本期月報是SQL Server資料庫備份技術系列文章的開篇，介紹三種常見的SQL Server備份方法的工作方式、使用T-SQL語句和使用SSMS IDE建立備份集三個層面，介紹SQL Server的三種常見備份的工作原理和使用方法。三種常見的備份包括：
資料庫完全備份（Full Backup）
資料庫日志備份（Transaction Log Backup）
資料庫差異備份（Differential Backup）
在開始分享之前，我們首先來看看資料庫備份的重要性。進入DT時代，資料的價值越發展現，資料已經成為每個公司賴以生存的生命線，資料的重要性不言而喻，而公司絕大多數核心資料都存放在資料庫裡。資料庫本身的災難恢複（DR）能力是資料安全的最後一道防線，也是資料庫從業者對資料安全底線的堅守。資料庫中資料潛在的安全風險包括：硬體故障、惡意入侵、使用者誤操作、資料庫損壞和自然災害導緻的資料損失等。在關系型資料庫SQL Server中，資料庫備份是災難恢複的能力有力保證。
Full Backup（完全備份）是SQL Server所有備份類型中，最為簡單、最基礎的資料庫備份方法，它提供了某個資料庫在備份時間點的完整拷貝。但是，它僅支援還原到資料庫備份成功結束的時間點，即不支援任意時間點還原操作。
以上是Full Backup是什麼的解釋，那麼接下來，我們通過一張圖和案例來解釋Full Backup的工作原理。
這是一張某資料庫的資料産生以及資料庫備份在時間軸上的分布圖，從左往右，我們可以分析如下：
7 P.m.：産生了資料#1
10 P.m.：資料庫完全備份，備份檔案中包含了#1
2 a.m.：産生了資料#2，目前資料包含#1，#2
6 a.m.：産生了資料#3，目前資料包含#1，#2，#3
10 a.m.：資料庫完全備份，備份檔案中包含#1，#2，#3
1 p.m.：産生了資料#4，目前資料包含#1，#2，#3，#4
5 p.m.：産生了資料#5，目前資料包含#1，#2，#3，#4，#5
8 p.m.：産生了資料#6，目前資料包含#1，#2，#3，#4，#5，#6
10 p.m.：資料庫完全備份，備份檔案中包含了資料#1，#2，#3，#4，#5，#6
從這張圖和相應的解釋分析來看，資料庫完全備份工作原理應該是非常簡單的，它就是資料庫在備份時間點對所有資料的一個完整拷貝。當然在現實的生産環境中，事務的操作遠比這個複雜，是以，在這個圖裡面有兩個非常重要的點沒有展示出來，那就是：
備份操作可能會導緻I/O變慢：由于資料庫備份是一個I/O密集型操作，是以在資料庫備份過程中，可能會導緻資料庫的I/O操作變慢。
全備份過程中，資料庫的事務日志不能夠被截斷：對于具有大事務頻繁操作的資料庫，可能會導緻事務日志空間一直不停頻繁增長，直到占滿所有的磁盤剩餘空間，這個場景在阿裡雲RDS SQL産品中有很多的客戶都遇到過。其中之一解決方法就需要依賴于我們後面要談到的事務日志備份技術。
使用T-SQL語句來完成資料庫的完全備份，使用BACKUP DATABASE語句即可，如下，對AdventureWorks2008R2資料庫進行一個完全備份：
除了使用T-SQL語句建立資料庫的完全備份外，我們還可以使用SSMS IDE界面操作來完成，方法：
右鍵點選想要備份的資料庫 => Tasks => Backup => 選擇FULL Backup Type => 選擇Disk 做為備份檔案存儲 => 點選Add 添加備份檔案 => 選擇你需要存儲備份檔案的目錄 => 輸入備份檔案名，如下圖兩張圖展示。
Back up Database設定界面
SQL Server資料庫完全備份是資料庫的完整拷貝，是以備份檔案空間占用相對較大，加之可能會在備份過程中導緻事務日志一直不斷增長。為了解決這個問題，事務日志備份可以很好的解決這個問題，因為：事務日志備份記錄了資料庫從上一次日志備份到目前時間内的所有事務送出的資料變更，它可以配合資料庫完全備份和差異備份（可選）來實作時間點的還原。當日志備份操作成功以後，事務日志檔案會被截斷，事務日志空間将會被重複循環利用，以此來解決完全備份過程中事務日志檔案一緻不停增長的問題，是以我們最好能夠周期性對資料庫進行事務日志備份，以此來控制事務日志檔案的大小。但是這裡需要有一個前提是資料庫必須是FULL恢複模式，SIMPLE恢複模式的資料庫不支援事務日志的備份，當然就無法實作時間點的還原。請使用下面的語句将資料庫修改為FULL恢複模式，比如針對AdventureWorks2008R2資料庫：
事務日志備份與資料完全備份工作方式截然不同，它不是資料庫的一個完整拷貝，而是至上一次日志備份到目前時間内所有送出的事務資料變更。用一張圖來解釋事務日志備份的工作方式：
00:01：事務#1，#2，#3開始，未送出
00:02：事務#1，#2，#3成功送出；#4，#5，#6事務開始，未送出；這時備份事務日志；事務日志備份檔案中僅包含已送出的#1，#2，#3的事務（圖中的LSN 1-4，不包含#4）
00:04：由于在00:02做了事務日志備份，是以#1，#2，#3所占用的空間被回收；#4，#5，#6事務送出完成
00:05：事務#7已經送出成功；#8，#9，#10開始，但未送出；事務日志備份檔案中包含#4，#5，#6，#7的事務（圖中的LSN4-8，不包含#8）。
從這張圖我們看到，每個事務日志備份檔案中包含的是已經完成的事務變更，兩次事務日志備份中存放的是完全不同的變更資料。而每一次事務日志備份成功以後，事務日志空間可以被成功回收，重複利用，達到了解決資料庫完全備份過程中事務日志一緻不斷增長的問題。
使用T-SQL語句來建立事務日志的備份方法如下：
使用SSMS IDE建立事務日志備份的方法：
右鍵點選想要建立事務日志備份的資料庫 => Tasks => Backup => 選擇Transaction Log Backup Type => 選擇Disk 做為備份檔案存儲 => 點選Add 添加備份檔案 => 選擇你需要存儲備份檔案的目錄 => 輸入備份檔案名，如下圖展示：
由于資料庫完全備份是時間點資料的完整拷貝，每個資料庫完整備份互相獨立，而多個事務日志備份是通過事務日志鍊條連接配接在一起，事務日志鍊起點于完全備份，SQL Server中的每一個事務日志備份檔案都擁有自己的FirstLSN和LastLSN，FirstLSN用于指向前一個事務日志備份檔案的LastLSN；而LastLSN指向下一個日志的FirstLSN，以此來建立這種連結關系。這種連結關系決定了事務日志備份檔案還原的先後順序。當然，如果其中任何一個事務日志備份檔案丢失或者破壞，都會導緻無法恢複整個事務日志鍊，僅可能恢複到你擁有的事務日志鍊條的最後一個。事務日志備份鍊條的關系如下圖所示：
我們使用前面“T-SQL建立事務日志備份”建立的事務日志鍊，使用RESTORE HEADERONLY方法來檢視事務日志鍊的關系：
查詢結果如下：
從這個結果展示來看，事務日志備份檔案AdventureWorks2008R2_log_201711122201的LastLSN指向了的AdventureWorks2008R2_log_201711122202的FirstLSN，而AdventureWorks2008R2_log_201711122202的LastLSN又指向了AdventureWorks2008R2_log_201711122203的FirstLSN，以此來建立了事務日志備份鍊條關系。假如AdventureWorks2008R2_log_201711122202的事務日志備份檔案丢失或者損壞的話，資料庫隻能還原到AdventureWorks2008R2_log_201711122201所包含的所有事務行為。
這裡有一個問題是：為了防止資料庫事務日志一直不斷的增長，而我們又不想每次都對資料庫做完全備份，那麼我們就必須對資料庫事務日志做周期性的日志備份，比如：5分鐘甚至更短，以此來降低資料丢失的風險，以此推算每天會産生24 * 12 = 288個事務日志備份，這樣勢必會導緻事務日志恢複鍊條過長，拉長恢複時間，增大了資料庫還原時間（RTO）。這個問題如何解決就是我們下面章節要分享到的差異備份技術。
事務日志備份會導緻資料庫還原鍊條過長的問題，而差異備份就是來解決事務日志備份的這個問題的。差異備份是備份至上一次資料庫全量備份以來的所有變更的資料頁，是以差異備份相對于資料庫完全備份而言往往資料空間占用會小很多。是以，備份的效率更高，還原的速度更快，可以大大提升我們災難恢複的能力。
我們還是從一張圖來了解資料庫差異備份的工作方式：
7 a.m.：資料包含#1
10 a.m.：資料庫完全備份，備份檔案中包含#1
1 p.m.：資料包含#1，#2，#3，#4
2 p.m.：資料庫差異備份，備份檔案中包含#2，#3，#4（上一次全備到目前的變更資料）
4 p.m.：資料包含#1，#2，…，#6
6 p.m.：資料庫差異備份，備份檔案中包含#2，#3，#4，#5，#6
8 p.m.：資料包含#1，#2，…，#8
10 p.m.：資料庫完全備份，備份檔案中包含#1，#2，…，#8
11 p.m.：産生新的資料#9，#10;資料包含#1，#2，…，#10
2 a.m.：資料庫差異備份，備份檔案中包含#9，#10
從這個差異備份的工作方式圖，我們可以很清楚的看出差異備份的工作原理：它是備份繼上一次完全備份以來的所有資料變更，是以它大大減少了備份日之鍊條的長度和縮小備份集的大小。
使用T-SQL語句建立差異備份的方法如下：
使用SSMS IDE建立差異備份的方法：
右鍵點選想要建立事務日志備份的資料庫 => Tasks => Backup => 選擇Differential Backup Type => 選擇Disk 做為備份檔案存儲 => 點選Add 添加備份檔案 => 選擇你需要存儲備份檔案的目錄 => 輸入備份檔案名，如下圖展示：
本期月報分享了SQL Server三種常見的備份技術的工作方式和備份方法。資料庫完全備份是資料庫備份時間的一個完整拷貝；事務日志備份是上一次日志備份到目前時間的事務日志變更，它解決了資料庫完全備份過程中事務日志一直增長的問題；差異備份上一次完全備份到目前時間的資料變更，它解決了事務日志備份鍊過長的問題。
将SQL Server這三種備份方式的工作方式，優缺點總結如下表格：
從這個表格，我們知道每種備份有其各自的優缺點，那麼我們如何來制定我們的備份和還原政策以達到快速災難恢複的能力呢？這個話題，我們将在下一期月報中進行分享。
<a href="https://sqlbak.com/academy/full-backup/">Full Backup工作方式圖參考</a>
<a href="https://sqlbak.com/academy/transaction-log-backup/">Transaction Log Backup工作方式圖參考</a>
<a href="https://sqlbak.com/academy/differential-backup/">Differential Backup工作方式圖參考</a>