94-Oralce RMAN 目录库(catalog-nocatalog)

远方1609

于 2025-06-27 19:37:26 发布

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文章标签： oracle 数据库

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1、RMAN Catalog/Nocatalog

是不是大家在使用RMAN的时候，默认直接操作rman target / ,直接使用nocatalog模式了。

其实RMAN在管理元数据上，提供了两种管理模式：Nocatalog（控制文件模式）和Catalog（恢复目录模式），二者共同构成了RMAN备份恢复的元数据管理基础架构。考试必考哦！

在Nocatalog模式下，RMAN直接使用目标数据库的控制文件（Control File）存储备份元数据，包括备份集、归档日志、备份时间等关键信息。这种模式无需额外资源，但受限于控制文件的固有大小和循环写入机制，其元数据保存时长由CONTROL_FILE_RECORD_KEEP_TIME参数控制（默认7天），超期的备份记录会被自动覆盖。而Catalog模式则通过独立的恢复目录数据库（Recovery Catalog Database）集中管理备份元数据，该目录本质是部署在另一数据库中的Schema，包含数据文件、备份集、脚本等对象的元数据表。这种模式解耦了备份元数据与目标数据库的控制文件，避免了单点故障，特别适合多数据库环境的集中备份管理。

表：RMAN两种元数据管理模式的核心差异

特性	Nocatalog模式	Catalog模式
元数据位置	目标数据库控制文件	独立恢复目录数据库
默认模式	是	否
部署复杂度	无需额外配置	需单独创建Catalog DB
元数据保留策略	受ONTROL_FILE_RECORD_KEEP_TIME限制	长期保留，无时间限制
多库管理支持	不支持	集中管理多个目标库
控制文件丢失影响	必须首先恢复控制文件	可直接从Catalog恢复控制文件
关键命令支持	基础命令	支持register, report schema at time等高级命令

2 技术原理深度解析

2.1 Nocatalog模式控制文件存储机制

在Nocatalog模式下，控制文件使用循环重用区（Circular Reuse Section）存储RMAN备份元数据。其存储结构采用先进先出（FIFO）原则，当新记录需要空间时，最旧的记录会被覆盖。CONTROL_FILE_RECORD_KEEP_TIME参数（默认7天）指定了记录保留的最短时间，超时后若无空间则被标记为可覆盖。这一机制导致两个关键限制：

空间压力：频繁备份或长期保留策略易导致控制文件膨胀
历史记录丢失：较早的备份信息可能被覆盖，影响恢复窗口期

-- 查看/修改控制文件记录保留时间
SHOW PARAMETER control_file_record_keep_time;
--
NAME                                 TYPE        VALUE
------------------------------------ ----------- ------------------------------
control_file_record_keep_time        integer     7

ALTER SYSTEM SET control_file_record_keep_time=14 SCOPE=BOTH;
--System altered.

2.2 Catalog模式架构详解

Catalog模式采用三层架构：

目标数据库（Target Database）：实际备份的数据库
恢复目录数据库（Catalog Database）：独立部署的Oracle数据库
RMAN客户端：执行备份恢复命令

恢复目录的Schema核心组件包括：

备份元数据表：存储备份集、备份片、归档日志等
RMAN脚本存储：可存储预定义备份脚本
数据库注册表：记录所有注册的目标数据库DBID

元数据同步通过RESYNC CATALOG命令实现，RMAN自动在以下事件后触发同步：

数据库物理结构变更（如添加数据文件）
表空间删除/创建
每生成10个归档日志

-- 手动同步Catalog(依赖于已经创建好catalog)
RMAN> RESYNC CATALOG;

2.3 RMAN核心处理流程

无论何种模式，RMAN执行备份时均遵循以下核心步骤：

通道分配：分配磁盘或磁带通道（Channel）

内存缓冲：

输入缓冲区（Input Buffer）：读取数据块
输出缓冲区（Output Buffer）：写入备份片

块级处理：

校验数据块完整性
应用压缩/加密（若配置）
仅备份已使用块（跳过空块）

备份片生成：

备份集（Backup Set）：逻辑集合，含多个物理备份片
备份片（Backup Piece）：实际输出文件

RMAN备份内存处理模型

[数据文件] → 输入缓冲区(1MB×4) → 块校验/压缩 → 输出缓冲区 → [备份片]

3 Oracle演进历程与技术增强

3.1 早期版本（Oracle 7-8i）

初始引入RMAN：Oracle 7首次推出，仅支持Nocatalog模式
Catalog模式诞生：Oracle 8加入，解决大型企业备份管理需求
基础功能形成：全备/增量备份、备份集概念确立

3.2 中期版本（Oracle 9i-11g）

控制文件增强：
- CONTROL_FILE_RECORD_KEEP_TIME参数可动态调整
- 控制文件自动备份（CONFIGURE CONTROLFILE AUTOBACKUP ON）
Catalog强化：
- 支持虚拟专用目录（Virtual Private Catalog）
- 增强REPORT/LIST命令的时间点查询
增量备份优化：
- 块变更追踪（Block Change Tracking, 10g）
- 增量合并（Incremental Merge, 11g）

3.3 现代版本（Oracle 12c-21c）

多租户支持：Catalog全面管理CDB/PDB备份
云集成：
- 支持云存储作为备份目标
- Catalog可部署在Oracle Cloud DB
自动化增强：
- 自动备份目录维护（MAINTAIN命令）
- 基于时间点的表恢复（Point-in-Time Table Recovery）

4 验证与操作脚本

4.1 Nocatalog模式验证

-- 检查当前模式
RMAN> SHOW ALL;

-- 配置控制文件自动备份（关键）
RMAN> CONFIGURE CONTROLFILE AUTOBACKUP ON;

-- 执行全量备份
RMAN> BACKUP AS COMPRESSED BACKUPSET DATABASE 
       PLUS ARCHIVELOG 
       DELETE ALL INPUT;

-- 查看备份记录
RMAN> LIST BACKUP SUMMARY;

4.2 Catalog创建与注册

-- 在Catalog数据库创建表空间和用户
CREATE TABLESPACE rman_ts DATAFILE '/u01/oradata/catdb/rman01.dbf' SIZE 1G;
CREATE USER rman_admin IDENTIFIED BY password 
  DEFAULT TABLESPACE rman_ts 
  QUOTA UNLIMITED ON rman_ts;
GRANT RECOVERY_CATALOG_OWNER, CONNECT TO rman_admin;

-- 创建恢复目录
RMAN> CONNECT CATALOG rman_admin/password@catdb;
RMAN> CREATE CATALOG;

-- 注册目标数据库
RMAN> CONNECT TARGET /;
RMAN> REGISTER DATABASE;

-- 验证注册
RMAN> REPORT SCHEMA;

4.3 备份恢复测试对比

Nocatalog恢复流程（控制文件依赖）

-- 模拟控制文件丢失
RMAN> STARTUP NOMOUNT;
RMAN> RESTORE CONTROLFILE FROM AUTOBACKUP;  -- 依赖自动备份
RMAN> ALTER DATABASE MOUNT;
RMAN> RESTORE DATABASE;
RMAN> RECOVER DATABASE;
RMAN> ALTER DATABASE OPEN RESETLOGS;

Catalog恢复流程（独立元数据）

-- 无控制文件恢复
RMAN> STARTUP NOMOUNT;
RMAN> RESTORE CONTROLFILE FROM CATALOG;  -- 从Catalog获取
RMAN> ALTER DATABASE MOUNT;
RMAN> RESTORE DATABASE;
RMAN> RECOVER DATABASE;
RMAN> ALTER DATABASE OPEN RESETLOGS;

4.4 高级功能验证

-- 1. 存储脚本（仅Catalog支持）
RMAN> CREATE SCRIPT full_backup {
   BACKUP AS BACKUPSET DATABASE PLUS ARCHIVELOG;
   DELETE OBSOLETE;
}

-- 2. 时间点报告
RMAN> REPORT SCHEMA AT TIME 'SYSDATE-7';

-- 3. 跨数据库恢复
RMAN> CONNECT AUXILIARY /;
RMAN> DUPLICATE TARGET DATABASE TO auxdb 
       UNTIL TIME "TO_DATE('2025-06-20 12:00', 'YYYY-MM-DD HH24:MI')";