如何利用多種Oracle技術(shù)構(gòu)建企業(yè)高可用數(shù)據(jù)中心

摘要：文章介紹了勝利油田在企業(yè)數(shù)據(jù)中心管理中面臨的主要問(wèn)題，提出利用多種Oracle技術(shù)構(gòu)建高可用數(shù)據(jù)中心的技術(shù)解決方案，包括搭建本地高可用環(huán)境、可隨時(shí)切換的雙業(yè)務(wù)中心、支持災(zāi)難恢復(fù)的容災(zāi)中心等，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)同城雙中心加異地災(zāi)備中心的“兩地三中心”，為大型企業(yè)建設(shè)最高可用性環(huán)境提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：Oracle技術(shù)；高可用集群；RAC數(shù)據(jù)同步；災(zāi)備恢復(fù)；災(zāi)備中心 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP392 文章編號(hào)：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

1 大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)面臨的問(wèn)題

勝利油田是中國(guó)石化集團(tuán)公司下屬的第一大油氣田，在職員工總數(shù)近17.6萬(wàn)人，地理跨度200多公里，業(yè)務(wù)流程涵蓋油氣勘探、油田開(kāi)發(fā)、石油工程、礦區(qū)服務(wù)、石油加工、國(guó)際化經(jīng)營(yíng)等多個(gè)領(lǐng)域。

勝利油田建立了主備兩個(gè)生產(chǎn)中心，支撐著油田勘探開(kāi)發(fā)的主干業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)均為SUN主機(jī)，僅采用Golden Gate進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，無(wú)法在災(zāi)難發(fā)生時(shí)提供高可用保障及故障切換能力。勝利油田面對(duì)的五個(gè)主要問(wèn)題如下：

每個(gè)生產(chǎn)中心的服務(wù)器都是單機(jī)運(yùn)行，不具備本地高可用能力。

第二，勘探開(kāi)發(fā)主干業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要為生產(chǎn)提供7×24小時(shí)的不間斷服務(wù)，任何形式的服務(wù)停止、系統(tǒng)癱瘓，甚至人為誤操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，都會(huì)對(duì)油田生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成損失，因此需要建立一個(gè)完善的災(zāi)備系統(tǒng)，由災(zāi)備中心提供災(zāi)難接管服務(wù)。

第三，為應(yīng)對(duì)城市道路改造、電力線路檢修等導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷、機(jī)房停電等突發(fā)情況，需要定期將業(yè)務(wù)由主生產(chǎn)中心全部切換到備生產(chǎn)中心運(yùn)行，這樣就要求主備中心兩端能提供數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步。

第四，目前主備中心處理的業(yè)務(wù)數(shù)量相差懸殊，希望分布在兩地的服務(wù)器可以均衡的處理業(yè)務(wù)請(qǐng)求，需要建立一個(gè)支持雙向復(fù)制數(shù)據(jù)的負(fù)載均衡的服務(wù)系統(tǒng)。

第五，需要產(chǎn)生類似于生產(chǎn)系統(tǒng)的模擬環(huán)境，可直接用于應(yīng)用程序的測(cè)試和開(kāi)發(fā)或支持本地決策支持系統(tǒng)，提高災(zāi)備中心的資源利用率。

2 Oracle高可用方案的技術(shù)分析與比較

RAC、Data Guard、Golden gate是Oracle高可用性體系中的三種解決方案，其側(cè)重點(diǎn)不同，適用場(chǎng)景也不同。每個(gè)方案既可以獨(dú)立應(yīng)用，也可以相互配合。

2.1 實(shí)時(shí)應(yīng)用集群——RAC

RAC是Oracle Real Application Cluster的簡(jiǎn)寫，中文一般譯為“實(shí)時(shí)應(yīng)用集群”，RAC是通過(guò)CPU共享和存儲(chǔ)設(shè)備共享來(lái)實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)縫集群，常用于7*24的核心系統(tǒng)。

RAC是Oracle在高可用方面的重要產(chǎn)品，高可用性是其最大特性，如果集群內(nèi)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，Oracle可以繼續(xù)在其余的節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，保證用戶的正常使用；可擴(kuò)展性也是其主要的特性，如果需要更高的處理能力，新的節(jié)點(diǎn)可輕松添加至集群，可提供強(qiáng)大的處理能力。

RAC的缺點(diǎn)是存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)只有一份，容易形成單點(diǎn)故障，且由于多個(gè)節(jié)點(diǎn)間需要高速網(wǎng)絡(luò)互連，因此只能實(shí)現(xiàn)一個(gè)機(jī)房或一個(gè)數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高可用。

2.2 Oracle數(shù)據(jù)衛(wèi)士——Data Guard

假設(shè)RAC集群的共享存儲(chǔ)發(fā)生設(shè)備故障，或集群所在的機(jī)房被化為灰燼，或所在城市發(fā)生嚴(yán)重地震，需要多長(zhǎng)時(shí)間來(lái)恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)呢？

Data Guard是Oracle在災(zāi)難恢復(fù)方面的重要產(chǎn)品，主要用于數(shù)據(jù)庫(kù)容災(zāi)和大數(shù)據(jù)量復(fù)制。適合多機(jī)房，可在一個(gè)機(jī)房部署生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)，其他機(jī)房部署備用數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)將生產(chǎn)庫(kù)的重做日志傳到并且應(yīng)用到備用庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)同步，備用庫(kù)主要用于生產(chǎn)庫(kù)失敗后做切換。災(zāi)難發(fā)生后可以在幾分鐘之內(nèi)重新訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，而不是需要幾天或幾周。

Data Guard的缺點(diǎn)是不支持異構(gòu)平臺(tái)，僅支持單一的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)，要求完全相同的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，此外由于對(duì)兩端數(shù)據(jù)庫(kù)同時(shí)寫入的支持能力不好，在沒(méi)有故障的情況下，備用端的IT資源閑置、無(wú)法有效利用。

2.3 Oracle Golden Gate——OGG

那么如何在不同設(shè)備類型、不同數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)之間進(jìn)行容災(zāi)和備份呢？Golden Gate可以在異構(gòu)IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間，通過(guò)實(shí)時(shí)解析數(shù)據(jù)庫(kù)在線日志在目標(biāo)端重現(xiàn)源端交易，實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的秒一級(jí)的數(shù)據(jù)捕捉、轉(zhuǎn)換和投遞。

Golden Gate是Oracle在數(shù)據(jù)遷移和數(shù)據(jù)同步方面的重要產(chǎn)品，適用于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)急和數(shù)據(jù)采集分發(fā)。支持異構(gòu)是其最大特點(diǎn)，可以跨操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)；

同時(shí)由于支持?jǐn)?shù)據(jù)雙向復(fù)制功能，備份端可以分擔(dān)負(fù)載或提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)查詢及報(bào)表業(yè)務(wù)等，可以極大提高IT資源利用率。

Golden Gate的缺點(diǎn)是不支持同步復(fù)制，且命令行方式、維護(hù)較復(fù)雜。

3 構(gòu)建企業(yè)最高可用性環(huán)境的解決方案

經(jīng)過(guò)上文的技術(shù)分析，我們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)上述三種技術(shù)的綜合利用來(lái)構(gòu)建油田企業(yè)的最高可用性環(huán)境，建設(shè)同城雙中心加異地災(zāi)備中心的“兩地三中心”。

3.1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1所示：

圖1

3.2 解決方案

3.2.1 環(huán)境中有兩個(gè)生產(chǎn)中心，即生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B，分別在每個(gè)生產(chǎn)中心的機(jī)房?jī)?nèi)采用RAC技術(shù)搭建高可用集群，提供本地高可用的能力。

3.2.2 建立一個(gè)可以隨時(shí)切換的雙業(yè)務(wù)中心模式。生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B之間采用Golden Gate進(jìn)行雙向復(fù)制數(shù)據(jù)，為兩端提供數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步的能力。生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B始終處于可用狀態(tài)，平時(shí)提供負(fù)載均衡的服務(wù)，在一端災(zāi)難發(fā)生時(shí)所有業(yè)務(wù)由另外一端快速接管，保證了勘探開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)的7×24小時(shí)可用。

3.2.3 在距離200km以外的異地建立災(zāi)備中心，通過(guò)Data Guard災(zāi)備技術(shù)將生產(chǎn)中心的數(shù)據(jù)復(fù)制到災(zāi)備中心，當(dāng)同城的生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B都處于計(jì)劃停機(jī)或非計(jì)劃停機(jī)狀態(tài)時(shí)，災(zāi)備中心將接管生產(chǎn)中心的服務(wù)，保障業(yè)務(wù)的持續(xù)進(jìn)行。

3.2.4 平時(shí)可基于災(zāi)備中心建立決策支持系統(tǒng)，提供即席查詢和各類分析報(bào)表或用于應(yīng)用程序的測(cè)試和開(kāi)發(fā)，提高災(zāi)備中心的資源利用率。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 在生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B內(nèi)部，采用RAC搭建集群環(huán)境。每臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，每個(gè)實(shí)例裝載和打開(kāi)同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。所有的實(shí)例都是對(duì)等的，共享高速緩存，避免出現(xiàn)重復(fù)的改動(dòng)。RAC的主要思想與網(wǎng)格計(jì)算的主要思想相同——在需要的時(shí)候插入節(jié)點(diǎn)以處理多余的工作負(fù)載，或者在情況允許的時(shí)候刪除節(jié)點(diǎn)并將它們移至某處。高可用性是RAC最主要的特性。只要集群中有一臺(tái)機(jī)器沒(méi)有出現(xiàn)故障，就能保證用戶的正常使用。另外可伸縮性也是RAC主要的特性。當(dāng)資金有限的時(shí)候，可以暫時(shí)不必購(gòu)買配置較高的設(shè)備，只需購(gòu)買能夠滿足當(dāng)前需求的設(shè)備，當(dāng)業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)時(shí)，再考慮購(gòu)買同等配置的設(shè)備。

3.3.2 在生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B之間，采用Golden Gate進(jìn)行雙向復(fù)制數(shù)據(jù)。Golden Gate提供了兩個(gè)或兩個(gè)以上生產(chǎn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制功能。這些系統(tǒng)無(wú)須具有一樣的屬性或相同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)庫(kù)版本，是一種基于軟件的數(shù)據(jù)復(fù)制方式。它從數(shù)據(jù)庫(kù)的日志中解析數(shù)據(jù)的變化（數(shù)據(jù)量只有日志的四分之一左右），Golden Gate將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為自己的格式，直接通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，無(wú)需依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)自身的傳遞方式如Oracle Net，而且可以通過(guò)高達(dá)9∶1的壓縮比率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，大大降低帶寬需求。雙向數(shù)據(jù)復(fù)制是兩端互為源/目的數(shù)據(jù)復(fù)制對(duì)象，兩端生產(chǎn)系統(tǒng)同時(shí)保持Active狀態(tài)。Golden Gate的跨平臺(tái)特性可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的數(shù)據(jù)復(fù)制，為未來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展提供了便利，在軟硬件選擇上可以更加靈活。

3.3.3 在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心之間，采用Data Guard進(jìn)行災(zāi)難備份。Oracle Data Guard通過(guò)使用稱為standby database的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)的災(zāi)難。它通過(guò)將primary database數(shù)據(jù)庫(kù)的重做日志傳到并應(yīng)用到standby database數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)使standby database數(shù)據(jù)庫(kù)與primary database數(shù)據(jù)庫(kù)同步。Data Guard不支持異構(gòu)、要求主備數(shù)據(jù)庫(kù)完全一樣。Data Guard可以分為物理Standby和邏輯Standby兩種，二者的最大差別在于，物理Standby應(yīng)用的是主庫(kù)的歸檔日志，而邏輯Standby應(yīng)用的是主庫(kù)的歸檔日志中提取的SQL語(yǔ)句。物理Standby無(wú)論從邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)都是和主庫(kù)保持一致，因此在企業(yè)的核心數(shù)據(jù)庫(kù)，首選物理Standby技術(shù)。邏輯的standby在平時(shí)則可分擔(dān)主庫(kù)的讀負(fù)載。

作者簡(jiǎn)介：牟菁（1970-），女，山東臨朐人，勝利石油管理局信息中心副教授，研究方向：企業(yè)應(yīng)用集成整合平臺(tái)

技術(shù)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）