偷梁换柱 | 无备份情况下的数据恢复实践（二）

黄玮（Fuyuncat）

♥

资深 Oracle DBA，致力于数据库底层技术的研究，其作品获得广大同行的高度评价。

个人网站 www.HelloDBA.com

在

数据恢复实践（一）中，我们了解到在 Windows 的11.2.0.1的环境中恢复过程比较顺利，那么接下来的测试，是我遇到更加复杂的情况：系统表空间保护两个不连续的系统文件；恢复过程中出现 ORA 错误及数据字典不匹配的情况。我借助了一些非常规的手段规避这些问题，达到数据拯救的目的。

概述

这个数据拯救的测试中，环境更加复杂：旧数据库异常关闭；旧数据库仅剩下三个数据文件，其中两个属于系统表空间且文件号不连续，其它文件，诸如控制文件、在线日志文件、UNDO 表空间文件、临时表空间及其它数据文件都已丢失。因此在数据恢复过程中也遇到更多的问题。

同样，需要先获得数据库版本、数据库名称和原始的数据文件位置及大小等信息，设置 SID 和密码。

以下为参数文件内容：

_allow_resetlogs_corruption = true  
control_files              = (/opt/oracle/oradata/ORA10R2/control/ora_control1,  
                              /opt/oracle/oradata/ORA10R2/control/ora_control2,  
                              /opt/oracle/oradata/ORA10R2/control/ora_control3)  
db_name                    = ORA10R2  
db_domain                  = ""  
db_block_size              = 8192  
undo_management            = manual  
undo_tablespace            = ''  
UNDO_RETENTION             = 900  
nls_language               = "AMERICAN"  
nls_territory              = "AMERICA"  
user_dump_dest             = /opt/oracle/admin/ORA10R2/udump  
background_dump_dest       = /opt/oracle/admin/ORA10R2/bdump  
core_dump_dest             = /opt/oracle/admin/ORA10R2/cdump  
sga_max_size               = 200M  
sga_target                 = 200M

然后创建新库：

SQL> CREATE DATABASE ORA10R2  
   USER SYS IDENTIFIED BY oracle  
   USER SYSTEM IDENTIFIED BY oracle  
   LOGFILE GROUP 1 
   ('/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo01.log') SIZE 20M,  
           GROUP 2 
   ('/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo02.log') SIZE 20M,  
           GROUP 3 
   ('/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo03.log') SIZE 20M  
   MAXLOGFILES 5  
   MAXLOGMEMBERS 5  
   MAXLOGHISTORY 1  
   MAXDATAFILES 100  
   MAXINSTANCES 1  
   CHARACTER SET US7ASCII  
   NATIONAL CHARACTER SET AL16UTF16  
   DATAFILE 
   '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_200m' SIZE 180M REUSE  
   --, 
   '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_02' SIZE 200M REUSE  
   EXTENT MANAGEMENT LOCAL  
   SYSAUX DATAFILE 
   '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/sysaux01' SIZE 100M  
   DEFAULT TEMPORARY TABLESPACE tempts1  
      TEMPFILE 
   '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/temp01' SIZE 20M  
   --UNDO TABLESPACE undotbs1  
   --DATAFILE '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/undotbs01'  
   --SIZE 500M AUTOEXTEND ON NEXT 5120K MAXSIZE UNLIMITED ;  
  2    3    4    5    6    7    8    9   10   11   12   13   14   15   16   17  18   19   20   21   22   23  
Database created.

因为我们旧的系统表空间中有两个不连续的数据文件，因此我们需要想办法创建出相应文件号的数据文件。

首先，我们用 BBED 可以看到第二个

数据文件的文件号：

BBED> p kcvfh  
...  
      ub2 kccfhfno                          @52       0x0008  
...

为了让新的系统文件号为8，我们需

要创建几个临时的数据文件提高文件

号,然后再添加新的系统文件：

SQL> create tablespace test datafile 
'/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/test3' size 10M, 
'/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/test4' size 10M, 
'/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/test5' size 10M, 
'/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/test6' size 10M, 
'/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/test7' size 10M;  
alter tablespace system add datafile '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_02' size 200M;  
DROP TABLESPACE test INCLUDING CONTENTS AND DATAFILES;  
  
Tablespace created.  
  
SQL>  
Tablespace altered.  
  
SQL>  
Tablespace dropped.

如果这里我们按照之前11g 的过程继续操作，将会遇到大量错误，诸如 ORA-00600 [4000], ORA-01555, ORA-01111, ORA-01173, ORA-00600 [4049] 等等。经过深入分析，发现导致这些错误的最终原因是：一致性读。

因为新库创建后，其 Checkpoint SCN 非常小，因此在 Bootstrap 过程中读取系统数据字典数据块时，与数据块上的 ITL 中 scn 比较，发现需要进行一致性回滚，因而会读取回滚段数据，但这些回滚段通常都是不存在，因此会导致以上诸多错误的出现。

当然，这也产生了一个疑问：为什么在 11g 的恢复过程没有发生这些问题？通过对比发现，在11g 的恢复过程中，NID 操作重新设置了系统文件中的 Checkpoint SCN，使其恢复为其原来的 SCN。因为我们已经将其文件头替换为新文件的文件头，因此我猜测 NID 过程中读取了数据字典中 SCN 信息，并重写的文件头。从 nid 过程抛出的 ORA-00600 错误也可以看到，它调用了系统的内部包完成 ID 修改过程。

但在10g 的 NID 过程，并没有修改 SCN，因此需要我们手动提高 SCN。

这里，我使用了隐含参数_minimum_giga_scn。设置该参数，我们需要观察 alert log，因为数值太小不会成功，日志中出现以下记录。

Current SCN is not changed: _minimum_giga_scn (scn 274877906944) is too small

我们这里设置_minimum_giga_scn = 1024，重启数据库，alert 日志提示设置成功。

Advancing SCN to 1099511627776 according to _minimum_giga_scn

接下来重命名新系统文件，拷贝旧数

据文件到当前数据文件目录：

[oracle@server1 ORA10R2]$ mv datafile/ORA10R2_system_200m datafile/ORA10R2_system_200m_new  
[oracle@server1 ORA10R2]$ mv datafile/ORA10R2_system_02 datafile/ORA10R2_system_02_new  
[oracle@server1 ORA10R2]$ cp ../ORA10R2_COPY/datafile/ORA10R2_system_200m ./datafile/  
[oracle@server1 ORA10R2]$ cp ../ORA10R2_COPY/datafile/ORA10R2_system_02 ./datafile/  
[oracle@server1 ORA10R2]$ cp ../ORA10R2_COPY/datafile/ORA10R2_example_50m ./datafile/

然后执行 nid 修改数据库 ID（不过我认

为这一步在这里已经不重要了）：

[oracle@server1 ORA10R2]$ nid target=sys/oracle  
  
DBNEWID: Release 10.2.0.1.0 - Production on Tue Mar 19 00:44:33 2013  
... ...  
Database ID for database ORA10R2 changed to 4153675250.  
All previous backups and archived redo logs for this database are unusable.  
Database has been shutdown, open database with RESETLOGS option.  
Succesfully changed database ID.  
DBNEWID - Completed succesfully.

重建控制文件，并恢复、OPEN

RESETLOGS：

SQL> CREATE CONTROLFILE REUSE DATABASE ORA10R2 RESETLOGS NOARCHIVELOG  
    MAXLOGFILES 5  
    MAXLOGMEMBERS 5  
    MAXDATAFILES 100  
    MAXINSTANCES 1  
    MAXLOGHISTORY 292  
LOGFILE  
  GROUP 1 '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo01.log' SIZE 20M,  
  GROUP 2 '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo02.log' SIZE 20M,  
  GROUP 3 '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/onlinelog/redo03.log' SIZE 20M  
DATAFILE  
  '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_200m' SIZE 180M  
  , '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_02' SIZE 200M  
  --, '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/sysaux01' size 100M  
  --, '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/undotbs01'  
CHARACTER SET US7ASCII  
;  
  2    3    4    5    6    7    8    9   10   11   12   13   14   15   16   17  
Control file created.  
  
SQL> recover database using backup controlfile until cancel;  
ORA-00279: change 1099511627897 generated at 03/19/2013 00:43:31 needed for  
thread 1  
ORA-00289: suggestion : /opt/oracle/product/10.2.0/db/dbs/arch1_2_810434521.dbf  
ORA-00280: change 1099511627897 for thread 1 is in sequence #2  

Specify log: {<RET>=suggested | filename | AUTO | CANCEL}  
cancel  
Media recovery cancelled.  
SQL> alter database open resetlogs;  
alter database open resetlogs  
*  
ERROR at line 1:  
ORA-01092: ORACLE instance terminated. Disconnection forced

数据库打开失败，从 alert 日志看到错

误内容为：

ORA-01177: data file does not match dictionary - probably old incarnation  
ORA-01110: data file 1: '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_200m'

再次执行恢复和打开过程，并启动

10046 事件跟踪，从跟踪内容中看

到引起该错误的语句及等待事件：

PARSING IN CURSOR #2 len=122 dep=1 uid=0 oct=3 lid=0 tim=1331710783410619 hv=1330125001 ad='2c3341c8'  
select blocks,NVL(ts#,-1),status$,NVL(relfile#,0),maxextend,inc, crscnwrp,crscnbas,NVL(spare1,0) from file$ where file#=:1  
END OF STMT  
PARSE #2:c=0,e=300,p=0,cr=0,cu=0,mis=1,r=0,dep=1,og=4,tim=1331710783410615  
BINDS #2:  
kkscoacd  
 Bind#0  
  oacdty=02 mxl=22(22) mxlc=00 mal=00 scl=00 pre=00  
  oacflg=08 fl2=0001 frm=00 csi=00 siz=24 off=0  
  kxsbbbfp=b71e3928  bln=22  avl=02  flg=05  
  value=1  
EXEC #2:c=1000,e=574,p=0,cr=0,cu=0,mis=1,r=0,dep=1,og=4,tim=1331710783411304  
WAIT #2: nam='db file sequential read' ela= 14 file#=1 block#=258 blocks=1 obj#=-1 tim=1331710783411361  
WAIT #2: nam='db file sequential read' ela= 10 file#=1 block#=114 blocks=1 obj#=-1 tim=1331710783411419  
...  
ORA-01177: data file does not match dictionary - probably old incarnation  
ORA-01110: data file 1: '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_200m'

显然，启动进程读取了数据字典 file$ 的数据（第114块数据块），再与数据文件头中的信息对比，存在不匹配数据，则抛出1777 错误。

处理1777错误前，我们启动 mount 状态，并做文件恢复。

SQL> startup mount  
SQL> recover datafile 1  
Media recovery complete.  
SQL> recover datafile 8  
Media recovery complete.

用 bbed 打开114号数据块，即file$的数据块，查看第一条记录，即文件1的数据。

BBED> set file 1 block 114  
        FILE#           1  
        BLOCK#          114  
BBED> p *kdbr[0]  
BBED> x /rnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn  
rowdata[678]                                @8153  
------------  
flag@8153: 0x2c (KDRHFL, KDRHFF, KDRHFH)  
lock@8154: 0x00  
cols@8155:   11  
  
col    0[2] @8156: 1 -- FILE#  
col    1[2] @8159: 2 -- STATUS$  
col    2[4] @8162: 23040 -- BLOCKS  
col    3[1] @8167: 0 -- TS#  
col    4[2] @8169: 1 -- RELFILE#  
col    5[1] @8172: 0 -- MAXEXTEND  
col    6[1] @8174: 0 -- INC  
col    7[1] @8176: 0 -- CRSCNWRP  
col    8[2] @8178: 8 -- CRSCNBAS  
col    9[0] @8181: *NULL* -- OWNERINSTANCE  
col   10[5] @8182: 4194306 -- SPARE1

再打开文件头，可以发现 create scn (CRSCNWRP, CRSCNBAS) 不匹配。

BBED> set file 1 block 1  
BBED> map  
BBED> p kcvfh  
struct kcvfh, 676 bytes            @0  
   struct kcvfhbfh, 20 bytes       @0  
      ub1 type_kcbh                @0    0x0b  
      ub1 frmt_kcbh                @1    0xa2  
      ub1 spare1_kcbh              @2    0x00  
...  
   struct kcvfhcrs, 8 bytes        @100  
      ub4 kscnbas                  @100  0x00000006  -- CRSCNBAS  
      ub2 kscnwrp                  @104  0x0000      -- CRSCNWRP  
...  
   struct kcvfhckp, 36 bytes       @484  
      struct kcvcpscn, 8 bytes     @484  
         ub4 kscnbas               @484  0x00006fa4  -- CKPCNBAS  
         ub2 kscnwrp               @488  0x0100      -- CKPCNWRP  
...

要规避这个问题，就需要使数据字典中的数据与文件头中的信息一致。这里我修改了数据字典当中的数据。

用 dump 函数看我们需要写入什么数据：

SQL> select dump(6,16) from dual;  
  
DUMP(8,16)  
-----------------  
Typ=2 Len=2: c1,7

然后用 BBED 修改该记录：

BBED> set file 1 block 114  
BBED> dump offset 8178 count 4  
BBED> modify /x 02c107ff  
BBED> sum apply

接下来避免8号文件出现同样错误，同样修改其记录。

8号文件头数据：

struct kcvfhcrs, 8 bytes         @100  
  ub4 kscnbas                    @100      0x00001c64  
  ub2 kscnwrp                    @104      0x0000

数据字典数据：

col    0[2] @7478: 8  
col    1[2] @7481: 2  
col    2[3] @7484: 25600  
col    3[1] @7488: 0  
col    4[2] @7490: 8  
col    5[1] @7493: 0  
col    6[1] @7495: 0  
col    7[1] @7497: 0  
col    8[4] @7499: 140113  
col    9[0] @7504: *NULL*  
col   10[5] @7505: 33554434

Dump 结果：

SQL> select dump(7268,16) from dual;  
  
DUMP(7268,16)  
---------------------  
Typ=2 Len=3: c2,49,45  
  
SQL> select dump(140113,16) from dual;  
  
DUMP(140113,16)  
---------------------  
Typ=2 Len=4: c3,f,2,e

再用 BBED 修改。

BBED> dump offset 7499 count 6  
BBED> modify /x 04c24945  
BBED> sum apply

修改完成后，开启数据库成功，并读取出旧数据库中数据字典内容：

SQL> alter database open;  
  
Database altered.  
  
SQL> select file_id, tablespace_name from dba_data_files where tablespace_name like '%EXAMPLE%';  
  
   FILE_ID TABLESPACE_NAME  
---------- ------------------------------  
         4 EXAMPLE  
  
SQL> select file#, name from v$datafile where file#=4;  
  
     FILE# NAME  
---------- --------------------------------------------------------------------------------  
         4 /opt/oracle/product/10.2.0/db/dbs/MISSING00004

重命名数据文件：

SQL> ALTER DATABASE RENAME FILE '/opt/oracle/product/10.2.0/db/dbs/MISSING00004' TO '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m';  
  
Database altered.

重新恢复数据库，使数据文件 ONLINE：

SQL> shutdown  
... ...  
SQL> recover database until cancel;  
Media recovery complete.  
SQL> ALTER DATABASE DATAFILE '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m' ONLINE;  
  
Database altered.  
  
SQL> alter database open resetlogs;  
alter database open resetlogs  
*  
ERROR at line 1:  
ORA-01122: database file 4 failed verification check  
ORA-01110: data file 4: '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m'  
ORA-01206: file is not part of this database - wrong database id

在打开数据库时，抛错，指示加入的数据文件的数据库 ID 不匹配。

通过其他文件可以看到当前数据库的 DBID：

BBED> set file 1 block 1  
        FILE#          1  
        BLOCK#         1  
  
BBED> p kcvfh  
...   
      ub4 kccfhdbi               @28       0xf7940df2  
...  
BBED> dump offset 28 count 4  
File: /opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_system_200m (1)  
Block: 1                Offsets:   28 to   31           Dba:0x00400001  
------------------------------------------------------------------------  
 f20d94f7

通过 BBED 修改 ID：

BBED> set file 4 block 1  
        FILE#           4  
        BLOCK#          1  
  
BBED> p kcvfh  
...  
      ub4 kccfhdbi                          @28       0xb9888c45  
...  
BBED> dump offset 30 count 2  
File: /opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m (4)  
Block: 1                Offsets:   30 to   31           Dba:0x01000001  
------------------------------------------------------------------------  
88b9  
BBED> modify /x 94f7  
File: /opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m (4)  
Block: 1                Offsets:   30 to   31           Dba:0x01000001  
------------------------------------------------------------------------  
94f7  
BBED> dump offset 28 count 4  
File: /opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m (4)  
Block: 1                Offsets:   28 to   31           Dba:0x01000001  
------------------------------------------------------------------------  
 f29d94f7  
BBED> modify /x f20d  
File: /opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/ORA10R2_example_50m (4)  
Block: 1                Offsets:   28 to   31           Dba:0x01000001  
------------------------------------------------------------------------  
 f20d94f7  
  
BBED> sum apply  
Check value for File 4, Block 1:  
current = 0x4460, required = 0x4460

再次启动，成功！

SQL> alter database open resetlogs;  
  
Database altered.

创建临时表空间，修改用户：

SQL> CREATE TEMPORARY TABLESPACE temp2 TEMPFILE '/opt/oracle/oradata/ORA10R2/datafile/temp02' size 100M;  
  
Tablespace created.  
  
SQL> select 'ALTER USER '||username||' TEMPORARY TABLESPACE TEMP2;' from dba_users;  
  
'ALTERUSER'||USERNAME||'TEMPORARYTABLESPACETEMP2;'  
---------------------------------------------------------------------  
ALTER USER STMADMIN TEMPORARY TABLESPACE TEMP2;  
... ...  
  
SQL> ALTER USER STMADMIN TEMPORARY TABLESPACE TEMP2;  
... ...  
User altered.

用 EXP 导出数据：

[oracle@server1 ORA10R2]$ exp system/oracle tablespaces=EXAMPLE file=resecue.dat log=resecue.log  
... ...  
. . exporting table                   USR_MV         11 rows exported  
. exporting referential integrity constraints  
. exporting triggers  
Export terminated successfully without warnings.

数据已经成功拯救出来。

不过，这两个测试都是在实验环境当中的，实际情况可能更为复杂。这个恢复方法只能视为一根救命稻草，真正能保证数据安全的还是完善的备份计划和容灾方案。

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