计量信息数据库高可用性解决方案

2012-04-26无锡市计量测试中心

上海计量测试 2012年4期

陈超/无锡市计量测试中心

0 引言

随着计量检测业务的不断发展，计量管理信息系统的数据库的数据量日益庞大，计量检测机构正常业务的开展对信息系统的依赖性越来越大，对系统的保护和对系统数据的防灾显得越来越重要。计量信息系统需要不间断为计量检测人员提供服务，即使发生短暂的业务中断，也会导致很大的经济损失。因此保证系统数据库的高可用性、安全性尤为重要。所以，本文提出了基于Oracle RAC（甲骨文数据库实时应用集群）的集群技术的高可用性解决方案，通过Oracle RAC的集群技术提高计量信息系统的可用性、可靠性。

1 集群技术

在计算机系统中，可用性可定义为MTTF（平均失效前时间）/(MTTF+MTTR（平均恢复前时间）)×100%，即系统保持正常运行时间的百分比。按照标准划分，可用水平为99.9%，即每年停机时间<8.8 h的系统，称为HA(High Availability)（高可用性）。因此，为了最大限度地保障网络的服务质量，HA架构越来越多地得到企业的认可和支持。HA架构追求的就是最高的服务质量，即高可用性、高可靠性和高安全性。

集群(Cluster)是由多个计算机(Node)组成一个整体向用户提供某种网络资源。集群技术开始于20世纪70年代，以Linux集群的应用最为广泛，具有高可扩展性、高性能和高可用性。在目前最流行的关键业务如数据库的高可用性群集应用方案中，双机技术和Oracle RAC成为最受瞩目的2个亮点。

2 Oracle RAC集群方案

Oracle提出的真正应用集群(RAC)概念，采用服务漂移、VIP漂移和TAF透明故障切换等新技术，能有效解决常见的软硬件故障引起的死机，如SQL（结构化查询语言）语句故障、用户进程故障、网络故障、用户错误故障、实例故障和介质故障等。在Oracle RAC中，CRS（集群就绪服务）服务协调所有集群结点统一工作，并自动根据硬件的故障情况，实时删除或增加集群结点、动态管理和维护集群的工作，具有极大的可伸缩性、低成本和高可用性。

本文提出基于RAC模式典型的两节点Oracle RAC结构，结构图如图1所示。

图1 两节点RAC系统结构图

数据库服务器Server A和Server B是一套2节点的集群系统，两节点上分别运行着相互独立的数据库实例进程A和进程B。两个实例提供相同的数据库服务名（Service Name），通过集群文件系统共享相同的数据文件。首先，两个数据库实例节点通过“集群心跳”彼此探测对方是否存活，维持集群状态。其次，RAC的Cache Fusion（互联机制访问）技术利用“集群心跳”来同步各节点内存中已经变化的数据，从而保持数据以及服务状态的一致性，也大大提高了数据的同步效率。这样，当一个节点停止服务，应用端会自动连接另一个节点来完成刚才失败的事务。由于各节点数据一致性，事务的容错得以成功。

3 两节点RAC模式的连接与测试

3.1 两节点RAC测试平台

在Oracle RAC中，通过虚地址(VIP)和服务的漂移完成故障切换，保证数据库的HA特性。在每个RAC节点上，配置了公用地址、私有地址和虚地址VIP。当某个节点发生故障时，其VIP会自动漂移到另一个节点上，并在该节点上创建相应的服务，保证应用系统的正常服务。服务是Oracle的一个基本特征，可以在单实例中使用，也可以在RAC环境中使用。在RAC环境中，服务运行在一个或多个实例之上，它能够让RAC系统将集群数据库的所有资源集成为一个单一的系统映像，这样可以最优化集群的可管理性，简单化系统的配置、测试、灾难恢复和降低管理成本。服务实现了数据库的透明连接，用户通过服务名连接数据库，不用关心到底是哪个实例在真正执行SQL应用。

本文提出的RAC系统有2个节点，运行一个服务EDU(引擎可调度单元)，该服务默认运行在主机1（Server A）和主机2（Server B）上。Oracle RAC测试环境配置如图2所示。

图2 Oracle RAC 测试环境配置

用户连接RAC时，通常使用tnsnames.Ora网络配置文件，该文件由Oracle的net客户端创建，具有连通性、可管理性、可缩放性、安全性和可访问性等特点，可以通过配置某些参数来实现连接时故障切换、透明应用程序故障切换、客户端负载平衡和服务器端负载平衡等。

为了测试和分析Oracle RAC的HA性能，笔者做了一个测试。测试中，一个C/S(客户服务模式)客户端通过ODBC（开放数据库互连）方式连接一个图2所示的2节点RAC系统，进行连续的数据插入删除操作。同时，对正在连接的节点进行软硬件测试操作，并保证同时有2个节点处于活动状态，前台通过net2 stat-an命令监测C/S客户端的连接状态，后台通过srvctl status service -d test-s edu命令来监测数据库服务的状态。

现场未做部分高危险性测试，但后来经过突发事件证实实验结果。

3.1.1 前台测试一

C/S客户端通过ODBC和TNSNAME（服务名）访问数据库服务名EDU。C/S客户端连接数据库，前台运行netstat -an监测结果如表1所示。

3.1.2 前台测试二

SHELL脚本通过SQLPLUS（结构化查询语言编辑器）和TNSNAME自动访问数据库服务名EDU。