电信核心业务系统容灾解决方案

1、电信核心业务系统容灾解决方案Oracle技术产品咨询顾问 高壮志2004/05/24随着电信运营商多年的系统建设，其核心业务系统的高可用性越来越受到人们的关注。 从整个系统的角度来看高可用性，包括主机、操作系统、数据库、应用、网络设备等许多方 面。而这些系统的一个显著特点就是以数据为中心，因此对数据的保护是整个系统高可用性 的核心体现。Oracle数据库作为电信运营商核心系统的主流数据库，针对企业用户的重要数 据、重要业务高可用性的需求提出了建立在数据库级别的容灾方案-Oracle Data Guard （数 据卫士）。为什么要使用Data Guard电信行业现有系统在容灾方面基本上有两种做法

2、。一是采用备份的方法，即定期地将数 据备份到硬盘和磁带上。这种方法的缺陷是实时性较差，恢复时间较长；另外备份设备和生 产系统一般都处于同一物理位置，不能满足异地容灾的要求。另一种做法就是硬件镜像的做 法，这种做法在硬件投资上较大，对两点间网络带宽有较大要求。鱼和熊掌，可否兼得？下 面让我们来看看Oracle Data Guard解决方案。Oracle Data GuardOracle9i Data Guard维护了一个或多个与客户生产数据的同步备份。Oracle9i DataGuard配置包括一个松散连接的系统集合，由一个生产数据库和若干备用数据库组成，形成 一个独立、易于管理的数据保护方案。

3、现有运营商的核心业务系统的数据库在物理位置上往 往位于省信息中心或计费中心的机房内，如果在同一城市有其它机房或利用其它城市机房部 署同步备份的数据库，通过Oracle网络服务连接到一起，就可以构成一个很好的容灾解决 方案。在修改主数据库时，对主数据库更改而生成的更新数据即发送到备用数据库，这些更 改在备用数据库被重新应用。当生产数据库出现故障时，备用数据库可以继续提供服务。图1提供了一个例子。简单的双工作区配置主工作区:鸳区StandbyDatabase主工作区:鸳区StandbyDatabase图1简单的双工作区配置由于只是日志文件在主备用数据库之间的传送，其对应用程序是透明的，所以不需更改

4、 现有应用。由于核心业务系统的负载很大，所以我们也会非常关心这种数据同步是否会对生 产数据库产生影响？实际上，生产数据库和备用数据库之间数据同步的方式有同步和异步之 分，我们可以配置备用数据库使其对主数据库的性能几乎没有任何影响。由于仅对生产数据 库所做的更改才发送到备用数据库中，因而这样的应急方案相对于镜像所有数据库文件记录 的方式来说，能够与高事务处理率保持同步，在很大程度上降低了网络流量。Oracle8i和Oracle9i的第一个版本只支持物理备用数据库，在Oracle9i的第二个版本革 命性地引入了逻辑备用数据库。物理备用数据库和逻辑备用数据库的主要区别在于备用数据 库得到日志文件后，

5、如何应用日志文件（见图2）。Physical Standby & Logical StandbyProduction DatabaseTranfonri Reda to SQLIndies & MVsPhysical Stuidby Database0PC3Er RfflponwProduction DatabaseTranfonri Reda to SQLIndies & MVsPhysical Stuidby Database0PC3Er RfflponwStandbyDatabase图 2 Physical Standby & Logical Standby物理备用数据库在应用日志文件时

6、，是基于数据块级别来进行。因此，要求备用数据库 和主数据库具有相同的物理结构，而且备用数据库只能处在恢复状态和只读打开两种状态中 的一种。而逻辑备用数据库在应用日志文件时，首先将其转化为SQL语句，然后再进行同 步应用。因此，逻辑备用数据库一直处于打开状态，在应用日志文件的同时，可以同时读取 数据（见图3）。备用数据库可以分担主数据库的负载.提高投资利用匚备用数据库并不是空闲的StandbyuRead-Only / 备用数据库可以分担主数据库的负载.提高投资利用匚备用数据库并不是空闲的StandbyuRead-Only / ReadA/Vrite报表图3逻辑备用数据库与主数据库只要求逻辑结构相

7、同，因此，还可以建立自己的数据库对象， 进行读写操作。这样备用数据库就可以分担一部分主数据库的负载，如生成报表、备份等， 在一定程度上提高了用户的投资回报。Oracle9i Data Guard中主数据库和备用数据库的角色切换有两种方式：Switch Over和 Fail Overo Switch Over使用于计划内宕机的情况，如主数据库进行硬件和操作系统的升级， Switch Over可以在不产生数据丢失的情况下，可逆地切换主数据库和备用数据库的角色。 切换后，备用数据库成为主数据库，主数据库自动成为备用数据库。在需要时，还可切换回 来。如果发生计划之外的故障，就需通过Fail Over进

8、行角色切换，使备用数据库担当起主 数据库的责任。这时主数据库不会自动成为备用数据库，并且需要一些手工操作来进行恢复。每笔电信业务以及计费对生产数据库中的数据做出修改时，Oracle9i数据库将在一个联 机重做日志文件中记录此次更改。在Data Gurard中可配置写日志的这个过程，在大的方面 可分为同步方式和异步方式。所谓同步方式就是在提交对生产数据库所做的修改时，要求此 次修改已在备用数据库被应用，在生产数据库的操作才能成功。异步方式是通过维护一个本 地缓存，当积累到一定程度时才将日志传送到备用数据库，在提交事务时不受备用数据库的 影响。可以看出同步方式可更有效地保护数据不丢失，但会对生产数

9、据库的性能有一定影响。 异步方式则对生产数据库的性能影响很小，但会存在一定数据丢失的可能。Oracle9i第二版提供了三种模式来完成备用数据库的日志传送，通过一些设置选项，使 其可针对不同级别的可用性进行设置。让我们来看看这三种模式的情况，以及哪些模式适用 于我们电信行业的业务系统（见图4）o保炉模式目标曰志属性数据阵保护策略MaKimum Protection藤大保护模夜MANDATORY, LGWR, SYNC, AFFIRM品部级划的保护模式 当曰志网步因为网路 常抑敷据库的壕因无 弛打上载虎布会在Maximum AvailabHity股尚可用模忒MANDATORY, LGWRT SYN

10、C, AFFIRM旬城别的保护模式， 日志口步因为网络成 用敝据修的蜂W无法 行时，宅数掘座不会 机.血是金楮为保太 能模式继携访行Maxirnum Performance总大性能演武LGWR SYNC, LGWR ASYNC ar ARCH较岛继别能群护模式 日志同步因为祠昭成 M1敝据阵成蝉期无株 行时走数潭座不会 机.井tUTK嫩据库 野能影感很小.图4最大保护模式最大保护模式为主数据库提供最高级别的数据可用性。它保证在主数据库提交的事务可 在备用数据库恢复并可用。当所有的备用数据库都不可用时，主数据库的处理会自动挂起， 保证主数据库和备用数据库之间不会出现不一致。在以最大保护模式运行时

11、，日志写进程（LGWR）负责将日志记录从主数据库传送到备 用数据库，在没有得到传送数据已在备用数据库可用之前，主数据库的事务不会提交。这会 在某种程度上影响主数据库的性能，但最大程度地保护了数据的一致性。当主数据库出现故障时，因为所有在主数据库提交的事务都已在备用数据库同步，所以 不会有数据丢失。最高可用模式最高可用模式也为主数据库提供了高级别的保护，同最大保护模式相比，当备用数据库 不可用时，主数据库不会挂起，而是降为最大性能模式。由于主数据库仍在继续运行，主数 据库和备用数据库之间会出现数据不一致的情况。这种模式也是一种同步模式，日志写进程 （LGWR）负责将日志记录从主数据库传送到备用数

12、据库，在没有得到传送数据已在备用数 据库可用之前，主数据库的事务不会提交。最大性能模式最大性能模式是缺省的保护模式，它是一种异步模式。在正常操作过程中，主数据库不 会确认数据是否已经在备用数据库可用，就继续进行本地操作。如果备用数据库出现故障， 主数据库的处理也不会挂起，因此它对主数据库的性能影响很小。最大保护模式保证了生产数据库和备用数据库的一致性，但带来的问题是，如果备用数 据库或网络出现问题也会造成生产数据库的不可用。因此，建议采用多个备用数据库，只要 有一个备用数据库可以同步数据，生产数据库依然可用。从现有电信行业容灾建设的情况和 业务特点来看最高可用模式和最大性能模式更贴近现状，尤其是最大性能模式对生产数据库的性能影响很小。实际使用情况在这里简单介绍一个某省移动公司帐务系统采用Oracle Data Guard物理备用数据库的 情况（见图5）。这是一个典型的将Oracle集群数据库RAC和Data Guard相结合的容灾方式。在主数据 库采用四个节点的集群数据库（RAC），数据存放在共享的裸设备上。集群数据库针对服 务器故障提供了保护，并可分担负载，在此基础