[技术]Oracle数据库恢复：数据块损坏与恢复详解

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1.什么是块损坏：
所谓损坏的数据块，是指块没有采用可识别的 Oracle 格式，或者其内容在内部不一致。通常情况下，损坏是由硬件故障或操作系统问题引起的。Oracle 数据库将损坏的块标识为“逻辑损坏”或“介质损坏”。如果是逻辑损坏，则是 Oracle 内部错误。Oracle 数据库检测到不一致之后，就将逻辑损坏的块标记为损坏。如果是介质损坏，则是块格式不正确；从磁盘读取的块不包含有意义的信息。
通过恢复块，或者删除包含损坏块的数据库对象（或同时采用这两种方式），可以修复介质损坏的块。如果介质损坏是由硬件故障引起的，则只有修复了硬件故障后，才能彻底解决问题。
只要对块执行读或写操作，就会执行下列一致性检查：
--块版本
--高速缓存中的 DBA（数据块地址）值与块缓冲区中的 DBA 值比较的结果
--块校验和（如果启用）
损坏的块被标识为以下类别：
--介质损坏
--逻辑（或软件）损坏
2.块损坏故障现象：ORA-01578
ORA-01578 错误：“ORACLE data block corrupted (file # %s, block # %s)”：
--发现损坏的数据块时生成此信息
--始终返回相对文件号和块号
--返回到发出查询的会话（该查询在发现损坏时执行）
--显示在 alert.log 文件中
一般情况下，ORA-01578 错误是由硬件问题引起的。如果 ORA-01578 错误始终返回相同的参数，则最可能的原因是块介质损坏。
如果返回的参数每次都有变化，则可能存在硬件问题。应检查内存和页面空间，并检查 I/O 子系统，以便查找有问题的控制器。
注：ORA-01578 会返回相对文件号，但随之出现的 ORA-01110 错误会显示绝对文件号。
3.如何处理损坏
--检查预警日志和操作系统日志文件。
--使用可用的诊断工具，找出损坏的类型。
--多次运行检查功能，确定错误是否持续存在。
--根据需要，从损坏的对象中恢复数据。
--解决硬件问题：
内存条、
磁盘控制器、
磁盘
--根据需要，从损坏的对象中恢复或还原数据。
始终尝试确定错误是否持续出现。多次运行 ANALYZE 命令；如果可能，可执行关闭再启动操作，然后再次尝试早先发生故障的操作。查找是否有其它损坏。如果发现一个损坏的块，则可能还存在其它损坏的块。
硬件故障必须立即解决。遇到硬件问题时，应与供应商取得联系，在检查并修复了计算机后再继续工作。此时应运行一次全面的硬件诊断会话。
硬件故障的类型可能会有很多种：
--I/O 硬件或固件故障
--操作系统
--I/O 或高速缓存问题
--内存或分页问题
--磁盘修复实用程序
4.实时验证块完整性：DB_BLOCK_CHECKING ：
可通过将 DB_BLOCK_CHECKING 初始化参数设置为 TRUE 启用数据库块检查。只要修改了数据块或索引块，此项检查就会检查数据块和索引块的内部一致性。DB_BLOCK_CHECKING 是一个动态参数，可使用 ALTER SYSTEM SET 语句修改此参数。对于系统表空间，将始终启用块检查。块检查通常会产生 1% 到 10% 的开销，具体取决于工作量。正在执行的更新或插入操作越多，执行块检查的开销就会越高。DB_BLOCK_CHECKING 有以下四个可能的值：
--OFF：除 SYSTEM 之外的所有表空间都不执行块检查。
--LOW：在内存中块的内容发生更改之后（例如，在执行 UPDATE 或 INSERT 语句以及在执行磁盘上读取后），执行基本的块头检查。
--MEDIUM：执行所有 LOW 检查， 对所有不是按索引组织的表块执行语义块检查。
--FULL：执行所有 LOW 和 MEDIUM 检查， 对索引块执行语义检查。
初始化参数 DB_BLOCK_CHECKING：
--在对每个块执行自我一致性检查时，控制检查的处理程度
--可防止内存和数据损坏
--可使用 ALTER SESSION 命令或 ALTER SYSTEM DEFERRED 命令进行设置
5.块介质恢复
大多数情况下，第一次遇到损坏时，数据库会将块标记为介质损坏，然后将其写到磁盘上。在该块得到恢复之前，不能对其执行任何后续读取操作。只能对标记为损坏或者未通过损坏检查的块执行块恢复。可使用 RMAN RECOVER...BLOCK 命令执行块介质恢复。默认情况下，RMAN 会在闪回日志中搜索好的块副本，然后在完全备份或 0 级增量备份中搜索块。如果 RMAN 找到了好的副本，则会还原这些副本，并对块执行介质恢复。块介质恢复只能将重做日志用于介质恢复，不能使用增量备份。
V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTION 视图显示由数据库组件（如 RMAN 命令、ANALYZE、dbv、SQL 查询等）标记为损坏的块。对于以下类型的损坏此视图会增加相应的行：
--物理/介质损坏：数据库无法识别块：校验和无效、块内容全部为零或者块头不完整。默认情况下，物理损坏检查处于启用状态。
--逻辑损坏：块的校验和有效，块头和块尾也匹配，但是内容不一致。块介质恢复不能修复逻辑块损坏。默认情况下，逻辑损坏检查处于禁用状态。通过指定 BACKUP、RESTORE、RECOVER 和 VALIDATE 命令的 CHECK LOGICAL 选项，可以启用逻辑损坏检查。
块介质恢复：
--降低平均恢复时间 (MTTR)
--提高介质恢复期间的可用性
--恢复期间数据文件保持联机状态
--只有正在恢复的块是不可访问的
--使用 RMAN RECOVER...BLOCK 命令调用
--使用闪回日志以及完全备份或 0 级备份还原块
--使用重做日志执行介质恢复
--V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTION 视图显示标记为损坏的块
6.块介质恢复的先决条件
--目标数据库必须处于 ARCHIVELOG 模式
--包含损坏块的数据文件的备份必须是完全备份或 0 级备份。
--要使用代理副本，必须先将它们还原到非默认位置
--RMAN 只能使用归档的重做日志进行恢复
--要使用闪回日志，必须启用闪回数据库
以下先决条件适用于 RECOVER ... BLOCK 命令：
--目标数据库必须以 ARCHIVELOG 模式运行，并且必须是打开的，或是使用当前控制文件装载的。
--包含损坏块的数据文件备份必须是完全备份或 0 级备份，不能是代理副本。如果只存在代理副本备份，则可将它们还原到磁盘上的非默认位置；在这种情况下，RMAN 会认为它们是数据文件副本，在块介质恢复过程中会在其中搜索块。
--RMAN 只能使用归档的重做日志进行恢复。RMAN 不能使用 1 级增量备份。块介质恢复不能恢复丢失或无法访问的归档重做日志，但有时可以恢复丢失的重做记录。
--必须在目标数据库上启用闪回数据库，这样 RMAN 才能在闪回日志中搜索损坏块的好副本。如果启用了闪回事件记录，并且此事件记录包含损坏块的较旧但未损坏的版本，则 RMAN 可以使用这些块，因而可能会提高恢复的速度。
7.RECOVER...BLOCK 命令
--确定包含要进行恢复的块的备份
--读取备份并将请求的块累积到内存缓冲区
--必要时，通过从备份中读取归档日志来管理块介质恢复会话
RECOVER DATAFILE 6 BLOCK 3; Recover a single block
RECOVER Recover multiple blocks
DATAFILE 2 BLOCK 43 in multiple data files
DATAFILE 2 BLOCK 79
DATAFILE 6 BLOCK 183;
RECOVER CORRUPTION LIST; Recover all blocks logged in V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTION
恢复单个块：
在进行块恢复之前，必须确定损坏的块。一般情况下，会在以下位置中报告块损坏：
--LIST FAILURE、VALIDATE 或 BACKUP ...VALIDATE 命令的结果
--V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTION 视图
--标准输出中的错误消息
--预警日志文件和用户跟踪文件（在 V$DIAG_INFO 视图中标识）
--SQL ANALYZE TABLE 和 ANALYZE INDEX 命令的结果
--DBVERIFY 实用程序的结果
例如，可能会在用户跟踪文件中发现以下消息：
ORA-01578: ORACLE data block corrupted (file # 7, block # 3)
ORA-01110: data file 7: '/oracle/oradata/orcl/tools01.dbf'
ORA-01578: ORACLE data block corrupted (file # 2, block # 235)
ORA-01110: data file 2: '/oracle/oradata/orcl/undotbs01.dbf'
--确定了块以后，在 RMAN 提示符下运行 RECOVER ...BLOCK 命令，指定损坏块的文件号和块编号。
RECOVER
DATAFILE 7 BLOCK 3
DATAFILE 2 BLOCK 235;
8.使用10231事件进行处理：（块损坏但没有备份，没办法回复的情况下）
在sqlplus中执行如下命令：
ALTER SYSTEM SET EVENTS='10231 trace name context forever,level 10';
然后导出该表：
exp test/test file=t.dmp tables=t;
在数据库中删除该表
drop table t；
然后导入
imp test/test file=t.dmp tables=t;
最后关闭10231事件：
ALTER SYSTEM SET EVENTS='10231 trace name context off';