銀行跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫雙活方案設(shè)計規(guī)范

1、 銀行跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫雙活方案設(shè)計規(guī)范 每個系統(tǒng)在多數(shù)據(jù)中心部署的目標(biāo)是不同的，可以是分布式業(yè)務(wù)，也可以是讀寫分離，也有完全對等雙活的業(yè)務(wù)部署。在這些部署方案里面，數(shù)據(jù)庫雙活技術(shù)也成為重點關(guān)注的對象。然而在使用這些技術(shù)的時候存在很多誤區(qū)，并非所有的場景都適合，所以企業(yè)需要一定的取舍，真正用好這些技術(shù)才能達(dá)到業(yè)務(wù)多數(shù)據(jù)中心建設(shè)的目的。本文來自社區(qū)交流，多位社區(qū)會員分享。Q1、為什么要做數(shù)據(jù)庫雙活？數(shù)據(jù)庫雙活的目的及意義是什么？在兩地三中心建設(shè)過程中，采用傳統(tǒng)的容災(zāi)技術(shù)后，會碰到3個問題：1. 切換時間太長，在同城災(zāi)備演練中，即使通過自動化實現(xiàn)，主切備和備切主可能都需要花費40分鐘時間。2. 操作

2、風(fēng)險太大，比如核心系統(tǒng)切換涉及到20步以上的操作步驟和上百條命令，每條命令都有出錯的可能。3. 建設(shè)成本太高，同城機房按照1比2甚至1比1 的比例進(jìn)行建設(shè)，服務(wù)器平時完全閑置，除了一次性投入，每年還要耗費大量的維護費用。因此相對于傳統(tǒng)容災(zāi)方式，需要建設(shè)一個雙活平臺，解決降低RTO時間、降低成本和降低切換風(fēng)險等需求。核心目的是為了業(yè)務(wù)的連續(xù)性。在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心中，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)往往都是存放在一個數(shù)據(jù)庫中，這種模式的數(shù)據(jù)中心存在著一定的業(yè)務(wù)連續(xù)性風(fēng)險即如果數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障宕機，所有與這臺數(shù)據(jù)庫有連接的業(yè)務(wù)系統(tǒng)就會停頓，甚至?xí)G失數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫雙活互為備份或者鏡像，當(dāng)一個發(fā)生故障、業(yè)務(wù)自動切換到另一個，業(yè)

3、務(wù)均會繼續(xù)運行，不受影響，且數(shù)據(jù)在故障過程中無丟失，解決了傳統(tǒng)單點故障問題。其實還有其他的優(yōu)點，比如容災(zāi)，備份，負(fù)載等其他的RTO、RPO需求。單點故障問題的解決方法就是雙活，因為你數(shù)據(jù)庫或者操作系統(tǒng)或者存儲任何一方是單點的情況下，任何一方出現(xiàn)問題將影響整個業(yè)務(wù)的運行，所以就需要雙活來避免單點故障這個問題發(fā)生而影響業(yè)務(wù)。Q2、跨數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)庫雙活方案設(shè)計時應(yīng)該遵循哪些原則？孔再華：如果將數(shù)據(jù)庫雙活平臺作為未來的常規(guī)建設(shè)，應(yīng)用越來越多的系統(tǒng)，那么在建設(shè)初期，我們就要設(shè)定好平臺的目標(biāo)：1、通用性：基于LUW開放平臺，支持部署在任何廠商的存儲、服務(wù)器和操作系統(tǒng)上。不能選擇一體機，大型機等不通用的設(shè)備

4、。2、無差別性： 雙中心交易對等，同城之間同時處理業(yè)務(wù)請求，無主次之分。只有這樣的系統(tǒng)才能面對失去單數(shù)據(jù)中心的風(fēng)險。3、高可用性：最下化降低同城切換時間，同城站點出問題不會影響全局業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)切換需要在最短時間內(nèi)完成。4、可維護性：基礎(chǔ)設(shè)置重大變更不停機，可以通過滾動升級的方式完成維護操作。5、可遷移性：平臺對業(yè)務(wù)系統(tǒng)透明，開發(fā)無需改動代碼，即可快速部署到該平臺。同樣該平臺部署的系統(tǒng)也可平滑遷移出來。6、安全穩(wěn)定運行，該平臺可以實現(xiàn)5個9的運行目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母咝跃W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母呖捎眯跃W(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)母甙踩苑?wù)器的高效性服務(wù)器的高可用性服務(wù)器的高安全性數(shù)據(jù)庫的高效性數(shù)據(jù)庫的高可用性數(shù)據(jù)庫的高安全性配置

5、的最優(yōu)化資源利用最大化最后是良好的管理性，總之一切為了高效性，高可用，高安全性，滿足業(yè)務(wù)的需求，當(dāng)然還有結(jié)合你的成本考慮。Q3、做數(shù)據(jù)庫雙活方案設(shè)計有哪些工作需要考慮？做數(shù)據(jù)庫雙活方案的設(shè)計需要考慮很多方面：業(yè)務(wù)選型：數(shù)據(jù)庫雙活在實現(xiàn)雙中心對等并重的同時，也對業(yè)務(wù)系統(tǒng)有著苛刻的要求。因為幾十公里的延時會導(dǎo)致通信和存儲變慢，從而產(chǎn)生蝴蝶效應(yīng)。所以首先要做的是明確什么樣的業(yè)務(wù)適合上雙活。業(yè)務(wù)選型的要素：業(yè)務(wù)類型簡單，應(yīng)用讀寫比高，作為新技術(shù)的驗證，最好首先從獨立性高的業(yè)務(wù)開始，不要影響其他業(yè)務(wù)。技術(shù)選型：選好適合的業(yè)務(wù)系統(tǒng)后，下面考慮的是采用什么數(shù)據(jù)庫技術(shù)。是Oracle的RAC還是DB2的pur

6、eScae集群。上線后的數(shù)據(jù)訪問時什么樣的，是無差別的讀寫，還是需要做讀寫分離。這些都是在選擇雙活技術(shù)的考慮因素。選擇好上層數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品后，還需要考慮共享文件系統(tǒng)的選型。硬件選型基礎(chǔ)建設(shè)：硬件選型在這個方案里面尤其重要，是一切實現(xiàn)的基礎(chǔ)。主機采用什么設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)是采用RDMA還是TCPIP，存儲采用哪個廠商。雙中心建設(shè)大二層網(wǎng)絡(luò)需要采購什么什么設(shè)備，和當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是否能集成公用等等。最后硬件換進(jìn)過的拓?fù)浼軜?gòu)是什么樣的，怎么做好冗余高可用等。運維建設(shè)：最后能上還得能玩雙活才行。運維建設(shè)很重要，完善的文檔，有經(jīng)驗的運維人員，廠商支持力度才是雙活環(huán)境保駕護航的重點。Q4、數(shù)據(jù)庫雙活技術(shù)該如何選型?主流數(shù)

7、據(jù)庫雙活技術(shù)的詳細(xì)對比1 技術(shù)方案性能相關(guān)的對比2 技術(shù)方案的自有特性3 技術(shù)方案差異性4 技術(shù)方案的優(yōu)缺點5 技術(shù)方案成本考慮6 技術(shù)方案管理性其實最主要的的你需要了解你的業(yè)務(wù)核心需求是什么，一切的一切都是以業(yè)務(wù)為前提的。libai21：我覺得應(yīng)該從業(yè)務(wù)需求入手，看看業(yè)務(wù)對雙活的真正需求是什么，然后選擇對應(yīng)的方案。目前的技術(shù)沒有明顯的優(yōu)劣，都有各自的優(yōu)勢和缺點，所以一定要選擇合適的。多數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)有哪些同步方式，該如何選擇？孔再華：這個技術(shù)選型要考慮很多方面： 首先是定義目標(biāo)。為什么要做雙活，覆蓋到什么程度，將會有哪些候選應(yīng)用。這些應(yīng)用的特點是什么，只需要做讀寫分離還是需要無差別雙活訪問。有

8、了這個目標(biāo)之后才是選型。如果是讀寫分離，數(shù)據(jù)庫基于日志的同步技術(shù)或者是第三方工具來做數(shù)據(jù)復(fù)制都是沒問題的。這種模式實現(xiàn)也簡單，能夠快速部署上線。但是如果目標(biāo)比較高，需要RPO=0，RTO分鐘級，那么就需要選擇無差別的雙活模式，需要考慮DB2的pureScale或者是Oracle的RAC這樣的集群產(chǎn)品。定義好數(shù)據(jù)復(fù)制的技術(shù)后，下一步是這種方案下的基礎(chǔ)環(huán)境選型，采用什么服務(wù)器，存儲，網(wǎng)絡(luò)，如何搭建網(wǎng)絡(luò)，怎么實現(xiàn)冗余，各個環(huán)節(jié)的高可用配置該怎么做。最后這個雙活的方案基本就確定了。在這個過程中還需要考慮后期的運維，人員的能力，對業(yè)務(wù)的侵入性等因素。多數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)同步大致分為兩種方式，一種是存儲復(fù)制，一

9、種是數(shù)據(jù)復(fù)制。存儲復(fù)制通過存儲復(fù)制技術(shù)，將磁盤同步或者異步復(fù)制到不同數(shù)據(jù)中心。一般同城數(shù)據(jù)中心距離較近，會采用同步的模式。同步模式會對寫操作有延遲，進(jìn)而影響一部分性能。異地數(shù)據(jù)中心因為距離較遠(yuǎn)，采用異步模式，對本地數(shù)據(jù)訪問沒有影響。存儲復(fù)制還分為硬件技術(shù)復(fù)制和軟件技術(shù)復(fù)制。硬件技術(shù)復(fù)制是存儲廠商提供的技術(shù)，優(yōu)點是方案成熟，配置簡單，對于應(yīng)用適應(yīng)性強。缺點是成本高，單活，對網(wǎng)絡(luò)傳輸壓力大。所以建議高級別的業(yè)務(wù)系統(tǒng)采用這種方式。軟件復(fù)制技術(shù)是使用例如LVmirror，GPFS等軟件技術(shù)來復(fù)制不同數(shù)據(jù)中心的磁盤。優(yōu)點是成本低，靈活性高，缺點是配置復(fù)雜，適用性差，需要對應(yīng)用當(dāng)前環(huán)境停機改造，后期維護起

10、來復(fù)雜。所以這種方式用的很少。數(shù)據(jù)復(fù)制時通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)或者第三方軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心間的數(shù)據(jù)同步。同樣數(shù)據(jù)復(fù)制也分為同步和異步兩種模式，分別適用于短距離數(shù)據(jù)中心和長距離數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)復(fù)制可選擇性比較多，數(shù)據(jù)庫本身提供了數(shù)據(jù)復(fù)制的技術(shù)，例如DB2的HADR，oracle的dataguard，mysql的主從同步。這些技術(shù)都屬于ActiveStandby模式，Standby可以開啟只讀，做上讀寫分離。這種方式在數(shù)據(jù)中心同步中使用非常廣泛，也是主要推薦的一種方式。出現(xiàn)災(zāi)難切換的時候，數(shù)據(jù)庫能很快切換到其他數(shù)據(jù)中心，相對于存儲復(fù)制的冷備方式，熱備能夠大大加快切換速度，也減少了切換的未知風(fēng)險。數(shù)據(jù)庫還未第三

11、方工具提供了日志解析的接口，所以有很多復(fù)制工具也被用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)同步。但是這種方式通常不會用于整庫復(fù)制。而且這種第三方工具也沒有同步模式。通常是作為實時性要求不高的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)同步。這種工具還有個很好的優(yōu)點是支持異構(gòu)，可以在不同種類的數(shù)據(jù)庫間實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步。數(shù)據(jù)庫物理復(fù)制技術(shù)和工具邏輯復(fù)制技術(shù)都可以滿足不同數(shù)據(jù)中心之間數(shù)據(jù)復(fù)制。但是各項技術(shù)各有千秋，使用場景也不一樣。最后說說數(shù)據(jù)庫雙活的運用場景。數(shù)據(jù)庫雙活要求在兩個數(shù)據(jù)中心都能看到相同的數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)一定是同步復(fù)制的，并且都可讀寫。因此可選的復(fù)制技術(shù)并不多。存儲技術(shù)有存儲虛擬化，雙中心訪問的是最終虛擬的盤，實際底層由存儲進(jìn)行復(fù)制。這種其實運用的不多，因為存儲復(fù)制也要防止腦裂的問題需要加仲裁。在腦裂的時候有可能選擇任意一邊存活。而上層數(shù)據(jù)庫集群也有腦裂問題，可能選擇另一邊存活，這就會導(dǎo)致底層存儲和上層數(shù)據(jù)庫選擇可能不一致，結(jié)果服務(wù)不可用。而且次方案成本也非常高。另外一種就是數(shù)據(jù)庫自帶的軟件復(fù)制技術(shù)。Oracl