高校數字化校園ORACLE RAC數據庫集群分析與部署

摘 要：ORACLE被廣泛部署與應用于數字化校園，隨著生產與應用的深入，高校對數據庫系統(tǒng)的高可用性十分重視。Oracle RAC作為實時應用集群的新技術，能夠在低成本服務器上構建高可用性數據庫系統(tǒng)，本文對ORACLE RAC架構及部署進行剖析。

關鍵詞：數字化校園；ORACLE；RAC；高可用性

中圖分類號：G250 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

為了提高高校管理水平，促進高校內涵建設，高校紛紛開展了數字化校園建設項目。數字化校園已成為許多高校必不可少的業(yè)務生產系統(tǒng)，系統(tǒng)運行直接影響到學校的日常運轉。數據庫系統(tǒng)是整個數字化校園的核心，對數字化校園所應用的數據庫的穩(wěn)定性、可靠性、擴展性等提出了更高的要求。采用集群技術的ORACLE RAC數據庫，可實現大量用戶并發(fā)訪問的同時保障其7×24的可用性、可靠性、故障快速恢復，保證數據庫的高可用性[1]。

2 ORACLE數據庫集群技術（ORACLE database

cluster technology）

集群技術是使用特定的配置方式，將成本相對較低的硬件設備結合起來，提高可擴展性和可靠性。Oracle RAC，全稱Real Application Cluster（實時應用集群），是一種數據庫應用集群技術，繼承了集群的所有特性，是一項并行計算的技術，支持多個服務節(jié)點能同時共享對某個單一數據庫的實時訪問，從而獲取更高的可用性、最靈活的可伸縮性以及經濟型的系統(tǒng)架構。當某個服務節(jié)點發(fā)生故障，RAC能夠自動切換到另外一個或多個節(jié)點上，從而實現應用的無縫切換，保證生產系統(tǒng)的連續(xù)性、可用性[2]。

2.1 可伸縮性

ORACLE RAC用戶可以通過虛擬數據庫服務名連接到數據庫上，數據庫服務或部分子集數據服務可被不同節(jié)點上RAC數據庫實例預訂。可以設置數據服務連接的數據庫節(jié)點。

2.2 高可用性

ORACLE RAC在數據庫恢復期間能提供完整的數據庫訪問，通過N-1節(jié)點失效的容錯能力，只要有一個數據庫節(jié)點維持正常運行，ORACLE RAC就能夠提供完全的數據庫訪問和服務，保證數字化校園業(yè)務系統(tǒng)7×24可用性的。

2.3 可管理性

提供了從任何節(jié)點到所有磁盤設備和遠程高速緩存進行無縫數據訪問的能力。并將映像延伸到所有數據庫管理操作。安裝、配置、備份、升級以及監(jiān)控等操作只需進行一次，然后會自動發(fā)布到集群中所有節(jié)點上去。

3 數據庫集群存儲架構（Database cluster storage

architecture）

大數據時代數據庫集群技術是解決數據庫系統(tǒng)安全、穩(wěn)定及可靠性等問題的良好方案。數據庫的集群和擴展與應用程序有所不同，需涉及到數據庫層面的同步?，F行數據庫集群存儲架構如下分為如下兩種類型[3]。

3.1 Share-Disk架構

Share-Disk架構是通過多個服務器節(jié)點共享一個存儲來實現數據庫集群。Share-Disk架構又分為單活和雙活，雙活即為集群中的每一個節(jié)點都可以同時對外提供服務，而單活為集群中只有一個節(jié)點可對外提供服務，集群中的其他服務器作為冗余在“活”的節(jié)點出現故障時接替該服務器成為對外提供服務的節(jié)點。雙活的技術雖然也是共享磁盤，但集群中的所有節(jié)點都可以對外提供服務。Oracle RAC集群采用的就是雙活技術。

3.2 Share-Nothing架構

Share-Nothing架構又分為兩種，第一種是分布式架構，將數據庫中的數據按照某一標準分布到多臺機器中，查詢或插入時按照條件查詢或插入對應的分區(qū)。另一種是每一個節(jié)點完全獨立，節(jié)點之間通過網絡連接，通常是通過光纖等專用網絡。

4 ORACLE RAC數據庫的部署（ORACLE RAC

database deployment）

4.1 運行環(huán)境規(guī)劃

Oracle數據庫集群需要至少兩臺服務器、一個共享盤陣，每臺服務器最少需要兩塊高速網卡和一塊HBA光纖卡。服務器的配置可選用機架式HP 580 G8或IBM 3850兩臺，單臺配置4路CPU，64GB及以上內存，也可以根據業(yè)務的并發(fā)度和可用性指標要求采用更多的服務節(jié)點；存儲配置EMC VNX 5000系統(tǒng)FC光纖存儲系統(tǒng)兩臺，單臺支持雙控制器，控制器FC光纖端口通信速率不低于6Gbps；配置EMC DS 300光纖交換機一臺，激活FC光纖端口不少于8個。操作系統(tǒng)采用64位Linux，數據庫軟件采用 oracle10g 和 oracle 10g rac組件。

4.2 存儲的規(guī)劃

數據庫系統(tǒng)的存儲應用一般都表現為大量的I/O訪問，對帶寬要求較低。如果存儲設備的IOPS較小時，會降低數據庫的檢索、處理速度，從而影響業(yè)務系統(tǒng)的效率。存儲配置的磁盤采用單塊磁盤容量為600G/15000RPM的高速FC磁盤，本例單臺可配置15*600G裸存儲容量，也可根據業(yè)務系統(tǒng)需求進行存儲容量的擴充。

建立一主一備兩套存儲系統(tǒng)，并采用EMC同步容災進行數據的備份與容災，通過同城同步保障主備核心業(yè)務數據的完全一致，并實現業(yè)務透明的回切，提升業(yè)務恢復能力。

4.3 ORACLE RAC的實施

通過兩臺服務器（單臺服務器配置四個網卡），兩個光纖交換機，兩個專用網絡交換機，一主一備兩套共享存儲，構建ORACLE RAC的物理架構。

依據設計的物理架構并按如下步驟進行配置。

（1）每個集群節(jié)點物理連接共享存儲。

（2）集群節(jié)點安裝操作系統(tǒng)，并進行存儲配置。本例采用RHEL6.4/64位操作系統(tǒng)。endprint

（3）每個節(jié)點有兩塊網卡分別需要三個IP地址public、Private、VIP，Private和VIP分配到Public NIC上，其中虛擬IP是在所有服務器運行正常時，分配到公共IP上，當有一臺服務器宕機，這臺服務器上的虛擬IP將被轉移到其他仍在正常運行的服務器上?？砂慈缦卤?進行地址的配置，具體應根據高校各自校園網地址規(guī)劃有所區(qū)別。

表1 ORACLE RAC地址規(guī)劃表

Tab.1 ORACLE RAC address planning table

項目 地址類型 ORac1地址 ORac2地址

網卡1 public 172.16.1.1/24 172.16.1.2/24

Gateway：172.16.1.254 Gateway：172.16.1.254

網卡2 vip 192.168.1.1/24 192.168.1.2/24

Gateway：192.168.1.254 Gateway：192.168.1.254

網卡3 privatc 10.0.0.1/27 10.0.0.2/27

（4）集群節(jié)點安裝集群組件。

將數據文件、控制文件、參數文件及聯機日志等安裝在共享存儲，并可以依據支行環(huán)境選擇OCFS或ASM集群文件系統(tǒng)。

（5）建立集群數據庫及實例。

（6）配置數據庫監(jiān)聽及數據庫服務。

（7）集群數據庫測試。

4.4 配置Failover

Failover（故障轉移）能夠將正在使用故障節(jié)點的用戶自動、透明地轉移到可用節(jié)點，保障了集群中任意節(jié)點出現故障都不會影響用戶的使用。一種推薦的Failover方式是采用Service-TAF方式。

Service-TAF通過結合Service，在數據庫里保存FAIL_MODE的配置，把所有的TAF配置保存在數據字典中，這樣做就不需要對客戶端的TNS文件做任何TAF的配置。從配置參數而言，Service-TAF和TAF相比多了一個Instance Role（實例角色）的概念，就是當有多個實例共同參與一個服務時，可以配置優(yōu)先使用哪一個實例為用戶提供服務。

（1）使用srvctl創(chuàng)建hgputest服務

[oracle@dbs admin]$ srvctl add service–d hgpudsdata–s hgputest–r rac1–a rac2–p

其中，hgpudsdata為數據庫名，hgputest為所要創(chuàng)建的服務，rac1為首選實例，rac2為可用實例。

（2）配置該服務自動啟動

[oracle@dbs admin]$ srvctl enable service–d hgpudsdata–s hgputest

（3）啟動該服務

[oracle@dbs admin] $ srvctl start service–d hgpudsdata–s hgputest

配置啟動多個服務時，服務名間采用逗號間隔。

（4）修改dbms_service.modify_service文件，實現dbms_service包配置TAF，根據業(yè)務系統(tǒng)運行指標設置service_name、failover_method、failover_type、failover_retries、failover_delay等關鍵參數。

5 結論（Conclusion）

本文結合ORACLE RAC集群技術的特性，對高校數字化校園數據庫集群的部署和實施進行分析和闡述。通過集群能夠有效地提高高校信息系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和可靠性。但病毒攻擊、無法抗拒的人為或自然災害都會對數字化校園數據庫運行構成安全威脅。高校信息化建設與管理工作者需要不斷探索與實施更加安全、實用的數據庫運行保障體系。

參考文獻（References）

[1] 閆黎.基于Oracle RAC的數據庫架構分析與企業(yè)應用[J].計算

機系統(tǒng)應用，2013（11）：200-203.

[2] 曲建峰，等.Oracle RAC集群技術在圖書館集成管理系統(tǒng)中

的應用[J].現代圖書情報技術，2012（07）：133-137.

[3] 蘭海波.基于Oracle RAC技術實現公共氣象服務網站數據庫

的高可用性[J].硅谷，2013（08）：16-17.

作者簡介：

王佩楷（1976-），男，碩士，副教授.研究領域：計算機網絡及

相關技術研究及服務.endprint