Oracle Backup（二）：RMAN体系概述

RMAN（Recovery Manager）是服务器管理恢复（Server-Managed Recovery,SMR）的一种实现。SMR是一种数据库执行所需的操作以确保自身备份成功的能力，依赖于RDBMS内核中的内置代码可以完成这一功能。

第一章 RMAN体系结构

• 1.1. 内存

RMAN使用一些PL/SQL程序包执行操作，这些程序包与其它程序包相同，必须加载到共享池中。如果共享池不够大或者结构比较零散，那么就有可能不能够执行RMAN程序包，因此，为共享池分配RMAN操作的足够内存至关重要。
RMAN默认的情况下使用PGA，只有当backup_tape_io_slaves或者dbwr_io_slaves参数中的任意一个设置为true的时候，那么RMAN就允许双路备份（或者在不同的路径上并行生成同一个备份副本），这时RMAN使用的是大池的内存。

• 1.2. 实用程序

RMAN实用程序是Dabase Utilitis套件的一部分。Database Utilitis套件是一组命令行形式的应用程序，包括Data pump、SQL*Loader、DBNE.WID和dbverify。可以这样理解，RMAN程序负责接收命令行输入，之后组装成PL/SQL代码块，放到target database上执行。真正工作的是target database。
RMAN连接target database分为客户端连接和本地连接，典型安装oracle的时候就会自动安装RMAN。RMAN分为企业版和标准版，标准版只能分配一个备份信道。安装oracle客户端的时候选择的是Administrator就会安装客户端的RMAN套件。
RMAN使用程序由两部分组成：可执行文件和recover.bsq文件。

[oracle@orcl01 u01]$ find -name recover.bsq
./app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1/rdbms/admin/recover.bsq

recover.bsq文件实际上是库文件，可执行文件从recover.bsq文件中解析代码，生成在target database上可执行的PL/SQL代码块。
RMAN只能以专用服务器进程（SERVER = DEDICATED）连接的方式连接target database，且通常情况下以sysdba的身份连接到数据，但不需要声明身份。

[oracle@orcl01 u01]$ rman target /

Recovery Manager: Release 11.2.0.4.0 - Production on Wed Aug 24 11:16:01 2016

Copyright (c) 1982, 2011, Oracle and/or its affiliates.  All rights reserved.

connected to target database: ORCL (DBID=1448495022)

RMAN>

• 1.3. RMAN中的控制文件
• 1.3.1. 控制文件

控制文件中控制数据库查询物理文件的地址，并控制每个文件的头信息，其中包括数据文件信息、重做日志文件信息和归档日志信息。控制文件还含有与数据库关联的关键文件的每一个文件的头部快照（snapshot）。
因为控制文件中包含数据库文件的信息，因此RMAN利用控制文件获取备份所需要的信息，具体的操作方式为，RMAN利用控制文件信息编译文件列表，获取检查点信息，确定可恢复性。这样做的好处为，避免了人工编辑备份列表的繁琐步骤，当新增加数据库文件时，可以不用改动备份列表脚本。
控制文件还可以用作RMAN的目录，RMAN完成数据库任何部分的备份后，都会在控制文件中添加该备份的信息，包括备份的开始时间和结束时间的检查点信息，备份文件的位置等，这样可以快速的进行恢复。
控制文件中存放着归档日志信息和备份的信息，那么长期以往，势必控制文件会增长的很大，对此控制文件必须能够删除某些不再需要的数据。
控制文件的内部数据分为两类：
循环重用记录，以轮询（round_robin）的方式被重用
非循环重用记录，不能被删除

SQL> show parameter control_file_record_keep_time;
NAME                     TYPE    VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
control_file_record_keep_time        integer     7 

control_file_record_keep_time参数限制了循环重用记录必须保存的天数，默认为7天，可以配置此参数保存更久的备份信息。

• 1.3.2. 快照控制文件

控制文件是一个非常繁忙的文件，它存储数据库的结构信息，这些信息包括英语恢复的检查点SCN信息，连续的SCN和文件管理对于数据库的生命周期来说至关重要，因此数据库必须能够持续的使用控制文件。
这样会对RMAN带来一个问题，RMAN开始备份每个数据文件时需要得到一个一致的控制文件视图，此时RMAN需要知道备份开始时的最新的检查点信息和文件结构信息。开始备份后，需要这些信息在备份期间保持一致。除了备份期间锁定控制文件外，没有其它的办法，但是就意味着数据在此期间要hang住，这是不可能的。
为了解决这个问题，RMAN采用快照控制文件（snapshot controlfile），快照控制文件是控制文件的副本，具体操作为，在备份开始时，RMAN根据控制文件内容刷新快照控制文件，再次期间会短暂锁定控制文件，随后RMAN会切换到快照控制文件并且在备份期间使用快照控制文件。

[oracle@orcl01 u01]$ rman target /

Recovery Manager: Release 11.2.0.4.0 - Production on Wed Aug 24 14:22:06 2016

Copyright (c) 1982, 2011, Oracle and/or its affiliates.  All rights reserved.

connected to target database: ORCL (DBID=1448495022)

RMAN> show all;

using target database control file instead of recovery catalog
RMAN configuration parameters for database with db_unique_name ORCL are:
CONFIGURE RETENTION POLICY TO REDUNDANCY 1; # default
CONFIGURE BACKUP OPTIMIZATION OFF; # default
CONFIGURE DEFAULT DEVICE TYPE TO DISK; # default
CONFIGURE CONTROLFILE AUTOBACKUP OFF; # default
CONFIGURE CONTROLFILE AUTOBACKUP FORMAT FOR DEVICE TYPE DISK TO '%F'; # default
CONFIGURE DEVICE TYPE DISK PARALLELISM 1 BACKUP TYPE TO BACKUPSET; # default
CONFIGURE DATAFILE BACKUP COPIES FOR DEVICE TYPE DISK TO 1; # default
CONFIGURE ARCHIVELOG BACKUP COPIES FOR DEVICE TYPE DISK TO 1; # default
CONFIGURE MAXSETSIZE TO UNLIMITED; # default
CONFIGURE ENCRYPTION FOR DATABASE OFF; # default
CONFIGURE ENCRYPTION ALGORITHM 'AES128'; # default
CONFIGURE COMPRESSION ALGORITHM 'BASIC' AS OF RELEASE 'DEFAULT' OPTIMIZE FOR LOAD TRUE ; # default
CONFIGURE ARCHIVELOG DELETION POLICY TO NONE; # default
CONFIGURE SNAPSHOT CONTROLFILE NAME TO '/u01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1/dbs/snapcf_orcl.f'; # default

可以看出快照控制文件默认存放在$ORACLE_HOME/dbs/目录下，默认名称为snapcf_.f，可以通过CONFIGURE SNAPSHOT CONTROLFILE NAME TO ‘

RMAN> configure snapshot controlfile name to '/u01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1/dbs/snapcf_orcl.ora';

new RMAN configuration parameters:
CONFIGURE SNAPSHOT CONTROLFILE NAME TO '/u01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1/dbs/snapcf_orcl.ora';
new RMAN configuration parameters are successfully stored

• 1.4. RMAN服务器进程

RMAN生成一个客户端到target database的客户端连接，并创建两个服务器进程。其中的主要进程生成对SYS下的数据包调用，从而执行备份和恢复的操作，该进程会在备份和还原期间协调信道进程的工作。
主要进程调用两个SYS数据包：DBMS_RCVMAN数据包和DBMS_BACKUP_RESTORE数据包。DBMS_RCVMAN数据包用来访问控制文件中的表并且将此信息传递给RMAN，使RMAN可以构建准确的数据库结构的备份还原操作。DBMS_BACKUP_RESTORE数据库负责备份数据文件和控制文件以及归档日志文件。
另外一个进程为次要进程（影子进程）轮询RMAN中的所有长事务（long-running transaction）并在内部记录信息，在v$session_longops视图中可以查看结果。

SQL> select sid,
       serial#,
       context,
       sofar,
       totalwork,
       round(sofar / totalwork * 100, 2) as "%_COMPLETE "
  from v$session_longops
 where opname like 'RMAN%'
   and opname not like '%aggregate%'
   and totalwork != 0
   and sofar <> totalwork ;

SID    SERIAL#   CONTEXT      SOFAR  TOTALWORK  %_COMPLETE
---------- ---------- ---------- ---------- ---------- ----------
    41   3299          1      96252 168320      57.18

除了这两个进程外，RMAN还会为每个分配的信道单独创建一个进程，该进程在备份期间协调读取数据文件和写入指定位置的操作。