虛擬機技術在Oracle數據庫中的探討與應用

摘 要：隨著信息技術不斷發展，虛擬機技術也日益成熟，虛擬機技術是Windows Server 2008R2操作系統的集成服務，利用它可以創建一個虛擬化的服務器計算環境。所謂的虛擬化計算環境就是利用多個硬件資源來提高計算資源的效率。通過在一廠信息中心的實際部署應用情況，詳細論述了利用虛擬服務器來整合礦、隊級Oracle數據庫服務器的可行性，通過在信息中心統一布置2~3臺的服務器組成Oracle數據庫系統平臺，把各礦Oracle集中到信息中心統一管理，將使各礦本就不多的計算機工作人員從服務器系統管理中解脫出來，平臺建成后礦級數據庫用戶只需要注重數據庫應用而不用參與數據庫系統的管理、生產數據的備份等日常管理工作。

關鍵詞:Hyper-V；虛擬機；Oracle數據庫

中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）06-0233-02

一、礦、隊級Oracle數據庫服務器管理面臨的問題

隨著廠內應用程序的推廣加強，Oracle數據庫的應用范圍日益擴大，礦級Oracle數據庫系統發揮的作用越來越大。在硬件方面，礦、大隊的Oracle服務器基本上都是在2000—2001年配備的服務器，這部分機器服役時間長，硬件老化現象嚴重，正處于高危故障階段，部分機型廠家早已停產，配件難尋，價格也很高，造成對這部分服務器的維修成本甚至會出現超出新購機器的現象；在軟件方面，Oracle數據庫軟件在過去的十年里先后推出了V8、V9、10G、11G不同的版本，信息中心先后在礦隊級單位推廣應用了這些產品，不同版本的數據庫管理界面與功能界面存在著一些差異，這些差異也加大了數據庫在礦、隊級層面的管理難度；在人員方面，信息中心要求1~7礦與試驗大隊配備專門的數據庫管理員，而在實際工作中，這些管理員都是身兼多職并且工作量很大，導致礦隊級單位對Oracle數據庫系統維護比較吃力，經常遇到技術問題而無法解決，因此需要有一個全面的解決方案解決上述問題。

二、研究部署解決方案

全廠4 000多個局域網計算機用戶，每天有大量的生產數據要進行處理運算，大部分是直接在廠數據庫進行處理運算，但也有相當部分數據在各生產礦的Oracle數據庫服務器上進行初步的計算，經過核實以后再上傳到廠數據庫服務器，如地質數據、站庫數據、部分作業數據以及礦內自己開發的應用系統數據，因此，礦級生產數據仍是廠級開發生產的重要數據基礎。

目前礦Oracle數據庫服務器是在2000年配備的T350聯想服務器，設備老化，故障率高，在2009年內八個礦有四個礦出現了服務器不正常工作，已經嚴重的影響生產數據情況。為解決上述問題，提出了三個方案：

方案1：建立一套Oracle數據庫系統，按用戶分配給八個采油礦。

方案2：硬件升級，給各礦分別配備新的服務器，建立多套Oracle數據庫系統。

方案3：利用少量的服務器設備，采用微軟虛擬服務器技術Hyper-V Server 2008r2，建立多套Oracle數據庫系統。

通過論證分析對比，認為方案1節約開支，便于管理。但單一數據庫資源有限，不能滿足各礦的實際情況；方案2數據庫資源充足，但維護難度加大，一次性投入高；方案3數據庫資源充足，維護方便，初始投入不大，但技術難度相對較高。

通過比較分析，確定了實施方案3，針對礦級數據庫應用范圍的加大以及服務器維護難度逐年加大的問題，提出在信息中心建立統一管理部署的Oracle數據庫主服務器系統，為各礦建立虛擬機Oracle數據庫子系統方案，它不僅可以減輕二級單位服務器管理人員的工作強度，降低服務器維護成本，還可以統一數據庫備份機制，加快數據庫版本升級，提高運維效率。

利用微軟的虛擬機技術搭建廠內的礦級Oracle數據庫服務器管理平臺，充分利用目前的先進技術，提高信息中心數據管理質量和對硬件設備的先瞻性管理。該項技術的應用可以提高Oracle數據庫管理水平，完善礦級生產數據的備份制度。Oracle數據庫虛擬機的部署在經過大量測試及試驗的基礎上，最終確定為選擇Windows版的11G產品，該版本的數據庫運行穩定、速度快、數據備份方便快捷。

方案3同時還具備如下優點：統一了服務器操作系統版本，統一了Oracle數據庫版本，統一了數據庫參數，統一了各個數據庫的備份機制。

通過減少Oracle數據庫的維護環節，保障各個數據庫系統的高效運行。提高服務器資源的利用率，邏輯上的虛擬機可以最大限度的使用實體物理計算機的高性能硬件資源，降低硬件維護更新成本。

三、礦級Oracle數據庫集中管理模式應用部署

為確保Oracle數據庫從物理機到虛擬服務器的無縫遷移，首先要確保的是Hyper-V虛擬環境的性能及穩定性，為此，信息中心搭建了模擬環境進行了大量的試驗與測試工作。其中壓力測試表明，在服務器硬件足夠強勁的基礎上，可以并行20個不同的系統，此時服務器無明顯的延遲現象，系統資源分配合理，系統內存使用80%，CPU占用低于10%（此數值會根據并行系統的運算能力而發生改變）。在應用測試方面建立了6個并行系統，其中有Windows Server 2003R2、2008R2，有基于X86，也有基于X64平臺。這些應用系統運行平穩正常，事件日志沒有特別的消息提示，網絡數據交換、內存使用、CPU負載均在安全線以內，3個月的模擬運行表明，虛擬機中運行的Oracle數據庫服務性能接近于硬件指標。

四、礦級Oracle數據庫集中管理模式的主要優點

該項目的投入運行，可以減少礦級計算機服務器管理人員工作強度，對礦級Oracle數據庫統一管理，減少因硬件原因而出現的數據訪問故障發生的頻率，降低服務器維護成本，減少給礦級單位配備服務器的支出。

1.減輕了礦級數據管理人員的工作量：在應用該平臺之前，二級單位需配備專人維護服務器，建立服務備份機制，對生產數據進行手工備份，驗證備份數據有效性，監控服務器硬件運行狀態。實際上，二級單位對這部分資源的管理還存在一定的技術差距，加上機房崗位限制，在服務器系統管理上逐漸的顯得力不從心，且負擔很大。應用該平臺之后，上述問題都由信息中心統一解決，二級單位只考慮應用而不用再考慮運維方面問題，減少了大量工作量同時也提高了工作效率。

2.方便了系統與數據的組織與備份工作：在項目實施后，統一了服務器系統版本，統一了數據庫的版本，統一了數據庫參數，統一了各個數據庫的備份機制。通過減少Oracle數據庫的維護環節，來保障各個數據庫系統的高效運行。項目研制完成后可以有效的減輕二級單位服務器管理人員的數據庫的技術性投入，在工作強度上也將大幅度減輕。

3.節約了大量的硬件資源及后續維護性費用：現在礦Oracle數據庫服務器是在2000年進的T350聯想服務器，設備嚴重老化，故障率相當高，有一定的風險，在2009年一年內8個礦有4個礦出現了服務器不正常工作，已經嚴重的影響生產數據情況。如果把礦級數據庫服務器更換成高性能服務器數十萬元，本項目實施后，不但節約了大量的一次性更新成本，還將節省維護費用。

4.不再受各礦網段干擾，運行更平穩：礦級數據庫接替完成后，獨立于各礦的生產網絡環境，集中在廠核心服務器專用網段，有效的降低了病毒感染、惡性攻擊的發生幾率，使礦級數據庫的系統故障發生率接近零。在礦級數據庫服務器高效運行的同時，也在一定范圍內提高了礦級生產數據應急預案的運行效率，保證了在極端環境下，能快速有效的恢復生產數據的正常傳輸、應用。

五、技術應用前景

Hyper-V帶有內置網絡與虛擬技術，旨在為組織所使用的服務器基礎設施提供增強的可靠性和靈活性。它不僅可幫助企業降低成本、提高硬件虛擬化程度，同時還能優化基礎架構，并改進服務器的可用性。Hyper-V具有的諸多優勢會加快此技術在油田企業中規模化進行應用部署的進程，它對硬件資源分配是單一系統無法做到的。公司信息化工作剛開始時，硬件就落后于軟件發展，經過這么多年升級換代后，硬件平臺配置已經超過了軟件系統，硬件資源平均利用率還不到10%，而 Hyper-V正是解決這一問題的根本所在，通過把硬件資源進行重新劃分，即合理利用資源，又減少服務器購置數量，成本降低的同進也減少了維護性工作量。

六、結論與認識

Microsoft Windows Server虛擬化技術集成了多種特性，能解決眾多高難度的虛擬化技術難題，其中包括：確保整合型服務器的安全，滿足動態工作負載的需求，實現虛擬化工作負載的高性能運行以及簡化管理等。WSv將高度的安全性與強大的虛擬機隔離技術完美結合在一起，使用戶能在 WSv 主機服務器上整合異構工作負載的同時，還能確保靈活性和安全性。64位Hypervisor架構為WSv形成了堅固的基礎，為高強度工作負載提供了高性能。此外，Windows Server 2008、System Center Operations Manager以及System Center Virtual Machine Manager等還擁有功能強大的集成管理特性，能夠在各種不同虛擬化環境中實現高效率的自動化控制。雖然功能強大，但Hyper-V也有某些不足之處，它不能構架在32位平臺上，對CPU也要求虛擬功能支持，不能提供單獨的USB設備訪問功能。但瑕不掩瑜，合理的管理與部署此項技術，對于解決硬件資源緊張、提高硬件利用率、降低硬件購置成本等問題提供了一個切實可行的解決方案。

參考文獻：

[1] WS08_TDMWhitePaper_Condensed，V:5.0 Date:20070718.

[2] Windows Server 2008 Hyper-V Unleashed，by Rand Morimoto and Jeff Guillet.

[責任編輯 王玉妹]