OracleDataGuard容灾专项方案.doc
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1、Oracle数据库异地容灾方案介绍11月目录第一章 需求分析41.1 序言41.2 用户现实状况41.2.1 系统平台41.2.2 数据库平台61.3 用户需求71.3.1 日常功效71.3.2 故障切换71.3.3 基础要求71.3.4 性能要求81.3.5 数据一致性91.3.6 系统兼容性91.3.7 高可用性101.3.8 健壮性要求101.3.9 设备无关性101.3.10 管理监控功效11第二章 Oracle Data Guard介绍122.1 Data Guard实现原理122.2 Oracle Data Guard 优势152.3 Data Guard提供保护模式162.4 D
2、ata Guard实现方法和对系统限制要求172.5 切换方法17第三章 系统提议方案183.1 Data Guard优势183.2 Data Guard运行模式193.3 Data Guard保护模式193.4 Data Guard初始安装步骤193.5 用户需求点对点应答203.5.1 日常功效203.5.2 故障切换213.5.3 基础要求223.5.4 性能要求233.5.5 数据一致性243.5.6 系统兼容性253.5.7 高可用性253.5.8 健壮性要求263.5.9 设备无关性273.5.10 管理监控功效27第一章 需求分析1.1 序言在信息时代,数据是企业发明商业价值生产
3、资料,数据丢失将为企业带来毁灭性灾难。据Gartner Group调查数据表明,在经历过大型灾难或长时间系统停运企业中,有2/5企业再也未恢复运行,而在其它企业中,有1/3企业在两年内破产。有句古谚叫“别把鸡蛋放在一个篮子里”。现在信息系统,多种数据高度集中,“鸡蛋”全放在一个篮里了。一旦出现忽然停电、意外死机或人为破坏,造成数据丢失是不可避免。面对多种未可预知灾难,越来越多企业将容灾备份系统作为企业安全保障。银联数据异地灾备项目标目标是确保SF25K上各银行(民生银行贷记卡系统拟迁移至IBM主机,故此次灾备项目暂不考虑;邮储银行贷记卡系统主机为IBM P570,也不在考虑范围之内)发卡系统安
4、全,在灾难情况下,最大程度地保护企业资产,降低企业各方面损失,确保发卡系统业务连续性。本方案仅对异地容灾数据库复制软件部分做对应叙述。1.2 用户现实状况1.2.1 系统平台发卡系统运行在一台SunFire E25K企业级服务器上,经过两台Brocade SW4900 SAN交换机和两台企业级存放ST9990、SE9970相连,应用系统关键文件和数据库数据文件均存放在该存放上,存放系统磁盘采取RAID 1+0方法。SF25K划分为四个物理分区(Domain),每家银行均使用其中两个,一个Domain作为生产主机,另一个Domain作为热备主机。Domain操作系统为Solaris 10,数据库
5、系统为Oracle 10.2.0.2 RAC。经过Sun Cluster集群软件,实现了生产机房内双机热备份,确保了系统高可用性。另外,在主机端还经过Sun MPXIO多通道负载均衡软件,实现两条光纤通道负载均衡,深入避免了单点故障。以下是发卡系统SAN架构图:SW4900 SW4900 SE9970 L180 (2 LTO-3)V280RNBU Master Server ST9990 SF25KDomain ADomain BDomain CDomain DVTL经过在主机端使用VxVM 4.1卷管理软件,已建立了同机房数据灾备系统,两台存放SE9970和ST9990之间实现了同时数据复制
6、,达成了以下灾难恢复目标:l 日常工作,确保两台存放数据实时同时保持一致,全部数据不丢失。l 计划外停机,任一台存放发生灾难,确保数据不丢失,即RPO=0,并确保应用不中止运行,即RTO=0。SE9970ST9990生产主机VxVM Mirror Volume1.2.2 数据库平台发卡系统中数据库系统,是整个生产系统中最关键、最复杂数据对象,发卡系统业务运转直接依靠于这些数据可用性。为了确保数据库高可用性,发卡系统数据库使用了Oracle 10g RAC版本10.2.0.2,主、备机两节点数据库实例同时运行,一旦主节点出现问题,数据库实例无需启停,可快速将应用系统切换至备节点。截至到8月底,各
7、数据库实例数据量情况见下表:实例名总数据量(GB)Archive log数据量(GB)高峰期Archive log改变量(MB/s)平均天天最大帐单日HX25140.42 SZ15120.20 CR934.550.40 DE381.550.58 UC27512162.95 累计44620324.55 1.3 用户需求银联数据拟为提供外包服务各银行发卡系统建设异地灾备系统,生产系统在上海,灾备系统在北京。主备中心之间采取数据库复制软件进行异步数据复制,以确保生产数据安全性,满足发卡系统业务连续性需求。1.3.1 日常功效l 将生产中心发卡系统上数据库改变实时异步复制到灾备中心;l 灾备中心Ora
8、cle数据库处于打开状态,可提供实时数据查询;l 对生产系统资源占用不能太多,不能影响到生产系统正常运行;l 对网络带宽占用较低。1.3.2 故障切换l 当生产中心系统无法正常运行,而又不能在短期内恢复时,可利用灾备中心提供业务接管。 l 灾备中心必需在生产中心不可用6小时之内完成业务接管。l 当生产中心服务器恢复正常后,数据复制系统需要将灾备中心最新数据反向复制回生产中心,实现业务恢复。1.3.3 基础要求l 复制软件应满足在单机或RAC环境下,对Oracle在线日志(Online redo log)捕捉及复制;l 支持Oracle中全部常见数据类型,如Oracle中LONG 、LONG R
9、AW、BLOB、CLOB、NCLOB、TIMESTAMP等,可实现用户自定义表、字段进行复制;l 支持对数据库中常见DDL操作复制;l 支持事务复制,要求对数据库中较大事务不会出现过多延迟;l 支持没有PK/UK字段表同时。l 数据复制过程可依据需要灵活地进行控制或修改复制方向,以满足业务需求;l 支持在数据复制过程中对数据正确性进行校验,如正在复制数据在之前就已经不一致,应提供报警功效,方便立即发觉错误,避免错误扩大;l 提供专用图形化集中管理软件。1.3.4 性能要求l 数据库初始化同时要求数据库复制软件能够将发卡系统数据库中已经有数据初始化同时到灾备中心数据库。在初始化同时过程中,业务不
10、能停止,但可选择业务量较小时段进行。在处理方案书中要求具体描述初始化数据同时处理方案,和整个首次同时操作所需要时间(以100GB数据为标准),而且要求列出整个首次初始化过程中是否需要人为干预,从而能够有效地评定整个首次数据初始化工作量。为了确保生产中心以后业务扩展存在更换服务器厂商和数据库版本等情况,需要注明是否支持异构平台下首次数据初始化同时,是否支持跨数据库版本之间数据库初始化同时操作。l 数据复制性能指标数据复制性能指标和系统平台、网络带宽、应用系统等原因亲密相关,参考下列运行环境:项目配置数据源SF15K 24个CPU,32GB内存, ORACLE 10.2.0.2 RAC目标端SF1
11、5K 24个CPU,32GB内存, ORACLE 10.2.0.2总数据量500GB左右(数据+索引)天天日志量天天20GB日志网络带宽100M和20M要求提供对应性能参数指标:类别指标参考值首次数据初始化同时首次数据库初始化同时时间(100M带宽) 小于10小时首次数据库初始化同时时间(20M带宽)小于48小时首次数据库初始化同时源端CPU占用小于30 增量数据同时(单个复制链路)源端CPU占用小于5目标端CPU占用小于5源端内存占用小于200M目标端内存占用小于200M复制数据延迟平均值10s以内业务高峰期对系统影响 源端CPU占用小于10目标端CPU占用小于10复制数据延迟平均值10s以
12、内1.3.5 数据一致性要求数据库复制软件提供数据库初始化同时、数据恢复后和日常数据一致性检验方案,要求方案中具体注明该数据一致性比对方案特点和操作复杂度,并可满足以下要求:l 可在应用不停机情况下,查找和发觉不一致数据;l 一致性检验需要能够进行对象属性、统计条数和统计字段内容进行一致性检验;l 提供全库统计级一致性检验时间(以100GB数据为例)。l 支持不含PK/UK字段表一致性检验和修复。请提供在没有PK/UK字段表中有1000万条统计比对时间。对于不一致数据,需要提供不一致统计具体信息,方便进行正确修复,同时提供数据修复方案。数据修复工作要求操作简单,修复速度快,且修复过程中不影响业
13、务正常运行。1.3.6 系统兼容性数据库复制软件应支持以下操作系统平台:l Sun Solaris 9,10l IBM AIX 5.x数据库复制软件应支持Oracle 9i,Oracle 10g,Oracle 11g及后续数据库版本;支持异构平台,源端和目标端不一样数据库版本;支持Cluster/HACMP和RAC模式,并支持不一样操作系统下不一样数据库版本之间复制。1.3.7 高可用性主系统和备用系统数据库处于双活状态,以确保在灾难发生前可在两个系统上运行不一样类型应用程序。数据库复制软件应支持当地Cluster/HACMP高可用方法,在当地单节点出现故障时,可经过Cluster软件接管到其
14、它节点。1.3.8 健壮性要求数据库复制软件在多种大压力和多种故障情况下不会造成数据复制失败。l 网络故障:长时间中止、短时间中止及网络时断时续情况下正常复制;l 数据库故障:在目标端数据库故障下, 源端数据库不能受到影响。当目标端数据库修复后,复制软件继续工作;l 服务器硬件故障:在目标端服务器故障下, 源端生产系统不能受到影响,当目标端修复后,复制软件继续工作。1.3.9 设备无关性独立于任何硬件设备、操作系统和Oracle数据库不一样版本,能够实现不一样平台之间数据库复制。1.3.10 管理监控功效数据库复制软件需提供统一管理监控功效,能实现对复制软件运行状态、运行日志、系统配置等方面进
15、行统一管理及监控,确保出现错误时含有完整方便报警及跟踪机制,方便故障快速定位和处理。第二章 Oracle Data Guard介绍容灾系统关键包含数据保护和应用切换两大方面,其中最为关键是数据保护部分。除了要将这些数据存放在高可用存放设备上之外,最关键是这些关键数据应该在异地之间保持一致,以使灾难发生后,系统能够立即恢复。下面是多个关键数据保护技术。实现数据异地复制,有软件方法和硬件方法两种路径。软件方法,是经过主机端软件来实现,如第三方软件或数据库厂家提供远程数据容灾工具来实现业务数据远程复制。硬件方法,是基于智能存放系统控制器远程拷贝,能够在主、备存放系统之间经过硬件实现复制。在实际容灾系
16、统中,因为系统环境不一样,安全性要求不一样和采取软硬件产品不一样,数据复制过程中工作机制也不尽相同。概括地讲,数据复制地工作机制关键包含同时和异步两种。同时远程镜像(同时复制技术)是指经过远程镜像软件,将当地数据以完全同时方法复制到异地,每一当地I/O事务均需等候远程复制完成确定信息,方给予释放。异步远程镜像(异步复制技术)确保在更新远程存放视图前完成向当地存放系统基础I/O操作,而由当地存放系统提供给请求镜像主机I/O操作完成确定信息,远程数据复制以后台同时方法进行。因为带宽等原因限制,此次容灾方案仅包含了异步复制方法讨论。2.1 Data Guard实现原理Oracle Data Guar
17、d 是当今保护企业关键资产(数据)最有效处理方案,它能够使数据在 24x7 基础上可用,而不管是否发生灾难或其它中止。Oracle Data Guard 是管理、监控和自动化软件基础架构,它创建、维护和监控一个或多个备用数据库,以保护企业数据结构不受故障、灾难、错误和瓦解影响。 Data Guard 使备用数据库保持为和生产数据库在事务上一致副本。这些备用数据库可能在距生产数据中心数千公里远程灾难恢复站点,或可能在同一城市、同一校园乃至同一建筑物内。当生产数据库因为计划中止或意外中止而变得不可用时,Data Guard 能够将任意备用数据库切换到生产角色,从而使和中止相关停机时间减到最少,并预
18、防任何数据丢失。 作为 Oracle 数据库企业版一个特征推出 Data Guard 能够和其它 Oracle 高可用性 (HA) 处理方案(如真正应用集群 (RAC) 和恢复管理器 (RMAN))结合使用,以提供业内前所未有高水平数据保护和数据可用性。下图提供了 Oracle Data Guard 一个概述。Oracle Data Guard 包含一个生产数据库,也称为主数据库,和一个或多个备用数据库,这些备用数据库是和主数据库在事务上一致副本。Data Guard 利用重做数据保持这种事务一致性。当主数据库中发生事务时,则生成重做数据并将其写入当地重做日志文件中。经过 Data Guard
19、,还将重做数据传输到备用站点上,并应用到备用数据库中,从而使备用数据库和主数据库保持同时。Data Guard 许可管理员选择将重做数据同时还是异步地发送到备用站点上。 备用数据库底层技术是 Data Guard 重做应用(物理备用数据库)和 Data Guard SQL 应用(逻辑备用数据库)。物理备用数据库在磁盘上拥有和主数据库逐块相同数据库结构,而且使用 Oracle 介质恢复进行更新。逻辑备用数据库是一个独立数据库,它和主数据库包含相同数据。它使用 SQL 语句进行更新,其相对优势是能够并行用于恢复和诸如报表、查询等其它任务。 Data Guard 简化了主数据库和选定备用数据库之间转
20、换和故障切换,从而降低了由计划停机和计划外故障所造成总停机时间。 主数据库和备用数据库和它们多种交互能够使用 SQL*Plus 来进行管理。为了取得更简便可管理性,Data Guard 还提供了一个分布式管理框架(称为 Data Guard Broker),它不仅自动化了 Data Guard 配置创建、维护和监控,并对这些操作进行统一管理。管理员能够使用 Oracle Enterprise Manager 或 Broker 自己专用命令行界面 (DGMGRL) 来利用 Broker 管理功效。 下图显示了 Oracle Data Guard 组件。 2.2 Oracle Data Guard
21、 优势 灾难恢复和高可用性 Data Guard 提供了一个高效和全方面灾难恢复和高可用性处理方案。易于管理转换和故障切换功效许可主数据库和备用数据库之间角色转换,从而使主数据库因计划和计划外中止所造成停机时间减到最少。 完善数据保护 使用备用数据库,Data Guard 可确保即使碰到不可预见灾难也不会丢失数据。备用数据库提供了预防数据损坏和用户错误安全保护。主数据库上存放器级物理损坏不会传输到备用数据库上。一样,造成主数据库永久损坏逻辑损坏或用户错误也能够得四处理。最终,在将重做数据应用到备用数据库时会对其进行验证。 有效利用系统资源 备用数据库表使用从主数据库接收到重做数据进行更新,而且
22、可用于诸如备份操作、报表、累计和查询等其它任务,从而降低实施这些任务所必需主数据库工作负载,节省宝贵 CPU 和 I/O 周期。使用逻辑备用数据库,用户能够在模式中不从主数据库进行更新表上实施数据处理操作。逻辑备用数据库能够在从主数据库中对表进行更新时保持打开,并可同时对表进行只读访问。最终,能够在维护表上创建额外索引和物化视图,以取得愈加好查询性能和适应特定业务要求。灵活数据保护功效,从而在可用性和性能要求之间取得平衡 Oracle Data Guard 提供了最大保护、最高可用性和最高性能等模式,来帮助企业在系统性能要求和数据保护之间取得平衡。 自动间隔检测及其处理方案 假如主数据库和一个
23、或更多个备用数据库之间连接丢失(比如,因为网络问题),则在主数据库上生成重做数据将无法发送到那些备用数据库上。一旦重新建立连接,Data Guard 就自动检测丢失存档日志序列(或间隔),并将必需存档日志自动传输到备用数据库中。备用数据库将重新和主数据库同时,而无需管理员任何手动干预。 简单集中式管理 Data Guard Broker 使一个 Data Guard 配置中多个数据库间管理和操作任务自动化。Broker 还监控单个 Data Guard 配置内全部系统。管理员能够使用 Oracle Enterprise Manager 或 Broker 自己专用命令行界面 (DGMGRL) 来
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