淺談集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)高可用性研究與應(yīng)用

黃歲鋒

摘 要：對(duì)核電工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)庫(kù)承載著整個(gè)施工過(guò)程的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是否安全、穩(wěn)定也直接影響現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，因此，建立高可用性集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，是保護(hù)系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定不間斷運(yùn)行的基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)需求分析和市場(chǎng)調(diào)研，本文將利用Oracle自帶的RAC 來(lái)構(gòu)建一套2節(jié)點(diǎn)集群系統(tǒng)來(lái)保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)故障的自動(dòng)轉(zhuǎn)移。

關(guān)鍵詞：集群；SAN；Oracle RAC；RAID5

1、集群系統(tǒng)概述

集群系統(tǒng)由多臺(tái)（至少二臺(tái)）相互獨(dú)立的、通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)互連的服務(wù)器組成，像一個(gè)單獨(dú)集成的計(jì)算機(jī)資源一樣協(xié)同完成特定任務(wù)的系統(tǒng)，任何一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用時(shí)，應(yīng)用數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在共享的數(shù)據(jù)空間內(nèi)。每臺(tái)服務(wù)器的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序文件存儲(chǔ)在其各自的本地儲(chǔ)存空間上。

2、集群系統(tǒng)研究與部署

2.1 集群系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

本文將采用Oracle11gRAC構(gòu)架和主/備機(jī)本地冗災(zāi)的方式構(gòu)建2節(jié)點(diǎn)集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)由兩臺(tái)服務(wù)器通過(guò)心跳線(xiàn)構(gòu)成，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有二塊網(wǎng)卡，一塊接入公網(wǎng)，與SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的連接使用光纖跳線(xiàn)；這樣可以避免一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)也不會(huì)影響其正常工作；從軟件組件上講，集群由2臺(tái)服務(wù)器組成，每臺(tái)服務(wù)器有自已的監(jiān)聽(tīng)器，用于監(jiān)聽(tīng)自已的網(wǎng)絡(luò)端口，每臺(tái)服務(wù)器有自已的Oracle RAC服務(wù)，用于數(shù)據(jù)庫(kù)的集群訪(fǎng)問(wèn)；每臺(tái)服務(wù)器有自已的集群就緒服務(wù)，用于集群管理；所有的服務(wù)器通過(guò)自已的操作系統(tǒng)訪(fǎng)問(wèn)共享SAN網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，共享存儲(chǔ)設(shè)備的存儲(chǔ)機(jī)制使用裸設(shè)備、集群文件系統(tǒng)、自動(dòng)存儲(chǔ)管理、當(dāng)客戶(hù)端訪(fǎng)問(wèn)時(shí)，由上而下依次調(diào)用相應(yīng)的軟件；總體拓?fù)淙鐖D1：

2.2集群系統(tǒng)平臺(tái)選擇

Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)是目前全球公認(rèn)最成熟與穩(wěn)定的數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，也是大型數(shù)據(jù)中心以及核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)的首選數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，本文將采用Oracle11gR2企業(yè)版作為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、Oracle RAC 作為集群軟件進(jìn)行研究。其相關(guān)產(chǎn)品及套件見(jiàn)下表：

2.3集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件組成

在搭建數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)中，分別采用兩個(gè)軟件和組件，主要為Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和Oracle ClusterWare軟件以及elxocm和iscsi組件；從邏輯結(jié)構(gòu)上講，集群數(shù)據(jù)中的每臺(tái)服務(wù)器有一個(gè)實(shí)例，每臺(tái)服務(wù)器上的實(shí)例都對(duì)應(yīng)到同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，其服務(wù)器使用已有網(wǎng)絡(luò)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2.4集群數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)規(guī)與配置

2.4.1數(shù)據(jù)庫(kù)集群存儲(chǔ)機(jī)制

ClusterWare軟件、ORACLE軟件采用NTFS存儲(chǔ)機(jī)制；Voting Disk、OCR、 RAC數(shù)據(jù)庫(kù)、恢復(fù)文件（Recovery File）采用RAW DEVICE存儲(chǔ)機(jī)制。

2.4.2集群系統(tǒng)支撐平臺(tái)規(guī)劃

集群數(shù)據(jù)庫(kù)支撐平臺(tái)采用Windows Server 2008 R2 64位體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，配置兩個(gè)公有IP，兩個(gè)虛擬IP，兩個(gè)私有IP。其中公有、虛擬IP在DNS中注冊(cè)；專(zhuān)用在主機(jī)文件中注冊(cè)。

2.5 存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（SAN）

SAN實(shí)際上是一種獨(dú)立于TCP/IP網(wǎng)絡(luò)之外的專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)光纖交換機(jī)、光纖通道將應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、磁盤(pán)陣列連接起來(lái)，形成數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咚倬W(wǎng)絡(luò)環(huán)境；由于SAN提供了一種與現(xiàn)有LAN連接的簡(jiǎn)易方法，并且支持廣泛使用的IP協(xié)議，不受SCSI存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的布局限制，允許任何服務(wù)器連接到任何存儲(chǔ)陣列，這樣不管數(shù)據(jù)置放在那里，服務(wù)器都可直接存取所需的數(shù)據(jù)。

2.6心跳檢測(cè)機(jī)制

心跳檢測(cè)機(jī)制是定時(shí)發(fā)送一個(gè)自定義的心跳包讓對(duì)方知道是否存在故障，以確保連接的有效性的機(jī)制；本文將采用TCP/ IP方式設(shè)置心跳；通過(guò)TCP/ IP 等方式在兩臺(tái)集群數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器之間保持周期性信號(hào)握手， 用來(lái)互相偵測(cè)對(duì)方的工作狀態(tài)；如果監(jiān)視器連續(xù)沒(méi)有收到的心跳信號(hào)到了一定數(shù)目， 集群系統(tǒng)即開(kāi)始啟用系統(tǒng)故障恢復(fù)功能， 將IP地址切換到另一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上并啟動(dòng)相應(yīng)服務(wù)。因此心跳線(xiàn)在保證集群系統(tǒng)正常工作中起著非常重要作用。

3、總結(jié)

通過(guò)對(duì)集群系統(tǒng)研究與應(yīng)用，雖然能給信息系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移，多節(jié)負(fù)載均衡；但是由于采用Oracle自身的集群技術(shù)，只能對(duì)Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行故障切換；成本較高；因此，需要在虛擬化環(huán)境建立集群系統(tǒng)，然后通過(guò)HA、DRS、快照等技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障切換和資源的動(dòng)態(tài)負(fù)載，確保系統(tǒng)始終處理最佳狀態(tài)；從而節(jié)省成本。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 百度文庫(kù).http：//www.baidu.com；