SCN異常增長導致資料庫異常關閉風險的防範

 oracle資料庫SCN的異常增長，可導致資料庫異常關閉。本文對其的機制及檢測方法進行描述。

一、SCN相關知識介紹   
    1、SCN概述：
          SCN是一個單向增長的“時鐘”，廣泛應用於資料庫恢復、事務ACID特性(指事務的原子性-Atomicity、一致性-Consistency、隔離性-Isolation、永續性-Durability，這是可靠資料庫所應具備的特性)和還有分散式事務中。   
    2、SCN內部儲存方式：在Oracle內部，SCN分為scn wrap、scn base兩部分儲存。SCN長度為48位，因為在早期通常只能處理32位甚至是16位的資料，所以人為地分成了低32位（scn base）和高16位（scn wrap）。
         2的48次方，數值為281萬億，281474976710656。   
    3、Maximum Reasonable SCN：在當前時間點，SCN最大允許達到（或者說最大可能達到）的SCN值。也稱為Reasonable SCN Limit，簡稱RSL。這個值是一個限制，避免資料庫的SCN無限制地增大，甚至達到了SCN的最大值。
         Maximum Reasonable SCN=(當前時間至1988年1月1日之間的天數）x24x3600xSCN每秒最大可能增長速率。
         SCN每秒最大可能增長速率的數值與Oracle版本有關，11.2.0.2之前是16384，11.2.0.2及之後版本是32768。在11.2.0.2的版本中有一個隱含引數，_max_reasonable_scn_rate，其預設值就是32768，不建議調整該值。   
    4、SCN Headroom：指Maximum Reasonable SCN與當前資料庫SCN的差值。alert中為了容易讓人讀通常以“天”為單位。
         天數=(Maximum Reasonable SCN-Current SCN)/16384/3600/24。含義為，如果按SCN的每天增長速率，多少天會到達Maximum Reasonable SCN。

二、SCN異常增長導致資料庫關閉的機制   
       通常情況下，SCN每秒最大允許的16K、32K增長率已經足夠，但不排除由於BUG，或者人為調整導致SCN異常增長過大，比如資料庫通過特殊手段強制開啟，手工把SCN遞增得很大。除此以外，Oracle的SCN會通過db link進行傳播，涉及到db link操作的多個庫，會將SCN同步到這些庫中的最大的SCN。
       在兩個庫通過db link進行分散式事務時，假設B庫的SCN值要高於A庫的SCN，因此要將B庫的SCN增同步到A庫，但是如果B庫的SCN過高，這樣同步到A庫之後，使得A庫面臨Headroom過小的風險，那麼A庫會拒絕同步SCN，這個時候就會報ORA-19706: Invalid SCN錯誤。
       遞增SCN使得Headroom過小到什麼值時會拒絕遞增(同步)SCN呢？如果打了2012年1月CPU或PSU補丁，11.2.0.2及以後的版本，是1天即24小時，其他版本是31天即744小時，打了補丁之後可以由隱含引數_external_scn_rejection_threshold_hours調整。
       如果是資料庫本身操作而不是通過db link同步使得SCN增長的，其增長速率可通過系統的統計量“calls to kcmgas”和”DEBUG calls to kcmgas”得到。kcmgas的意思是get and advance SCN，即獲取並遞增SCN。

三、檢測方法      
       執行檢測指令碼scnhealthcheck.sql，該指令碼分為9i、10.1、10.2、11.1、11.2共5個版本。指令碼見Oracle MOS文件[ID 1393363.1]。

四、檢測結果     
     執行scnhealthcheck.sql指令碼後，檢測結果分為如下三種：     
     Result: A - SCN Headroom is good，資料庫處於正常狀態，建議短期內處理；
     Result: B - SCN Headroom is low，資料庫SCN生成率過高，需要儘快處理；
     Result: C - SCN Headroom is low，資料庫SCN生成率過高，需要緊急處理；
     正常的檢測結果如下所示：
      --------------------------------------------------------------
      ScnHealthCheck
      --------------------------------------------------------------
      Current Date: 2012/11/30 10:46:58
      Current SCN:  49749614621
      SCN Headroom: 9232.3
      Version:      10.2.0.4.0
      --------------------------------------------------------------
      Result: A - SCN Headroom is good
      Apply the latest recommended patches
      based on your maintenance schedule
      AND set _external_scn_rejection_threshold_hours=24 after apply.
      For further information review MOS document id 1393363.1

五、參考文件   
    1、NOTE:1376995.1 - Information on the System Change Number (SCN) and how it is used in the Oracle Database   
    2、NOTE:1393363.1 - Installing, Executing and Interpreting output from the "SCNhealthcheck.sql" script   
    3、NOTE:1388639.1 - Evidence to collect when reporting "high SCN rate" issues to Oracle Support   
    4、NOTE:1393360.1 - ORA-19706 and Related Alert Log Messages