Oracle Active DataGuard

數(shù)據(jù)同步復(fù)制技術(shù)方案

1. 概述

Oracle Active Data Guard是Oracle 11g版本推出的新功能。該功能可以實(shí)現(xiàn)Oracle數(shù)據(jù)庫讀寫分離。Active Data Guard從底層技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了在日志恢復(fù)數(shù)據(jù)的同時可以用只讀的方式打開數(shù)據(jù)庫，用戶可以在備用數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行查詢、報表等操作，這類似邏輯Data Guard備用數(shù)據(jù)庫的功能（查詢功能方面），數(shù)據(jù)同步的效率更高、對硬件的資源要求更低。可以更大程度地發(fā)揮物理備用數(shù)據(jù)庫的硬件資源的效能。

Active Data Guard用于維護(hù) Oracle 數(shù)據(jù)庫的單獨(dú)、同步物理副本，從而實(shí)現(xiàn) HA/DR。Active Data Guard支持高可用性（通過零數(shù)據(jù)丟失和/或自動故障切換）和災(zāi)難恢復(fù)。并且數(shù)據(jù)同步的效率更高、對硬件的資源要求更低。是一種有效可行的解決方案。

隨著Oracle ADG的出現(xiàn)，Oracle在讀寫分離的支持上又得到進(jìn)一步提升，可以在延遲很少的情況下提供讀，而且不會出現(xiàn)復(fù)制錯誤或者數(shù)據(jù)不一致的問題。

Active Dataguard  Reader Farm架構(gòu)至少存在以下優(yōu)勢：

l 管理維護(hù)簡單，DBA只要熟悉Dataguard的管理即可，無需再額外學(xué)習(xí)其他方面的新知識；

l Active Dataguard Reader Farm節(jié)點(diǎn)是靈活可擴(kuò)展的，可以在線添加或者刪除節(jié)點(diǎn)，并且可以線性擴(kuò)展而不對生產(chǎn)系統(tǒng)造成影響；

l 可以真正做到實(shí)時查詢，不會應(yīng)為大事務(wù)造成同步阻塞，性能有保障；

l 沒有數(shù)據(jù)類型的限制；

l 高可用性，節(jié)點(diǎn)的宕機(jī)都不會影響到數(shù)據(jù)庫的可用性。

2. Active Data Guard基本原理

Oracle Active Data Guard 系統(tǒng)架構(gòu)如下：

Active Data Guard 的同步是通過standby數(shù)據(jù)庫對主數(shù)據(jù)庫文件的不斷copy，不斷應(yīng)用主庫傳輸過來的redo重做日志來保持和主庫的物理結(jié)構(gòu)一致。standby數(shù)據(jù)庫分為物理standby和邏輯standby。主備庫之間走的是SSL協(xié)議，SSL使用RSA公鑰密碼和對稱密鑰加密，提供身份驗(yàn)證、加密和數(shù)據(jù)完整性。 Active Data Guard從底層技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了在日志恢復(fù)數(shù)據(jù)的同時可以用只讀的方式打開數(shù)據(jù)庫，用戶可以在備用數(shù)據(jù)庫上進(jìn)行查詢、報表等操作。

Oracle Active Data Guard 包括一個生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，也稱為主數(shù)據(jù)庫，以及一個或多個備用數(shù)據(jù)庫，這些備用數(shù)據(jù)庫是與主數(shù)據(jù)庫在事務(wù)上一致的副本。Data Guard 利用重做數(shù)據(jù)保持這種事務(wù)一致性。當(dāng)主數(shù)據(jù)庫中發(fā)生事務(wù)時，則生成重做數(shù)據(jù)并將其寫入本地重做日志文件中。通過 Oracle Active Data Guard，還將重做數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺溆谜军c(diǎn)上，并應(yīng)用到備用數(shù)據(jù)庫中，從而使備用數(shù)據(jù)庫與主數(shù)據(jù)庫保持同步。Oracle Active Data Guard 允許管理員選擇將重做數(shù)據(jù)同步還是異步地發(fā)送到備用站點(diǎn)上。

備用數(shù)據(jù)庫的底層技術(shù)是 Oracle Active Data Guard 重做應(yīng)用（物理備用數(shù)據(jù)庫）。物理備用數(shù)據(jù)庫在磁盤上擁有和主數(shù)據(jù)庫逐塊相同的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，并且使用 Oracle 介質(zhì)恢復(fù)進(jìn)行更新。

3. Active Data Guard軟硬件需求

3.1. 硬件及操作系統(tǒng)需求

3.2. 軟件需求

l Active Data Guard作為Oracle 企業(yè)版一個特性功能，標(biāo)準(zhǔn)版不支持。而且作為Oracle軟件的單獨(dú)組件（類似Oracle Rac組件），需要單獨(dú)收取費(fèi)用。

l 同一個Data Guard 配置中所有數(shù)據(jù)庫初始化參數(shù)：COMPATIBLE 的值必須相同。

l Primary 數(shù)據(jù)庫必須運(yùn)行于歸檔模式，并且務(wù)必確保在primary 數(shù)據(jù)庫上打開FORCE LOGGING，以避免用戶通過nologging 等方式避免寫redo 造成對應(yīng)的操作無法傳輸?shù)?/span>standby 數(shù)據(jù)庫。

l Primary 和standby 數(shù)據(jù)庫均可應(yīng)用于單實(shí)例或RAC架構(gòu)下，并且同一個data guard 配置可以混合使用邏輯standby 和物理standby。

l Primary 和standby 數(shù)據(jù)庫可以在同一臺服務(wù)器，但需要注意各自的數(shù)據(jù)文件存放目錄，避免重寫或覆蓋。

l 使用具有sysdba系統(tǒng)權(quán)限的用戶管理primary和standby 數(shù)據(jù)庫。

l 建議數(shù)據(jù)庫必須采用相同的存儲架構(gòu)。比如存儲采用ASM/OMF 的話，那不分primarty 或是standby也都需要采用ASM/OMF。

l 各服務(wù)器的時間設(shè)置,時區(qū)/時間設(shè)置需一致。

4. Active Data Guard工作模式

 Oracle Active Data Guard 有MAX PERFORMANCE,MAX AVAILABILITY, MAX PROTECTION三種數(shù)據(jù)保護(hù)模式： 

 5. Active Data Guard物理架構(gòu)

Oracle Active Data Guard支持多種物理架構(gòu)模式，Primary 和standby 數(shù)據(jù)庫均可應(yīng)用于單實(shí)例或RAC架構(gòu)下。目前采用較多的物理架構(gòu)模式有如下兩種：

主機(jī)數(shù)據(jù)庫（RAC）+備機(jī)數(shù)據(jù)庫（DG單機(jī)）+同磁盤陣列：

主機(jī)數(shù)據(jù)庫（RAC）+備機(jī)數(shù)據(jù)庫（RAC）+同磁盤陣列：

對比以上兩種方案，備機(jī)部署為RAC雙機(jī)方式為備機(jī)查詢應(yīng)用提供更好的高可用性（比如負(fù)載均衡和應(yīng)用透明切塊），但同時也增加日常維護(hù)的復(fù)雜程度。如果考慮能夠持續(xù)穩(wěn)定地向外圍系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù)，推薦使用主備機(jī)數(shù)據(jù)庫均為RAC的模式。

6. 方案特點(diǎn)

6.1. 高性能、高可靠性

本方案采用本地備份與遠(yuǎn)程復(fù)制相結(jié)合，最大限度的保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全性。結(jié)合對操作系統(tǒng)級和數(shù)據(jù)庫級的性能優(yōu)化，消除系統(tǒng)瓶頸，使硬件資源得到最大限度的利用。

6.2. 方便靈活 

在系統(tǒng)中，備份數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以切換到打開狀態(tài)，不同于冷容災(zāi)模式下容災(zāi)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在進(jìn)行數(shù)據(jù)復(fù)制是不可用的情況。因此，備份數(shù)據(jù)中心可以通過為其它系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。如通過備份數(shù)據(jù)中心為綜合查詢系統(tǒng)提供快速的數(shù)據(jù)抽取功能，并且實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的抽取與生產(chǎn)系統(tǒng)完全隔離，減少對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響。

6.3. 高效率、低負(fù)載

數(shù)據(jù)復(fù)制引擎使用基于Log的復(fù)制，復(fù)制操作集中于對數(shù)據(jù)的改變，因此將對源數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、源操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的影響最小化。數(shù)據(jù)復(fù)制引擎效率很高，同時保證了復(fù)制數(shù)據(jù)的精確性。在源數(shù)據(jù)庫一端，數(shù)據(jù)復(fù)制引擎嚴(yán)格地遵守讀一致性模式。在目標(biāo)數(shù)據(jù)庫一端，數(shù)據(jù)復(fù)制引擎使用 Oracle內(nèi)部交易格式提交事務(wù)，在容災(zāi)端的交易執(zhí)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)準(zhǔn)SQL語句執(zhí)行速度。同時系統(tǒng)保證操作次序和會話上下文的一致。

6.4. 全面 --- 數(shù)據(jù)類型、DML和DDL復(fù)制

系統(tǒng)支持Oracle所有的數(shù)據(jù)類型、DML和DDL復(fù)制。在復(fù)制時，系統(tǒng)可選擇性地在用戶級、對象級、命令級排除（exclude）不需要復(fù)制的內(nèi)容。