션 수행 도중에도 변경 내용을 즉시 데이터베이스에 기록
    • 커밋 발생 이전의 갱신은 원자성이 보장되지 않는 미완료 갱신이므로 장애 발생 시 UNDO 필요

4.2. 검사점 회복 기법

Checkpoint Recovery
  • 장애 발생 시 검사점(Checkpoint) 이전에 처리된 트랜잭션은 회복에서 제외하고
  • 검사점 이후에 처리된 트랜잭션은 회복 작업 수행
    • 검사점 이후, 장애 발생 이전에 commit이 완료된 경우 Undo 수행
    • 장애 발생 시점까지 commit되지 못한 경우 Redo 수행

검사점 회복 기법.png

4.3. 그림자 페이징 회복 기법

Shadow Paging Recovery
  • 트랜잭션이 실행되는 메모리상의 Current Page Table과 하드디스크의 Shadow Page Table 이용
  • 트랜잭션 시작시점에 Current Page Table과 동일한 Shadow Page Table 생성
  • 트랜잭션이 성공적으로 완료될 경우 Shadow Page Table 삭제
  • 트랜잭션이 실패할 경우 Shadow Page Table을 Current Page Table로 함

4.4. 미디어 회복 기법

Media Recovery
  • 디스크와 같은 비휘발성 저장 장치가 손상되는 장애 발생을 대비한 회복 기법
  • 데이터베이스 내용을 백업, 미러링, RAID등을 통해 별도의 물리적 저장장치에 덤프
  • 미디어 장애 시 가장 최근 덤프로 복구하고 로그 파일을 참조해 덤프 이후의 작업 Redo
  • (Undo는 사용되지 않음)

4.5. ARIES 회복 기법

  • REDO 중 Repeating history: 붕괴가 발생했을 때의 데이터베이스 상태를 복구하기 위하여 붕괴 발생 이전에 수행했던 모든 연산을 다시 한번 수행. 붕괴가 발생했을 때 완료되지 않은 상태였던 (진행 트랜잭션)은 UNDO
  • UNDO 중 Logging: UNDO를 할 때에도 로깅을 함으로써 회복을 수행하는 도중에 실패하여 회복을 다시 시작할 때에 이미 완료된 UNDO 연산은 반복하지 않음

5. 같이 보기


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