民航空管的ORACLE RAC數(shù)據(jù)庫實時可視化監(jiān)控技術(shù)

摘 要 本文在民航空管大數(shù)據(jù)存儲背景下，提出了一種針對的Oracle RAC數(shù)據(jù)庫的實時可視化監(jiān)控技術(shù)。該方法支持任意Linux /Unix操作系統(tǒng)查詢命令行指令以及SQL查詢指令，通過這些指令的腳本實現(xiàn)了對于Oracle RAC數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的全方位可視化監(jiān)控。該方法得到的監(jiān)控數(shù)據(jù)準確、實時性強、集成度高、安全性高、對二次開發(fā)具有良好的支持。該方法靈活支持各類告警，同時具有較強的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，具有廣泛的推廣價值。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)庫 監(jiān)控 腳本

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對于生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控越來越重要。生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫與用戶體驗密切相關(guān)，對生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，包括其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的狀態(tài)進行實時監(jiān)控，有助于維護人員隨時掌握生產(chǎn)系統(tǒng)的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)存在的故障和問題，提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可用性及性能，增加對于生產(chǎn)系統(tǒng)的保障力度。

1 傳統(tǒng)監(jiān)控方式的局限性

近年來，民航空管技術(shù)不斷發(fā)展，目前正大力推進基于海量數(shù)據(jù)的協(xié)同決策管理系統(tǒng)、智能化管制指揮系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)，這些新型綜合信息管理應(yīng)用系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)源包括一次雷達信號、二次雷達信號、廣播式自動相關(guān)監(jiān)視信號（ADS-B），具有數(shù)據(jù)量大，實時性強，監(jiān)控要求高的特點。因此，此類信息系統(tǒng)對于其核心數(shù)據(jù)庫的監(jiān)控，需要滿足實時性強、圖形化、告警方式靈活、安全性高、統(tǒng)計功能完善、對二次開發(fā)具有良好的支持等要求。

Oracle在數(shù)據(jù)庫市場占有較大的份額。且在Oracle 10g之后，RAC技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，在民航空管信息系統(tǒng)中著較多應(yīng)用。目前，各大設(shè)備供應(yīng)商、集成商，包括Oracle公司本身都提供了支持性能分析及監(jiān)控的軟硬件資源。Linux、Unix操作系統(tǒng)自帶的vmstat、iostat等實時監(jiān)控工具，Oracle 10g 提供的OEM管理平臺，Oracle AWR報表工具，Quest公司的Quest Central，開源監(jiān)控軟件cacti等等。但這些工具或多或少都有一定的局限性。

Linux、Unix操作系統(tǒng)自帶的sar、top 、vmstat、iostat等實時性能監(jiān)控工具因其提供詳實、準確的信息而被廣泛運用。如vmstat能提供當(dāng)前運行隊列、頁導(dǎo)入、用戶CPU、系統(tǒng)CPU 和空閑CPU等， 對于CPU問題的診斷極有價值。但這些監(jiān)控方式雖然實時性強，數(shù)據(jù)詳實、準確，但集成度不夠，且非圖形化。Oracle公司自帶的OEM管理平臺通常能只用于事后彌補，且對于企業(yè)級海量數(shù)據(jù)庫開啟該應(yīng)用會造成數(shù)據(jù)庫性能較明顯的下降；Oracle AWR報表工具雖具有一定的前瞻性，但無法實現(xiàn)圖形化顯示，同時也不適用于實時監(jiān)控。Quest Central對二次開發(fā)支持較差；cacti雖然對于二次開發(fā)支持較好，但是由于是開源軟件，安全性較差。最關(guān)鍵的是，上述這些技術(shù)都無法對Oracle RAC及其底層集群件平臺實現(xiàn)監(jiān)控。

本文提出了一種針對Oracle RAC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實時可視化監(jiān)控技術(shù)。該方法基于Linux或Unix操作系統(tǒng)的命令行腳本以及SQL指令腳本，借助zoho公司監(jiān)控支持模塊，實現(xiàn)了對于Oracle RAC數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的全方位可視化監(jiān)控。該方法得到的監(jiān)控數(shù)據(jù)準確、實時性強、集成度高、安全性高、對二次開發(fā)具有良好的支持。該方法能靈活支持各類告警，同時具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，具有廣泛的推廣價值。

2 設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)整體設(shè)計

生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由兩臺Linux或Unix服務(wù)器，其上運行Oracle RAC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。我們需要監(jiān)控兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，即兩臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的CPU、內(nèi)存、卷組、設(shè)備、接口、文件系統(tǒng)等狀態(tài)，包括集群件的運行情況，同時也需要監(jiān)控Oracle數(shù)據(jù)庫，包括RAC的運行狀況、數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)的運行情況、各表空間狀態(tài)等。

上述大部分需求，如需求如集群件、卷組、文件系統(tǒng)、RAC、數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)、表空間等狀態(tài)都無法通過常用的snmp方式采集。特別是集群件、RAC、數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)只能通過特定的查詢指令采集。因此在監(jiān)控服務(wù)器上，需要定時運行一組命令行腳本以及一組SQL腳本，如圖1所示。通過這些腳本采集所需監(jiān)控信息，其采集結(jié)果生成一組執(zhí)行結(jié)果文件集。這些文件被一個數(shù)據(jù)處理進程讀取，然后存放至監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。最后，前臺展示模塊調(diào)用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，將結(jié)果通過網(wǎng)頁方式展示到監(jiān)控終端上。

當(dāng)滿足告警條件是，后臺告警腳本被執(zhí)行，后臺告警腳本觸發(fā)若干前臺告警腳本，前臺告警腳本按配置產(chǎn)生各類告警，如調(diào)用聲音文件，或觸發(fā)短信貓，或通過郵件服務(wù)器發(fā)送告警郵件。

2.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理程序定時完成以下四項內(nèi)容：

2.2.1 調(diào)用腳本

數(shù)據(jù)處理程序定時調(diào)用包括所有命令行腳本以及SQL腳本在內(nèi)的所有腳本。腳本被調(diào)用后，按照事先約定的格式將腳本的執(zhí)行結(jié)果存放（或更新）至執(zhí)行結(jié)果文件中。

2.2.2 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)處理程序定時讀取執(zhí)行結(jié)果文件并將數(shù)據(jù)存放至監(jiān)控數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)處理程序按事先約定的格式讀取文件。數(shù)據(jù)采集一般在調(diào)用腳本之后執(zhí)行，頻率與調(diào)用腳本相同。

2.2.3 輪詢告警

數(shù)據(jù)處理程序定時輪詢所有預(yù)設(shè)的告警條件，如符合產(chǎn)生告警的條件，調(diào)用告警腳本產(chǎn)生告警。輪詢告警的間隔一般與數(shù)據(jù)采集相同，在數(shù)據(jù)采集完成后執(zhí)行。

2.2.4 整合數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)處理程序定時整合并清理監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集的頻率是根據(jù)實際監(jiān)控的需要靈活配置的，比如5分鐘一次。但在運行時間較長的情況下，如果不對定時對這些數(shù)據(jù)進行整合、清理，數(shù)據(jù)量將非常大，同時，也無法做到較好的統(tǒng)計分析展示。因此，需要定時整合這些采集間隔較短的數(shù)據(jù)，如每8小時，將8小時前的以5分鐘為間隔的數(shù)值數(shù)據(jù)求平均值并清理，得到以一小時為間隔的小時平均數(shù)據(jù)；每7天，將7天前的以1小時為間隔的數(shù)值數(shù)據(jù)求平均值并清理，得到以一天為間隔的一天內(nèi)平均數(shù)據(jù)。

2.3 功能實現(xiàn)

由于本方法基于腳本，因此可以監(jiān)控大量普通監(jiān)控方法難以監(jiān)控的狀態(tài)或參數(shù)。對于Oracle RAC數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而言，最核心的監(jiān)控需求包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的CPU使用率、物理內(nèi)存使用率、卷組狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)、接口狀態(tài)、文件系統(tǒng)使用率、集群件狀態(tài)、RAC資源狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)執(zhí)行情況、表空間使用率等，表1說明了本文通過何種方式實現(xiàn)這些監(jiān)控需求。

對于數(shù)值型監(jiān)控值，本可視化監(jiān)控技術(shù)可以通過查看其歷史趨勢報表，這對于掌握被監(jiān)控信息系統(tǒng)的狀態(tài)至關(guān)重要，如圖2所示。圖2上顯示了一臺數(shù)據(jù)庫主機一周CPU利用率的變化情況；圖2下顯示了Oracle數(shù)據(jù)庫某個表空間利用率最近三周的增長情況。

3 總結(jié)與討論

本文在民航空管大數(shù)據(jù)存儲背景下，提出了一種針對Oracle RAC數(shù)據(jù)庫的實時可視化監(jiān)控技術(shù)。該方法能夠支持任意Linux或Unix操作系統(tǒng)查詢指令以及SQL查詢指令，通過包含這些指令的腳本，實現(xiàn)了對于Oracle RAC數(shù)據(jù)庫及其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的全方位可視化監(jiān)控。該方法得到的監(jiān)控數(shù)據(jù)準確、實時性強、集成度高、安全性高、對二次開發(fā)具有良好的支持，且靈活支持各類告警，同時具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析功能，具有廣泛的推廣價值。

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作者簡介

裘禛宇，現(xiàn)為中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局工程師。

作者單位

中國民用航空華東地區(qū)空中交通管理局 上海市 200335