滚雪球学Oracle[6.2讲]：Data Guard与灾难恢复

全文目录：

• • 前言
  • [一、Data Guard中的同步模式与异步模式](#一、Data Guard中的同步模式与异步模式)
  • • [1.1 Data Guard的基本架构](#1.1 Data Guard的基本架构)
    • [1.2 同步模式（Synchronous Mode）](#1.2 同步模式（Synchronous Mode）)
    • • 同步模式的工作流程：
      • 同步模式的优势与劣势
      • 示例：配置同步模式（最大可用性）
    • [1.3 异步模式（Asynchronous Mode）](#1.3 异步模式（Asynchronous Mode）)
    • • 异步模式的工作流程：
      • 异步模式的优势与劣势
      • 示例：配置异步模式（最大性能）
  • [二、Data Guard的切换与故障转移策略](#二、Data Guard的切换与故障转移策略)
  • • [2.1 切换（Switchover）策略](#2.1 切换（Switchover）策略)
    • • Switchover操作步骤：
      • 示例：Switchover操作
    • [2.2 故障转移（Failover）策略](#2.2 故障转移（Failover）策略)
    • • Failover操作步骤：
      • 示例：Failover操作
    • [2.3 切换与故障转移的选择](#2.3 切换与故障转移的选择)
  • [三、Data Guard Broker的配置与自动化管理](#三、Data Guard Broker的配置与自动化管理)
  • • [3.1 Data Guard Broker的优势](#3.1 Data Guard Broker的优势)
    • [3.2 配置Data Guard Broker](#3.2 配置Data Guard Broker)
    • • 配置步骤：
    • [3.3 使用Data Guard Broker进行切换与故障转移](#3.3 使用Data Guard Broker进行切换与故障转移)
    • • 示例：通过Broker进行切换操作
      • 示例：通过Broker进行故障转移操作
    • [3.4 Data Guard的自动化管理](#3.4 Data Guard的自动化管理)
  • 四、总结与下期预告

前言

在上期内容【Oracle RAC技术概述】中，我们讨论了Oracle RAC（Real Application Clusters）的架构设计与高可用性策略，帮助企业应对单一节点故障，确保数据库高可用性。然而，RAC集群通常位于同一数据中心，无法应对跨数据中心的灾难或大规模故障。为了应对这种情况，Oracle提供了Data Guard作为一种高级的灾难恢复解决方案。

Oracle Data Guard通过主库和备库的复制与同步，保障当主库发生故障时，备库可以快速接管业务，确保数据的一致性和业务连续性。Data Guard能够在本地或远程数据中心实现数据保护和高可用性，是企业灾难恢复体系的重要组成部分。

本期内容将详细讨论Data Guard与灾难恢复 ，包括同步与异步模式 的工作原理、Data Guard的切换与故障转移策略 ，以及如何通过Data Guard Broker实现配置与自动化管理。通过这些技术，您可以设计出更完善的灾难恢复方案，确保数据的安全性与可用性。

在文章的最后，我们将预告下期内容【数据库升级与迁移】，讲解如何高效地管理数据库升级和迁移过程，确保数据库平稳过渡。

一、Data Guard中的同步模式与异步模式

1.1 Data Guard的基本架构

Oracle Data Guard由一个主库 （Primary Database）和一个或多个备库（Standby Database）组成。备库可以是物理备库或逻辑备库，它们通过读取主库的重做日志（redo logs）来保持与主库的数据一致性。Data Guard的核心任务是在备库上应用从主库发送的日志，确保备库能够随时接管业务。

• 物理备库（Physical Standby）：物理备库是主库的精确副本，主库的重做日志会被应用到物理备库中，保持数据一致性。
• 逻辑备库（Logical Standby）：逻辑备库在应用日志时，会将重做日志转换为SQL语句，执行这些语句以同步数据。这使得逻辑备库可以在保持同步的同时进行读写操作。

1.2 同步模式（Synchronous Mode）

在同步模式下，主库和备库之间通过同步的事务处理保持一致。每当主库执行事务时，会在写入本地的重做日志之前，将事务传输到备库，并等待备库确认已收到并写入其重做日志后，主库才会提交事务。

同步模式的工作流程：

1. 事务提交时，主库首先将日志写入本地的重做日志文件。
2. 然后主库将该日志发送给备库。
3. 备库收到日志并写入其日志文件后，向主库返回确认。
4. 主库收到确认后，提交事务。

同步模式的优势与劣势

• 优势：主备库保持严格的数据一致性，能够实现0数据丢失（Zero Data Loss）。
• 劣势：由于需要等待备库的确认，事务提交速度较慢，尤其在网络延迟较大时性能影响明显。

示例：配置同步模式（最大可用性）

ALTER DATABASE SET STANDBY DATABASE TO MAXIMUM AVAILABILITY;

MAXIMUM AVAILABILITY模式是一种同步模式，确保主库和备库数据的一致性。如果网络中断，备库无法响应时，主库可以继续运行，数据稍后同步。

1.3 异步模式（Asynchronous Mode）

在异步模式下，主库将重做日志传输到备库后，不等待备库的确认，而是立即提交事务。备库在接收到日志后再进行数据应用，因此主库的事务不会因为备库的响应速度而受到影响。

异步模式的工作流程：

1. 主库将事务提交，同时将重做日志异步传输到备库。
2. 备库在稍后时间收到日志并应用，以保持数据的一致性。

异步模式的优势与劣势

• 优势：由于主库不需要等待备库的响应，事务提交速度更快，尤其在主备库距离较远或网络延迟较大的情况下，异步模式能够显著提升性能。
• 劣势：在主库崩溃之前的部分事务日志可能还未传输到备库，因此存在少量数据丢失的风险。

示例：配置异步模式（最大性能）

ALTER DATABASE SET STANDBY DATABASE TO MAXIMUM PERFORMANCE;

MAXIMUM PERFORMANCE模式是一种异步模式，主库提交事务时不等待备库确认，能够最大化数据库的性能，但存在少量数据丢失的可能。

二、Data Guard的切换与故障转移策略

2.1 切换（Switchover）策略

切换是一种计划内的操作，主备库角色可以互换，无数据丢失。切换通常用于例行维护、升级或者灾难恢复演练。Switchover操作能够确保备库接管主库的职责，而不会影响业务的连续性。

Switchover操作步骤：

1. 将主库切换为备库。
2. 将备库提升为主库，开始接管业务。

示例：Switchover操作

-- 在主库上执行
ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO STANDBY;

-- 在备库上执行
ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PRIMARY;

此操作能够确保在不丢失任何数据的情况下，主库和备库顺利切换角色，适合计划内的维护和测试。

2.2 故障转移（Failover）策略

故障转移是一种应急操作，通常用于主库遭遇灾难性故障且无法恢复的场景。此时，备库将被立即提升为新的主库，以接管业务，确保业务的连续性。故障转移过程可能会导致少量的数据丢失，具体取决于Data Guard的同步模式。

Failover操作步骤：

1. 在备库上执行故障转移，提升备库为主库。
2. 主库修复后，将其作为新的备库重新加入Data Guard环境。

示例：Failover操作

-- 在备库上执行
ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE FINISH;
ALTER DATABASE ACTIVATE STANDBY DATABASE;

通过该操作，备库将成为新的主库，接管业务。适用于紧急情况下的故障恢复操作。

2.3 切换与故障转移的选择

• 切换（Switchover）：适用于计划内操作，如数据库升级、维护等，主备库切换无数据丢失。
• 故障转移（Failover）：适用于紧急故障场景，备库接管主库时可能会有少量数据丢失，取决于同步模式。

三、Data Guard Broker的配置与自动化管理

3.1 Data Guard Broker的优势

Data Guard Broker是Oracle提供的集成管理工具，用于简化Data Guard环境的配置、监控和维护。通过Broker，DBA可以通过图形化界面或命令行工具（DGMGRL）来管理Data Guard的操作，如角色切换、故障转移等。此外，Data Guard Broker还支持自动化运维，帮助DBA减少手动操作，避免出错。

3.2 配置Data Guard Broker

配置步骤：

1. 启用Data Guard Broker：

ALTER SYSTEM SET DG_BROKER_START=TRUE;

2. 创建Data Guard Broker配置：

DGMGRL> CREATE CONFIGURATION 'dg_config' AS PRIMARY DATABASE IS 'primary_db' CONNECT IDENTIFIER IS 'primary_conn';

DGMGRL> ADD DATABASE 'standby_db' AS CONNECT IDENTIFIER IS 'standby_conn' MAINTAINED AS PHYSICAL;

3. 启用配置：

DGMGRL> ENABLE CONFIGURATION;

Data Guard Broker能够自动管理日志应用、数据同步以及切换、故障转移等操作。DBA可以通过DGMGRL命令行工具或者OEM（Oracle Enterprise Manager）进行操作。

3.3 使用Data Guard Broker进行切换与故障转移

Data Guard Broker使得切换和故障转移操作更加简便。DBA只需通过Broker工具执行简单的命令，就可以完成复杂的切换和故障转移。

示例：通过Broker进行切换操作

DGMGRL> SWITCHOVER TO 'standby_db';

示例：通过Broker进行故障转移操作

bash
DGMGRL> FAILOVER TO 'standby_db';

3.4 Data Guard的自动化管理

Data Guard Broker不仅简化了Data Guard的配置与维护，还能够监控整个Data Guard环境，并在出现故障时自动进行告警和修复操作。例如，在主库故障时，Broker可以自动完成故障转移，让备库接管业务，减少人工干预的时间。

四、总结与下期预告

本期文章详细介绍了Data Guard与灾难恢复 ，从同步模式与异步模式 的选择，到切换与故障转移策略 ，再到如何通过Data Guard Broker实现自动化管理。这些技术能够帮助DBA实现数据库的高可用性与数据安全性，特别是在灾难发生时，确保数据完整性和业务连续性。

在下期内容中，我们将探讨数据库升级与迁移，详细介绍如何有效地进行数据库的跨版本升级、字符集转换，以及使用Oracle的工具实现平滑的数据迁移。