霍長(zhǎng)娟1，孫洪平2

　　（1. 中國(guó)航空結(jié)算有限責(zé)任公司，北京 100028；2. 北京高陽(yáng)金信信息技術(shù)有限公司，北京 100050）

       摘要：結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)要求，利用Oracle11g的DataGuard技術(shù)，通過(guò)本地部署主備數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)高可用架構(gòu)，通過(guò)遠(yuǎn)端級(jí)聯(lián)第二個(gè)備庫(kù)實(shí)現(xiàn)異地容災(zāi)的要求。在DataGuard的搭建過(guò)程中，配置Broker工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理DataGuard，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置FSFO和快速閃回恢復(fù)區(qū)實(shí)現(xiàn)本地主數(shù)據(jù)庫(kù)故障時(shí)自動(dòng)切換到備庫(kù)，以及在備庫(kù)快速閃回恢復(fù)區(qū)沒(méi)有被歸檔日志撐滿之前主庫(kù)得到正常恢復(fù)，Broker能夠自動(dòng)恢復(fù)DataGuard的配置，從而真正實(shí)現(xiàn)高效的、自動(dòng)的高可用架構(gòu)。

　　關(guān)鍵詞：DataGuard；主備數(shù)據(jù)庫(kù)；遠(yuǎn)程災(zāi)備；FSFO

　　中圖分類號(hào)：TP309文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI： 10.19358/j.issn.1674-7720.2016.24.022

　　引用格式：霍長(zhǎng)娟，孫洪平. 一種自動(dòng)管理的高可用架構(gòu)［J］.微型機(jī)與應(yīng)用，2016,35（24）：77-80，83.

0引言

　　目前很多銀行、金融等企業(yè)都使用Oracle作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，如何保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全可靠性是從上到下一致關(guān)心的問(wèn)題。目前的高可用配置有多種方案，數(shù)據(jù)庫(kù)RAC、DataGuard、操作系統(tǒng)HA等，都能在某種程度上滿足高可用性的要求。RAC是通過(guò)集群來(lái)消除單點(diǎn)故障；HA是一種OS級(jí)別的高可用方案；DataGuard是通過(guò)在異地部署備庫(kù)，當(dāng)主庫(kù)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)立即切換到備庫(kù)的一種高可用方案。

1DataGuard簡(jiǎn)介

　　Oracle DataGuard是Oracle公司開發(fā)的一種數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)別的HA方案，其最主要功能是容災(zāi)、數(shù)據(jù)保護(hù)、故障恢復(fù)等，其基本原理是將日志文件從源數(shù)據(jù)庫(kù)傳輸?shù)侥繕?biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)上應(yīng)用這些日志文件，從而使目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)與源數(shù)據(jù)庫(kù)保持同步，達(dá)到高可用的目的。以下是DataGuard的一些基本概念。

　　（1）DataGuard中的備庫(kù)分為物理備庫(kù)和邏輯備庫(kù)兩種，物理備庫(kù)就是應(yīng)用日志進(jìn)行恢復(fù)， 邏輯備庫(kù)就是應(yīng)用SQL語(yǔ)句進(jìn)行恢復(fù)，業(yè)界大多采用物理備庫(kù)的方式。

　　（2）DataGuard包含三種服務(wù)：日志傳輸服務(wù)——日志從主庫(kù)傳輸?shù)絺鋷?kù)；日志應(yīng)用服務(wù)——在備庫(kù)應(yīng)用日志；角色轉(zhuǎn)換服務(wù)——主備庫(kù)角色的轉(zhuǎn)換。

　　（3）DataGuard的三種數(shù)據(jù)保護(hù)模式是：最大保護(hù)、最大性能、最大（高）可用。

2業(yè)務(wù)要求

　　本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)，利用Oracle11g的DataGuard技術(shù)搭建高可用架構(gòu)。此業(yè)務(wù)系統(tǒng)的等級(jí)比較高，用戶要求數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的可使用時(shí)間為24×365小時(shí)，除了每晚計(jì)劃內(nèi)的online備份時(shí)間和達(dá)成一致的維護(hù)時(shí)間外，網(wǎng)絡(luò)連接可用率必須為可用時(shí)間的99.9%，在出現(xiàn)故障的時(shí)候，要求2小時(shí)內(nèi)解決故障，需要廠商受理的要求4小時(shí)內(nèi)解決。另外，為預(yù)防災(zāi)難發(fā)生，此系統(tǒng)要求有異地災(zāi)備數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置，也就是說(shuō)需要在異地構(gòu)建一套同樣的環(huán)境，并且要保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性同步。因此，簡(jiǎn)單的單機(jī)部署已經(jīng)不能滿足此系統(tǒng)的高可用性要求，必須為此系統(tǒng)配置帶有災(zāi)備系統(tǒng)的高可用性架構(gòu)。目前的高可用配置有多種方案，數(shù)據(jù)庫(kù)RAC、DataGuard、操作系統(tǒng)HA等，都能在某種程度上滿足高可用性的要求，結(jié)合各種技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以及成本、對(duì)維護(hù)人員的要求等各方面因素，最終采用Oracle11g的DataGuard ［1］技術(shù)實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)的高可用架構(gòu)以及異地災(zāi)備配置。

3架構(gòu)設(shè)計(jì)

　　高可用架構(gòu)圖如圖1所示。本地三臺(tái)服務(wù)器，主庫(kù)、備庫(kù)和Broker ［2］服務(wù)器，主庫(kù)實(shí)時(shí)向備庫(kù)傳輸redolog日志，備庫(kù)實(shí)時(shí)恢復(fù)，Broker工具實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DG數(shù)據(jù)庫(kù)的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)生主庫(kù)不可用或是其他問(wèn)題（例如Broker不能和主庫(kù)通信）時(shí)，通過(guò)Broker端設(shè)置的FSFO功能可以自動(dòng)切換到備庫(kù)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)管理，不需要人為干預(yù)。另外，在主備庫(kù)設(shè)置快速閃回恢復(fù)區(qū)，用于存放歸檔日志，當(dāng)主庫(kù)出問(wèn)題后，如果能在備庫(kù)快速閃回恢復(fù)區(qū)沒(méi)有被歸檔日志撐滿之前恢復(fù)正常，則不用重新搭建DG，Broker能夠自動(dòng)恢復(fù)DG的配置（如表1所示），歸檔日志往回同步完成后可以重新切回主庫(kù)，從而真正實(shí)現(xiàn)高效的、自動(dòng)的高可用架構(gòu)。關(guān)于災(zāi)備數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)搭建級(jí)聯(lián)DG來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體就是從備庫(kù)通過(guò)專線向異地傳輸redolog，在異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)恢復(fù)，從而達(dá)到異地容災(zāi)的目的。由于Broker的特性，不能同時(shí)部署兩臺(tái)Broker服務(wù)器，因此選擇在本地部署，災(zāi)備端沒(méi)有部署，這也是符合SLA要求的。

4搭建DataGuard環(huán)境

　　4.1約定信息

　　DataGuard配置表如表2所示。

　　4.2DG環(huán)境配置

　　4.2.1主庫(kù)配置

　　（1）基本配置。開啟force logging，通過(guò)使用remote login密碼文件配置redo的傳輸認(rèn)證、開啟歸檔。

　　（2）調(diào)整undo設(shè)置和開啟數(shù)據(jù)庫(kù)閃回。通過(guò)設(shè)置快速閃回恢復(fù)區(qū)，再結(jié)合DG的管理工具Broker自動(dòng)管理功能可以實(shí)現(xiàn)DG crash后，不用手工重新搭建DG，便于DG數(shù)據(jù)庫(kù)failover時(shí)快速恢復(fù)主庫(kù)狀態(tài)。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)業(yè)務(wù)要求，生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)undo數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)閃回?cái)?shù)據(jù)保留時(shí)間分別設(shè)置為12小時(shí)和24小時(shí)。主要語(yǔ)句如下：

　　SQL>ALTER SYSTEM SET UNDO_RETENTION=43200 SCOPE=SPFILE;

　　SQL>ALTER SYSTEM SET UNDO_MANAGEMENT='AUTO' SCOPE=SPFILE;

　　SQL>ALTER SYSTEM SET DB_FLASHBACK_RETENTION_TARGET=1440 SCOPE=BOTH;

　　SQL>ALTER SYSTEM SET db_recovery_file_dest_size=150G;

　　SQL>ALTER SYSTEM SET db_recovery_file_dest=’/dbflashback/flashlog’;

　　SQL>ALTER DATABASE FLASHBACK ON;

　　（3）配置DG相關(guān)參數(shù)（修改pfile文件，以下列出主要參數(shù)），然后重新生成spfile，重啟數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)例生效。

　　*.db_name=dbpro

　　*.db_unique_name=dbpro

　　*.log_archive_config=dg_config=(dbpro,dbsty,dbdr)

　　*.log_archive_dest_1=location=/dbarch/dbpro

　　valid_for=(all_logfiles,all_roles) db_unique_name=dbpro

　　*.log_archive_dest_2=service=dbsty async

　　valid_for=(all_logfiles,primary_role) db_unique_name=dbsty

　　*.log_archive_dest_3=service=dbdr async compression=enable

　　valid_for=(standby_logfiles,standby_role) db_unique_name=dbdr

　　*.log_archive_dest_state_1=enable

　　*.log_archive_dest_state_2=enable

　　*.log_archive_dest_state_3=enable

　　*.fal_server=dbsty

　　*.fal_client=dbpro

　　（4）配置備庫(kù)的TNS解析，在主庫(kù)tnsnames.ora中添加備庫(kù)的TNS解析。

　　（5）創(chuàng)建應(yīng)用程序的連接服務(wù)。為保證應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)庫(kù)切換后自動(dòng)連接到新主庫(kù)，使用dbdg服務(wù)和觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的連接轉(zhuǎn)移。

　　創(chuàng)建啟動(dòng)dbdg服務(wù)

　　begin

　　dbms_service.create_service('dbdg','dbdg');

　　end;

　　/

　　begin

　　DBMS_SERVICE.START_SERVICE('dbdg');

　　end;

　　/

　　創(chuàng)建服務(wù)更改觸發(fā)器

　　create or replace trigger startdbdg after startup on database

　　declare

　　v_role varchar(30);

　　begin

　　select database_role into v_role from vMYMdatabase;

　　if v_role = 'PRIMARY' then

　　DBMS_SERVICE.START_SERVICE('dbdg');

　　elseDBMS_SERVICE.STOP_SERVICE('dbdg');

　　end if;

　　end;

　　/

　　（6）配置standby redo log。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)standby redo log用來(lái)實(shí)時(shí)接收redo日志，大小與online redo log一致，組數(shù)比online redo log多一組。語(yǔ)句如下：

　　ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE GROUP 21 ('/dbdata01/oradata/dbpro/styredo01a.log','/dbdata02/oradata/dbpro/styredo01b.log') SIZE 800M;

　　...

　　（7）為備庫(kù)做準(zhǔn)備。

　　對(duì)主庫(kù)做rman全備份、為備庫(kù)創(chuàng)建參數(shù)文件、為備庫(kù)創(chuàng)建standby控制文件。語(yǔ)句如下：

　　SQL> CREATE PFILE=/tmp/initdbpro.ora FROM SPFILE;

　　SQL>ALTER DATABASE CREATE STANDBY CONTROLFILE AS /tmp/dbsty.ctl;

　　4.2.2備庫(kù)配置

　　（1）基本配置。從主庫(kù)恢復(fù)參數(shù)文件和拷貝密碼文件、恢復(fù)standby控制文件（直接把standby控制文件改名成control1，control2，control3存到相應(yīng)目錄即可，然后啟庫(kù)到mount）、恢復(fù)主庫(kù)rman備份。

　　（2）配置DG相關(guān)參數(shù)（修改pfile文件，以下列出主要參數(shù)），然后重新生成spfile，重啟數(shù)據(jù)庫(kù)到mount。

　　*.db_name=dbpro

　　*.db_unique_name=dbsty

　　*.log_archive_config=dg_config=(dbpro,dbsty,dbdr)

　　*.log_archive_dest_1=location=/dbarch/dbpro

　　valid_for=(all_logfiles,all_roles) db_unique_name=dbsty

　　*.log_archive_dest_2=service=dbpro async

　　valid_for=(online_logfiles,primary_role) db_unique_name=dbpro

　　*.log_archive_dest_3=service=dbdr async compression=enable

　　valid_for=(standby_logfiles,standby_role) db_unique_name=dbdr

　　*.log_archive_dest_state_1=enable

　　*.log_archive_dest_state_2=enable

　　*.log_archive_dest_state_3=enable

　　（3）配置主庫(kù)的TNS解析，在備庫(kù)tnsnames.ora中添加主庫(kù)的TNS解析。

　　（4）配置standby redo log。

　　ALTER DATABASE ADD STANDBY LOGFILE GROUP 21 (/dbdata01/oradata/dbpro/styredo01a.log,/dbdata02/oradata/dbpro/styredo01b.log) SIZE 800M;

　　...

　　（5）開啟數(shù)據(jù)庫(kù)閃回。

　　SQL>ALTER DATABASE FLASHBACK ON;

　　（6）啟動(dòng)redo數(shù)據(jù)同步。

　　SQL> ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE USING CURRENT LOGFILE DISCONNECT FROM SESSION;

　　（7）驗(yàn)證redo數(shù)據(jù)同步。

　　備庫(kù)確認(rèn)現(xiàn)有的歸檔redo日志文件：

　　SQL> SELECT SEQUENCE#, FIRST_TIME, NEXT_TIME FROM VMYMARCHIVED_LOG ORDER BY SEQUENCE#;

　　主庫(kù)強(qiáng)制切換日志：

　　SQL> ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;

　　備庫(kù)驗(yàn)證新的redo數(shù)據(jù)是否歸檔：

　　SQL> SELECT SEQUENCE#, FIRST_TIME, NEXT_TIME FROM VMYMARCHIVED_LOG ORDER BY SEQUENCE#;

　　備庫(kù)驗(yàn)證接受的redo是否被應(yīng)用：

　　SQL> SELECT SEQUENCE#,APPLIED FROM VMYMARCHIVED_LOG ORDER BY SEQUENCE#;

　　4.3搭建DR配置

　　關(guān)于災(zāi)備數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)搭建級(jí)聯(lián)DG來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體就以備庫(kù)為源端，通過(guò)專線向異地災(zāi)備服務(wù)器傳輸redolog，在異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行實(shí)時(shí)恢復(fù)，從而達(dá)到異地容災(zāi)的目的。

　　(1）基本配置。從主庫(kù)恢復(fù)參數(shù)文件、拷貝密碼文件、恢復(fù)控制文件，然后啟庫(kù)到mount、恢復(fù)主庫(kù)rman備份。

　　(2）配置相關(guān)參數(shù)（修改pfile文件，以下列出主要參數(shù)），然后重新生成spfile，重啟數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　*.db_name=dbpro

　　*.db_unique_name=dbdr

　　*.log_archive_config=dg_config=(dbpro,dbsty,dbdr)

　　*.log_archive_dest_1=location=/dbarch/dbpro

　　valid_for=(online_logfiles,all_roles) db_unique_name=dbdr

　　*.log_archive_dest_2=location=dbpro

　　alid_for=(standby_logfiles,standby_role) db_unique_name=dbdr

　　*.log_archive_dest_state_1=enable

　　*.log_archive_dest_state_2=enable

　　（3）配置主庫(kù)備庫(kù)的TNS解析、配置standby redo log、開啟閃回、啟動(dòng)redo數(shù)據(jù)同步、驗(yàn)證redo數(shù)據(jù)同步，和DG搭建是一樣的部署，這里不再贅述。

　　4.4DG Broker和FastStart Failor配置

　　4.4.1Broker配置過(guò)程

　　Broker是管理DataGuard的命令行工具，為使用快速放障切換（Fast-Start Failover，F(xiàn)SFO）功能，必須將Broker配置在Broker管理服務(wù)器HOST-DGMT-1上。

　　（1）主、備庫(kù)配置監(jiān)聽(tīng)服務(wù)。

　　修改主、備庫(kù)監(jiān)聽(tīng)配置文件，重啟監(jiān)聽(tīng)檢查**_DGMGRL服務(wù)。

　　主數(shù)據(jù)庫(kù)：

　　SID_LIST_LISTENER=

　　(SID_LIST=

　　(SID_DESC=

　　(GLOBAL_DBNAME=dbpro_DGMGRL) (ORACLE_HOME=/dbu01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1)

　　(SID_NAME=dbpro)

　　)

　　)

　　備數(shù)據(jù)庫(kù)：

　　SID_LIST_LISTENER=(SID_LIST=(SID_DESC=(GLOBAL_DBNAME=dbsty_DGMGRL)(ORACLE_HOME=/dbu01/app/oracle/product/11.2.0/dbhome_1)

　　(SID_NAME=dbpro)

　　)

　　)

　　（2）主、備庫(kù)設(shè)置Broker配置文件位置。

　　參數(shù)dg_broker_config_file1規(guī)定Broker配置文件的位置，默認(rèn)就在MYMORACLE_HOME/dbs下，主備庫(kù)采用默認(rèn)配置即可。

　　（3）主、備庫(kù)啟用Broker。

　　SQL>ALTER SYSTEM SET DG_BROKER_START=TRUE scope=both;

　　檢查dmon進(jìn)程,存在即可。

　　（4）Broker服務(wù)器配置主、備庫(kù)的TNS解析。

　　修改Broker服務(wù)器上tnsname.ora文件，添加主、備庫(kù)的TNS解析，此處省略。

　　（5）從Broker服務(wù)器連接主庫(kù)，添加主備庫(kù)信息:

　　DGMGRL>connect sys/xxxxxxx@dbpro;

　　創(chuàng)建主庫(kù)配置信息：

　　DGMGRL> CREATE CONFIGURATION 'dbproconf' AS PRIMARY DATABASE IS 'dbpro' CONNECT IDENTIFIER IS dbpro;

　　添加備庫(kù)配置：

　　DGMGRL> ADD DATABASE 'dbsty' AS CONNECT IDENTIFIER IS dbsty MAINTAINED AS PHYSICAL;

　　（6）啟用Broker配置：

　　DGMGRL> ENABLE CONFIGURATION;

　　4.4.2Fast-Start Failover 配置過(guò)程

　　FastStart Failover功能實(shí)現(xiàn)主數(shù)據(jù)庫(kù)異常情況下快速切換到備數(shù)據(jù)庫(kù)，在Broker管理工具基礎(chǔ)上增加了一個(gè)單獨(dú)的observer，在Broker服務(wù)器上進(jìn)行配置。

　　(1）配置數(shù)據(jù)庫(kù)failover的目標(biāo)。

　　配置dbpro failover的目標(biāo)：

　　DGMGRL>edit database dbpro set property FastStartFailoverTarget=dbsty;

　　配置dbsty failover的目標(biāo)：

　　DGMGRL>edit database dbsty set property FastStartFailoverTarget=dbpro;

　　(2）設(shè)置FastStartFailoverThreshold閾值和FastStartFailoverLagLimit閾值。

　　FastStartFailoverThreshold閾值設(shè)置為120秒（默認(rèn)30秒），如果observer和備庫(kù)在120秒內(nèi)無(wú)法連接上主數(shù)據(jù)庫(kù)，則啟動(dòng)FastStart Fallouer。

　　DGMGRL>EDIT CONFIGURATION SET PROPERTY FastStartFailoverThreshold = 120;

　　FastStartFailoverLagLimi閾值設(shè)置為180秒（默認(rèn)30秒），備數(shù)據(jù)庫(kù)與主數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)丟失在180秒之內(nèi)才能啟動(dòng)FastStart Failover。

　　DGMGRL>EDIT CONFIGURATION SET PROPERTY FastStartFailoverLagLimit = 180;

　　（3）啟用Fast-Start Failover。

　　DGMGRL> ENABLE FAST_START FAILOVER;

　　4.4.3switchover和手動(dòng)failover測(cè)試

　　（1）switchover切換測(cè)試

　　切換前檢查狀態(tài)是否正常，如果數(shù)據(jù)同步不正常，將不能進(jìn)行switchover。

　　DGMGRL> SHOW FAST_START FAILOVER;

　　從主庫(kù)switchover到備庫(kù):

　　DGMGRL> switchover to dbsty;

　　從備庫(kù)switchover回切到主庫(kù):

　　DGMGRL> switchover to dbpro;

　　（2）手動(dòng)failover切換測(cè)試

　　切換前檢查狀態(tài)是否正常， 如果備庫(kù)狀不正常，將不能進(jìn)行failover。

　　DGMGRL> SHOW FAST_START FAILOVER;

　　從主庫(kù)手動(dòng)failover到備庫(kù):

　　DGMGRL> FAILOVER TO dbsty;

5結(jié)論

　　本文主要介紹了Oracle11g的DataGuard以及Broker管理工具的基本概念以及功能，最后結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)，給出了在Linux平臺(tái)上搭建DG以及DR環(huán)境的實(shí)際案例，經(jīng)過(guò)生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)際測(cè)試，證明利用DG搭建的高可用架構(gòu)以及容災(zāi)環(huán)境可以滿足實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

　　參考文獻(xiàn)

　　［1］ RICH K.Oracle DataGuard concepts and administrator 11g release 2 (11.2) E25608-03,2012［EB/OL］.(2012xx)http://docs.oracle.com/cd/E11882_01/server.112/e41134/toc.htm.

　　［2］ RICH K.Oracle DataGuard broker 11g release 2 (11.2) E17023-07,2012［EB/OL］.（2012xx）http://docs.oracle.com/cd/E11882_01/server.112/e40771/toc.htm.