障害回復とバックアップ

③ 時間の順序

> バックアップの取得にかかる時間が長いのは、［フル］→［差分］→［増分］の順である。

> データ復旧の時間が長いのは、［増分］→［差分］→［フル］の順である。

2つの順序がちょうど逆になっていることが、この論点の急所です。

④ 何をコピーしているのかを図で追う

日曜日にフルバックアップを取り、月・火・水と運用する場面を考えます。

フルバックアップ

毎回すべてをコピーするので、取得に時間がかかります。そのかわり、復旧するときは最新の1本を戻すだけです。

差分バックアップ

つねに直前のフルバックアップとの差を取るので、日が経つほど差分は大きくなります。復旧にはフル＋最新の差分1本があれば足ります。

増分バックアップ

直前の増分バックアップとの差を取るので、毎回の量は最小です。そのかわり、復旧にはフル＋月＋火＋水のすべてを順に適用する必要があります。

⑤ トレードオフを理解する

毎日の負担を軽くすれば、復旧の手間が増える——この関係がすべてです。

⑥ どれを選ぶかの判断

実務では、業務の性格から選びます。

多くの現場では、週に1回フルバックアップを取り、平日は差分または増分という組み合わせが使われます。取得と復旧の両方をほどよく抑える、現実的な折衷案です。

⑦ 差分と増分を取り違えないために

名前だけでは区別しにくいので、「何との差を取るか」で覚えてください。

増分は「増えたぶんだけ、毎回」というイメージです。だから毎回が小さく、復旧では全部を積み上げることになります。

2本で済みます。差分（水）には月・火曜ぶんも含まれているからです。

増分バックアップの場合

4本を順番に適用します。しかも1本でも欠けたり壊れていたりすると、そこから先は復旧できません。

増分バックアップのもうひとつのリスク

上の最後の一文が、増分バックアップの見落とされがちな弱点です。復旧に必要な媒体が多いぶん、どれか1つが読めないと復旧が途中で止まる確率が高くなります。

差分バックアップなら、最新の差分が読めなくても、前日の差分を使えば1日前の状態までは戻せます。増分では、途中が欠けると以降がすべて無効になります。

バックアップは「取ること」より「戻せること」

実務でもっとも多い失敗は、バックアップを取っていたのに戻せなかったというものです。

定期的に復旧訓練を行うことが、バックアップ運用の要です。第7章で学ぶBCP（事業継続計画）でも、復旧の訓練は重要な項目とされています。

確認してみましょう

> 次の記述の正誤を判定せよ。

> a　差分バックアップは、直前のフルバックアップとの差分をコピーする手法である。

> b　増分バックアップは、バックアップ取得の時間が3手法の中で最も短く、復旧時間は最も長い。

> c　フルバックアップは、バックアップ取得の時間も復旧時間も最も短い。

解答　a：○　b：○　c：×

• c：×……フルバックアップは取得の時間が最も長く、復旧時間が最も短い手法です。取得と復旧の時間は逆の関係になります。

⑤ どちらを使うべきか

復旧したい状態から逆算します。

⑥ イメージバックアップが効く場面

OSの再インストールと設定に何日もかかる環境では、イメージバックアップの価値が大きくなります。

たとえば、専用の業務ソフトが何本も入り、それぞれに細かい設定がなされた端末。ファイルバックアップだけでは、機器が壊れたときに

1. OSを入れ直す

2. 業務ソフトを入れ直す

3. 設定をやり直す

4. データを戻す

という手順が必要で、何日もかかります。イメージバックアップがあれば、イメージファイルを書き戻すだけで元の状態に復元できます。

⑦ 試験での問われ方

「イメージ」という語から、画像や動画のバックアップと誤解させる選択肢が出題されました。

> 誤りの例：「イメージバックアップとは、画像や動画などのイメージデータを圧縮せずにバックアップすることである」

これはイメージバックアップの特徴を記述した内容ではありません。ここでいうイメージは、記憶装置の中身を写し取ったものを指します。

日常語の「イメージ＝画像」に引きずられないこと。第1節の「ネットワーク型データベース」と同じく、専門用語としての意味を日常語と切り離す必要がある論点です。

ログファイルのレコード（データ構造）の例

③ なぜ更新前と更新後の両方を記録するのか

これが次のテーマの伏線になります。

「元に戻したい」なら更新前の値が要りますし、「もう一度適用したい」なら更新後の値が要ります。どちらの方向にも動けるように、両方を記録しているわけです。

④ ログ先書き（LWA／WAL）

ログを取得するときは、ログ先書き（LWA：LogWrite-AheadまたはWAL：Write-Ahead Log）の規則を守る必要があります。

ログ先書きとは、ログファイルに更新前情報を書き込んでからデータベースの更新を行うことです。

⑤ なぜ順番が重要なのか

> もし、データベースの更新前情報をログファイルに記録しないでデータベースの更新を行う場合、トランザクションの処理途中でシステムに障害が発生すると、データベースを復旧できなくなるからです。

順番を逆にした場合に何が起きるかを考えてみましょう。

もしデータベースを先に更新したら

元の値が分からなければ、取り消すことができません。データベースは中途半端な状態のまま、戻す手がかりを失います。

ログを先に書けば

> データ更新前情報をデータベースの更新前に取得することにより、データベース更新中に障害が発生した場合でも、ログの更新前情報を用いてデータベースを復旧することができます。

⑥ ログの書き出しは自動

ログの書き出しはDBMSによって自動的に行われます。

アプリケーションの開発者が「ここでログを書く」と指示する必要はありません。DBMSが、更新の前に必ずログを書くという規則を守ってくれます。これも第2節で見た「本質でない部分をDBMSに任せる」ことの一例です。

⑦ 名前を英語で確認する

Write-Ahead Log＝「先に（Ahead）書く（Write）ログ」。名前がそのまま規則を表しています。何より先に書くのか——データベースの更新より先に、です。

「ログ先書き」という日本語も同じ構造ですが、「先書き」が何より先なのかは書かれていません。英語のAheadが「〜に先立って」という意味であることを押さえておくと、定義を思い出しやすくなります。

時間軸で見ると、バックアップ時点から障害発生時点へ向かって「前へ進む」ので、前進復帰といいます。

③ ロールバック（後退復帰）

障害の発生時点で処理中だったトランザクションによる更新を、ログファイルの更新前情報を使って取り消し、データベースをトランザクション実行前の状態に復元します。

用途……ソフトウェア障害（プログラムの異常終了など）

流れを追う

時間軸で見ると、障害発生時点からトランザクション開始時点へ向かって「後ろへ戻る」ので、後退復帰といいます。

④ 2つを1枚の表で

すべての行が正反対になっています。だからこそ、どれか1行を覚えれば残りも導けます。

⑤ 覚える取っかかり

名前の向きから導くのがもっとも確実です。

障害の種類との対応も理屈で導けます。

• ハードウェア障害ではデータベースそのものが読めなくなるので、バックアップから作り直す必要がある→ロールフォワード
• ソフトウェア障害ではデータベース自体は無事で、中途半端な更新だけが問題なので、その部分だけ取り消せばよい→ロールバック

⑥ 試験での問われ方

この論点は、2つの説明をそっくり入れ替える形で出題されます。令和4年度・5年度・6年度と3年続けて登場した頻出論点です。

> 誤りの例：「ロールフォワードとは、データベースシステムなどに障害が発生した時に、更新前のトランザクションログを使ってトランザクション実行前の状態に復元する処理である」

「更新前のログを使って」「実行前の状態に復元」という2つのキーワードが、どちらもロールバック側のものです。キーワードを1つ見つけた時点で×と判定できます。