印刻数据库

外观

Data Guard主备切换 ​

概述 ​

Data Guard主备切换是指将Data Guard配置中的主数据库转换为备数据库，同时将备数据库转换为主数据库的过程。主备切换是保证Data Guard高可用性的关键操作，用于计划内的维护活动（如软件升级、硬件维护等）或计划外的故障恢复。Data Guard支持两种切换类型：Switchover和Failover。

切换类型 ​

1. Switchover ​

Switchover是一种计划内的主备切换，用于计划内的维护活动。Switchover的特点：

  • 切换过程可控，数据零丢失
  • 主库和备库都处于正常状态
  • 可以双向切换，主库变为备库，备库变为主库
  • 切换后可以快速回切

2. Failover ​

Failover是一种计划外的主备切换，用于主库故障时的应急恢复。Failover的特点：

  • 主库处于故障状态，无法正常运行
  • 备库接管主库角色，继续提供服务
  • 可能会丢失少量数据（取决于Data Guard配置）
  • 切换后需要重新配置Data Guard，才能进行回切

Switchover切换流程 ​

1. 切换前准备 ​

在执行Switchover之前，需要进行以下准备工作：

  • 验证主库和备库的状态
  • 检查Data Guard配置的完整性
  • 确保所有Redo日志都已传输到备库
  • 备份主库和备库的数据库
  • 通知相关团队，确保业务影响最小化

2. 执行Switchover ​

步骤1：验证主库可以切换 ​

在主库上执行以下命令，验证主库是否可以切换：

sql
SELECT SWITCHOVER_STATUS FROM V$DATABASE;
-- 输出应为：TO STANDBY或SESSIONS ACTIVE

如果输出为SESSIONS ACTIVE，需要终止所有活动会话或使用WITH SESSION SHUTDOWN选项。

步骤2：将主库转换为备库 ​

在主库上执行以下命令，将主库转换为备库：

sql
ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PHYSICAL STANDBY WITH SESSION SHUTDOWN;

步骤3：关闭并重启原主库 ​

sql
SHUTDOWN IMMEDIATE;
STARTUP MOUNT;

步骤4：验证备库可以切换 ​

在备库上执行以下命令，验证备库是否可以切换：

sql
SELECT SWITCHOVER_STATUS FROM V$DATABASE;
-- 输出应为：TO PRIMARY或SESSIONS ACTIVE

步骤5：将备库转换为主库 ​

在备库上执行以下命令，将备库转换为主库：

sql
ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PRIMARY WITH SESSION SHUTDOWN;

步骤6：打开新主库 ​

sql
ALTER DATABASE OPEN;

步骤7：启动新备库的Redo应用 ​

在新备库上执行以下命令，启动Redo应用：

sql
ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE USING CURRENT LOGFILE DISCONNECT FROM SESSION;

3. 切换后验证 ​

执行以下命令，验证Switchover后的Data Guard配置：

sql
-- 在新主库上
SELECT DB_UNIQUE_NAME, DATABASE_ROLE, OPEN_MODE FROM V$DATABASE;
SELECT DEST_ID, DEST_NAME, STATUS, ERROR FROM V$ARCHIVE_DEST WHERE TARGET='STANDBY';

-- 在新备库上
SELECT DB_UNIQUE_NAME, DATABASE_ROLE, OPEN_MODE FROM V$DATABASE;
SELECT NAME, VALUE FROM V$DATAGUARD_STATS WHERE NAME IN ('transport lag', 'apply lag');

Failover切换流程 ​

1. 切换前准备 ​

在执行Failover之前，需要进行以下准备工作：

  • 确认主库已无法恢复
  • 检查备库的Redo应用状态
  • 确保备库已应用所有可用的Redo日志
  • 备份备库的数据库

2. 执行Failover ​

步骤1：验证主库故障 ​

确认主库已无法恢复，无法通过正常方式连接。

步骤2：在备库上检查Redo应用状态 ​

sql
SELECT PROCESS, STATUS, THREAD#, SEQUENCE#, BLOCK# FROM V$MANAGED_STANDBY;
SELECT APPLIED_SCN FROM V$DATAGUARD_STATS;

步骤3：尝试应用所有可用的Redo日志 ​

sql
ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE FINISH;

如果上述命令失败，可以使用FORCING选项：

sql
ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE FINISH FORCE;

步骤4：将备库转换为主库 ​

sql
ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PRIMARY;

如果上述命令失败，使用Failover命令：

sql
ALTER DATABASE FAILOVER TO <db_unique_name>;

步骤5：打开新主库 ​

sql
ALTER DATABASE OPEN;

3. 切换后恢复 ​

Failover后，需要进行以下恢复工作：

  • 重新配置Data Guard，将原主库作为新备库添加到配置中
  • 重建Data Guard配置，确保数据同步
  • 测试新的Data Guard配置

版本差异 ​

Oracle 19c vs 21c Data Guard切换差异 ​

特性Oracle 19cOracle 21c
Switchover速度一般显著提升，优化了切换流程
Failover速度一般显著提升，优化了故障检测和恢复流程
自动切换支持Fast-Start Failover增强Fast-Start Failover，支持更多场景
零数据丢失支持增强零数据丢失，优化了Redo传输和应用
云集成基础云集成增强云集成，支持与OCI、AWS、Azure等云平台的切换
监控能力基础监控能力增强监控能力，提供更详细的切换状态和性能指标
自动诊断基础自动诊断增强自动诊断和修复能力，简化切换过程

最佳实践 ​

1. 切换前准备 ​

  • 制定详细的切换计划：包括切换步骤、时间窗口、人员分工、回滚计划等
  • 进行充分的测试：在测试环境中多次测试切换流程，确保切换顺利
  • 备份数据库：在切换前备份主库和备库的数据库，以便出现问题时可以快速恢复
  • 检查Data Guard配置：确保Data Guard配置完整，没有任何警告或错误
  • 通知相关团队：提前通知业务团队、应用团队、运维团队等，确保业务影响最小化

2. 切换过程 ​

  • 选择合适的时间窗口：选择业务低峰期进行切换，减少对业务的影响
  • 监控切换过程：实时监控切换过程，及时发现和解决问题
  • 记录切换日志：详细记录切换过程中的每一步操作和输出，以便后续分析
  • 保持沟通：切换过程中保持与相关团队的沟通，确保信息同步
  • 准备回滚计划：制定详细的回滚计划，以便在切换失败时可以快速回滚

3. 切换后验证 ​

  • 验证Data Guard配置：检查新主库和新备库的状态，确保Data Guard配置正常
  • 验证数据一致性：检查新主库和新备库的数据一致性，确保数据没有丢失
  • 验证应用连接：测试应用程序是否可以正常连接到新主库
  • 验证性能：监控新主库的性能，确保性能正常
  • 更新文档：及时更新Data Guard配置文档，包括新的主库和备库信息

4. 日常维护 ​

  • 定期测试切换流程：至少每季度在测试环境中测试一次切换流程，每年在生产环境中测试一次
  • 监控Data Guard状态：定期监控Data Guard的状态，包括Redo传输状态、应用状态、延迟等
  • 更新软件版本：及时更新Oracle和Data Guard的软件版本，修复已知的bug和漏洞
  • 优化配置：根据业务需求和系统负载，优化Data Guard配置，提高切换性能

故障处理 ​

常见切换故障及解决方法 ​

  1. Switchover命令执行失败

症状：执行ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO STANDBY命令失败，提示错误信息

解决方法：

  • 检查主库和备库的状态，确保都处于正常状态
  • 检查Data Guard配置，确保配置完整
  • 查看告警日志，定位具体的错误原因
  • 尝试使用WITH SESSION SHUTDOWN选项
  1. Redo日志应用失败

症状：备库无法应用Redo日志，提示错误信息

解决方法：

  • 检查Redo日志的完整性
  • 验证主库和备库的Oracle版本是否兼容
  • 查看备库的告警日志，定位具体的错误原因
  • 尝试重新启动Redo应用进程
  1. 切换后应用无法连接

症状：切换后，应用程序无法连接到新主库

解决方法：

  • 检查新主库的监听器状态
  • 验证客户端的tnsnames.ora配置是否正确
  • 检查新主库的VIP状态
  • 测试数据库连接，验证连接字符串是否正确

常见问题（FAQ） ​

Q: Switchover和Failover有什么区别？ ​

A: Switchover是计划内的主备切换，用于计划内的维护活动，数据零丢失，主库和备库都处于正常状态；Failover是计划外的主备切换，用于主库故障时的应急恢复，主库处于故障状态，可能会丢失少量数据。

Q: 如何选择合适的切换类型？ ​

A: 对于计划内的维护活动，如软件升级、硬件维护等，应使用Switchover；对于主库故障时的应急恢复，应使用Failover。

Q: Switchover会导致数据丢失吗？ ​

A: 正常情况下，Switchover不会导致数据丢失，因为Switchover是在主库和备库都处于正常状态时执行的，所有Redo日志都会被传输到备库并应用。

Q: Failover会导致数据丢失吗？ ​

A: Failover可能会导致少量数据丢失，取决于Data Guard的配置。如果使用SYNC传输模式和Real-Time Apply，数据丢失的风险最小；如果使用ASYNC传输模式，可能会丢失少量未传输到备库的Redo日志。

Q: 如何提高Data Guard切换的速度？ ​

A: 可以通过以下方式提高Data Guard切换的速度：

  • 使用高速存储设备，提高Redo日志的读写性能
  • 使用高速网络连接，提高Redo日志的传输速度
  • 优化Oracle参数，如LOG_BUFFER、DBWR_IO_SLAVES等
  • 配置合适的Redo传输模式和应用模式
  • 定期维护Data Guard配置，确保配置最优

Q: 切换后如何重新配置Data Guard？ ​

A: 切换后，需要重新配置Data Guard，以便进行后续的切换。具体步骤：

  • 将原主库作为新备库添加到Data Guard配置中
  • 配置Redo日志传输路径
  • 启动Redo应用进程
  • 验证Data Guard配置的完整性

总结 ​

Data Guard主备切换是保证Data Guard高可用性的关键操作，支持Switchover和Failover两种切换类型。Switchover用于计划内的维护活动，数据零丢失；Failover用于主库故障时的应急恢复，可能会丢失少量数据。在执行切换之前，需要进行充分的准备工作，包括制定详细的切换计划、进行充分的测试、备份数据库等。切换过程中需要实时监控，及时发现和解决问题。切换后需要进行全面的验证，确保Data Guard配置正常，数据一致性，应用连接正常。通过定期测试切换流程、监控Data Guard状态、更新软件版本等日常维护工作，可以提高Data Guard切换的可靠性和性能。Oracle 21c相比19c在Data Guard切换方面有显著增强，包括提高切换速度、增强自动诊断和修复能力、优化云集成等功能。