使用即時快照備份 SQL Server

如果 SQL Server 資料庫檔案分散在多個磁碟上，您可以同時備份所有磁碟，維持應用程式和資料的一致性。您可以使用 Compute Engine 即時快照一致性群組，達成這個精確的時間點備份，備份一組磁碟中的資料。

本教學課程說明如何使用 Compute Engine 快照，以及 SQL Server 2022 以上版本提供的 Transact-SQL (T-SQL) 快照功能，備份 SQL Server 資料庫。這項解決方案支援 Windows 和 Linux 部署作業，並盡量減少對即時工作負載的效能影響。

運作方式

工作流程包含下列主要步驟，這些步驟由在運算執行個體上執行的指令碼管理：

1. 凍結資料庫：指令碼會將 T-SQL 指令傳送至 SQL Server，暫停目標資料庫的所有寫入作業。確保資料庫檔案處於一致狀態，方便備份。
2. 建立即時快照：在資料庫凍結期間，為資料庫資料和記錄檔所在的磁碟建立一組即時快照。這相當於使用硬體或服務層級的快照機制。 Google Cloud
3. 記錄及解除凍結：指令碼會將另一個 T-SQL 指令傳送至 SQL Server，以記錄備份中繼資料。這個指令會建立小型備份檔案，指向即時快照的一致性群組，並記錄在msdb備份記錄中。完成後，SQL Server 會自動解除凍結資料庫，並恢復正常運作。

整個過程通常會在不到一秒內完成，盡量縮短資料庫寫入凍結的時間。凍結期間，系統可以讀取資料，但無法寫入。您可以為資料庫設定 SUSPEND_FOR_SNAPSHOT_BACKUP=OFF，手動取消凍結狀態。

目標

在本教學課程中，您將瞭解如何完成下列工作：

• 建立具備兩個資料磁碟的 SQL Server 執行個體。
• 使用不同磁碟上的資料和記錄檔建立新資料庫。
• 為執行 SQL Server 的 VM 的所有磁碟建立一致性群組。
• 建立磁碟群組的即時快照。
• 從即時快照建立新磁碟。

費用

在本文件中，您會使用下列 Google Cloud的計費元件：

如要根據預測用量估算費用，請使用 Pricing Calculator。

初次使用 Google Cloud 的使用者可能符合免費試用期資格。

完成本文所述工作後，您可以刪除建立的資源，避免繼續計費，詳情請參閱「清除所用資源」。

事前準備

1. 本教學課程需要 Google Cloud 專案。您可以建立新專案，或是選取現有專案：

   1. 在 Google Cloud 控制台的專案選擇器頁面中，選取或建立 Google Cloud 專案。

      選取或建立專案所需的角色

      • 選取專案：選取專案時，不需要具備特定 IAM 角色，只要您已獲授角色，即可選取任何專案。
      • 建立專案：如要建立專案，您需要「專案建立者」角色 (roles/resourcemanager.projectCreator)，其中包含 resourcemanager.projects.create 權限。瞭解如何授予角色。
      注意：如果您不打算保留在這項程序中建立的資源，請建立新專案，而不要選取現有專案。完成這些步驟後，您就可以刪除專案，並移除與該專案相關聯的所有資源。

      前往專案選取器

   2. 確認專案已啟用計費功能 Google Cloud 。

   3. 在 Google Cloud 控制台中啟用 Cloud Shell。

      啟用 Cloud Shell

2. 確認已安裝並執行 Microsoft SQL Server 2022 以上版本。

所需權限

除了標準讀取權限外，請確保 SQL Server 管理員授予您目標資料庫的 ALTER DATABASE 權限。

如要取得建立執行個體和快照所需的權限，請要求管理員授予您專案的下列 IAM 角色：

• 管理執行個體： compute.instanceAdmin.v1
• 建立快照： compute.storageAdmin

如要進一步瞭解如何授予角色，請參閱「管理專案、資料夾和組織的存取權」。

您或許也能透過自訂角色或其他預先定義的角色，取得必要權限。

建立 Compute Engine SQL 執行個體

建立 SQL Server 執行個體。

1. 在 Google Cloud 控制台中，按一下「啟用 Cloud Shell」按鈕，開啟 Cloud Shell。

   前往 Google Cloud 控制台

2. 建立 SQL Server 執行個體。貼上下列指令：

  REGION=REGION
  ZONE=$REGION-a
  VM_NAME=VM_NAME
  gcloud compute instances create $VM_NAME \
    --boot-disk-auto-delete \
    --boot-disk-size 100 \
    --boot-disk-type hyperdisk-balanced \
    --image-family sql-std-2022-win-2025 \
    --image-project windows-sql-cloud \
    --machine-type c4-highmem-4 \
    --zone $ZONE \
    --network-interface subnet=default \
    --tags sql-server-instant-snapshot \
    --scopes=cloud-platform,service-control,service-management,monitoring-write,logging-write,storage-rw \
    --create-disk=device-name=$VM_NAME-data-disk1,mode=rw,name=$VM_NAME-data-disk1,size=100,type=hyperdisk-balanced \
    --create-disk=device-name=$VM_NAME-data-disk2,mode=rw,name=$VM_NAME-data-disk2,size=100,type=hyperdisk-balanced

更改下列內容：

• 區域：新執行個體的部署區域。
• VM_NAME：新 SQL Server 執行個體的名稱。

注意： 變數只會在目前的終端機工作階段中保留，工作階段中斷連線時必須重設。

建立磁碟一致性群組

1. 建立一致性群組。

   gcloud compute resource-policies create disk-consistency-group $VM_NAME-snap-grp \
       --region=$REGION
   

2. 將 VM 的磁碟新增至一致性群組。

   gcloud compute disks add-resource-policies $VM_NAME \
       --zone=$ZONE \
       --resource-policies=$VM_NAME-snap-grp
   
   gcloud compute disks add-resource-policies $VM_NAME-data-disk1 \
       --zone=$ZONE \
       --resource-policies=$VM_NAME-snap-grp
   
   gcloud compute disks add-resource-policies $VM_NAME-data-disk2 \
       --zone=$ZONE \
       --resource-policies=$VM_NAME-snap-grp
   

建立新的資料庫

1. 建立 VM 執行個體的使用者名稱和密碼。
2. 使用遠端桌面連線至 VM，並使用上一步建立的使用者名稱和密碼登入。
3. 在「開始」按鈕上按一下滑鼠右鍵 (或按下 Win+X 鍵)，然後按一下「終端機 (系統管理員)」。
4. 按一下「是」，確認提升權限提示。

5. 在開啟的終端機視窗中執行下列 PowerShell 指令碼。這個指令碼會初始化資料磁碟、以 64 KB 區塊大小格式化磁碟，並指派磁碟機代號。

   $availableDisks = Get-PhysicalDisk -CanPool $True
   $diskLetters = [char[]] (68..72) | Where-Object { !(Get-PSDrive $_ -ErrorAction SilentlyContinue) }
   $diskCount = 0
   foreach ($disk in $availableDisks) {
       $diskLetter = $diskLetters[$diskCount]
       $diskLabel = "$diskLetter-DataDisk"
       Initialize-Disk -Number $disk.DeviceId -PartitionStyle MBR -PassThru
   
       New-Partition -DiskNumber $disk.DeviceId -UseMaximumSize `
       -DriveLetter $diskLetter | Format-Volume -FileSystem NTFS `
       -NewFileSystemLabel $diskLabel -AllocationUnitSize 65536 -Confirm:$false
   
       New-Item -ItemType Directory -Path "$($diskLetter):\MSSQL"
       $diskCount = $diskCount +1
   }
   

6. 開啟 SQL Server Management Studio (SSMS)。以管理員身分執行。

7. 在「連線到伺服器」對話方塊中，確認伺服器名稱已設為 localhost，然後選取「連線」。

8. 在檔案選單中，依序選取「檔案」>「新增」>「查詢」，並使用目前的連線。

9. 將下列程式碼複製到新開啟的查詢視窗。

   USE Master;
   GO
   CREATE DATABASE SnapBackupDB
   ON PRIMARY
   (
       NAME = 'SnapBackupDB_Data',
       FILENAME = 'D:\MSSQL\SnapBackupDB.mdf',
       SIZE = 500MB,
       MAXSIZE = UNLIMITED,
       FILEGROWTH = 64MB
   )
   LOG ON
   (
       NAME = 'SnapBackupDB_Log',
       FILENAME = 'E:\MSSQL\SnapBackupDB_log.ldf',
       SIZE = 250MB,
       MAXSIZE = 2GB,
       FILEGROWTH = 64MB
   );
   

部署快照指令碼

這項指令碼會自動執行完整程序，為連結至執行 SQL Server 的 VM 的磁碟建立應用程式一致性快照。

1. 在同一個遠端桌面連線中開啟記事本。
2. 複製下列指令碼的內容，然後貼到開啟的「記事本」視窗中。

3. 將檔案儲存為 take-snapshot.ps1，並放在 c:\scripts

   # Import Modules
   Import-Module -Name SQLPS
   
   # Set variables
   $formattedTimestamp = Get-Date -Format 'yyyyMMdd-HHmmss'
   $backupLocation = 'D:\MSSQL\Backup'
   $dbName = 'SnapBackupDB'
   $bkmFile = Join-Path -Path $backupLocation  -ChildPath ("${dbName}_${formattedTimestamp}.bkm")
   $sqlServer = 'localhost'
   
   # SQL Commands
   $suspendDbCmd = "ALTER DATABASE [$dbName] SET SUSPEND_FOR_SNAPSHOT_BACKUP=ON WITH NO_WAIT;"
   $backupMetadataCmd = "BACKUP DATABASE [$dbName] TO DISK='$bkmFile' WITH METADATA_ONLY, FORMAT;"
   $unsuspendDbCmd = "ALTER DATABASE [$dbName] SET SUSPEND_FOR_SNAPSHOT_BACKUP=OFF;"
   
   # --- Helper Function for SQL Execution ---
   function Invoke-MySqlCommand {
       param(
           [Parameter(Mandatory=$true)]
           [string]$CommandText,
           [Parameter(Mandatory=$true)]
           [System.Data.SqlClient.SqlConnection]$SqlConnection
       )
       Write-Host "Executing SQL Command: $($CommandText)"
       try {
           $Command = New-Object System.Data.SqlClient.SqlCommand($CommandText, $SqlConnection)
           $Result = $Command.ExecuteNonQuery()
           return $true
       }
       catch {
           Write-Host "Error executing SQL Command: $($CommandText)`n$($_.Exception.Message)" -ForegroundColor Red
           return $false
       }
   }
   
   $sqlConn = New-Object System.Data.SqlClient.SqlConnection
   $sqlConn.ConnectionString = "server='$sqlServer';database='$dbName';Integrated Security=True;"
   $databaseSuspended = $false
   
   if (-not(Test-Path $backupLocation)) {
       New-Item -Path $backupLocation -ItemType directory -Force
   }
   
   try {
       $instanceName = (Invoke-RestMethod -Headers @{"Metadata-Flavor"="Google"} -Uri "http://metadata.google.internal/computeMetadata/v1/instance/name")
       $vmConfigString = (gcloud compute instances list --filter="name=('$instanceName')" --format=json --quiet)
       if ($LASTEXITCODE -ne 0) {
           Write-Host "Error querying gcloud for VM instances (exit code: $LASTEXITCODE). Exiting." -ForegroundColor Red
           exit 1
       }
       $vmConfig = $vmConfigString | ConvertFrom-Json
   
       # Open SQL Server connection
       $sqlConn.Open()
   
       # Suspend Database
       Write-Host "Suspending database '$dbName' for snapshot..."
       if (-not (Invoke-MySqlCommand -CommandText $suspendDbCmd -SqlConnection $sqlConn)) {
           Write-Host "Failed to suspend database. Exiting." -ForegroundColor Red
           exit 1
       }
       $databaseSuspended = $true
   
       # Take a disk snapshot
       try {
           $consistencyGroupListStr = (gcloud compute resource-policies list --filter='name:*-snap-grp' --format=json --quiet)
           if ($LASTEXITCODE -ne 0) { throw "gcloud resource-policies list failed (exit code: $LASTEXITCODE)." }
           $consistencyGroupList = $consistencyGroupListStr | ConvertFrom-Json
   
           if (@($consistencyGroupList).Count -eq 0) { throw "No consistency group found matching '*-snap-grp'." }
           if (@($consistencyGroupList).Count -gt 1) { Write-Warning "More than one consistency group found, using the first one." }
   
           $consistencyGroupSelfLink = $consistencyGroupList[0].selfLink
           $zoneName = Split-Path $vmConfig[0].zone -Leaf
           $snapshotName = "$($vmConfig.Name)-${formattedTimestamp}"
   
           $snapshotCmd = "gcloud compute instant-snapshot-groups create $snapshotName --source-consistency-group=$consistencyGroupSelfLink --zone=$zoneName --quiet"
           Invoke-Expression $snapshotCmd
           if ($LASTEXITCODE -ne 0) { throw "gcloud compute instant-snapshot-groups create failed (exit code: $LASTEXITCODE)." }
           Write-Host "Instant snapshot group created successfully."
       }
       catch {
           Write-Host "Error during snapshot creation: $($_.Exception.Message)" -ForegroundColor Red
           exit 1 # Exit after handling in finally
       }
   
       # Backup database metadata
       if (-not (Invoke-MySqlCommand -CommandText $backupMetadataCmd -SqlConnection $sqlConn)) {
           Write-Host "Failed to backup database metadata." -ForegroundColor Red
           exit 1
       }
   
       # Unsuspend Database
       Write-Host "Unsuspending database '$dbName'..."
       if (-not (Invoke-MySqlCommand -CommandText $unsuspendDbCmd -SqlConnection $sqlConn)) {
           Write-Host "Failed to unsuspend database after successful snapshot and metadata backup. Manual intervention may be required." -ForegroundColor Red
           exit 1
       }
       $databaseSuspended = $false # Successfully unsuspended
   
   }
   catch {
       Write-Host "An unhandled error occurred: $($_.Exception.Message)" -ForegroundColor Red
       exit 1
   }
   finally {
       if ($databaseSuspended -and ($sqlConn.State -eq [System.Data.ConnectionState]::Open)) {
           if (-not (Invoke-MySqlCommand -CommandText $unsuspendDbCmd -SqlConnection $sqlConn)) {
               Write-Host "Failed to unsuspend database in finally block. Manual intervention may be required." -ForegroundColor Red
           }
       }
   
       # Ensure SQL connection is closed
       if ($sqlConn.State -eq [System.Data.ConnectionState]::Open) {
           $sqlConn.Close()
       }
   }
   
   

4. 在「開始」按鈕上按一下滑鼠右鍵 (或按下 Win+X 鍵)，然後按一下「終端機 (系統管理員)」。

5. 按一下「是」，確認提升權限提示。

6. 執行下列指令來執行指令碼。

       C:\scripts\take-snapshot.ps1
   

確認已建立即時快照

在 Cloud Shell 中執行下列指令：

1. 確認指令碼已建立快照。

       gcloud compute instant-snapshots list --filter="name:$VM_NAME*"
   

2. 列出即時快照群組。

       gcloud compute instant-snapshot-groups list --zones $ZONE
   

3. 查看即時快照群組的詳細資料。

       gcloud compute instant-snapshot-groups describe  \
       INSTANT_SNAPSHOT_NAME --zone=$ZONE
   

4. 複製 selfLink 值，以便在下一節中使用。

將即時快照還原到新磁碟

在 Google Cloud 控制台視窗中執行下列指令。

1. 從即時快照一致性群組建立磁碟。

       gcloud compute disks bulk create --source-instant-snapshot-group \
       INSTANT_SNAPSHOT_NAME_URL \
       --source-instant-snapshot-group-region $REGION --zone=$ZONE
   

2. 列出可用區中的磁碟，確認快照已還原。

       gcloud compute disks list --zones=$ZONE --filter="name:$VM_NAME-*"
   

3. 從新建立的磁碟建立新的 VM。

   REGION=REGION
   ZONE=$REGION-a
   VM_NAME=VM_NAME
   gcloud compute instances create $VM_NAME \
       --machine-type c4-highmem-4 \
       --zone $ZONE \
       --network-interface subnet=default \
       --tags sql-server-instant-snapshot \
       --disk=name=BOOT_DISK_NAME,boot=yes,auto-delete=no \
       --disk=name=DATA_DISK_1_NAME,mode=rw,auto-delete=no \
       --disk=name=DATA_DISK_2_NAME,mode=rw,auto-delete=no
   

更改下列內容：

• 區域：新執行個體的部署區域。
• VM_NAME：新 SQL 執行個體的名稱。
• BOOT_DISK_NAME：在上一個步驟中建立的開機磁碟名稱。
• DATA_DISK_1_NAME：在上一個步驟中建立的第一個資料磁碟名稱。
• DATA_DISK_2_NAME：在上一個步驟中建立的第二個資料磁碟名稱。

現在可以將磁碟連結至新的或現有的 VM。

清除所用資源

如要避免系統向您的 Google Cloud 帳戶收取本教學課程所用資源的費用，請刪除專案。

刪除專案

注意：刪除專案會造成以下結果：
• 專案中的所有內容都會遭到刪除。如果使用現有專案來進行本文中的任務，刪除專案將一併移除當中已完成的其他任務'。
• 自訂專案 ID 會消失。當您之前建立這個專案時，可能建立了想要在日後使用的自訂專案 ID。如要保留使用該專案 ID 的網址 (例如 appspot.com 網址)，請刪除在該專案中選取的資源，而不是刪除整個專案。
1. 前往 Google Cloud 控制台的「Manage resources」(管理資源) 頁面。

   前往「Manage resources」(管理資源)

2. 在專案清單中選取要刪除的專案，然後點選「Delete」(刪除)。
3. 在對話方塊中輸入專案 ID，然後按一下 [Shut down] (關閉) 以刪除專案。

後續步驟

• 查看 Google Cloud 的參考架構、圖表和最佳做法。 歡迎瀏覽我們的 Cloud Architecture Center。