Oracle Data Guard是Oracle HA架構體系的重要組成部分，也是Oracle MAA（Maximum Availability Architecture）的關鍵技術方案。藉助Data Guard的Switchover和Failover特性，我們可以實現運維繫統高可用性需求，最大限度的降低計劃內和非計劃內當機時間。

Data Guard建立在資料庫軟硬體、資料冗餘策略，透過搭建和主庫Primary Database資料相同、軟硬體獨立的物理（Physical）和邏輯（Logical）備庫Standby，並且藉助Redo Log傳遞應用確保資料同步。當單獨資料庫（通常為Primary）發生故障，不能繼續提供服務時，額外的Standby可以作為備用資料庫來支援應用，減少系統整體資料丟失和停機影響。

Switchover和Failover是Dataguard裡面一組有區別又有聯絡的概念，其本質都是Primary停止對外服務，由Standby支援對外資料服務，變為新的Primary。但是兩者從概念到操作上都有很大差異。

Switchover的核心是“Planned”，也就是計劃內的停機切換動作。我們的運維繫統在執行過程中，經常有如裝置檢修、軟體升級補丁等維護操作。這個時候，如果是一些SLA要求很高的系統，停機時間視窗就是一個問題。特別是一些7*24的系統，業務部門是不會允許過長的停機時間。Switchover就是對Dataguard或者RAC環境下，臨時性的Primary點停機進行升級工作，由Standby變為Primary支援服務，最後再切換回來的過程。這個過程在Oracle中成為角色轉換role transition。由於是有準備、有計劃的操作，Switchover是平順的，不會引起資料的丟失。

Failover的核心則是“unplanned”，是和Switchover相對應，更貼近Data Guard的原始設計初衷。如果Primary出現故障，不能支援服務的時候。Standby可以在很短的時間內，自動或者手動的切換到Primary角色。之後由這個新的Primary支援服務。如果Primary可以修復好，則可能需要重新搭建DG或者Apply為新的Standby，之後切換回Primary角色。Failover由於涉及到Primary站點的故障型別程度，所以是可能出現資料丟失的。

進行Switchover和Failover的工具方法很多，最常用的有三個：SQL Command、Data Guard Broker和DB Grid Control。本文介紹如何使用SQL Command進行Switchover操作。

1、環境介紹

我們選擇環境已經搭建好Dataguard，版本為11.2.0.4（Primary和Standby相同）。作業系統版本為Red Hat Linux 6.5。

SQL> select * from v$version;

BANNER

--------------------------------------------------

Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0 - Production

PL/SQL Release 11.2.0.4.0 - Production

CORE 11.2.0.4.0 Production

Primary資料庫unique名稱為ora11g。

SQL> select name, LOG_MODE, OPEN_MODE, database_role, SWITCHOVER_STATUS, db_unique_name from v$database;

NAME LOG_MODE OPEN_MODE DATABASE_ROLE SWITCHOVER_STATUS DB_UNIQUE_NAME

--------- ------------ -------------------- ---------------- -------------------- ------------------------------

ORA11G ARCHIVELOG READ WRITE PRIMARY SESSIONS ACTIVE ora11g

Standby資料庫名稱為ora11gsy，此時開啟實時資料同步應用。

SQL> alter database recover managed standby database using current logfile disconnect from session;

Database altered

SQL> select name, LOG_MODE, OPEN_MODE, database_role, SWITCHOVER_STATUS, db_unique_name from v$database;

NAME LOG_MODE OPEN_MODE DATABASE_ROLE SWITCHOVER_STATUS DB_UNIQUE_NAME

--------- ------------ -------------------- ---------------- -------------------- ------------------------------

ORA11G ARCHIVELOG READ ONLY WITH APPLY PHYSICAL STANDBY NOT ALLOWED ora11gsy

注意：此時standby的open mode為Read only with apply，這個是11g Active Data Guard的特性。傳統DG在進行Apply的過程中，是處在mount狀態的，不支援實時資料只讀操作。11g支援在apply中開啟資料庫到只讀狀態。

2、Switchover過程中Primary主庫操作

進行Switchover的過程分為三個步驟，一個是在Primary上停止工作，切換到Standby狀態，第二個是在選擇一個Standby例項，切換角色到Primary狀態，最後是將其他Standby的Apply過程啟動。

注意在上面我們檢視Primary資料庫ora11g的v$database檢視，其中switchover_status取值是我們需要關注的，如果取值為session active或者to standby，我們是可以進行切換的。如果其他值，說明配置的log傳輸機制存在問題，需要解決調整。

--在ora11g上

SQL> alter database commit to switchover to physical standby with session shutdown;

Database altered

注意：如果swtichover_status狀態為session active，就需要在命令中加入with session shutdown子句。執行後，我們發現Primary ora11g已經關閉。

SQL> select status from v$instance;

select status from v$instance

*

ERROR at line 1:

ORA-03135: connection lost contact

Process ID: 2357

Session ID: 1 Serial number: 5

SQL> exit

Disconnected from Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0 - Production

With the Partitioning, OLAP, Data Mining and Real Application Testing options

--例項程式消失

[oracle@SimpleLinux trace]$ ps -ef | grep pmon

oracle 2107 1 0 15:35 ? 00:00:01 ora_pmon_ora11gsy

oracle 2473 1848 1 16:03 pts/1 00:00:00 grep pmon

此時，alert log中也記錄了例項停止的情況。

ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE 'srl1.f' SIZE 52428800;

ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE 'srl2.f' SIZE 52428800;

ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE 'srl3.f' SIZE 52428800;

ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE 'srl4.f' SIZE 52428800;

Archivelog for thread 1 sequence 19 required for standby recovery

Switchover: Primary controlfile converted to standby controlfile succesfully.

Switchover: Complete - Database shutdown required

USER (ospid: 2365): terminating the instance

Instance terminated by USER, pid = 2365

Completed: alter database commit to switchover to physical standby with session shutdown

Shutting down instance (abort)

License high water mark = 6

Sun Apr 20 16:02:11 2014

Instance shutdown complete

在這個過程中，為了確保資料無損失，Primary一定將所有的日誌資訊傳遞到Standby上。此時，可以啟動Primary，到mount standby狀態。

[oracle@SimpleLinux trace]$ sqlplus /nolog

SQL*Plus: Release 11.2.0.4.0 Production on Sun Apr 20 16:06:47 2014

SQL> conn / as sysdba

Connected to an idle instance.

SQL> startup nomount

ORACLE instance started.

Total System Global Area 372449280 bytes

Fixed Size 1364732 bytes

Variable Size 331353348 bytes

Database Buffers 33554432 bytes

Redo Buffers 6176768 bytes

SQL> alter database mount standby database;

Database altered.

注意：如果需要進行裝置維修或者停機操作，是可以不啟動Primary的。

3、Switchover過程中Standby備庫操作

此時standby狀態。

SQL> select name, LOG_MODE, OPEN_MODE, database_role, SWITCHOVER_STATUS, db_unique_name from v$database;

NAME LOG_MODE OPEN_MODE DATABASE_ROLE SWITCHOVER_STATUS DB_UNIQUE_NAME

--------- ------------ -------------------- ---------------- -------------------- ------------------------------

ORA11G ARCHIVELOG READ ONLY WITH APPLY PHYSICAL STANDBY SESSIONS ACTIVE ora11gsy

首先檢查standby上是否將所有的Redo Log順利應用，是否存在apply gap。

SQL> select sequence#, applied from v$archived_log;

SEQUENCE# APPLIED

---------- ---------

17 YES

18 YES

19 YES

14 rows selected

使用命令進行切換。

SQL> alter database commit to switchover to primary;

alter database commit to switchover to primary

ORA-01093: ALTER DATABASE CLOSE 僅允許在沒有連線會話時使用

SQL> alter database commit to switchover to primary with session shutdown;

Database altered

此時，standby資料庫狀態為：

SQL> select name, LOG_MODE, OPEN_MODE, database_role, SWITCHOVER_STATUS, db_unique_name from v$database;

NAME LOG_MODE OPEN_MODE DATABASE_ROLE SWITCHOVER_STATUS DB_UNIQUE_NAME

--------- ------------ -------------------- ---------------- -------------------- ------------------------------

ORA11G ARCHIVELOG MOUNTED PRIMARY NOT ALLOWED ora11gsy

SQL> conn / as sysdba

Connected.

SQL> select status from v$instance;

STATUS

------------

MOUNTED

啟動standby資料庫ora11gsy，並且檢查redo log傳遞情況。

SQL> alter database open;

Database altered.

SQL> select sequence# ,name, STANDBY_DEST, APPLIED from v$archived_log;

SEQUENCE# NAME STANDBY_DEST APPLIED

---------- -------------------------------------------------------------------------------- ------------ ---------

（篇幅原因，有省略……）

20 /u01/app/fast_recovery_area/ORA11GSY/archivelog/2014_04_20/o1_mf_1_20_9o70fq3g_. NO NO

20 ora11g YES NO

21 /u01/app/fast_recovery_area/ORA11GSY/archivelog/2014_04_20/o1_mf_1_21_9o70fvr7_. NO NO

21 ora11g YES NO

18 rows selected

注意：由於新standby端ora11g啟動狀態（mount），所以可以看到日誌傳遞，只是沒有應用。

4、效果檢查和測試

此時，我們檢查原來的Primary，也就是ora11g的資料庫狀態。

SQL> select status from v$instance;

STATUS

------------

MOUNTED

SQL> select name, LOG_MODE, OPEN_MODE, database_role, SWITCHOVER_STATUS, db_unique_name from v$database;

NAME LOG_MODE OPEN_MODE DATABASE_ROLE SWITCHOVER_STATUS DB_UNIQUE_NAME

--------- ------------ -------------------- ---------------- -------------------- ------------------------------

ORA11G ARCHIVELOG MOUNTED PHYSICAL STANDBY RECOVERY NEEDED ora11g

已經接受資料，只是沒有開啟應用。

SQL> alter database recover managed standby database using current logfile disconnect from session;

Database altered

此時，檢查ora11gsy的狀態，發現傳遞日誌已經應用。

SQL> select sequence# ,name, STANDBY_DEST, APPLIED from v$archived_log;

SEQUENCE# NAME STANDBY_DEST APPLIED

---------- -------------------------------------------------------------------------------- ------------ ---------

（篇幅原因，有省略…..）

20 ora11g YES YES

21 /u01/app/fast_recovery_area/ORA11GSY/archivelog/2014_04_20/o1_mf_1_21_9o70fvr7_. NO NO

21 ora11g YES YES

18 rows selected

下面進行一個資料同步測試，判斷switchover成功。我們在ora11gsy上建立資料表。

SQL> conn scott/tiger@ora11gsy

Connected to Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0

Connected as scott

SQL> create table t as select * from dba_objects;

Table created

SQL> select count(*) from t;

COUNT(*)

----------

86033

在primary端，啟動進入read only apply過程。

SQL> conn sys/oracle@ora11g as sysdba

Connected to Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.4.0

Connected as SYS

SQL> alter database recover managed standby database cancel;

Database altered

SQL> alter database open;

Database altered

SQL> alter database recover managed standby database using current logfile disconnect from session;

Database altered

SQL> select count(*) from scott.t;

COUNT(*)

----------

86033

同步成功，進行switchover成功。

5、結論

進行Dataguard switchover和failover是非常常見的運維需求，在實際場景下，我們儘可能選擇穩妥完全的策略進行操作。Dataguard Broker存在一定的配置工作量，而DB Grid Control又是一個收費產品，所以SQL命令還是我們比較好的選擇。

Oracle 11g Active Dataguard Switchover實驗

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