oracle聯機熱備份的原理(轉)

要求歸檔模式
SQL>; archive log list;
Database log mode Archive Mode
Automatic archival Enabled
Archive destination USE_DB_RECOVERY_FILE_DEST
Oldest online log sequence 14
Next log sequence to archive 16
Current log sequence 16

-------------
先看使用者管理的熱備份

看看下面這個關鍵的操作，將備份的內容置於backup模式，使用者管理的聯機熱備份必需的操作，不然copy備份的資料檔案不能用來恢復，即使用某些放時恢復了也會丟資料
SQL>; alter tablespace users begin backup;
Tablespace altered.
SQL>; list
1 select d.file_name filename,d.tablespace_name ts_name,b.status
2 from dba_data_files d,v$backup b
3* where d.file_id=b.file#
SQL>; /
FILENAME TS_NAME STATUS
---------------------------------------- ---------- ------------------
/u02/oradata/sales/system01.dbf SYSTEM NOT ACTIVE
/u02/oradata/sales/undotbs01.dbf UNDOTBS1 NOT ACTIVE
/u02/oradata/sales/sysaux01.dbf SYSAUX NOT ACTIVE
/u02/oradata/sales/users01.dbf USERS ACTIVE
/u02/oradata/sales/example01.dbf EXAMPLE NOT ACTIVE
/u02/oradata/sales/perfstat.dbf PERFSTAT NOT ACTIVE

USERS表空間現在處於backup模式，究竟這時候怎麼了？
在我們alter tablespace users begin backup 的時候是鎖定了users表空間對應的資料檔案頭的change scn。
首先考慮一下資料庫怎麼用日誌檔案做恢復：查詢不一致的資料檔案（根據檔案頭中舊的scn）
如果鎖定了檔案頭，這個檔案頭中的scn就不會改變（當然了資料塊還是會變化的，還可以做讀寫）。 然後就會應用這個scn到現在的日誌。
那我鎖定了scn，不管你後邊怎麼修改，總之做恢復的時候是應用鎖定的時候的scn一直到現在的日誌（完全恢復的話）

舉個例子：
a,b兩個資料檔案，把a置於備份模式，b正常
這時候兩個change scn都是100，然後開始備份
這期間有資料庫的修改，備份完成的時候，Scn變成了200。但是由於a的備份模式，所以a的檔案頭中記錄的scn還是100，b是200。
某個時間，假設scn 500
這時候a丟失
copy回a的備份，然後recover,完全恢復的話資料庫就應用100—500這段的日誌，自然也就不會丟失資料了。
因為不管在我copy備份的過程中你做什麼操作，總之都在鎖定的時change scn之後，所以應用的日誌就不會有遺漏了。
這時候應該能理解為什麼要資料庫處於archived模式了


看看資料檔案頭的change scn
SQL>;select NAME,TABLESPACE_NAME,STATUS,CHECKPOINT_CHANGE# from v$datafile_header;
NAME TABLESPACE STATUS CHECKPOINT_CHANGE#
-------------------------------- ---------- -------------- ------------------
/u02/oradata/sales/system01.dbf SYSTEM ONLINE 545926
/u02/oradata/sales/undotbs01.dbf UNDOTBS1 ONLINE 545926
/u02/oradata/sales/sysaux01.dbf SYSAUX ONLINE 545926
/u02/oradata/sales/users01.dbf USERS ONLINE 545498
/u02/oradata/sales/example01.dbf EXAMPLE ONLINE 545926
/u02/oradata/sales/perfstat.dbf PERFSTAT ONLINE 545926

6 rows selected.

顯然，在將users表空間置於backup狀態的時候，相應的datafile的檔案頭的scn就不會再發生改變，發生檢查點也不會改變。

SQL>; alter system checkpoint;
System altered.

SQL>; select NAME,TABLESPACE_NAME,STATUS,CHECKPOINT_CHANGE# from v$datafile_header;
NAME TABLESPACE STATUS CHECKPOINT_CHANGE#
-------------------------------- ---------- -------------- ------------------
/u02/oradata/sales/system01.dbf SYSTEM ONLINE 546196
/u02/oradata/sales/undotbs01.dbf UNDOTBS1 ONLINE 546196
/u02/oradata/sales/sysaux01.dbf SYSAUX ONLINE 546196
/u02/oradata/sales/users01.dbf USERS ONLINE 545498
/u02/oradata/sales/example01.dbf EXAMPLE ONLINE 546196
/u02/oradata/sales/perfstat.dbf PERFSTAT ONLINE 546196

6 rows selected.


下面end backup,看看scn

SQL>; alter tablespace users end backup;
Tablespace altered.

SQL>; alter system checkpoint;
System altered.

SQL>;select NAME,TABLESPACE_NAME,STATUS,CHECKPOINT_CHANGE# from v$datafile_header;

NAME TABLESPACE STATUS CHECKPOINT_CHANGE#
-------------------------------- ---------- -------------- ------------------
/u02/oradata/sales/system01.dbf SYSTEM ONLINE 546467
/u02/oradata/sales/undotbs01.dbf UNDOTBS1 ONLINE 546467
/u02/oradata/sales/sysaux01.dbf SYSAUX ONLINE 546467
/u02/oradata/sales/users01.dbf USERS ONLINE 546467
/u02/oradata/sales/example01.dbf EXAMPLE ONLINE 546467
/u02/oradata/sales/perfstat.dbf PERFSTAT ONLINE 546467

6 rows selected.

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再說說rman備份
個人認為理解了使用者管理的熱備份，rman就已經理解了一大半了
rman 備份是針對塊一級的，支援增量備份，稍後說怎麼做的增量備份

Rman備份並不需要將資料庫或者表空間置於backup狀態，但是它會把scn記錄在catalog中對應你的backupset
準備在恢復的時候來使用

對users表空間做一個完全備份
$ rman target sys/oracle nocatalog
RMAN>; run {
2>; allocate channel d1 type disk;
3>; backup
4>; format='/u03/oraclebk/%d_%N_%s.bk' tablespace users;
5>; release channel d1;
6>; }


看一下備份集裡都有什麼，注意看Ckp SCN 546792,
RMAN>; list backup of tablespace users;

List of Backup Sets
===================
BS Key Type LV Size Device Type Elapsed Time Completion Time
------- ---- -- ---------- ----------- ------------ ---------------
3 Full 1M DISK 00:00:02 31-MAR-05
BP Key: 3 Status: AVAILABLE Compressed: NO Tag: TAG20050331T153729
Piece Name: /u03/oraclebk/SALES_USERS_4.bk
List of Datafiles in backup set 3
File LV Type Ckp SCN Ckp Time Name
---- -- ---- ---------- --------- ----
4 Full 546792 31-MAR-05 /u02/oradata/sales/users01.dbf

恢復的時候應用546792開始到現在的歸檔日誌和重做日誌.

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rman的增量備份的基本原理
其實原理很簡單，主要就是弄明白怎麼樣在做增量備份時確定某個資料塊需要備份，哪個不需要
rman在做1級備份的時候怎麼來確定0級備份之後都有哪些資料塊做了修改呢？看下面一段
Each data block in a datafile contains a system change number (SCN), which is the
SCN at which the most recent change was made to the block. During an incremental
backup, RMAN reads the SCN of each data block in the input file and compares it to
the checkpoint SCN of the parent incremental backup. If the SCN in the input data
block is greater than or equal to the checkpoint SCN of the parent, then RMAN copies
the block.
原來block裡邊也有一個change scn
也就是說在做level 1級備份的時候，需要掃描所有的資料塊並且用塊中記錄修改的SCN跟level 0備份時的SCN做比較(備份記錄中的Ckp SCN)，來確定這個塊是否需要備份。
所以掃描整個資料檔案是不可避免的 ！

這是傳統的rman做增量備份

在10g中rman做增量備份不再需要掃描整個資料檔案了
10g引入的新特性 block change tracking：
Block change tracking程式記錄自從上一次備份以來資料塊的變化，並把這些資訊記錄在跟蹤檔案中。RMAN使用這個檔案判斷增量備份中需要備份的變更資料。這極大的促進了備份效能，RMAN可以不再掃描整個檔案以查詢變更資料。
RMAN's change tracking feature for incremental backups improves incremental
backup performance by recording changed blocks in each datafile in a change tracking
file. If change tracking is enabled, RMAN uses the change tracking file to identify
changed blocks for incremental backup, thus avoiding the need to scan every block in
the datafile.
估計是使用的點陣圖檔案做的記錄！


附：
有興趣的可以看看dump的資料塊

通過下面的查詢找一個表對應的資料塊
SQL>; select file_id,block_id,blocks
2 from dba_extents
3 where segment_name='EMPLOYEES';

FILE_ID BLOCK_ID BLOCKS
---------- ---------- ----------
5 81 8

dump一個塊到udump的trc檔案
SQL>; alter system dump datafile 5 block 81;

System altered.


在udump目錄找到對應的trc檔案，找到dump那段
Start dump data blocks tsn: 6 file#: 5 minblk 81 maxblk 81
buffer tsn: 6 rdba: 0x01400051 (5/81)
scn: 0x0000.00086c4d seq: 0x01 flg: 0x04 tail: 0x4b502001
後面省略了


scn: 0x0000.00086c4d是16進位制你可以換算過來552013

你可以嘗試做一下修改，不過一定要保證對應的塊被修改了，並且被寫了，才能反映出來

/************************************************/

關於scn的理解
系統檢查點scn(v$database(checkpoint_change#))
資料檔案檢查點（v$datafile(checkpoint_change#)）
資料檔案終止scn(v$datafile(last_change#))

資料檔案中存放的檢查點
啟動scn (v$datafile_header(checkpoint_change#)

1、系統檢查點scn
當一個檢查點動作完成之後，Oracle就把系統檢查點的SCN儲存到控制檔案中。
select checkpoint_change# from v$database
2、資料檔案檢查點scn
當一個檢查點動作完成後，Oracle就把每個資料檔案的scn單獨存放在控制檔案中。
select name,checkpoint_change# from v$datafile
3、啟動scn
Oracle把這個檢查點的scn儲存在每個資料檔案的檔案頭中，這個值稱為啟動scn，
因為它用於在資料庫例項啟動時，檢查是否需要執行資料庫恢復。
select name,checkpoint_change# from v$datafile_header
4、終止scn
每個資料檔案的終止scn都儲存在控制檔案中。
select name,last_change# from v$datafile
在正常的資料庫操作過程中，所有正處於聯機讀寫模式下的資料檔案的終止scn都為null.
5、在資料庫執行期間的scn值
在資料庫開啟並執行之後，控制檔案中的系統檢查點、控制檔案中的資料檔案檢查點scn
和每個資料檔案頭中的啟動scn都是相同的。控制檔案中的每個資料檔案的終止scn都為null.

在安全關閉資料庫的過程中，系統會執行一個檢查點動作，這時所有資料檔案的終止scn
都會設定成資料檔案頭中的那個啟動scn的值。在資料庫重新啟動的時候，
Oracle將檔案頭中的那個啟動scn與資料庫檔案檢查點scn進行比較，
如果這兩個值相互匹配，oracle接下來還要比較資料檔案頭中的啟動scn和控制檔案
中資料檔案的終止scn。如果這兩個值也一致，就意味著所有資料塊多已經提交，所有
對資料庫的修改都沒有在關閉資料庫的過程中丟失，因此這次啟動資料庫的過程
也不需要任何恢復操作，此時資料庫就可以開啟了。當所有的資料庫都開啟之後，
儲存在控制檔案中的資料檔案終止scn的值再次被更改為null，
這表示資料檔案已經開啟並能夠正常使用了。
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澄清幾個概念
1)系統當前SCN並不是在任何的資料庫操作發生時都會改變,SCN是在事務提交或回滾時改變,
2)在控制檔案,資料檔案頭,資料塊,日誌檔案頭,日誌檔案change vector中都有SCN,但其作用各不相同資料檔案頭中包含了該資料檔案的checkpoint SCN,表示給資料檔案最近一次執行檢查點操作時的SCN.日誌檔案頭中包含了low scn,next scn,表示給日誌檔案包含有從low scn到next scn的redo record.控制檔案中包含了每個資料檔案的checkpoint SCN,stop SCN,每個日誌檔案的low scn,next scn.控制檔案中checkpoint scn同資料檔案頭中checkpoint scn相同,除非資料檔案被手工替換掉.控制檔案中的low scn,next scn同日志檔案中low scn和next scn相同在資料庫正常執行時,控制檔案中對應資料檔案的stop SCN都是最大值.在正常關閉資料庫的情況下,在關閉前會執行一次檢查點工作當oracle會將資料緩衝區上的內容全部寫回到磁碟中,然後更新控制檔案中對應資料檔案的stop SCN,使其等於checkpoint SCN

但在異常當機的情況下,由於最後一次檢查點未進行或進行中間被中止,因而在控制檔案,就存在部分的資料檔案stop SCN為最大值,在資料庫重新啟動後,會檢查控制檔案中對應每個資料檔案的stop SCN,如果stop SCN不等於控制檔案中對應每個資料檔案的checkpoint SCN,就會使用日誌檔案redo從checkpoint SCN開頭到stop SCN為止的全部資料庫操作.在定位到底是使用哪一個redo log檔案時,就用到了日誌檔案頭中的low scn,next scn,也就是說要使用的redo log 的low scn ,next scn必須包含資料檔案重做所須的change vector.

在確定了哪個資料檔案須redo後,oracle會比較change vector中的SCN和資料檔案資料塊中的SCN,如果change vector的SCN小於資料塊的scn,則跳過此change vector,否則redo
資料塊中ITL中還有SCN,但它的作用是用於產生一致性讀快照

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