數據庫雙機熱備份系統解決方案

馮雷

【摘 要】本文先后闡述了系統的改進方案；備份數據庫工作原理和系統特點與總結。

【關 鍵 詞】數據庫；雙機熱備份；系統；解決方案

【中圖分類號】G250.74【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0213-02

引言：近年來，隨著經濟改革的不斷深入，企業的各項業務也有了長足發展，計算機應用水平得到迅速的提高。目前，開放平臺加客戶/服務器的雙機熱備份應用模式已經被我國中小型企業廣泛采用。

通常這種應用模式是以兩臺小型機做互為備份的兩個節點，同時聯到一個共享磁盤柜上，構成一個Client/Server方式下的Server端服務器系統。這種服務器系統在考慮系統的高連續可用性時，一般從主機、網絡到UPS電源都是一主一備，存放數據的磁盤選擇磁盤鏡像技術或選擇磁盤冗余陣列5技術（RAID5）。

從硬件角度看，這種配置已經考慮了各組成部分的冗余，然而從應用的角度來看，這樣的服務器系統還是有缺陷的。

對應用系統而言，數據庫是非常重要的，而在這種服務器系統中數據庫只有一個，一旦出現故障，不但整個系統會癱瘓，甚至還會給銀行帶來很大的經濟損失。對于這個問題，雙機熱備份模式是無能為力的。在實際應用系統的運行過程中，由于參數設置不當或數據庫本身存在的缺陷，使得數據庫出現的問題在故障率中所占比重還是比較大的，因而給應用系統的可靠運行帶來了較大的影響。本文針對這一問題，介紹我單位的一種解決方案。

一、系統的改進方案

為了解決Oracle數據庫無備份的問題，必須另建一套服務器系統。然而對中小型企業來講，另外投資一套小型服務器系統，經濟上往往不允許。考慮到現在的PC服務器在性能上已經足可以充當企業級服務器，投資較小，所以我們選擇了用PC服務器備份的方案，如圖1所示：

根據對IBM System X服務器的壓力測試結果，我們認為它具有處理日交易3萬筆的能力，符合我單位目前業務的情況，因此我們選用了IBM System X服務器做備份Oracle數據庫。

PC服務器硬件配置：

（1）CPU 4×Pentium Pro

（2）內存 8G

（3）硬盤 320G

軟件環境：

（1）操作系統 Windows server 2003

（2）數據庫 Oracle 10g

（3）應用軟件 ERP軟件

二、 RAID系統

RAID （Redundant Array of Inexpensive Dins），廉價冗余磁盤陣列。RAID是一種使用磁盤驅動器的方法，它將一組磁盤驅動器用某種邏輯方式聯系起來，作為邏輯上的一個磁盤驅動器來使用，使RAID一般是在SCSI磁盤驅動路上實現的。它的優點在于：

通過將多個物理磁盤編織（weaving）進一個單獨的邏輯卷來使用，使RAID相對傳統的磁盤驅動器，在同樣的容量下，價格要低許多。

通過將數據按條塊（blocks）寫入不同的磁盤來并行地讀寫幾個磁盤，進而提升磁盤訪向速度。帶有多個磁盤控制器的RAID系統，存取速度提高很快。

RAID的具體實現可以靠硬件也可以靠軟件，通過硬件實現RAID的產品有磁盤陣列柜，陣列柜中安裝有磁盤陣列控制卡，可以直接將柜中的硬盤配置成為邏輯盤陣。磁盤陣列柜通過SCSI電纜與服務器上普通SCSI卡相連，系統管理員需直接在磁盤柜上配置磁盤陣列。

磁盤陣列控制器一般都支持多種RAID級別、磁盤的熱插拔、在線平滑擴容和雙冗余電源。

三、備份數據庫工作原理

由于PC服務器中的操作系統、數據庫與生產機中的版本不同，所以必須先將生產機中的數據庫數據卸出來，以文本文件的形式傳到PC服務器上，然后將此文本文件再裝入PC服務器的數據庫中，從而使兩個數據庫中的數據一致。慎重起見，還可以對重要表的有關字段進行求和，并將兩個數據庫的求和結果進行比較，若一致則可以放心，不一致則說明上述操作過程有問題，需要排除后重做。

1.日間備份

將每天晚上軋帳后的數據卸出并裝載到PC服務器上，使得生產機和PC服務器中的數據在每天業務開始前保持一致。正常開機后，當生產機上的數據庫出現問題不能正常使用時，可以通過修改PC服務器的網絡地址，使上傳的交易傳到PC服務器，從而實現數據庫的切換。

但應注意，切換后的數據庫狀態是每天業務開始時的狀態，所以還應有一個追帳的過程，直到追帳完成，才算完成整個切換過程。這種切換所需的時間仍遠遠少于磁帶恢復后再追帳的時間。一般磁帶備份只做軋帳前的數據備份，這樣磁帶恢復后還要再做一個軋帳過程，才能恢復到開業時的數據庫狀態。

2.查找隔日數據

有時根據業務的需要，要求恢復前一天的有關數據，由于白天業務運轉不允許生產數據庫停下來恢復數據，有了PC服務器，可以將一些數據表在軋帳前卸出來，傳到PC服務器上，需要時在PC服務器上恢復出來，進行數據的查找。

3.磁帶備份的補充

服務器上的數據還起到異種介質備份的作用，提高了備份數據的可靠性。PC服務器可放在辦公環境下使用，這樣可使服務器與生產機保持適當的距離，一定程度上提高了整個系統的抗災能力。

在雙機熱備份應用模式下，采用PC服務器作數據庫的備份，提高了整個應用系統的連續可用性和數據備份的可靠性，由于該方案投資省、易實施，對中小型企業有一定的借鑒價值。

四、系統特點與總結

雙機與磁盤陣列柜互聯結構的特點是：

硬軟結合實現真正意義上的數據與系統分離。

對硬件配置要求不高，服務器可采用不同或相差較大的配置。

系統切換時間段，平均切換時間為60秒。

切換過程對應用程序無影響，無需重新啟動或登陸。

系統效率高。因為整個系統中數據讀寫、管理及容錯由磁盤陣列來完成。而系統服務器故障糾錯處理由HA軟件來完成，而這兩個都是相對獨立的子系統。雙機容錯監控路徑為SCSI線路（80M/S）和RS232線路或10/ 100MB自適應網卡線路，既不占用主機CPU資源，也不產用基礎網絡寬帶，因此系統效率高。

雙機與磁盤陣列柜互聯結構不采用內存鏡像技術，因此需要有一定的切換時間（通常為60-180秒），它可以有效地避免由于應用程序自身的缺陷導致系統全部宕機，同時由于所有的數據全部存貯在中置的磁盤陣列柜中，當工作機出現故障時，備份機接替工作機，從磁盤陣列中讀取數據，所以不會產生數據不同步的問題，由于這種方案不需要網絡鏡像同步，因此這種集群方案服務器的性能要比鏡像服務器結構高出很多。

雙機與磁盤陣列柜互聯結構的缺點是在系統當中存在單點錯的缺陷，所謂單點錯是指當系統中某個部件或某個應用程序出現故障時，導致所有系統全部宕機。在這個系統中磁盤陣列柜會導致單點錯，當磁盤陣列柜出現邏輯或物理故障時，所有存貯的數據會全部丟失，因此在選配這種方案時，需要選用一個品質與售后服務較好的產品。

五、結束語

計算機技術、網絡技術的廣泛應用，使企業運作效率大大提高。同時也使現代企業對計算機系統的依賴性進一步增加。如何保證核心應用永不停止，關鍵數據不會丟失？越來越多的企業采用雙機熱備份或多機集群技術來解決這一問題，其中雙機熱備份技術以其技術成熟，成本相對較低，獲得了廣泛的應用。

典型的雙機熱備份系統通過在兩臺服務器上運行雙機熱備份軟件和共用RAID磁盤陣列來實現。這種方案在電信，金觸、證券、政府等部門和行業的成功應用，業己證明其可靠性和成熟性。

參考文獻

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