电子技术与软件工程
Electronic Technology & Software Engineering
数据库技术Database Technology
基于Windchill的P D M数据备份与恢复问题
武丽君4张文王国锋郭翊利胡奇
(北京机械设备研究所北京市100854 )
摘要：本文针对在P D M领域应用广泛W i n d c h i l l10在系统升级改造时验证备份恢复过程中数据有效、可用时出现的问题，结合备 份恢复工具软件，从数据库角度对备份、恢复两个过程进行分析，到了导致问题出现的原因。进而结合系统实际情况给出了解决方案并 加以验证，从而保证了系统升级后数据备份恢复的有效、可用。
关键词：数据备份；数据恢复；W i n d c h i l l
在制造行业企业中，产品数据管理（以下简称P D M)是以软 件技术为基础、以产品为核心、实现对产品
相关的数据、过程、资源一体化集成管理技术[1]，通过产品结构管理、文档版本变更管 控、模型协同设计管理等功能有效支撑了产品设计领域研发工作的 开展，被视作企业的核心系统。P D M中存储、管理的产品设计等 业务数据是企业的核心数据，是企业赖以生存的数据资产。一旦系 统出现问题时如果有较长时间的数据丢失将对企业形成较大影响、造成巨大损失。高性能的数据备份和灾难恢复技术能充分保护系统 中有价值的信息，保证灾难发生时系统仍能正常工作[2]。因此基于 R T O和R P O衡量指标的P D M系统的数据备份与恢复是企业信息 化的重要工作内容，日益受到企业的重视。
1概述
1.1背景
P D M系统的备份恢复分为三部分：应用程序、电子仓库和基 于O r a c l e的数据库。前两个主要是基于文件系统的备份和恢复，过程相对简单、稳妥。基于O r a c l e的数据库通过康孚备份恢复软件（以下简称康孚）进行备份、恢复，过程较为复杂，是P D M系统备份 恢复的关键内容。
为满足新的业务需求，启动了 P D M升级改造项目。升级后的 P D M系统采用Windchill 10+O r a c l e l l g的基础框架进行构建。由于 P D M系统为核心关键系统，按照信息化项目建设要求，项目上线 前需要对备份恢复策略（备份恢复手册）进行验证。系统升级后为 了减少停机备份对业务带来的影响，根据实施厂商建议，项目团队 拟停用原有冷备份策略（即停应用、停数据库服务后的全量数据备 份）
采用新的备份策略，即拟通过康孚软件对数据库采用每周曰全 量热备、周一到周六进行增量热备的周备份策略。
1.2现象
按照备份恢复手册，对升级改造项目进行备份恢复验证。备份 恢复的环境如下：
(1)数据备份对象为测试系统（有一定量的测试数据）；
过对任意两种实体类型的分析，出他们之间可能存在的联系并进 行总结。如果总结的结果确定二者之间存在关联，将进行更深入的 分析，出对应的关系类型。在分析的过程中需要确定的内容包括：某种实体类型内部存在关系与否；不同实体类型之间有无关系；多个实体类型之间存在关系与否等，具体分析如图2。
3系统测试
3.1系统测试的目的
本次对系统的测试，主要采用的是黑白盒的测试方法。系统测 试是指在既定的网络环境、内外部设备等客观条件下对系统进行组 装和措施，以判断系统是否符合设计需求或检测系统存在的缺陷。在系统
测试中，需要全面分析系统功能的实现情况、用户需求的满 足程度，并针对系统缺陷采取针对性的完善方案和修改措施。
3.2测试的工具与方法
本系统将综合利用黑盒测试法和白盒测试法完成测试。后者用 于检测系统结构，因此在系统测试中也被定义为结构检测，其测试 的关键在于系统的内部架构和程序逻辑正当性，而黑盒测试法则用 于对系统功能进行检测，以系统功能是否满足用户需求为测试重点。本文将以黑盒测试法为主，以白盒测试法为辅。通过这两种测试方 法检测系统是否符合原来的预期设想。
3. 3测试用例
用户功能模块中测试的主要是如何维护用户的数据和管理，用户功能测试用例如表1所示。
在单车管理功能模块测试中主要是对单车信息进行数据维护的 管理的操作，单车管理功能测试用例如表2所示。
3.4系统测试结果
经过对本次研宄系统的测试结果进行对比，可以发现，本次系 统研发，可以很好的实现最初设计的功能，满足想要实现的功能需 求，如果投入使用的话，会取得理想的效果[61。
参考文献
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济，2020 (01): 137-138.
作者简介
石天敏（ 1998-)，男，陕西省咸阳市人。大学本科在读。研究方 向为数据挖掘与商务智能。
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2 TOPSQLSTATS
3 SHHEALTHSTATS
4 SERVLETSESSIWJSTATS
5 SERVLETR£〇UESISIATS
6 SERVLETREOOESTS ：SERVERMANAGERINFO
USERS USERS
8 SAMPLEOSERVLETREOCJESTS USERS 9 SAMPLEDKETHODCONTEXTS USERS 10 RMIPERFDATA USERS 11 RK1HIST0GRAHS USERS 12 REQOESTHISIOGRAHS
USERS
13 REMOTECACHESERVERCALLS USERS 14 RAWSERVLETREOOESTSTATS USERS 15 RAiaffTHODCONTEXTSTATS USERS 16 HSHEALTHSTATS USERS 1： MISCLOGCVEKTS USERS 18 HETHODStRVERINFO USERS 19 H E T H O K O H T E X T S T A T S  USERS 20 MET
HODCOKTEXTS USERS 21 LOG4JAVASCRIPIEVENTS USERS 22 JMXNOTIFICATIOHS USERS 23 CACHESTATISTICS USERS 24 EXTEHDEDPAGERESULTS USERS 25 PAGERESULTS
USERS
WO NO HO NO NO NO KO HO NO
NO NO HO NO NO
图2：不记录日志的表
图3：数据块恢复原理
(2)恢复目标（目标机）所需环境与测试系统一致；备份恢复的具体过程如下：
(1) 利用康孚按周备份策略对P D M
实施一周备份计划，周日 采用全量热备、周一到周六进行增量热备。康孚软件显示备份全部
成功；
(2)
在执行O r a c l e 的周六增量后，对应用程序、电子仓库进 行备份，成功完成；
(3) 康孚对O r a c l e 备份在进行数据恢复，康孚显示恢复成功；(4) 对应用程序和电子仓库进行了相应恢复；(5) 启动系统，用户登录P
D M
系统进行简单常规操作，未见 异常，经查询，数据也恢复到了指定时间点，初步判定本次恢复成功
(6) 数据有效性验证。为进一步确保数据的有效性，将恢复
到备机上的P
D M
系统停机，并进行e x p d p 操作，全部导出数据，
并重新创建用户进行i m p d p 导入操作，提示有坏块，导入失败。使
用O r a c l e 的D B V
工具对数据文件进行逐个检查，多个文件报多行 如下错误：“D B V
-00201：无效重做应用程序的块D
B A
50042120己
标记为损坏”，说明了恢复的数据文件存在坏块。备份恢复整体失败。
(7)对测试系统进行d b v 坏块校验，结果显示系统数据无坏块。 此次数据备份恢复失败。
根据数据备份恢复验证的结果，最终判定该备份恢复方案无效。 2问题解析2. 1过程分析
由于上述备份恢复过程中，康孚没有报错信息，随后项目团队
从如下两个方面开展进一步的工作。
(1)
将测试系统停机，从O r a c l e 中导出D
M P
格式的数据文件
导入到目标机O r a c l e 数据库中，系统成功启动后，对数据库文件进 行d b v 坏块校验，结果显示系统数据无坏块。说明采用较长时间的
e x p d p /i m p d p 方式进行备份恢复有效。
(2) 再次按照备份恢复手册执行了备份恢复，恢复后目标机
的数据库中数据文件依然存在坏块，并且坏块分布的数据文件与上 次不同。由于对基于康孚的备份恢复过程日志进行深入分析发现均 没有报错信息，所以说明康孚执行备份恢复的运行过程是没有问题 的，
但是通过康孚实现备份恢复是行不通的。2.2问题探究2.2.1发现问题原因
经以上的问题复盘分析：(1) 证明源数据无问题；(2) 康孚执行过程没有问题。
分析将问题的原因定位在康孚软件备份恢复釆用的技术机制与
e x p d p /i m p d p 不同这一点上，二者不同之处是康孕软件备份恢复采
用的是O r a c l e 的R
M A N
技术。
R M A N
(R e c o v e r y  M a n a g e r )是O r a c l e 提供的备份恢复工具，
不同于e x p d p /i m p d p 的逻辑备份，R M A N
是基于Orac l e  b l o c k  (磁
盘
O S
块组成）级别的物理备份，支持对数据文件、控制文件、参
数文件、归档重做日志和R M A N
备份文件进行备份和恢复[3]。开
始备份时，直接读取磁盘上的O r acle  b l o c k ，并写入到指定位置进 行备份，同时将备份过程中产生的归档重做日志进行备份，最后备 份控制文件、参数文件（可选）。开始恢复时，先还原控制文件， 再还原数据文件，并运用备份的归档重做日志进行数据的恢复，使 数据文件与控制文件时间一致，进而打开数据库，完成数据恢复。
如图1所示。
通过O r a c l e 的R
M A N
备份恢复原理推断问题锁定在归档重做
日志的恢复上，初步断定是数据库中有部分O r a c l e 对象设置为不记 录曰志模式，因此归档重做日志中未记录这些对象的变化情况。这
些数据文件在备份时，由于发生了变化，控制文件记录了数据块的
最新时间状态，但并没有形成相应的归档重做日志。在恢复数据时， 无法运用重做日志，将数据前滚到控制文件指定的时间点，导致数
据备份恢复的内容与原备份数据不一致，产生坏块。
根据上述分析，对测试机的O r a c l e 数据库的对象（表）进行检
查，发现数据库中确实有25张表的日志状态L o g g i n g 是N
o
，即不
记录日志：
S 〇L > select  C
O U N T
(l ) f r o m  d b a  tables  w h e r e  logging -N O
' a n d
o w n e r ='用户名\
C O U N T
(l )
25
216
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具体不记录日志的表如图2所示。至此出问题所在的原因。2.2.2数据备份恢复
现针对基于O r a c l e 数据库的上述问题原因导致数据备份恢复异 常进行深入分析。数据恢复时先使用备份文件进行数据还原，再运 用日志，将数据库文件从还原点前滚到指定的恢复时间点，完成数 据恢复。具体的原理如下：
(1)
恢复原理举例说明。在O r a c l e 中进行操作，O r a c l e 会记
录一条联机重做日志（R e d o 日志），R e d o 日志写满后，会自动进 行归档，形成归档重做日志，以下将两类日志统称为日志。进行数 据备份时，将当时的数据记录在备份文件中，如果要恢复备份完成 后的数据，就需要先还原备份文件，再运用日志，前滚数据，实 现数据恢复。如原来某表中的一个用户名字段在数据库中存的内 容为scott ，并进行了备份（1点），那么备份文件中该字段内容为
scott 。如果备份后对数据库进行了操作，该字段内容变为t o m
(2点），
数据库会自动记录该操作的日志，记录数据由scott 到t o m 的日志。 假设备份完成后数据库奔溃，需要进行数据恢复。此时，备份文件 中该字段的内容为scott ，要还原数据（即将数据更新到备份结束时 间2点），就需要运用日志，将1点以后的操作再“模拟操作”一 遍，即进行数据前滚，那么字段内容就变成了 2点的状态t o m 。
(2) P
D M
不记录日志产生坏块的简要原理说明。假设数据库
中包含某数据块A ，并对其进行备份和恢复。由于是热备份，在备 份的过程中，数据还在不断地变化。假设在1: 00时对A 进行了 备份，形成A 1 (假设A 1记录A 数据块1点的数据内容），在2:00 时完成全部的数据库备份，此时A 的数据内容己经发生了变化，记 为A 2。此时，如果要将数据库恢复到2:00，由于在1:00到2:00之 间，A 数据块被修改，如果需要恢复到2:00，那么需要对数据块A
在A 1 (物理备份块）的基础上运用O r a c l e 日志。如果记录了日志， 即可重新前滚A 1到A 2的数据变化，将其数据状态前滚到2:00时 的状态A 2，此时完成了数据库的恢复。如图3所示。
但由于P
D M
对数据块A 设置了不记录日志，并且在1:00到2:00
过程中A 1确实发生了变化，那么就无法运用日志将A 1前滚到A 2 的状态，因此，数据块无法恢复到2点的数据内容，导致产生了损坏。
同样的情景，如果是停机冷备份，那么A 文件在备份开始到结 束时不发生变化，也不会产生联机重做日志/归档重做日志，备份 的全部数据都是停机时刻的数据，数据一致，不需要运用日志，数 据也具有一致性，因此可以成功恢复数据。3解决方案3. 1解决方案
根据导致问题的原因，项目团队从源O r a c l e 数据库变更参数配 置和修改备份策略两方面给出了解决方案。3.1 • 1将源O r a c l e 数据库改为记日志
(1)
方案：变更O r a c l e 数据库参数配置，将不记日志的对象
改为记日志，或修改数据库参数F O R C E J L O G G I N G 为Y E S ，使所
有数据库都记日志，仍然采用既定备份策略。
(2) 验证：
1. 将测试机O r a c l e 数据库中配置参数F O R C E _L O G G l N G 为
Y E S ；
百度数据恢复2. 按照份恢复手册执行备份恢复，恢复后目标机系统成功启动
后，对数据库文件进行d b v 坏块校验，结果显示系统数据无坏块；
3. 该备份恢复方案有效。
3.1.2将备份策略改为冷备份
(1)
方案：对备份恢复策略在备份环节进行变更，即对源
O r a c l e 数据库进行停机冷备份（全量冷备份和增量冷备份相结合的
方式进行备份），数据恢复策略不变。
(2) 验证：
1. 将测试机O r a c l e 数据库中配置参数不变；
2.
通过康孚对测试机O r a c l e 数据库进行停机全量冷备份，备份
成功；通过康孚将备份数据恢复至目标机，系统成功启动后，对数 据库文件进行d b v 坏块校验，结果显示系统数据无坏块。恢复成功；3. 通过康孚对测试机O r a c l e 数据库进行停机增量冷备份，备份
成功；通过康孚将备份数据（全量冷备份+三次增量冷备份）恢复 至目标机，系统成功启动后，对数据库文件进行d b v 坏块校验，结 果显示系统数据无坏块。恢复成功；
4. 该备份恢复方案有效。3.2结论
针对上述两种备份恢复方案，项目团队均通过实践操作验证了 有效性，确认了恢复后数据的有效、可用。两种方案对比如下：
(1) 由于对系统操作记录大量日志，所以第一种方案会较大
程度影响系统的运行和响应速度；
(2) 需要利用空闲时间，对系统（包括数据库）进行定时起停，
会造成系统特定时间段（如晚上11点到次日早上六点）无法提供
服务。
经过项目团队对比以上两种方案引发的影响，确定采用第二种 方案进行系统备份恢复。
按照第二种方案制定的备份恢复手册执行半年，备份无异常； 期间进行三次恢复验证均成功。4结束语
在企业信息化工作中，作为支撑核心业务的P
D M
系统数据备
份和恢复由于过程复杂，加上数据量庞大，所以非常重要但又容易 异常，应当引起足够重视。此次工作不仅对项目完成前的灾难恢复 进行了验证、完善，消除了隐患，更为重要的是企业级整体备份与 恢复提供了可借鉴的宝贵性。
参考文献
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机械管理开发，2006 (02).
[2] 张艳，李舟军，何德全.灾难备份和恢复技术的现状与发展[J ].
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A s h d o w n . O r a c l e  D a t a b a s e
B a c k u p  a n d  R e c o v e r y  U s e r
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, l l g  R e l e a s e    2 (11.2) [M ].U S :O r a c 1e
C o r p o r a t i o n , 2003: 143-164.
作者简介
武丽君（ 1990-)(通讯作者），女，工程师。研究方向为企业信息化，
数据安全。
张文（ 1980-)，男，高级工程师，信息化中心主任。研究方向为
企业信息化。
王国锋（ 1983-)，男，高级工程师。研究方向为企业信息化，
数据管理。
郭翊利（ 1978-)，女，高级工程师。研究方向为企业信息化。
胡奇（1981-)，男，高级工程师。研究方向为企业信息化。
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