浅析Oracle+DataGuard灾备技术

1、浅析 Oracle+DataGuard 灾备技术随着科技的发展进步和信息化建设不断的强化扩大， 信息系统数据已经从单一的数据存储发展成为系统化的核心处理对象。 数据完整性和安全性的保护、 业务连续性的要求已经成为企业极为关注的问题。 灾备技术的兴起是信息化建设一个逐步完善的过程。当前主流的灾备技术有基于阵列级灾备技术、基于应用级灾备技术和基于数据库级的灾备技术，而被业界广泛使用的是 Oracle 数据库，其灾备墓础产品的名称为 DataGuard，简称 DG。1 技术原理在本地中心和远端中心采用相同的数据库，本地中心为主数据库。远端中心为备用数据库。 当修改主数据库时， 生成的更新数据发送到备

2、用数据库。 如果主数据库出现了故障， 备用数据库立即被激活并接管生产数据库的工作。 实现方式如下。备用数据库可以是物理备用数据库，也可以是逻辑备用数据库。物理备用数据库是通过接收主数据库日志并以应用日志的方式与主数据库保持同步。物理备用数据库在应用日志时，是墓于数据块级别来操作。因此，要求备用数据库和主数据库具有相同的物理结构， 而且备用数据库只能处在恢复状态和只读打开两种状态中的一种。逻辑备用数据库与主数据库只要求逻辑结构相同，物理结构可以不同。它通过接收主数据库的日志，并转化为 SQL语句，在备用数据库中运行的方式，与主数据库保持同步。 逻辑数据库除了用干灾难恢复之外， 也可以用干其他的用

3、途，它允许用户根据需要随时进行查询以及随时生成报表， 还可以建立自己的数据库对象，进行读写操作。工作原理如图 1 所示。图 1 备用数据库工作原理2 灾各模式逻辑备用数据库与物理备用数据库相比，其优点在干数据库可以一直处于打开状态，以提供查询、统计等功能，但是，逻辑备用数据库在效率上远远不如物理备用数据库， 因此对性能和效率要求较为严格的大型数据库而言是不适合的。以下仅针对基于物理备用数据库的各种灾备模式进行论述。2.1 最大保护模式最大性能模式是一种同步模式， 为主数据库提供最高级别的数据可用性，本文测试同城及异地同步部分即为此种模式。 它保证在主数据库提交的事务同时在备用数据库应用。 当备

4、用数据库不可用或网络出现故障时。 主数据库的处理会自动挂起，保证主数据库和备用数据库之间不会出现不一致。主数据库在以最大保护模式运行时，日志写进程序负责将日志记录从主数据库传送到备用数据库， 在没有得知数据传送成功之前，主数据库的事务不会提交。这会在某种程度上影响主数据库的性能，但最大程度保护了数据的一致性。当主数据库出现故障时，因为所有在主数据库提交的事务都已在备用数据库同步，所以不会有数据丢失。2.2 最大性能模式最大性能模式是一种异步模式，本文测试同城及异地异步部分即为此种模式。在正常操作过程中，主数据库不会确认数据是否已经在备用数据库可用，就继续进行本地操作， 因此它对主数据库的性能影

5、响很小。 如果备用数据库出现故障，主数据库的处理也不会挂起 . 当备用数据库恢复可用时，主、备数据库继续同步数据。2.3 最高可用模式最高可用模式也为主数据库提供了高级别的保护。 同最大保护模式相比，当备用数据库不可用时， 主数据库不会挂起， 而是降为最大性能模式。 由于主数据库仍继续运行，主数据库和备用数据库之间会出现数据不一致的情况 . 当备用数据库可用时，主数据库运行状态为最大保护模式 . 此模式介于最大保护模式和最大可用模式之间，本文暂不做验证测试和分析。2.4Oracle DG 优缺点优点 :(1) 对存储设备没有同构的要求；(2) 有利干在灾难发生时，备用数据库系统的快速就绪；(3

6、) 比较节省投资。缺点 :(1) 最大保护和最高可用模式，对于主数据库系统资源占用很高；(2) 最大性能模式在灾难发生时，有数据丢失；(3 ）要求主数据库和备用数据库的操作系统取啦据库版本一致。3 验证性测试3.1 测试环境搭建生产和灾备系统的测试环境，使用两台主机和两套阵列。在生产主机上安装 HP-UXlli操作系统、 ORACLE9.2.0.4数据库、 CA管理工具和储蓄统一版本应用软件，在灾备主机上安装HP-UXlli操作系统、 ORACLE9.2.0.4数据库和 CA管理工具。在生产 PC SERVER上安装压力测试软件，模拟终端应用系统，发起联机交易，进行压力测试。3.2 测试内容(

7、1) 同城同步和同城异步数据灾备测试。(2) 异地同步和异地异步数据灾备测试 .3.3 侧试步骤(1) 性能测试利用压力测试软件模拟 50 个并发进程，在 7 分钟之内不停顿地向模拟生产中心系统发起联机交易， 并对系统和网络各项性能指标进行跟踪记录。 井通过在路由器上调整带宽，测试不同带宽下的性能指标。利用压力测试软件模拟 50 个并发进程，不停顿地向模拟生产中心系统发起联机交易，期间中断生产系统与灾备系统的网络通讯， 查看生产与灾备系统状态 ; 恢复生产系统与灾备系统的网络通讯，再次查看生产与灾备系统状态。(2) 灾难测试利用压力测试软件模拟 50 个并发，不停顿地向模拟生产中心系统发起联机

8、交易，当系统运行到平稳状态时， 将生产中心和备份中心之间的网络断开， 同时将交易发起端和生产中心之间的网络也断开， 模拟灾难发生。 打开主、备数据库，对比数据差异。3.4 测试结果3.4.1 测试记录(1) 汇总记录LG W R: Oracl 擞据库的一个后台进程， LGWR模式即为有 LGWR进程负责DG的数据传输工作。直接从缓存中提升传输数据。ARCH: Oracle 数据库的一个后台进程， ARCH模式即为有 ARCH进程负责DG的数据传输工作 . 直接从日志文件中提升传输数据。汇总记录见下表。(2) 带宽测试通过在 45Mb, 10 Mb 和 2 Mb 带宽下分别对 ARCH和 LGW

9、R进行测试发现，在 LGWR模式下，交易量会随带宽的下降而急剧下降。测试交易数据量与行业业务模式有关，原始测试数据暂略。汇总记录表3.4.2 侧试结论(1) 同城从 DG的工作原理可以看出， 加入 DG功能后，会启动相应的进程负责对日志备份读写， 因此加大了磁盘 I/O 的利用率，就如上述测试数据所体现的。当线路同时出现问题时， 同步模式下在线日志无法正常工作， 导致数据库挂起，生产中心不会在向外提供服务，这样主备数据库之间就不存在数据的差异。但在异步模式时， 由于主数据库不会因备数据库的存在和故障而受到影响， 因此会带来一定的数据差异。 而数据差异的量要视线路中断的时刻是否有归档日志生成，是

10、否在传输归档日志和是否依然提供业务处理。(2) 异地网络质量对 LGWR模式的影响很大，在带宽非常小的情况下，生产中心服务将无法对交易发起端做出及时的响应，应用队列会堵塞。在 LGWR模式下，当生产中心和灾备中心间网络发生故障时， 生产中心日志形成堆积，无法传至灾备中心。当网络恢复后，数据传输进程由 LGWR切换为ARCH，几个 ARCH进程同时传输， 当日志同步后， 数据传输进程又会从 ARCH切换为 LGWR,在用 ARCH模式测试中，当备用数据库导入归档日志，在处理最后一个日志块时，会更新所有操作过的盘，造成短时 I/O 压力。4 结束语通过对 Oracle 数据库的 DataGuard 原理的认识和学习， 并通过在特定生产环境上的验证性测试， 我们可