使用 AlwaysOn 可用性组只读辅助副本执行事务日志备份 - 第 1 部分

什么是日志序列号 (LSN)？

在对 AlwaysOn 可用性组进行故障排除时，有多个 DMV 引用各种 LSN（日志序列号）。此外，备份和恢复操作经常引用并输出LSN值。

那么什么是LSN呢？LSN 是一个序列号，用于维护数据库内的顺序和跟踪操作。LSN 可以是十进制形式或十六进制形式，具体取决于引用它的位置。大多数 DMV 引用十进制格式的 LSN。LSN 的十进制格式由三个串联的
信息组成。这三块分别是（从左到右）：

• VLF 序列号：最多 10 位数字（4 字节），不带前导零。（VLF = 虚拟日志文件。有关详细信息，请参阅事务日志物理体系结构）。
• 日志块编号：10 位十进制数字（4 字节），以前导零填充。
• 日志记录编号：5 位十进制数（2 个字节），带前导零

十六进制格式只是用冒号 (:) 分隔的每个部分（VLF、日志块号和日志记录号）的十六进制表示形式。例如：十进制的 34 是十六进制的 22，十进制的 156 是十六进制的 9C，十进制的 65 是十六进制的 41。因此，以十进制表示的 34000000015600065 表示的 LSN 在十六进制中将显示为 22:9C:41。

什么是日志块？

在上一节中，LSN 的定义被提到为 VLF（虚拟日志文件）、日志块号和日志记录号的组合。什么是“Lob 块”以及什么是“日志记录”？就本文而言，日志块是一起写入磁盘的日志记录的集合。“日志记录”是 SQL 引擎内活动的单个原子记录。“日志记录”、“日志块”和虚拟日志文件（VLF）之间的关系如下：

• VLF 由 1 个或多个日志块组成，每个日志块都是 512 字节的整数倍，但总大小不超过 60KB。
• 一个日志块由1个或多个日志记录组成。日志块可以与数据文件中的数据页进行比较，其中包含带有元数据信息的标头、槽数组、“数据”（日志记录）以及从 Microsoft SQL Server 2005 开始的校验和。
• 最后，日志记录是事务日志文件中的最小单元，包含数据库中活动记录的信息。下图显示了物理日志文件、虚拟日志文件、日志块和日志记录之间的关系。

现在是时候查看一个重要的 DMV 来检查数据库副本的当前状态。这与数据库备份的关系将在本系列的第二部分“描述 ROSR 上的日志备份过程”中更加清楚。目前，DMV 中有很多值得关注的内容。

sys.dm_hadr_database_replica_states

DMV sys.dm_hadr_database_replica_states有几个列的名称中包含“LSN”，这些列有助于解决处理 AlwaysOn 复制的问题。尽管这些字段的名称中带有“lsn”，但事实上，它们并不都是真正的LSN。在上表列出的LSN中，只有last_redone_lsn和end_of_log_lsn是真正的LSN。其他的实际上是日志块ID。

下图描述了查看主副本和相应辅助副本时这些“LSN”值之间的关系。点“B”、“C”和“E”指向日志块本身，表示这些值是日志块 ID。相反，点“A”和“D”指向日志记录并代表真实的LSN。

正如博客AlwaysON - HADRON 学习系列：- AlwaysON 如何处理同步提交请求 中所述，AlwaysOn 不传送单个日志记录，而是传送日志块。日志块用作日志记录的容器，因此通过日志块跟踪，也会发生单独的 LSN 跟踪。此外，值得注意的是，last_hardened_lsn是一个“刷新 LSN”，这意味着它代表已存储在稳定介质上的块之后的下一个块的开始。换句话说，小于last_hardened_lsn的LSN值已被保存到稳定介质中。任何大于或等于last_hardened_lsn值的LSN 尚未被刷新。

结合到目前为止讨论的所有内容，我们现在可以查询sys.dm_hadr_database_replica_states并开始分析获得的信息。

在充当主副本的实例上，执行以下查询：

SELECT ar.replica_server_name as ServerName,
 drs.synchronization_state_desc as SyncState,
 drs.last_hardened_lsn, drs.last_redone_lsn
FROM sys.dm_hadr_database_replica_states drs
LEFT JOIN sys.availability_replicas ar 
 ON drs.replica_id = ar.replica_id
ORDER BY ServerName

您应该看到类似于以下内容的结果：

在此结果集中，有几个因素可以确定。

首先，LC2SQLAOLB1 充当主副本。我们知道这一点是因为last_redone_lsn是NULL。REDO 操作仅发生在辅助副本上。（我们也可以通过与其他DMV 合作来明确其角色来确定这一点。

其次，查看所有三个服务器的last_hardened_lsn值，我们发现它们是相同的。为了使同步状态为“SYNCHRONIZED”，主节点和辅助节点都必须配置为“SYNCHRONOUS COMMIT”，并且提交策略处于“ WaitForHarden ”状态，这意味着辅助节点已通知主节点它已硬化到结束日志并被“捕获”。然而，从 DMV 的视觉效果来看，我们通常会看到last_hardened_lsn是相同的 - 尽管取决于有多少活动以及 DMV 是否拥有来自辅助设备的所有最新确认，辅助设备可能“不完全”是查询 DMV 时也是如此。

另一方面，LC2SQLAOLB3 配置为异步提交，因此即使其last_hardened_lsn与主副本相同，其状态也永远不会是 SYNCHRONIZED，而是 SYNCHRONIZING。换句话说，即使 LC2SQLAOLB3 将所有日志记录作为主日志记录，它也永远不会处于 SYNCHRONIZED 状态。

最后，比较last_redone_lsn和last_hardened_lsn的值，我们发现last_redone_lsn小于last_hardened_lsn。从我们之前对LSN各个部分的讨论中，我们可以看到last_hardened_lsn （块ID：0000066325）比last_redone_lsn（ 0000066324）领先一个块。
请记住，根据定义，last_hardened_lsn是一个“flush lsn”，指向已写入稳定介质的下一个块。

总之

本文试图解释几个基础点，这些基础点将使后续对辅助副本上的日志备份的研究更容易理解。LSN 由三个连接在一起的部分组成：

• 虚拟日志文件序列号
• 日志块ID号
• 日志记录数

在主副本上执行时，DMV sys.dm_hadr_database_replica_states 可用于显示各个辅助副本的状态。此外，为了使辅助副本同步，必须将其配置为同步提交，并且 last_hardened_lsn必须是

与初级相同。对于配置为异步提交的辅助副本，即使它具有相同的last_hardened_lsn值，它也永远不会处于 SYNCHRONIZED 状态。

最后证明，即使辅助副本 LC2SQLAOLB2 已同步，last_redone_lsn仍比last_hardened_lsn小一个日志块 ID 。这是因为last_hardened_lsn不是真正的LSN，而是一个“刷新LSN”，根据定义，它指向已写入稳定介质的日志记录之后的下一个日志块ID。