7, OCP - configure database for backup and recovery
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本文档概述了Oracle数据库的备份与恢复配置，强调了故障类型和实例恢复的过程。关键概念包括最大故障间隔时间（MTBF）、最大恢复时间（MTTR）以及数据损失预防策略。还讨论了控制文件、重做日志和闪回区的配置与管理，以确保数据完整性和高可用性。
7, OCP - configure database for backup and recovery
- 1. Configure Database For Backup & Recovery
- 2. Overview • 作为一个DBA, 最重要的职责之一就是保证数据库 不会丢失数据, oracle适当配置的情况下可以确保 这一点. 包含以下内容: – 确定oracle数据库能承受的失败 – 实例恢复调优(Instance Recovery Tuning) – 检查点, 重做日志文件以及归档重做日志文件 – 配置数据库归档日志模式 – 配置多个归档日志存储目录以提供可用性 – 理解和配置闪回区(flash recovery area) – 使用闪回区
- 3. MTBF & MTTR & Data Loss • 关于数据库备份与恢复有下面的两个术语: – MTBF Max Time Between Failure, 该术语表示数据库故障的发生 频率, 这个值应该尽可能的大. oracle提供了两种方式实 现数据库的100%可用性: RAC和高级流(Streams). – MTTR Max Time to Recover, 此术语表示从数据库故障恢复的时 间, 应当尽可能地缩小这个值. • Data Loss 除了提高MTBF降低MTTR, 数据库管理的另一个目 标是预防数据丢失. Oracle数据库提供给了Data Guard选项实现数据的零丢失率.
- 4. Categories of Failures • 数据库故障可以分为以下类型 – 语句失败(statement failure) SQL语句在执行时有可能会失败, 可分为以下类型: • 不合法的数据, 比如违反数据库约束条件; • 逻辑错误, 比如死锁; • 与数据库存储相关的错误, 比如表空间无法扩展导致数据不 能被插入; • 权限错误, 比如没有表的insert权限. – 用户进程失败(user process failure) 很多原因会导致用户进程失败, 比如用户异常退出/终端 重启/或者程序错误等. 不管因为什么原因导致用户进程 失败, PMON进程会负责服务端进程和内存的清理.
- 5. Categories of Failures – 网络错误(network failure) 网络错误有可能发生在数据库监听器, 网络接口, 以 及路由. 理想情况下应当为数据库所在的服务器配置 至少两个网卡并分别创建数据库监听器. – 用户错误(user errors) 常见的用户错误是某些误操作, 比如执行不带where条件的 update或者delete语句并提交. Tip: 执行DDL语句会导致当前会话被提交. – 介质故障(Media Failure) 介质故障是所有数据库故障中最为棘手的, 通常指的是操作 系统磁盘硬件故障或者误删除了数据库文件(比如使用rm命 令). 为了预防介质故障, 需要: • 对控制文件, 在线重做日志文件, 归档日志文件做多个拷贝; • 备份控制文件, 数据文件以及归档日志文件
- 6. Categories of Failures – 实例故障(instance failure) 实例故障指的是实例的异常关闭, 常被描述为实例崩 溃(crash), 出现的原因可能是断点/重启服务器/或者 一些严重的硬件异常. 另外shutdown abort命令也会 导致实例故障. 当实例故障发生时, 某些已提交的事务可能没有写入 数据文件, 而另外一些未提交事务则可能被写入, 这 导致数据库处在一种不一致的(inconsistent)状态. 实例故障不会导致数据库不可用, 系统会自动进行实 例恢复操作, 重做日志文件是其中的关键.
- 7. Instance Recovery • 当数据库存在不一致性(inconsistency)时, 系统将会自动检测到并进 行实例恢复. 实例恢复的本质是通过重做日志文件, 将数据缓冲区恢 复到实例崩溃之前的状态. 实例恢复完全是自动进行的. • Mechanics 实例恢复分为以下步骤: – roll forward 这一步读取并执行重做日志, 将实例崩溃时未写入磁盘的内存块在内存中 进行重建. 这些内存块包括数据块(data block)和回滚块(undo block). Tip: 在此操作之后, 虽然数据库仍然处在不一致的状态, 但此时应当允许 用户登录. – rollback 此时数据库(文件)中可能包含未提交的事务, 系统在此阶段将执行rollback 操作以回滚这些事务. Tip: 实例恢复由startup命令在启动数据库时执行, 由SMON进程进行.
- 8. Instance Recovery - Tuning • 虽然实例恢复机制保证了数据库不会因为崩溃而不可用, 但 是实例恢复有可能会花费大量的时间(可以查看系统告警日 志文件), 这取决于在实例恢复时重做日志的读取量, 以及执 行这些重做操作时对数据文件的读写量. 这两者均可以使用 检查点(checkpoint)进行控制. • 检查点保证了在该检查点发生时数据库处在一致的状态, 实 例恢复只需要读取并执行从最近检查点开始的重做日志. 因 此检查点越新, 那么实例恢复将会越快, 但是这也带来了一个 问题就是需要执行更多的磁盘IO从而导致系统性能的下降. • FAST_START_MTTR_TARGET 此参数用于设置实例恢复的目标时间(单位: 秒), 默认值为0. 在默认设置下DBWn遵循”尽量执行写操作, 每次尽量少写”的 原则. 如果设置了非0值, 那么系统将根据该值设置DBWn进程 的调用频率. 设置该参数的另一个效果是, 如果操作系统有额 外的空闲资源 (IO/cpu etc.), 那么会尽量利用这些资源更积极 推动检查点操作(checkpoint auto-turing).
- 9. MTTR Advisor • oracle提供了系统当前进行实例恢复的相关信 息, 这些信息可以通过Database Control(Advisor Central)或者通过v$instance_recovery视图进行 查询, 该视图比较重要的列如下:
- 10. Checkpoint • 如前所述, 检查点的位置决定了实例恢复时读取重做日志的起始位置. 检查 点操作分为两种类型: – full 此类型的检查点操作会将所有的脏数据块写入数据库, 11g版本中在两种情况下会 发生此种类型的检查点操作: • 手动检查点, 执行命令alter system checkpoint; • shutdown normal|immediate|transactional – partial 在执行某些动作时会导致部分检查点操作, 这些动作包括:
- 11. Database Recoverability - Controlfile • 控制文件对于oracle数据库至关重要. 可以通过多路复用 (multiplex)或者备份(backup)的方式保护控制文件不被丢失. Tip: 采用多路复用的方式时, 控制文件最多可以有8份拷贝. Tip: 在理想情况下控制文件应当至少保存两份拷贝, 并且分 别保存在不同的磁盘上面. • 使用如下步骤实现控制文件的多路复用: – 关闭数据库 – 使用操作系统命令将控制文件移动到指定的位置 – 修改control_files实例参数以指向这些位置, 如果是pfile则直接修改文 件, 如果是spfile这将数据库启动至nomount模式执行alter system操 作, 示例： alter system set control_files="/path1/to/file", "/path2/to/file" scope=spfile; – 关闭(如果需要)并重启数据库.
- 12. Database Recoverability - Online redo log files • 丢失当前的重做日志文件组可能会导致数据丢失, 因为实例恢复依赖于这些重 做日志. 可以使用多路复用的方式保护重做日志文件, 使用至少两个日志组, 每 个日志组设置至少两个成员(multiplex), 并将每个成员分别放在不同的磁盘上 面. • 与控制文件不同的是, 重做日志组的成员丢失或者损坏不会导致数据库崩溃, 提前是日志组中还有其他的成员可用. 通过v$log和v$logfile视图查看重做日志 组的相关信息. 示例: select group#, sequence#, members, status from v$log; sequence# 日志组处在log switch的序号 status CURRENT表示当前正在使用的日志组, 如果状态为ACTIVE则表 示该日志组会被用于实例恢复. INACTIVE表示日志组暂时不被 使 用. • 如果使用DBCA创建的数据库, 那么默认会创建3个重做日志组, 但每个组只有一 个成员, 可以在数据库打开的情况下添加或者删除重做日志组, 修改日志组的 成员. 示例添加一个日志组成员: alter database add logfile member '/path/to/logfile' to group 1;
- 13. Database Recoverability - Archivelog Mode • oracle的实例恢复机制确保数据库不会因为崩溃而丢失数据, 如需要在介质 故障的情况下仍保持数据的完整性, 则需要将数据库设置为归档模式 (archivelog). 在归档模式下, 每次进行重做日志组的切换时会将重做日志拷 贝至相应的位置, 这样就记录了数据库所有的变更历史. • Archiver process 在归档模式下归档进程ARCn被启动, 默认情况下会启动四个归档进程分别 为ARC0, ARC1... • Archive log destination 通过数据库参数log_archive_dest_n指定归档日志的存放目录, 最多可以指 定10个目录. 这里采用了多路复用机制, 每个目录下面存储的归档日志内容 是相同的. • Archive log file name 通过数据库参数log_archive_format指定归档日志文件的名称, 可以使用如 下占位符 %d 数据库标识符 %t 线程号 %r incarnation number %s 日志切换序号
- 14. Database Recoverability - Archivelog Mode • 默认情况下归档模式不被打开, 可以在数据库处在mount阶段时设置归档模式(SYSDBA登录), 需要执 行如下动作: – 设置归档日志目录 alter system set log_archive_dest_1='location=/opt/oracle/archive1/' scope=spfile; alter system set log_archive_dest_2='location=/opt/oracle/archive2/' scope=spfile; 最多可以设置10个目录, 并保证至少一个在本地磁盘. 每个归档目录可以指定为optional或者 mandatory, 这与另外一个参数log_archive_min_succeed_dest相关, 示例: log_archive_dest_1='location=/u02/orcl/arch1/ mandatory' log_archive_dest_2='location=/u03/orcl/arch2/ optional' log_archive_dest_3='location=/u03/orcl/arch3/ optional' log_archive_min_succeed_dest=2 – 设置归档日志文件名 alter system set log_archive_format='arch_%d_%t_%r_%s.log' scope=spfile; – 关闭数据库并将数据库启动至mount节点 shutdown immediate; startup mount; – 设置归档模式并打开数据库 alter database archivelog; alter database open; • 可以通过v$database, v$instance等性能视图查看归档模式的相关信息, 比如: select log_mode from v$database; select archiver from v$instance; 手动切换日志, 并查看归档文件: alter system switch logfile; select name from v$archived_log;
- 15. Flash Recovery Area - Overview • 闪回区是所有与数据库还原和恢复相关文件的默认存储位 置, 闪回区可以使文件系统目录也可以是ASM磁盘组. 闪回 区可以简化与数据库还原和恢复操作相关文件的管理, 默认 情况下闪回区被禁用, 如果使用DBCA创建数据库则会自动 启用闪回区. • Recovery Files 闪回区可以存储以下文件: – Contolfile multiplexed copies 如果没有指定CONTROL_FILES和DB_CREATE_FILE_DEST参 数, 会自动在闪回区创建控制文件的拷贝. – Online redo log file multiplexed copies 如果没有指定DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_N参数, 并且在 创建数据库(create database)时没有指定重做日志组成员, 将 会在闪回区创建重做日志文件. Tip: 以上两类文件在闪回区会被永久存储, 即不会被自动删除.
- 16. Flash Recovery Area - Overview • Recovery Files 除了闪回日志文件之外, 这些闪回区文件被称为是临时 的, 它们可以被重置到其它的位置或者被RMAN删除. 可 以定义相应的规则如果清除这些文件. – Archive redo log files 如果设置归档模式时, 没有指定任何的LOG_ARCHIVE_DEST_n 参数, 则会自动设置参数LOG_ARCHIVE_DEST_10执行闪回区. – RMAN backups – RMAN copies – CONTROLFILE auto-backups – Flashback log files
- 17. Flash Recovery Area - Configure • 使用如下两个参数对闪回区进行配置: – DB_RECOVERY_FILE_DEST 指定闪回区的位置, 可以使文件系统目录或者ASM磁盘组. – DB_RECOVERY_FILE_DEST_SIZE 此参数必须先于上一参数进行设置, 用于指定闪回区的 大小. • 通过以下视图的IS_RECOVERY_DEST_FILE字段判断文件 是否为闪回区文件, 这些视图有: v$controlfile v$logfile v$archived_log v$backup_piece
- 18. Flash Recovery Area - Space Usage • RMAN用于对闪回区的空间进行管理, 当闪回区空 间被使用完时, 可以根据规则删除相应的文件拷 贝和备份. 另外数据库提供了相应的机制实现对 闪回区的备份. • 通过视图v$flash_recovery_area_usage查看闪回区 空间的使用情况, 该视图如下: SQL> desc v$flash_recovery_area_usage Name Null? Type ----------------------------------------- -------- ---------------------------- FILE_TYPE VARCHAR2(20) PERCENT_SPACE_USED NUMBER PERCENT_SPACE_RECLAIMABLE NUMBER NUMBER_OF_FILES NUMBER 第二, 三列根据当前使用的空间和剩余空间除以参数 DB_RECOVERY_FILE_DEST_SIZE得到.
- 19. Flash Recovery Area - Database Control • Database Control提供了相关的链接用于对闪回 区进行查询和设置, 通过路径: Home > Availability > Recovery Settings导航到相应的页 面如下:
- 20. END