一種基于Oracle RAC集群與高級復(fù)制的數(shù)據(jù)可靠存儲的方法

◆王 丹 滕 達(dá) 束愛華

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所 江蘇 210007）

一種基于Oracle RAC集群與高級復(fù)制的數(shù)據(jù)可靠存儲的方法

◆王 丹 滕 達(dá) 束愛華

（中國電子科技集團(tuán)公司第二十八研究所 江蘇 210007）

本文說明了一種基于Oracle RAC集群與高級復(fù)制的數(shù)據(jù)可靠存儲的方法，用于為指揮信息系統(tǒng)提供穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)庫支撐。

Oracle RAC集群；高級復(fù)制；指揮信息系統(tǒng)

0 引言

針對指揮信息系統(tǒng)大容量（TB級）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)高穩(wěn)定性存儲、調(diào)用的技術(shù)特點，我們采用Oracle RAC集群技術(shù)與高級復(fù)制技術(shù)結(jié)合使用的方法，完成對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的冗余備份和數(shù)據(jù)同步，能夠極大提高整套指揮信息系統(tǒng)的可用性。指揮信息系統(tǒng)采用三機集群方式，即三臺核心處理服務(wù)器同時為前臺客戶端提供服務(wù)。Oracle RAC集群技術(shù)為其中兩臺服務(wù)器提供統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)，高級復(fù)制技術(shù)負(fù)責(zé)將第三臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，形成一個高可用系統(tǒng)體系，確保數(shù)據(jù)實時性和一致性，有效地降低了服務(wù)器負(fù)載過大的風(fēng)險，提高了客戶端數(shù)據(jù)訪問的響應(yīng)速度。

1 背景技術(shù)

1.1 指揮信息系統(tǒng)

指揮信息系統(tǒng)最重要的一個作用就是存儲那些龐大且珍貴的數(shù)據(jù)信息，這些數(shù)據(jù)支撐著那些復(fù)雜密集的運算，支撐系統(tǒng)美麗多彩的動態(tài)畫面，還有在后臺默默地記錄系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中的一點一滴。數(shù)據(jù)如此重要，所以數(shù)據(jù)的存儲安全是重中之重。多年以來，一直選用ORACLE 數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)的存儲平臺，它功能強大并且穩(wěn)定可靠。

指揮信息系統(tǒng)傳統(tǒng)的Oracle數(shù)據(jù)庫使用方式為，三臺應(yīng)用服務(wù)器上分別部署單實例數(shù)據(jù)庫軟件，三個數(shù)據(jù)庫之間使用高級復(fù)制，達(dá)到數(shù)據(jù)同步的目的。然而近年來，伴隨著網(wǎng)絡(luò)帶寬迅速提升、網(wǎng)絡(luò)存儲技術(shù)的迅速發(fā)展，越來越多的共享存儲技術(shù)在信息系統(tǒng)中得到應(yīng)用。尤其是指揮信息系統(tǒng)的三維顯示技術(shù)的發(fā)展，使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫方案不能滿足系統(tǒng)需求；現(xiàn)在需要更加龐大的數(shù)據(jù)存儲量，來支持海量的三維地理信息數(shù)據(jù)，還有更加安全、高效的數(shù)據(jù)訪問能力。這時，Oracle的一個高端產(chǎn)品“RAC集群數(shù)據(jù)庫”映入了開發(fā)者們的眼簾。

1.2 RAC

RAC，全稱Real Application Cluster，特點是將多臺計算機組織在一起、多個實例共享網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備、同時對外提供服務(wù)，強項在于解決了單點故障和負(fù)載均衡[1]。

圖1 Oracle RAC軟件拓?fù)鋱D

然而RAC也有它致命的一面，RAC環(huán)境中所有節(jié)點共享一個網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備，一旦網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備出現(xiàn)故障，數(shù)據(jù)庫就面臨全面癱瘓，也就是說網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備存在單點故障隱患。所以還需要尋求另外的方法與RAC結(jié)合使用，來提高系統(tǒng)整體的可用性。

目前Oracle提供有高級復(fù)制、Data Guard和流復(fù)制等多種數(shù)據(jù)備份方案。經(jīng)過了大量實驗對比，最終選定采用高級復(fù)制技術(shù)與RAC技術(shù)相結(jié)合，來提高系統(tǒng)整體可用性。

2 具體實施方式

2.1 構(gòu)建Oracle RAC集群與高級復(fù)制環(huán)境

目前，指揮信息系統(tǒng)多數(shù)采用服務(wù)器三機集群方式，即三臺核心處理服務(wù)器同時為前臺客戶端提供服務(wù)。如圖2，Oracle RAC集群技術(shù)為其中兩臺服務(wù)器提供統(tǒng)一的共享數(shù)據(jù)，高級復(fù)制技術(shù)負(fù)責(zé)將第三臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行同步，形成一個高可用系統(tǒng)體系，確保數(shù)據(jù)實時性和一致性。并且通過建立數(shù)據(jù)庫健康狀態(tài)捕獲機制，實現(xiàn)了RAC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫之間無縫切換，為客戶端訪問提供了更加穩(wěn)定高效的數(shù)據(jù)支撐。

圖2 Oracle RAC集群技術(shù)與高級復(fù)制技術(shù)結(jié)合使用結(jié)構(gòu)圖

構(gòu)建RAC與高級復(fù)制結(jié)合方法如下：

（1）部署RAC數(shù)據(jù)庫軟件環(huán)境：在一號服務(wù)器和二號服務(wù)器上部署RAC數(shù)據(jù)庫雙節(jié)點集群軟件環(huán)境。

①確定RAC雙節(jié)點名稱分別為server1和server2、以及Public NIC名和Private NIC名；

②選用ASM作為數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)；

③確定CRS集群件軟件安裝路徑名為$CRS_HOME；

④確定RAC數(shù)據(jù)庫軟件安裝路徑名為$ORACLE_HOME、數(shù)據(jù)庫服務(wù)名為RACDB；確定Voting 盤大小為1000MB、OCR盤大小為1000MB；

⑤確定系統(tǒng)運行所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的物理文件存儲路徑為+DATAoradata、大小為3TB，海量三維地理信息數(shù)據(jù)的物理文件存儲路徑為+DATA1gworld、大小為20TB。

（2）部署單實例數(shù)據(jù)庫軟件環(huán)境。

①確定單實例數(shù)據(jù)庫節(jié)點名稱為server3；

②確定單實例數(shù)據(jù)庫軟件安裝路徑名為$ORACLE_HOME、數(shù)據(jù)庫服務(wù)名為ora11；

③確定系統(tǒng)運行所需的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的物理文件存儲路徑為/ora data。

（3）RAC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫之間部署高級復(fù)制。

①高級復(fù)制采用異步多主復(fù)制方案，參與復(fù)制的數(shù)據(jù)表在R AC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫之間對稱復(fù)制，任一節(jié)點復(fù)制對象的更新都會被傳播并被直接應(yīng)用到另外一個節(jié)點的復(fù)制對象中，如果某一節(jié)點出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫故障，不影響另外一個健康節(jié)點的數(shù)據(jù)更新操作，在故障節(jié)點恢復(fù)之前，健康節(jié)點會將所有“復(fù)制事務(wù)”保存在本地def$_aqcall隊列中，待故障節(jié)點恢復(fù)工作后，再執(zhí)行[2]。

②高級復(fù)制搭建過程中，關(guān)閉RAC數(shù)據(jù)庫server2節(jié)點數(shù)據(jù)庫實例，只保留server1數(shù)據(jù)庫實例單獨運行，并將初始化參數(shù)cluster_database設(shè)置為false，這樣能夠有效提高高級復(fù)制對象的復(fù)制支持的生成速度。

至此，RAC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫之間部署高級復(fù)制完畢。

Oracle RAC集群與高級復(fù)制技術(shù)相結(jié)合，使得RAC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫互為備份[3]，既避免了單純RAC環(huán)境下由于網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備發(fā)生故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)全面癱瘓的隱患，又解決了單實例數(shù)據(jù)庫的單點故障隱患；同時，將原系統(tǒng)中三節(jié)點高級復(fù)制降階為兩節(jié)點高級復(fù)制，降低了高級復(fù)制的耦合性，有效降低了數(shù)據(jù)同步過程中出錯概率。

2.2 數(shù)據(jù)庫健康狀態(tài)捕獲機制

為實現(xiàn)RAC數(shù)據(jù)庫和單實例數(shù)據(jù)庫之間無縫切換，使系統(tǒng)滿足高可用性要求，我們還建立了數(shù)據(jù)庫健康狀態(tài)捕獲機制。

如圖3，系統(tǒng)運行時，數(shù)據(jù)庫健康狀態(tài)監(jiān)控進(jìn)程（DBMON）捕獲數(shù)據(jù)庫健康狀態(tài)。當(dāng)RAC數(shù)據(jù)庫健康時，DBMON優(yōu)先選擇RAC數(shù)據(jù)庫為客戶端提供數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)；一旦RAC數(shù)據(jù)庫故障即RAC數(shù)據(jù)庫健康心跳失效時，DBMON則選擇單實例數(shù)據(jù)庫為客戶端提供數(shù)據(jù)讀寫服務(wù)；如此時單實例數(shù)據(jù)庫也發(fā)生故障，則表明數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全面癱瘓，程序警告退出。