部署Oracle 12C “云”方案
2017-11-07
数据之间硬件资源共享是伴随着企业系统发展所产生的问题，也给数据库的故障快速恢复带来了很多技术挑战。为此，建设一套集群管理下的并发、可动态插拨“云”数据库，以分布式结构进行数据集中管理，成为企业数据库建设的升级目标。
需求分析
通过使用高可靠的硬件环境及软件系统，使数据库部署及维护更具弹性化、易用性。实现数据库的“云”化，不但可以使数据库管理集中，同时也要求为各应用系统数据的东西向数据共享提供良好的底层通道。与此同时，数据库的热迁移和故障快速恢复时效性也要求大大缩短。数据库系统的7×24小时高可靠性、维护简便性要进一步提高（如图1）。
图1 数据云系统图
系统描述
该方案利用四台服务器（ibm power8）组成的计算资源池，四台存储组成的存储资源池，搭建数据库云硬件平台。利用两套小机计算资源组，结合Oracle12C构建成基础数据库云（CDB），实时动态地为每一个“可插拔数据库（PDB）”分配 CPU、内存、存储等系统资源；可动态移动“可插拔数据库”至任意计算节点和存储节点上运行，从而更高效地确保信息系统数据库能在 7×24小 时下安全运行；可及时创建和扩展新的应用系统“可插拔数据库”。
系统组成
1.物理层
该系统物理层采用计算资源池、存储资源池结构，通过两台SAN网络交换机进行计算节点于存储节点的双链路交叉冗余连接，确保数据路存储链路通道双活及高可靠性及安全性。任意存储节点可被任意计算节点管理和使用。存储设备采用更适合数据库大I/O并发性能需求的RAID10安全机制进行数据物理层冗余保护。在操作系统层，利用IBM公司提供的GPFS集群文件系统进行统一化文件系统管理，并进行条带化读写，提高数据库集中管理后带来的高I/O并发性能及可靠性需要。使得数据存储具有扁平化可视能力。计算节点使用两套2节点小型机采用多活冗余架构，提供计算节点的可持续工作能力，通过两套OracleRAC机制确保在最困难情况下有一组Oracle集群VIP服务地址可用。4个计算节点使用独立的两台物理交换机并通过网卡绑定技术实现组内计算节点的心跳、GPFS、集群数据交换的网络冗余，最大限度地消除了计算节点间单点故障带来的可靠性及数据库物理层安全隐患。确保系统高效稳定运行，充分利用设备硬件资源，降低电力、空调消耗，减少设备资产投入。
2.逻辑层
使 用Oracle 12C集群管理并发“云”数据库；Oracle 12C引入了CDB与PDB的新特性，在Oracle 12C数据库引入的多租用户环境（Multitenant Environment）中，允许一个数据库容器（CDB）承载多个可插拔数据库（PDB）。CDB全称为Container Database，中文翻译为数据库容器，PDB全 称 为Pluggable Database，即可插拔数据库。分别在小机组中安装两套Oracle 12C RAC集群数据库，启用云数据库特性，建立两套数据库容器（CDB），可动态插拔数据库。数据库管理员可以在任意节点可以加载、关闭业务系统需要的可插拔数据库。
实现数据库与物理节点的松耦合和任意漂移。进一步提高了数据库的动态管理能力，大大减少了数据库故障平均恢复时间（MTTR<600s）。启用云数据库内存数据库（TimesTen）特性，在数据库管理系统中启用Oracle内存数据库TimesTen，通过改变数据在运行时驻留位置的假设来提供实时性能。该特性在数据库集中后将各可插拔数据库产生的热数据以列压缩方式直接放置于内存区域中，进一步提高了实时查询的响应速度和吞吐量。极高的优化了数据库的I/O性能需求，同时也减轻了操作系统级I/O并发的压力。逻辑层通过Oracle 12C RAC、双数据库容器（CDB）机制提供的冗余能力，可以确保数据库在最困难状态下，一台物理节点将所有可插拔数据库（PDB）启动并向应用层提供数据库访问能力。从而实现了业务数据库的“云”化管理和服务能力。在逻辑层提供高效的7×24小时服务，同时提供了高效的数据库动态迁移及任意节点部署能力，大大增加了数据库系统的可靠性、可用性及高安全性。
3.可靠性、安全性描述
Oracle 12C数据库“云”技术方案，通过使用高可靠的硬件环境及软件系统，实现了硬件及软件层面的高可靠冗余，彻底消除了硬件及软件层单点故障，从而使数据库部署及维护更具弹性化、易用性。实现了业务数据库的“云”化，不但可以使数据库管理更加集中，同时也为各应用系统数据的东西向数据共享提供了良好的底层通道。与此同时，数据库的热迁移和故障快速恢复时效性也大大缩短。有力的提升了数据库系统的7×24小时高可靠性。
计算及存储资源的多机冗余结合Oracle 12C数据库管理系统的可插拔数据库技术，进一步提高了数据库系统的在线的安全性，迁移快速性，业务数据库恢复高效性，该平台建成后节省计算、存储资源37%以上。
