【原】【数据一致性校验】如何计算Oracle Block的校验值

数据和云 2020-07-01

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作者简介
韩朝阳
超过10年的专业数据库运维管理服务经验，服务的产品主要包括Oracle Database，Oracle EBS，Oracle MiddleWare，Oracle Exadata。熟悉Oracle数据库高可用架构，擅长Oracle 数据库架构规划、优化、故障诊断及异常恢复。曾长期服务于Oracle公司美国数据中心。喜欢做有挑战性的事情。个人网站http://

什么是checksum？

An optional checksum of the block contents. When a block is written, the checksum is eithercleared or set depending on the setting of the db_block_checksum parameter.When a block is read, the checksum is verified if present and if the parameteris set to TRUE. Checksums are always calculated and checked for blocks in theSYSTEM tablespace.

（选自于http://www./notes/cache_header.htm ）

意思是说Checksum是一个可选项,当一个块被写入后，checksum或许会被设置或许会被清除，这个取决于db_block_checksum参数的设置。当读取一个块时，Checksum会被检验，如果db_block_checksum参数设置为true，并且这个块存在Checksum。SYSTEM表空间总是会被校验和检查无论db_block_checksum设置为True或False。

曾经有过的关于Checksum猜想？

A.如果是对整个数据块做Checksum，然后写入数据块头部，如果是这样下次做Checksum和数据库头部原来Checksum值会不一致。

B.如果是对数据块除了头部(除Cache Layer外)做checksum，然后把这个Checksum值写入头部，理论上感觉这样也可以，但不能保证头部的变化。

Checksum的正确算法

The checksum is theXOR of all the other 2-byte pairs in the block. Thus when a block with achecksum is checked, the XOR of all the 2-byte words in the block should be 0.

以2个byte为一组，除offset16,17(从offset 0开始算起)外对块中所有内容做异或运算XOR(异或运算：如果a、b两个值不相同，则异或结果为1。如果a、b两个值相同，异或结果为0)，然后把这个数值写入offset16,17(从offset 0开始算起)。这样整个块的异或计算之后的值就等于0。如果对数据块做更改，重新校验的值和原来offset(从offset 0开始算起)的值就不匹配。所以用BBED更改块后，必须重新计算和应用才能保证块的一致性。

大家也可以思考这样一个问题：假定Checksum（chkval_kcbh）占用2个字节，可不可以是3个byte一组，4个byte一组或者更多为一组呢？

Checksum的标识KCBHFCKV

几乎所有的块都有这个信息，占用20个字节，记录着块类型、版本、格式、RDBA、SCN和数据块的校验信息等信息。

type_kcbh:大部分块的类型是都是6(代表表、索引等类型的块)
frmt_kcbh:块格式。不同版本，不同的文件，这个值也不一样

Oracle 6,7 : 0x01
8i~9i:all: 0x02
10g~12c:2k : 0x62
        4k : 0x82
        8k : 0xa2
       16k : 0xc2
Redo 6~12c : 0x22
rdba_kcbh:数据块地址
AODU> rdba 0x01400017
        rdba : 0x01400017=20971543 (dba=5,23)
        rfile# : 5
        block# : 23
        Dump Block: alter system dump datafile 5 block 23;
AODU>

flg_kcbh：块标识，不同的值代表不同的意思
#define KCBHFNEW 0x01 /* new block */
#define KCBHFDLC 0x02 /* last change to the block was fora cleanout operation */
#define KCBHFCKV 0x04 /* checksum value is set */
#define KCBHFTMP 0x08 /* temporary data */

其中KCBHFCKV是Checksum的标识，如果不设置，修改块时将不会计算新的Checksum值.

下面的测试时将flg_kcbh[0x06 (KCBHFDLC, KCBHFCKV)]修改为[0x02 (KCBHFDLC)]

BBED> m /x 02 offset 15
Warning: contents of previous BIFILE will be lost.Proceed? (Y/N) y
File:/oradata/upgr/ohsdba.dbf (5)
Block: 13 Offsets:15 to 30 Dba:0x0140000d
-----------------------------------------------------------
02f81f00 0001000000c85501 0048c312
<32 bytes perline>

修改flg_kcbh过后，再计算checksum，值保持不变

BBED> sum
Check value for File 5, Block 13:
current = 0x1ff8, required = 0x1ff8
BBED> m /x ff offset 90
File:/oradata/upgr/ohsdba.dbf (5)
Block: 13 Offsets: 90 to 105 Dba:0x0140000d
-----------------------------------------------------------------------
ff000000 0000000000000001 0100ffff
<32 bytes perline>

随便做个更改，重新计算Checksum，Checksum值依旧保持不变