【云原生进阶之数据库技术】第二章-Oracle-使用-3.4.1-Oracle Active Data Guard综述

江中散人_Jun

发布于 2024-05-29 12:06:43

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发布于 2024-05-29 12:06:43

1 Oracle Active Data Guard简介

1.1 Oracle ADG基本概念

Oracle ADG全称为Oracle Active Data Guard，它是Oracle Data Guard功能集中的一个高级选项。Active Data Guard是Oracle数据库提供的一种高级高可用性和灾难恢复解决方案，它在Oracle Data Guard的基础上进一步增强了备用数据库（Standby Database）的功能和利用率。

在Oracle 11g之前，物理备库（physical Standby）在应用redo的时候，是不可以打开的，只可以mount。从11g开始，在应用redo的时候，物理备库可以处于read-only模式，这就称为Active Data Guard 。通过Active Data Guard，可以在物理备库进行查询或者导出数据，从而减少对主库的访问和压力。

Active Data Guard适用于一些只读性的应用，比如，有的应用程序只是查询数据，进行一些报表业务，不会产生redo数据，这些应用可以转移到备库上，避免对主库资源的争用。

Oracle Active Data Guard 是Oracle Database Enterprise Edition的一个功能，需要额外付费来使用这个功能。如需启用Active Data Guard, 只需要将备库以 read-only 模式打开，而且执行 ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE语句就可以。需要注意的是：主库和备库的COMPATIBLE 参数至少要设置为11.0.0。

Data Guard可以以只读的方式打开数据库，但此时Media Recovery利用日志进行数据同步的过程就停止了，如果物理备用数据库处于恢复的过程中数据库就不能打开查询，也就是说日志应用和只读打开两个状态是互斥的。Oracle 11g 中推出的Active Data Guard功能解决了这个矛盾，在利用日志恢复数据的同时可以用只读的方式打开数据库，用户可以在备用数据库上进行查询、报表等操作，这类似逻辑Data Guard备用数据库的功能（查询功能方面），但是，数据同步的效率更高、对硬件的资源要求更低。这样可以更大程度地发挥物理备用数据库的硬件资源的效能。

1.2 Oracle ADG主要特点

实时查询能力
快速故障切换
数据保护与一致性
多站点支持与远程保护
增强监控与管理

1.3 ADG搭建

1.3.1 ADG搭建流程

ADG（Advanced Data Guard）是Oracle数据库的一个功能，用于实时数据复制和灾难恢复。下面是ADG搭建的详细流程：

确认环境要求：首先，要确保主库和备库的硬件和操作系统满足Oracle ADG的最低要求。此外，还需要确认数据库版本和Patch级别一致。
确认网络连接：主库和备库之间需要建立可靠的网络连接。确保网络连接的稳定性和带宽满足数据复制的需求。可以使用私有网络或专用链路来确保数据传输的可靠性和安全性。
配置主库和备库的参数：在主库中，需要启用redo log文件归档和归档传输功能。在备库中，需要启用redo apply功能。相关参数包括LOG_ARCHIVE_CONFIG、DB_RECOVERY_FILE_DEST和FAL_SERVER等。
创建主库的备份：在主库上进行全备份，并将备份文件传输到备库。可以使用Oracle RMAN工具进行备份，然后通过网络传输备份文件到备库。
在备库上恢复数据库：在备库上使用Oracle RMAN工具，将主库的备份文件恢复到备库上。这将建立备库的初始数据。
配置数据保护模式：在主库和备库上配置数据保护模式。常用的模式包括最大性能模式（Maximum Performance）、最大可用性模式（Maximum Availability）和最大保护模式（Maximum Protection）。根据需求选择适合的模式。
启动数据传输：在主库上启动数据传输，将主库的归档日志传输到备库上。可以使用Oracle Data Guard Broker进行配置和管理。
启动备库的应用进程：在备库上启动MRP（Managed Recovery Process）进程，开始将归档日志应用到备库上。
验证复制的正确性：在主库上进行一些数据操作，确保数据可以正确地同步到备库。可以使用SQL语句和Oracle Data Guard Broker进行验证。
配置ADG增量修复：在ADG环境中，可以启用ADG增量修复功能，用于在备库上修复主库上的物理块损坏或数据丢失。
ADG搭建的流程包括准备环境、配置参数、创建备份、恢复数据库、配置数据保护模式、启动数据传输和验证复制的正确性。通过正确的配置和管理，可以建立可靠的主备关系，并提供实时数据复制和灾难恢复的能力。

1.3.2 ADG搭建示例

1. 创建主库和从库

在ADG中，需要创建主库和从库节点，并将其进行部署和配置，以实现主从同步和高可用性。在主库节点上创建主数据库和备份集，可以使用以下代码实现：

CREATE USER sys_admin IDENTIFIED BY password;
GRANT SYSDBA TO sys_admin;
CREATE PFILE=’/tmp/init.ora’ FROM SPFILE;
CREATE TABLESPACE ts01 DATAFILE ‘/u01/app/oracle/oradata/ts01_01.dbf’ SIZE 100M;
ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;
ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;

然后，在从库节点上进行部署和初始化，可以使用以下代码实现：

CREATE USER sys_admin IDENTIFIED BY password;
GRANT SYSDBA TO sys_admin;
CREATE PFILE=’/tmp/init.ora’ FROM SPFILE;
ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_CONFIG=’DG_CONFIG=(testdb,testdb_adg)’;
ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_DEST_2=’SERVICE=testdb_adg LGWR ASYNC VALID_FOR=(ALL_LOGFILES,PRIMARY_ROLE) DB_UNIQUE_NAME=testdb_adg’;
ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;

2. 配置主从同步

在完成主库和从库的创建和初始化之后，需要将两者进行主从同步。可以使用以下代码实现：

ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_CONFIG=’DG_CONFIG=(testdb,testdb_adg)’;
ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_DEST_2=’SERVICE=testdb_adg LGWR ASYNC VALID_FOR=(ALL_LOGFILES,PRIMARY_ROLE) DB_UNIQUE_NAME=testdb_adg’;

在上述代码中，LOG_ARCHIVE_DEST_2表示从库节点的名称，SERVICE=testdb_adg指定了主从同步的服务名称，DB_UNIQUE_NAME=testdb_adg指定了从库节点的唯一名称。完成上述配置后，主从同步即可生效。

3. 测试主从切换

为了验证ADG的高可用性，需要进行主从切换测试。可以使用以下代码实现：

ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;

在执行上述代码时，主库节点会立即将当前的 redo log 切换到一个新的 redo log，从库节点会自动将主库节点的更改同步到本地，从而实现主从切换。测试完成后，即可验证ADG的高可用性和灾难恢复能力。

1.4 工作原理

ADG的原理如下：

建立主备库：首先，需要配置一个主库和一个备库。主库是用来处理用户请求的数据库，而备库是主库的一个副本。
启动日志传输：主库会将产生的Redo Log交给Data Guard Broker，然后Data Guard Broker会将这些日志传输给备库。这样，备库就能够实时地同步主库的数据变化。
数据保护模式：备库可以处于不同的保护模式中，包括最大性能模式、最大可用性模式和最大保护模式。不同的模式可以提供不同的数据保护级别和容灾能力。
故障切换：当主库发生故障或计划维护时，ADG可以自动地将备库切换为可读写模式，从而保证系统的连续性。一旦主库恢复正常，ADG还可以自动地将备库切换回只读模式。
监测和管理：ADG通过Data Guard Broker来监测和管理主备库的状态。Data Guard Broker是一个集中管理工具，可以实时地监控主备库的同步状态、处理故障切换以及进行备库的维护和管理。

Oracle ADG是一种基于Oracle Data Guard的高可用和灾难恢复技术，它通过实时传输日志将主库和备库保持同步，并提供自动故障切换和集中管理功能，以提供数据保护和容灾能力。

1.4.1 关键技术特性

数据复制过程：

主数据库在事务提交时生成重做日志（Redo Log）。这些日志记录了对数据库所做的更改。
通过Log Transport Services（LTS），主数据库将重做日志实时发送到备用数据库。
备用数据库接收到重做日志后，通过Log Apply Services（LAS）将这些日志应用到本地数据库，更新数据块以保持与主数据库的一致性。

只读查询服务：

在ADG环境中，备用数据库在保持数据同步的同时，被配置为只读模式，对外提供查询服务。
查询请求可以直接发送到备用数据库，无需访问主数据库，减轻主库压力，提升查询响应速度。

故障切换与恢复：

当主数据库出现故障或需要计划内维护时，ADG可以自动或由管理员触发故障切换过程。
故障切换过程中，备用数据库被提升为主数据库角色，开始接受客户端的写入请求。
同时，原主数据库在修复后可以重新配置为备用数据库，继续接收并应用重做日志，恢复至最新状态，形成一个新的高可用循环。

1.4.2 ADG相关参数

在Oracle数据库中，有一些与Oracle ADG（Advanced Data Guard）相关的参数可以用来配置和管理ADG功能。以下是一些常用的ADG参数的详细介绍：

LOG_ARCHIVE_DEST_n：这个参数用于指定归档日志的目标位置。在ADG中，通常需要将归档日志传输给备库以保持数据同步。可以通过设置LOG_ARCHIVE_DEST_n参数来指定备库的位置。其中，n表示一个整数，可以使用多个LOG_ARCHIVE_DEST_n参数指定多个备库。
LOG_ARCHIVE_CONFIG：这个参数用于指定归档日志的配置。可以通过设置这个参数来指定在哪个归档目标上将日志发送给备库，以及应用归档日志的验证选项。通过配置LOG_ARCHIVE_CONFIG参数，可以灵活地控制归档日志的传输和应用。
LOG_ARCHIVE_MAX_PROCESSES：这个参数用于指定归档日志传输的最大并行进程数。可以通过设置这个参数来增加归档日志传输的并行度，从而提高数据同步的速度。建议将LOG_ARCHIVE_MAX_PROCESSES设置为与实际系统的处理能力相匹配的适当值。
LOG_ARCHIVE_FORMAT：这个参数用于指定归档日志的命名格式。可以通过设置这个参数来定义归档日志的文件名规则。其中，%t表示日志序列号，%s表示日志序列号的后缀，%r表示数据库的线程号。
DB_UNIQUE_NAME：这个参数用于指定数据库的唯一名称。在ADG中，可以通过设置这个参数来区分不同的主备库。主库和备库必须有不同的DB_UNIQUE_NAME。这样，ADG才能正确地识别数据库的角色和状态。
FAST_START_FAILOVER_TARGET：这个参数用于指定ADG故障切换的目标时间。可以通过设置这个参数来控制当主库发生故障时，ADG自动切换为备库的时间。建议将FAST_START_FAILOVER_TARGET设置为一个合理的值，以满足业务的需求。

通过合理地配置和管理这些参数，可以实现高可用和灾难恢复的目标。需要注意的是，参数的具体配置和使用可能会根据实际的环境和需求而有所不同。建议在使用这些参数时参考官方文档或咨询Oracle的支持人员。