摘要：文章介紹了勝利油田在企業(yè)數(shù)據(jù)中心管理中面臨的主要問題，提出利用多種Oracle技術(shù)構(gòu)建高可用數(shù)據(jù)中心的技術(shù)解決方案，包括搭建本地高可用環(huán)境、可隨時切換的雙業(yè)務(wù)中心、支持災(zāi)難恢復(fù)的容災(zāi)中心等，目標是實現(xiàn)同城雙中心加異地災(zāi)備中心的“兩地三中心”，為大型企業(yè)建設(shè)最高可用性環(huán)境提供技術(shù)參考。

　　關(guān)鍵詞：核心期刊,Oracle技術(shù),高可用集群,RAC數(shù)據(jù)同步,災(zāi)備恢復(fù),災(zāi)備中心

　　1 大型企業(yè)數(shù)據(jù)中心運營面臨的問題

　　勝利油田是中國石化集團公司下屬的第一大油氣田，在職員工總數(shù)近17.6萬人，地理跨度200多公里，業(yè)務(wù)流程涵蓋油氣勘探、油田開發(fā)、石油工程、礦區(qū)服務(wù)、石油加工、國際化經(jīng)營等多個領(lǐng)域。

　　勝利油田建立了主備兩個生產(chǎn)中心，支撐著油田勘探開發(fā)的主干業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫均為SUN主機，僅采用Golden Gate進行數(shù)據(jù)同步，無法在災(zāi)難發(fā)生時提供高可用保障及故障切換能力。勝利油田面對的五個主要問題如下：

　　每個生產(chǎn)中心的服務(wù)器都是單機運行，不具備本地高可用能力。

　　第二，勘探開發(fā)主干業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要為生產(chǎn)提供7×24小時的不間斷服務(wù)，任何形式的服務(wù)停止、系統(tǒng)癱瘓，甚至人為誤操作導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失，都會對油田生產(chǎn)經(jīng)營造成損失，因此需要建立一個完善的災(zāi)備系統(tǒng)，由災(zāi)備中心提供災(zāi)難接管服務(wù)。

　　第三，為應(yīng)對城市道路改造、電力線路檢修等導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)中斷、機房停電等突發(fā)情況，需要定期將業(yè)務(wù)由主生產(chǎn)中心全部切換到備生產(chǎn)中心運行，這樣就要求主備中心兩端能提供數(shù)據(jù)實時同步。

　　第四，目前主備中心處理的業(yè)務(wù)數(shù)量相差懸殊，希望分布在兩地的服務(wù)器可以均衡的處理業(yè)務(wù)請求，需要建立一個支持雙向復(fù)制數(shù)據(jù)的負載均衡的服務(wù)系統(tǒng)。

　　第五，需要產(chǎn)生類似于生產(chǎn)系統(tǒng)的模擬環(huán)境，可直接用于應(yīng)用程序的測試和開發(fā)或支持本地決策支持系統(tǒng)，提高災(zāi)備中心的資源利用率。

　　2 Oracle高可用方案的技術(shù)分析與比較

　　RAC、Data Guard、Golden gate是Oracle高可用性體系中的三種解決方案，其側(cè)重點不同，適用場景也不同。每個方案既可以獨立應(yīng)用，也可以相互配合。

　　2.1 實時應(yīng)用集群――RAC

　　RAC是Oracle Real Application Cluster的簡寫，中文一般譯為“實時應(yīng)用集群”，RAC是通過CPU共享和存儲設(shè)備共享來實現(xiàn)多節(jié)點之間的無縫集群，常用于7*24的核心系統(tǒng)。

　　RAC是Oracle在高可用方面的重要產(chǎn)品，高可用性是其最大特性，如果集群內(nèi)的一個節(jié)點發(fā)生故障，Oracle可以繼續(xù)在其余的節(jié)點上運行，保證用戶的正常使用;可擴展性也是其主要的特性，如果需要更高的處理能力，新的節(jié)點可輕松添加至集群，可提供強大的處理能力。

　　RAC的缺點是存儲和數(shù)據(jù)只有一份，容易形成單點故障，且由于多個節(jié)點間需要高速網(wǎng)絡(luò)互連，因此只能實現(xiàn)一個機房或一個數(shù)據(jù)中心內(nèi)的高可用。

　　2.2 Oracle數(shù)據(jù)衛(wèi)士――Data Guard

　　假設(shè)RAC集群的共享存儲發(fā)生設(shè)備故障，或集群所在的機房被化為灰燼，或所在城市發(fā)生嚴重地震，需要多長時間來恢復(fù)數(shù)據(jù)庫呢?

　　Data Guard是Oracle在災(zāi)難恢復(fù)方面的重要產(chǎn)品，主要用于數(shù)據(jù)庫容災(zāi)和大數(shù)據(jù)量復(fù)制。適合多機房，可在一個機房部署生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，其他機房部署備用數(shù)據(jù)庫，通過將生產(chǎn)庫的重做日志傳到并且應(yīng)用到備用庫來實現(xiàn)兩個數(shù)據(jù)庫同步，備用庫主要用于生產(chǎn)庫失敗后做切換。災(zāi)難發(fā)生后可以在幾分鐘之內(nèi)重新訪問數(shù)據(jù)庫，而不是需要幾天或幾周。

　　Data Guard的缺點是不支持異構(gòu)平臺，僅支持單一的Oracle數(shù)據(jù)庫，要求完全相同的操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺，此外由于對兩端數(shù)據(jù)庫同時寫入的支持能力不好，在沒有故障的情況下，備用端的IT資源閑置、無法有效利用。

　　2.3 Oracle Golden Gate――OGG

　　那么如何在不同設(shè)備類型、不同數(shù)據(jù)庫平臺之間進行容災(zāi)和備份呢?Golden Gate可以在異構(gòu)IT基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間，通過實時解析數(shù)據(jù)庫在線日志在目標端重現(xiàn)源端交易，實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的秒一級的數(shù)據(jù)捕捉、轉(zhuǎn)換和投遞。

　　Golden Gate是Oracle在數(shù)據(jù)遷移和數(shù)據(jù)同步方面的重要產(chǎn)品，適用于數(shù)據(jù)庫應(yīng)急和數(shù)據(jù)采集分發(fā)。支持異構(gòu)是其最大特點，可以跨操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫平臺;

　　同時由于支持數(shù)據(jù)雙向復(fù)制功能，備份端可以分擔(dān)負載或提供實時的數(shù)據(jù)查詢及報表業(yè)務(wù)等，可以極大提高IT資源利用率。

　　Golden Gate的缺點是不支持同步復(fù)制，且命令行方式、維護較復(fù)雜。

　　3 構(gòu)建企業(yè)最高可用性環(huán)境的解決方案

　　經(jīng)過上文的技術(shù)分析，我們發(fā)現(xiàn)可以通過上述三種技術(shù)的綜合利用來構(gòu)建油田企業(yè)的最高可用性環(huán)境，建設(shè)同城雙中心加異地災(zāi)備中心的“兩地三中心”。

　　3.1 系統(tǒng)拓撲圖

　　系統(tǒng)拓撲圖如圖1所示：

　　圖1

　　3.2 解決方案

　　3.2.1 環(huán)境中有兩個生產(chǎn)中心，即生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B，分別在每個生產(chǎn)中心的機房內(nèi)采用RAC技術(shù)搭建高可用集群，提供本地高可用的能力。

　　3.2.2 建立一個可以隨時切換的雙業(yè)務(wù)中心模式。生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B之間采用Golden Gate進行雙向復(fù)制數(shù)據(jù)，為兩端提供數(shù)據(jù)實時同步的能力。生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B始終處于可用狀態(tài)，平時提供負載均衡的服務(wù)，在一端災(zāi)難發(fā)生時所有業(yè)務(wù)由另外一端快速接管，保證了勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的7×24小時可用。 　　3.2.3 在距離200km以外的異地建立災(zāi)備中心，通過Data Guard災(zāi)備技術(shù)將生產(chǎn)中心的數(shù)據(jù)復(fù)制到災(zāi)備中心，當同城的生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B都處于計劃停機或非計劃停機狀態(tài)時，災(zāi)備中心將接管生產(chǎn)中心的服務(wù)，保障業(yè)務(wù)的持續(xù)進行。

　　3.2.4 平時可基于災(zāi)備中心建立決策支持系統(tǒng)，提供即席查詢和各類分析報表或用于應(yīng)用程序的測試和開發(fā)，提高災(zāi)備中心的資源利用率。

　　3.3 關(guān)鍵技術(shù)

　　3.3.1 在生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B內(nèi)部，采用RAC搭建集群環(huán)境。每臺計算機上運行一個實例，每個實例裝載和打開同一個數(shù)據(jù)庫。所有的實例都是對等的，共享高速緩存，避免出現(xiàn)重復(fù)的改動。RAC的主要思想與網(wǎng)格計算的主要思想相同――在需要的時候插入節(jié)點以處理多余的工作負載，或者在情況允許的時候刪除節(jié)點并將它們移至某處。高可用性是RAC最主要的特性。只要集群中有一臺機器沒有出現(xiàn)故障，就能保證用戶的正常使用。另外可伸縮性也是RAC主要的特性。當資金有限的時候，可以暫時不必購買配置較高的設(shè)備，只需購買能夠滿足當前需求的設(shè)備，當業(yè)務(wù)量增長時，再考慮購買同等配置的設(shè)備。

　　3.3.2 在生產(chǎn)中心A和生產(chǎn)中心B之間，采用Golden Gate進行雙向復(fù)制數(shù)據(jù)。Golden Gate提供了兩個或兩個以上生產(chǎn)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)復(fù)制功能。這些系統(tǒng)無須具有一樣的屬性或相同的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)庫版本，是一種基于軟件的數(shù)據(jù)復(fù)制方式。它從數(shù)據(jù)庫的日志中解析數(shù)據(jù)的變化(數(shù)據(jù)量只有日志的四分之一左右)，Golden Gate將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為自己的格式，直接通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸，無需依賴于數(shù)據(jù)庫自身的傳遞方式如Oracle Net，而且可以通過高達9∶1的壓縮比率對數(shù)據(jù)進行壓縮，大大降低帶寬需求。雙向數(shù)據(jù)復(fù)制是兩端互為源/目的數(shù)據(jù)復(fù)制對象，兩端生產(chǎn)系統(tǒng)同時保持Active狀態(tài)。Golden Gate的跨平臺特性可實現(xiàn)異構(gòu)的數(shù)據(jù)復(fù)制，為未來系統(tǒng)的擴展提供了便利，在軟硬件選擇上可以更加靈活。

　　3.3.3 在生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心之間，采用Data Guard進行災(zāi)難備份。Oracle Data Guard通過使用稱為standby database的數(shù)據(jù)庫來防止出現(xiàn)數(shù)據(jù)的災(zāi)難。它通過將primary database數(shù)據(jù)庫的重做日志傳到并應(yīng)用到standby database數(shù)據(jù)庫來使standby database數(shù)據(jù)庫與primary database數(shù)據(jù)庫同步。Data Guard不支持異構(gòu)、要求主備數(shù)據(jù)庫完全一樣。Data Guard可以分為物理Standby和邏輯Standby兩種，二者的最大差別在于，物理Standby應(yīng)用的是主庫的歸檔日志，而邏輯Standby應(yīng)用的是主庫的歸檔日志中提取的SQL語句。物理Standby無論從邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)都是和主庫保持一致，因此在企業(yè)的核心數(shù)據(jù)庫，首選物理Standby技術(shù)。邏輯的standby在平時則可分擔(dān)主庫的讀負載。

　　作者簡介：牟菁(1970-)，女，山東臨朐人，勝利石油管理局信息中心副教授，研究方向：企業(yè)應(yīng)用集成整合平臺

　　技術(shù)。