數(shù)據(jù)庫“云”技術(shù)實(shí)踐

系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 架構(gòu)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)描述

該方案利用四臺(tái)服務(wù)器（IBM power8）組成的計(jì)算資源池，四臺(tái)存儲(chǔ)組成的存儲(chǔ)資源池，搭建數(shù)據(jù)庫云硬件平臺(tái)。利用兩套小機(jī)計(jì)算資源組，結(jié)合Oracle12C構(gòu)建成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫云（CDB），實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地為每一個(gè)“可插拔數(shù)據(jù)庫（PDB）” 分配 CPU、內(nèi)存、存儲(chǔ)等系統(tǒng)資源；可動(dòng)態(tài)移動(dòng)“可插拔數(shù)據(jù)庫”至任意計(jì)算節(jié)點(diǎn)和存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行，從而更高效的確保信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫能在7*24小時(shí)下安全運(yùn)行；可及時(shí)創(chuàng)建和擴(kuò)展新的應(yīng)用系統(tǒng)“可插拔數(shù)據(jù)庫”。

系統(tǒng)組成

1.物理層

該系統(tǒng)物理層采用計(jì)算資源池、存儲(chǔ)資源池結(jié)構(gòu)，通過兩臺(tái)SAN網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行計(jì)算節(jié)點(diǎn)于存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)的雙鏈路交叉冗余連接，確保數(shù)據(jù)路存儲(chǔ)鏈路通道雙活及高可靠性及安全性。任意存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)可被任意計(jì)算節(jié)點(diǎn)管理和使用。存儲(chǔ)設(shè)備采用更適合數(shù)據(jù)庫大I/O并發(fā)性能需求的RAID10安全機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)物理層冗余保護(hù)。

在操作系統(tǒng)層，利用IBM公司提供的GPFS集群文件系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一化文件系統(tǒng)管理，并進(jìn)行條帶化讀寫，提高數(shù)據(jù)庫集中管理后帶來的高I/O并發(fā)性能及可靠性需要。使得數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有扁平化可視能力。

計(jì)算節(jié)點(diǎn)使用兩套2節(jié)點(diǎn)小型機(jī)采用多活冗余架構(gòu)，提供計(jì)算節(jié)點(diǎn)的可持續(xù)工作能力，通過兩套OracleRAC機(jī)制確保在最困難情況下有一組Oracle集群VIP服務(wù)地址可用。

4個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)使用獨(dú)立的兩臺(tái)物理交換機(jī)并通過網(wǎng)卡綁定技術(shù)實(shí)現(xiàn)組內(nèi)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的心跳、GPFS、集群數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)冗余，最大限度的消除了計(jì)算節(jié)點(diǎn)間單點(diǎn)故障帶來的可靠性及數(shù)據(jù)庫物理層安全隱患。確保系統(tǒng)高效穩(wěn)定運(yùn)行，充分利用設(shè)備硬件資源，降低電力、空調(diào)消耗，減少設(shè)備資產(chǎn)投入。

2.邏輯層

使用Oracle 12C集群管理并發(fā)“云”數(shù)據(jù)庫；Oracle 12C引入了CDB與PDB的新特性，在ORACLE 12C數(shù)據(jù)庫引入的多租用戶環(huán)境（Multitenant Environment）中，允許一個(gè)數(shù)據(jù)庫容器（CDB）承載多個(gè)可插拔數(shù)據(jù)庫（PDB）。

CDB全稱為Container Database，中文翻譯 為數(shù)據(jù)庫容器，PDB全稱為Pluggable Database，即 可插拔數(shù)據(jù)庫。分別在小機(jī)組中安裝兩套Oracle 12C RAC集群數(shù)據(jù)庫:

（1）啟用云數(shù)據(jù)庫特性，建立兩套數(shù)據(jù)庫容器（CDB），可動(dòng)態(tài)插拔數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫管理員可以在任意節(jié)點(diǎn)可以加載、關(guān)閉業(yè)務(wù)系統(tǒng)需要的可插拔數(shù)據(jù)庫。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫與物理節(jié)點(diǎn)的松耦合和任意漂移。進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)庫的動(dòng)態(tài)管理能力，大大減少了數(shù)據(jù)庫故障平均恢復(fù)時(shí)間（MTTR<600s）。

（2）啟用云數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫（TimesTen）特性，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中啟用Oracle內(nèi)存數(shù)據(jù)庫TimesTen，通過改變數(shù)據(jù)在運(yùn)行時(shí)駐留位置的假設(shè)來提供實(shí)時(shí)性能。

該特性在數(shù)據(jù)庫集中后將各可插拔數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生的熱數(shù)據(jù)以列壓縮方式直接放置于內(nèi)存區(qū)域中，進(jìn)一步提高了實(shí)時(shí)查詢的響應(yīng)速度和吞吐量。極高的優(yōu)化了數(shù)據(jù)庫的I/O性能需求，同時(shí)也減輕了操作系統(tǒng)級(jí)I/O并發(fā)的壓力。

邏輯層通過Oracle 12C RAC、雙數(shù)據(jù)庫容器（CDB）機(jī)制提供的冗余能力，可以確保數(shù)據(jù)庫在最困難狀態(tài)下，一臺(tái)物理節(jié)點(diǎn)將所有可插拔數(shù)據(jù)庫（PDB）啟動(dòng)并向應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)庫訪問能力。從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的“云”化管理和服務(wù)能力。

在邏輯層提供7X24小時(shí)服務(wù)，同時(shí)提供了高效的數(shù)據(jù)庫動(dòng)態(tài)遷移及任意節(jié)點(diǎn)部署能力，大大增加了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可靠性、可用性及高安全性。

可靠性、安全性描述

Oracle 12C數(shù)據(jù)庫“云”技術(shù)方案，通過使用高可靠的硬件環(huán)境及軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硬件及軟件層面的高可靠冗余，徹底消除了硬件及軟件層單點(diǎn)故障，從而使數(shù)據(jù)庫部署及維護(hù)更具彈性化、易用性。實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫的“云”化，不但可以使數(shù)據(jù)庫管理更加集中，同時(shí)也為各應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)的東西向數(shù)據(jù)共享提供了良好的底層通道。

與此同時(shí)，數(shù)據(jù)庫熱遷移和故障快速恢復(fù)時(shí)效性也大大縮短。有力的提升了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的7X24小時(shí)高可靠性。計(jì)算及存儲(chǔ)資源的多機(jī)冗余結(jié)合Oracle 12C數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的可插拔數(shù)據(jù)庫技術(shù)，進(jìn)一步提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的在線的安全性，遷移快速性，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫恢復(fù)高效性，該平臺(tái)建成后節(jié)省計(jì)算、存儲(chǔ)資源37%以上。