数据库双机热备份系统解决方案

冯雷

【摘 要】本文先后阐述了系统的改进方案；备份数据库工作原理和系统特点与总结。

【关 键 词】数据库；双机热备份；系统；解决方案

【中图分类号】G250.74【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）07-0213-02

引言：近年来，随着经济改革的不断深入，企业的各项业务也有了长足发展，计算机应用水平得到迅速的提高。目前，开放平台加客户/服务器的双机热备份应用模式已经被我国中小型企业广泛采用。

通常这种应用模式是以两台小型机做互为备份的两个节点，同时联到一个共享磁盘柜上，构成一个Client/Server方式下的Server端服务器系统。这种服务器系统在考虑系统的高连续可用性时，一般从主机、网络到UPS电源都是一主一备，存放数据的磁盘选择磁盘镜像技术或选择磁盘冗余阵列5技术（RAID5）。

从硬件角度看，这种配置已经考虑了各组成部分的冗余，然而从应用的角度来看，这样的服务器系统还是有缺陷的。

对应用系统而言，数据库是非常重要的，而在这种服务器系统中数据库只有一个，一旦出现故障，不但整个系统会瘫痪，甚至还会给银行带来很大的经济损失。对于这个问题，双机热备份模式是无能为力的。在实际应用系统的运行过程中，由于参数设置不当或数据库本身存在的缺陷，使得数据库出现的问题在故障率中所占比重还是比较大的，因而给应用系统的可靠运行带来了较大的影响。本文针对这一问题，介绍我单位的一种解决方案。

一、系统的改进方案

为了解决Oracle数据库无备份的问题，必须另建一套服务器系统。然而对中小型企业来讲，另外投资一套小型服务器系统，经济上往往不允许。考虑到现在的PC服务器在性能上已经足可以充当企业级服务器，投资较小，所以我们选择了用PC服务器备份的方案，如图1所示：

根据对IBM System X服务器的压力测试结果，我们认为它具有处理日交易3万笔的能力，符合我单位目前业务的情况，因此我们选用了IBM System X服务器做备份Oracle数据库。

PC服务器硬件配置：

（1）CPU 4×Pentium Pro

（2）内存 8G

（3）硬盘 320G

软件环境：

（1）操作系统 Windows server 2003

（2）数据库 Oracle 10g

（3）应用软件 ERP软件

二、 RAID系统

RAID （Redundant Array of Inexpensive Dins），廉价冗余磁盘阵列。RAID是一种使用磁盘驱动器的方法，它将一组磁盘驱动器用某种逻辑方式联系起来，作为逻辑上的一个磁盘驱动器来使用，使RAID一般是在SCSI磁盘驱动路上实现的。它的优点在于：

通过将多个物理磁盘编织（weaving）进一个单独的逻辑卷来使用，使RAID相对传统的磁盘驱动器，在同样的容量下，价格要低许多。

通过将数据按条块（blocks）写入不同的磁盘来并行地读写几个磁盘，进而提升磁盘访向速度。带有多个磁盘控制器的RAID系统，存取速度提高很快。

RAID的具体实现可以靠硬件也可以靠软件，通过硬件实现RAID的产品有磁盘阵列柜，阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡，可以直接将柜中的硬盘配置成为逻辑盘阵。磁盘阵列柜通过SCSI电缆与服务器上普通SCSI卡相连，系统管理员需直接在磁盘柜上配置磁盘阵列。

磁盘阵列控制器一般都支持多种RAID级别、磁盘的热插拔、在线平滑扩容和双冗余电源。

三、备份数据库工作原理

由于PC服务器中的操作系统、数据库与生产机中的版本不同，所以必须先将生产机中的数据库数据卸出来，以文本文件的形式传到PC服务器上，然后将此文本文件再装入PC服务器的数据库中，从而使两个数据库中的数据一致。慎重起见，还可以对重要表的有关字段进行求和，并将两个数据库的求和结果进行比较，若一致则可以放心，不一致则说明上述操作过程有问题，需要排除后重做。

1.日间备份

将每天晚上轧帐后的数据卸出并装载到PC服务器上，使得生产机和PC服务器中的数据在每天业务开始前保持一致。正常开机后，当生产机上的数据库出现问题不能正常使用时，可以通过修改PC服务器的网络地址，使上传的交易传到PC服务器，从而实现数据库的切换。

但应注意，切换后的数据库状态是每天业务开始时的状态，所以还应有一个追帐的过程，直到追帐完成，才算完成整个切换过程。这种切换所需的时间仍远远少于磁带恢复后再追帐的时间。一般磁带备份只做轧帐前的数据备份，这样磁带恢复后还要再做一个轧帐过程，才能恢复到开业时的数据库状态。

2.查找隔日数据

有时根据业务的需要，要求恢复前一天的有关数据，由于白天业务运转不允许生产数据库停下来恢复数据，有了PC服务器，可以将一些数据表在轧帐前卸出来，传到PC服务器上，需要时在PC服务器上恢复出来，进行数据的查找。

3.磁带备份的补充

服务器上的数据还起到异种介质备份的作用，提高了备份数据的可靠性。PC服务器可放在办公环境下使用，这样可使服务器与生产机保持适当的距离，一定程度上提高了整个系统的抗灾能力。

在双机热备份应用模式下，采用PC服务器作数据库的备份，提高了整个应用系统的连续可用性和数据备份的可靠性，由于该方案投资省、易实施，对中小型企业有一定的借鉴价值。

四、系统特点与总结

双机与磁盘阵列柜互联结构的特点是：

硬软结合实现真正意义上的数据与系统分离。

对硬件配置要求不高，服务器可采用不同或相差较大的配置。

系统切换时间段，平均切换时间为60秒。

切换过程对应用程序无影响，无需重新启动或登陆。

系统效率高。因为整个系统中数据读写、管理及容错由磁盘阵列来完成。而系统服务器故障纠错处理由HA软件来完成，而这两个都是相对独立的子系统。双机容错监控路径为SCSI线路（80M/S）和RS232线路或10/ 100MB自适应网卡线路，既不占用主机CPU资源，也不产用基础网络宽带，因此系统效率高。

双机与磁盘阵列柜互联结构不采用内存镜像技术，因此需要有一定的切换时间（通常为60-180秒），它可以有效地避免由于应用程序自身的缺陷导致系统全部宕机，同时由于所有的数据全部存贮在中置的磁盘阵列柜中，当工作机出现故障时，备份机接替工作机，从磁盘阵列中读取数据，所以不会产生数据不同步的问题，由于这种方案不需要网络镜像同步，因此这种集群方案服务器的性能要比镜像服务器结构高出很多。

双机与磁盘阵列柜互联结构的缺点是在系统当中存在单点错的缺陷，所谓单点错是指当系统中某个部件或某个应用程序出现故障时，导致所有系统全部宕机。在这个系统中磁盘阵列柜会导致单点错，当磁盘阵列柜出现逻辑或物理故障时，所有存贮的数据会全部丢失，因此在选配这种方案时，需要选用一个品质与售后服务较好的产品。

五、结束语

计算机技术、网络技术的广泛应用，使企业运作效率大大提高。同时也使现代企业对计算机系统的依赖性进一步增加。如何保证核心应用永不停止，关键数据不会丢失？越来越多的企业采用双机热备份或多机集群技术来解决这一问题，其中双机热备份技术以其技术成熟，成本相对较低，获得了广泛的应用。

典型的双机热备份系统通过在两台服务器上运行双机热备份软件和共用RAID磁盘阵列来实现。这种方案在电信，金触、证券、政府等部门和行业的成功应用，业己证明其可靠性和成熟性。

参考文献

[1] 黄铠，许志伟.可扩展并行计算技术、结构与编程[M].北京：机械工业出版社，2011

[2] 胡季敏，苗乃旺.使用动态负载均衡技术的LINUX高性能集群服务器研究[J].徽型电脑应用，2010，17（4）