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摘要：随着三峡局信息化的深入推进，重要应用系统越来越多，宝贵数据资源不断积累，对于数据安全存储的需求也越来越高。本论文介绍了数据中心灾备技术在三峡局信息系统中的应用情况，并且对数据中心容灾所存在的问题进行了研究总结，提出解决方案，使用RAC技术、Data Guard等技术，对数据中心容灾进行主备切换，增加系统的安全性、可用性。
关键词：三峡通航;容灾;Oracle Data Guard
1、数据中心存储概况
三峡局数据容灾备份中心作为长江航运数据中心建设的重要组成部分，不仅可为核心业务应用提供长期、不间断的可靠服务，同时也能保证重要的“三船”基础数据的信息安全，是提高航运系统信息化支撑服务水平的根本保障。由于数据容灾备份中心构成相对复杂、牵涉面广，如何对其进行全面、有效的监控与管理，确保容灾备份体系正常、稳定、安全运行显得尤为重要。
1.1、现状
三峡局数据中心建成于2014年，依托于三峡通航局综合信息系统数据中心工程。数据中心体系架构采用异地数据热备份的总体架构：即在坝河口建立一个数据中心，葛洲坝建立一个容灾中心，将数据中心的数据备份到容灾中心。数据中心及容灾中心的数据库服务器均采用双机热备配置，使用RAC技术搭建数据库集群进行数据库同步，以保证数据服务的连续性和安全性。
目前数据中心存储数据主要分为生产系统以及办公系统。每个中心都有六台IBM X3850服务器，将四台服务器聚合成兩台高性能服务器，用来运行核心生产系统的数据库，另外两台运行办公系统数据库。其中生产系统数据包括有调度、安检、吃水检测等各个核心系统的数据。办公系统主要存储有OA系统的数据。
数据中心和容灾中心正常运行状态时，双机核心服务器集群、磁盘阵列、磁带库等设备由光交换机连接。为保障网络损坏不影响服务，每台接口服务器由两点连入生产作业网，进行网络冗余备份。
1.2、存在的问题
目前，经过多次的数据中心改扩建，三峡局数据中心初步建成，在物理层面解决了三峡局生产作业数据存储分散、数据冗余度高等问题，实现“核心数据集中存储、备份、异地容灾”的数据管理需求，有力的确保了数据安全，为三峡通航管理的稳定开展提供核心保障;在逻辑层面，形成了符合三峡局自身特色的数据资源规划和数据交换标准，明确了“一数一源”、“一数多用”的使用方式，对三峡局未来应用系统的建设和对系统的掌控具有非常重要的意义。
数据中心和交换平台投入使用后，仅对三峡通航调度系统、办公系统等进行系统性改造，船舶综合监管系统、三峡GPS应用系统等尚未实施改造，无法实现通航数据资源的充分整合，影响数据中心效率的发挥。同时，数据中心的oracle数据库服务器的存储均建立在日立VSP存储上，通过日立存储的TC服务，实现TC存储容量内的文件实时同步（存储级别）。三峡局数据中心存在如下问题：
●实际为单活数据中心：一个数据中心、一个灾备中心的模式，实际只有一个中心能提供服务。
●数据中心采用ORACLE物理双机RAC，数据异地灾备。如果物理服务器宕机可能导致数据中心服务中断。
●备份数据中心只在灾难发生时才能起到作用，这是IT资源和资金的极大浪费。硬件固化，无法进行扩容。
●主备中心的IP各不相同，如果主中心出现故障，需要手动进行切换，并将所有应用服务对应的数据库IP进行修改，业务恢复需要一定时间成本。
2、数据中心存储主备切换
三峡局数据中心的一套RAC数据库系统部署在三峡，备用RAC数据库系统部署在西坝，两者之间可以使用Data Guard方案来实现远程容灾。计划将三峡数据库作为Primary Database，西坝数据库作为Standby Database来进行实施，
2.1、主备切换方案
DG技术适用于两地或者多地数据库进行数据远程容灾复制的应用需求场景，两地系统各自有各自的存储，通过oracle DG远程容灾软件实现三峡和西坝机房的数据复制迁移，三峡的所有日志数据会实时同步到西坝进行重演，两边的数据库都是可以访问，其中主库读写，备库可读。和原来的TC存储同步方案只有主库端可以访问，主库宕机后才能重新启用备库相比，DG方案能做到两边实现同时访问。同时因为故障时只涉及数据库层面的切换，存储设备在切换过程中无须进行处理操作，因而切换速度也更快更可靠。
在该方案下，主库故障后，备库只需执行简单的切换操作，就能将备库升级为主库，客户端修改服务端地址连接字符串，就能将业务切换到容灾端，原存储容灾方案下，客户端也是必须要做这个处理的。而在DG方案中，若客户端应用原设计上使用的是本地tnsnames配置文件指定服务器连接参数的话，客户端更可以实现不进行任何操作就能自动完成主备库之间的切换。同时，DG方案还能实现主备角色反复切换功能。
2.2 实施步骤
2.2.1 DG环境准备
完成西坝端的存储划分，对数据库DG相关文件进行安装、配置;同时完成对三峡的数据库DG相关文件安装和配置。
（1）TNS连接串配置
编辑主备4台机器oracle用户下的$ORACLE_HOME/network/admin/tnsnames.ora文件。
（2）设置主库FORCE LOGGING
（3）配置主用RAC参数，修改主机参数
（4）配置备用RAC参数，从主用RAC产生参数文件，并对该参数文件进行参数的修改。
（5）添加STANDBY LOG
（6）备份主RAC数据库
（7）生成备库控制文件
（8）恢复控制文件，将生成的备库控制文件使用ASMCMD恢复至备库ASM中 （9）SPFILE文件处理
（10）启动数据库至MOUNT，使用ASM盘组上SPFILE文件启动至MOUNT
（11）密码文件，在主RAC各节点中重新设置SYS密码，同时，复制密码文件至备机1（节点1）和备机2（节点2）
（12）测试TNS连通性
（13）备库日志文件处理
（14）恢复数据库
（15）开始应用日志
（16）使用ORACLE用户执行命令，注册至GRID
2.2.2 DG切换准备
将主备数据库的数据进行同步，同时，对相关应用系统数据库地址进行配置。
2.2.3 DG切换
关闭应用系统及数据库对外服务，切换DG主备关系，以西坝数据中心为主数据中心。
（1）停止主备RAC的第二节点，在主RAC和备RAC的第二节点执行;
（2）主RAC切換为备RAC：重启主RAC数据库，应用日志，同时启动第二节点实例;
（3）备用RAC切换为主用RAC：重启备用RAC数据库，启动第二节点实例。
3、总结
本文介绍了三峡局数据容灾备份中心的系统组成，从三峡局数据中心实际运行情况进行问题剖析，查找解决方案。同时，明确了采用DG Data Guard远程容灾机制，详细的介绍了数据中心灾备中心主备切换的步骤。其数据备份容灾机制可为航运行业相关数据的容灾备份提供借鉴。
随着当前航运系统数据中心建设的深入推进，对于数据中心以及容灾备份体系的运维管理也变得越来越重要。面对日益加剧的运维管理压力，未来工作中仍需探索相关新技术产品的应用，如引人新的数据中心基础设施管理工具，可以实现跨IT基础设施的全部系统实时监控和管理，减轻复杂系统的运维压力，提高数据容灾备份中心的管理效能与服务能力。
参考文献
[1]王春海《虚拟机深入应用实践》.中国铁道出版社 2009.03
[2] VMware， ESX Server3 Configuration Guide[Z]， 2007
作者介绍：
孙荣，女，1987年，湖北孝感市人，工程师，硕士学位，主要从事数据库方面的运维与研究。
关键词：三峡通航;容灾;Oracle Data Guard
1、数据中心存储概况
三峡局数据容灾备份中心作为长江航运数据中心建设的重要组成部分，不仅可为核心业务应用提供长期、不间断的可靠服务，同时也能保证重要的“三船”基础数据的信息安全，是提高航运系统信息化支撑服务水平的根本保障。由于数据容灾备份中心构成相对复杂、牵涉面广，如何对其进行全面、有效的监控与管理，确保容灾备份体系正常、稳定、安全运行显得尤为重要。
1.1、现状
三峡局数据中心建成于2014年，依托于三峡通航局综合信息系统数据中心工程。数据中心体系架构采用异地数据热备份的总体架构：即在坝河口建立一个数据中心，葛洲坝建立一个容灾中心，将数据中心的数据备份到容灾中心。数据中心及容灾中心的数据库服务器均采用双机热备配置，使用RAC技术搭建数据库集群进行数据库同步，以保证数据服务的连续性和安全性。
目前数据中心存储数据主要分为生产系统以及办公系统。每个中心都有六台IBM X3850服务器，将四台服务器聚合成兩台高性能服务器，用来运行核心生产系统的数据库，另外两台运行办公系统数据库。其中生产系统数据包括有调度、安检、吃水检测等各个核心系统的数据。办公系统主要存储有OA系统的数据。
数据中心和容灾中心正常运行状态时，双机核心服务器集群、磁盘阵列、磁带库等设备由光交换机连接。为保障网络损坏不影响服务，每台接口服务器由两点连入生产作业网，进行网络冗余备份。
1.2、存在的问题
目前，经过多次的数据中心改扩建，三峡局数据中心初步建成，在物理层面解决了三峡局生产作业数据存储分散、数据冗余度高等问题，实现“核心数据集中存储、备份、异地容灾”的数据管理需求，有力的确保了数据安全，为三峡通航管理的稳定开展提供核心保障;在逻辑层面，形成了符合三峡局自身特色的数据资源规划和数据交换标准，明确了“一数一源”、“一数多用”的使用方式，对三峡局未来应用系统的建设和对系统的掌控具有非常重要的意义。
数据中心和交换平台投入使用后，仅对三峡通航调度系统、办公系统等进行系统性改造，船舶综合监管系统、三峡GPS应用系统等尚未实施改造，无法实现通航数据资源的充分整合，影响数据中心效率的发挥。同时，数据中心的oracle数据库服务器的存储均建立在日立VSP存储上，通过日立存储的TC服务，实现TC存储容量内的文件实时同步（存储级别）。三峡局数据中心存在如下问题：
●实际为单活数据中心：一个数据中心、一个灾备中心的模式，实际只有一个中心能提供服务。
●数据中心采用ORACLE物理双机RAC，数据异地灾备。如果物理服务器宕机可能导致数据中心服务中断。
●备份数据中心只在灾难发生时才能起到作用，这是IT资源和资金的极大浪费。硬件固化，无法进行扩容。
●主备中心的IP各不相同，如果主中心出现故障，需要手动进行切换，并将所有应用服务对应的数据库IP进行修改，业务恢复需要一定时间成本。
2、数据中心存储主备切换
三峡局数据中心的一套RAC数据库系统部署在三峡，备用RAC数据库系统部署在西坝，两者之间可以使用Data Guard方案来实现远程容灾。计划将三峡数据库作为Primary Database，西坝数据库作为Standby Database来进行实施，
2.1、主备切换方案
DG技术适用于两地或者多地数据库进行数据远程容灾复制的应用需求场景，两地系统各自有各自的存储，通过oracle DG远程容灾软件实现三峡和西坝机房的数据复制迁移，三峡的所有日志数据会实时同步到西坝进行重演，两边的数据库都是可以访问，其中主库读写，备库可读。和原来的TC存储同步方案只有主库端可以访问，主库宕机后才能重新启用备库相比，DG方案能做到两边实现同时访问。同时因为故障时只涉及数据库层面的切换，存储设备在切换过程中无须进行处理操作，因而切换速度也更快更可靠。
在该方案下，主库故障后，备库只需执行简单的切换操作，就能将备库升级为主库，客户端修改服务端地址连接字符串，就能将业务切换到容灾端，原存储容灾方案下，客户端也是必须要做这个处理的。而在DG方案中，若客户端应用原设计上使用的是本地tnsnames配置文件指定服务器连接参数的话，客户端更可以实现不进行任何操作就能自动完成主备库之间的切换。同时，DG方案还能实现主备角色反复切换功能。
2.2 实施步骤
2.2.1 DG环境准备
完成西坝端的存储划分，对数据库DG相关文件进行安装、配置;同时完成对三峡的数据库DG相关文件安装和配置。
（1）TNS连接串配置
编辑主备4台机器oracle用户下的$ORACLE_HOME/network/admin/tnsnames.ora文件。
（2）设置主库FORCE LOGGING
（3）配置主用RAC参数，修改主机参数
（4）配置备用RAC参数，从主用RAC产生参数文件，并对该参数文件进行参数的修改。
（5）添加STANDBY LOG
（6）备份主RAC数据库
（7）生成备库控制文件
（8）恢复控制文件，将生成的备库控制文件使用ASMCMD恢复至备库ASM中 （9）SPFILE文件处理
（10）启动数据库至MOUNT，使用ASM盘组上SPFILE文件启动至MOUNT
（11）密码文件，在主RAC各节点中重新设置SYS密码，同时，复制密码文件至备机1（节点1）和备机2（节点2）
（12）测试TNS连通性
（13）备库日志文件处理
（14）恢复数据库
（15）开始应用日志
（16）使用ORACLE用户执行命令，注册至GRID
2.2.2 DG切换准备
将主备数据库的数据进行同步，同时，对相关应用系统数据库地址进行配置。
2.2.3 DG切换
关闭应用系统及数据库对外服务，切换DG主备关系，以西坝数据中心为主数据中心。
（1）停止主备RAC的第二节点，在主RAC和备RAC的第二节点执行;
（2）主RAC切換为备RAC：重启主RAC数据库，应用日志，同时启动第二节点实例;
（3）备用RAC切换为主用RAC：重启备用RAC数据库，启动第二节点实例。
3、总结
本文介绍了三峡局数据容灾备份中心的系统组成，从三峡局数据中心实际运行情况进行问题剖析，查找解决方案。同时，明确了采用DG Data Guard远程容灾机制，详细的介绍了数据中心灾备中心主备切换的步骤。其数据备份容灾机制可为航运行业相关数据的容灾备份提供借鉴。
随着当前航运系统数据中心建设的深入推进，对于数据中心以及容灾备份体系的运维管理也变得越来越重要。面对日益加剧的运维管理压力，未来工作中仍需探索相关新技术产品的应用，如引人新的数据中心基础设施管理工具，可以实现跨IT基础设施的全部系统实时监控和管理，减轻复杂系统的运维压力，提高数据容灾备份中心的管理效能与服务能力。
参考文献
[1]王春海《虚拟机深入应用实践》.中国铁道出版社 2009.03
[2] VMware， ESX Server3 Configuration Guide[Z]， 2007
作者介绍：
孙荣，女，1987年，湖北孝感市人，工程师，硕士学位，主要从事数据库方面的运维与研究。