本文主要讲解Oracle Dataguard体系结构 — By Firsouler 2021.8.12

• 1.概述
  • 备库类型
  • Dataguard之前，怎么保护（灾备）
  • redo 简单说明
• 2.Redo传输服务
  • 同步传输
  • 异步传输
  • 数据压缩
  • 自动间隙解析(Automatic Gap Resolution)
• 3.应用服务
  • Redo Apply
  • SQL Apply
• 4.Dataguard保护模式
• 5.角色管理
• 6.Dataguard管理
• 7.活动的备用数据库
• 8.参考

1.概述

备库类型

• 物理备库(Physical standby database):常用模式，尤其Oracle11.1之后，可以只读方式打开，11.2开始可以滚动升级。
• 逻辑备库(Logical standby database)：可以跨平台，限制较多。10g中常见于升级或者只读方式使用，主要是解析日志转换成sql之后使用。
• 快照备库(Snapshot Standby Database)：主要用于测试，可临时将物理备库转换成快照数据库进行压力等业务测试，接收归档不应用，测试完成后可再转换成物理备库。

Dataguard之前，怎么保护（灾备）

• 存储复制
• 逻辑同步

redo 简单说明

思考： LGWR/SGA/DBWn 关系，当执行commit时，怎么个流程，频繁commit的影响？ Dataguard又是如何操作的，归档日志对于备端的作用是什么？

2.Redo传输服务

在主数据库LGWR进程将SGA中重做写入其ORL的同时，LNS进程从SGA中的重做缓冲区读取数据，并将重做传递给Oracle Net Services，以便传输到备用数据库。如果是RAC模式，每个数据库都有自己的LNS进程。备用数据库中，会通过Remote File Server（RFS)进程接收重做记录，并将其写入到standby log(SRL)中。如果多个备库，主库会有多个LNS进程对应相关RFS进程。

LNS支持两种传输方式，同步(sync)和异步(async), 传输架构如下图所示：

同步传输

同步传输（SYNC）也称为“零数据丢失”方法，在LNS确认恢复事务所需的重做已写入备用数据库的磁盘之前，LGWR不允许commit成功。

如上图所示，具体同步流程是：

• 1.用户提交一个事务，并在SGA中创建重做记录。LGWR进程会将记录从log buffer写入到online redo日志文件中，最后等待LNS确认的消息
• 2.LNS在log buffer读取重做记录并通过网络传输到备用数据库，然后RFS接收并写入到standby redo logfile中。
• 3.RFS将接收的数据写入standby redo logfile完成时，它将确认消息发送给主端LNS,再通知LGWR，最后LGWR向用户提交确认消息。

思考： 这种方式优点、缺点是什么 ，会对数据库或者业务造成什么影响

异步传输

异步传输LGWR不需要从LNS进程等待确认，对主库性能几乎无影响。如果LNS无法跟上进度，并且在重做传输到备用设备之前，日志缓冲区被回收，LNS将自动转换为从ORL（数据保护11g之后）读取和发送。一旦LNS被捕获，它会自动转换回直接从日志缓冲区读取/发送。

日志缓冲区命中率在视图X$LOGBUF_READHIST中跟踪。命中率低表示LNS经常从ORL而不是日志缓冲区读取。如果重做传输即将结束，但与重做生成速率不同步，则考虑在数据保护11G中增加日志缓冲区大小以获得更有利的命中率。这将减少或消除从ORL读取LNS的I/O开销。

思考： 我们部署Dataguard经常用什么模式，同步还是异步？ 有什么影响

数据压缩

Oracle 11g之后提供了日志传输压缩技术，减少带宽对传输的影响，提高了cpu使用率。在一些带宽限制较多，cpu资源空间较大情况下可以考虑使用。

自动间隙解析(Automatic Gap Resolution)

简单说，就是不实时应用了，断档了。如果备端有问题或者网络问题DG中断，主端arch进程会不断ping备端，直到正常后，将归档日志传输过去，备端会先应用归档日志。直到可追上 standby logfile，之后才会继续实时应用。 如果归档日志有丢失，只能增量恢复。

思考： 实时应用的情况下，备端归档是怎么产生的， dg几种方式确保数据同步？

3.应用服务

我们都知道，Dataguard有两种备库应用方式，Redo Apply 和SQL Apply，也就是物理备库和逻辑备库的应用方式。

Redo Apply

主要是通过介质恢复的方式进行应用。 如下图所示，并行的介质恢复是什么意思？

Redo Apply 优势

• 完整复制，无数据类型等限制
• 高性能，管理简单
• 最佳的物理保护，主端备端都会验证
• 提供灾难恢复同时，可以只读查询和报告（11g)
• 提供灾难恢复同时，提供主端备份
• 提供灾难恢复保护同时，可提供业务对数据库做相关测试，如读写等（快照数据库）。
• 提供滚动升级（临时转换为逻辑备库）

SQL Apply

主端传输过来的数据，重新构建成sql，应用的备库，会耗用更多资源，如cpu，内存和IO等。因为是逻辑，它本身有不支持的数据类型，如XML/TEXT

优势：

• 灵活，备端可做写操作相关测试（注意别影响正常同步），如数据泵导出、临时表、报表等
• 可滚动升级

4.Dataguard保护模式

• 最高性能模式： 常用，主要使用ASYNC方式， 不影响主库性能，该模式下，不建议arch传输方式。
• 最高可用模式： SYNC方式，等待备库应用，如果超过NET_TIMEOUT设置秒数，不再等待，主库继续操作
• 最大保护模式： SYNC方式，会一直等待备库应用后，主库继续后续操作。此种方式，建议配置多个备库，只要一个备库正常，对业务影响最小。

思考：Dataguard 传输和应用的要点，主要功能和区别？

5.角色管理

• 手动切换： 常用与升级、迁移
• 故障切换： 因主端故障，需要备端切换为主端，供业务使用

6.Dataguard管理

除了使用一些命令查看视图外，可以使用Oracle EM 或者Data Guard broker 来管理Dataguard。

7.活动的备用数据库

• 提供了只读查询
• RMAN快速备份（块跟踪）
• 测试，快照数据库提供了临时测试功能

本文主要讲解Oracle Dataguard体系结构，及主要功能，具体功能特性可参见其他资料。

8.参考

• 《Oracle Dataguard handbook》
• 《Oracle19 Data Guard Concepts and Administration》