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데이터베이스 회복

데이터베이스 회복(Database Recovery)​

1. 데이터베이스 회복 이란?​

트랜잭션들을 실행하는 도중 장애로 인해 손상 된 데이터베이스를 손상되기 이전의 정상적인 상태로 복구시키는 작업


2. 장애의 유형​

  • 실행 장애(Action Failure) : 사용자의 실수, 무결성 규정 위반 등으로 질의 실행이 실패하는 현상
  • 트랜잭션 장애(Transaction Failure) : 트랜잭션 실행 시 입력 데이터 오류, 불명확한 데이터, 시스템 자원 요구의 과다 등의 논리적인 오류로 발생할 수 있는 에러 상황
  • 시스템 장애(System Failure) : 데이터베이스 자체에는 손상을 입히지 않으나 하드웨어 오동작, 소프트웨어 오류, 교착 상태 등에 의해 실행중인 모든 트랜잭션들이 더 이상 실행을 진행할 수 없는 상황
  • 미디어 장애(Media Failure) : 저장 장치인 디스크 자체의 손상으로 인해 발생할 수 있는 에러상황

3. Undo와 Redo​

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

4. 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)과 종료(COMMIT)가 있는 경우 REDO 수행
  • 로그파일에 트랜잭션의 시작(START)은 있고 종료(COMMIT)는 없는 경우 UNDO 수행

5. 회복 관리기(Recovery Manager)​

  • 회복관리기는 로그와 메모리덤프 등을 이용하여 회복 기능을 수행하는 DBMS의 핵심 구성 요소
  • 회복관리기는 트랜잭션이 성공적으로 완료되지 못하면 로그를 이용하여 트랜잭션이 데이터베이스에 생성했던 모든 변화를 취소시켜서 트랜잭션 실행 이전의 원래 상태로 되돌리는 역할을 담당
  • 트랜잭션 실행을 정상적으로 종료하였으나 디스크에는 반영되지 않았을 경우 Redo 수행

6. 회복 기법​

  • 로그 기반 회복 기법

    1. 지연갱신 회복 기법(Deferred Update)

      • 트랜잭션의 부분 완료 상태에선 변경 내용을 로그 파일에만 저장

      • 커밋이 발생하기 전까진 데이터베이스에 저장하지 않음

      • 중간에 장애가 발생하더라도 데이터베이스에 기록되지 않았으므로 UNDO가 필요 없음

        (미실행된 로그는 폐기)

    2. 즉시갱신 회복 기법(Immediate Update)

      • 트랜잭션 수행 도중에도 변경 내용을 즉시 데이터베이스에 저장
      • 커밋 발생 이전의 갱신은 원자성이 보장되지 않는 미완료 갱신이므로 장애 발생 시 UNDO 필요

  • 검사점 회복 기법(Checkpoint Recovery)

    장애 발생 시 검사점 이전에 처리된 트랜잭션은 회복에서 제외하고

    검사점 이후에 처리된 트랜잭션은 회복 작업 수행

    => 장애 발생 시, 로그 전체를 조사해야 하는 상황을 피할 수 있음

    => 검사점 이후, 장애 발생 이전에 commit이 완료된 경우 Redo 수행

    => 장애 발생 시점까지 commit 되지 못한 경우 Undo 수행


  • 그림자 페이징 기법(Shadow Paging)

    갱신 이전의 데이터베이스를 일정 크기의 페이지 단위로 구성하여 각 페이지마다 복사본인 그림자 페이지로 별도 보관해 두고, 실제 페이지를 대상으로 트랜잭션에 대한 변경 작업을 수행하는 기법

    • 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

    => 회복을 위해 로그를 유지할 필요가 없으며, 회복 작업을 수행할 경우에도 Redo, Undo 작업 필요 X


  • 미디어 회복 기법(Media Recovery)

    데이터베이스 내용을 주기적으로 안전한 저장 장치에 덤프해 놓는 기법


면접 예상 질문​

  • 데이터 베이스 회복이란 무엇인가요?
  • Undo와 Redo를 실행해야 하는 각각의 상황에 대해 설명해주세요
  • 검사점 회복 기법(CheckPoing Recovery)에 대해 설명해주세요

기여자​


HongEunho
📦