基于RAC集群的工程數(shù)據(jù)資源池技術(shù)研究

劉銘剛 王廷春 李勇 逄銘玉 高凱歌

摘? 要：以Real Application Clusters （RAC）數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將不同工程數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建工程數(shù)據(jù)資源池系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)時(shí)效問(wèn)題及各系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互獨(dú)立不能有效資源共享問(wèn)題。采用VS.NET的ASP.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基于C#語(yǔ)言的B/S結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)提供的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)了局域網(wǎng)與工程數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的互聯(lián)，最終基于Big-Table模式開(kāi)發(fā)了帶有數(shù)據(jù)用戶(hù)可視化功能的數(shù)據(jù)資源池系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)輔助決策工作提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：RAC數(shù)據(jù)庫(kù);數(shù)據(jù)資源池;數(shù)據(jù)備份;工程應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.13? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）14-0026-02

Abstract： On the basis of Real Application Clusters （RAC） database structure， different engineering data are integrated， and the engineering data resource pool system is constructed to solve the problem of data aging and the problem that the data of each system is independent of each other and cannot effectively share resources. The interconnection between LAN and engineering database server is realized using ASP.NET development platform of VS.NET， based on the data support provided by B/S structure network architecture and Oracle database architecture of C# language. Finally， based on Big-Table pattern， a data resource pool system with data user visualization function is developed， which provides technical support and data basis for the realization of production aided decision-making.

Keywords： RAC database; data resource pool; data backup; engineering application

1 概述

由于工程數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的獨(dú)立性，難以集成為統(tǒng)一的有機(jī)整體，給進(jìn)一步利用數(shù)據(jù)指導(dǎo)工程作業(yè)造成了很大的困難。目前工程中的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)備信息庫(kù)之間沒(méi)進(jìn)行集成處理，它們相互獨(dú)立，沒(méi)有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中有效利用性差，對(duì)實(shí)際生產(chǎn)不能發(fā)揮最大價(jià)值。因此以RAC數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，將不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，構(gòu)建數(shù)據(jù)資源池系統(tǒng)，解決數(shù)據(jù)時(shí)效問(wèn)題及各系統(tǒng)數(shù)據(jù)相互獨(dú)立不能有效資源共享問(wèn)題勢(shì)在必行。

2 RAC集群技術(shù)

真正應(yīng)用集群是Oracle RAC數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)組件選項(xiàng)，在Oracle 9i中首次推出。目前Oracle真正應(yīng)用集群已發(fā)展成一項(xiàng)成熟的技術(shù)[1]，且Oracle RAC為伸縮應(yīng)用程序以超越單個(gè)服務(wù)器的能力限制提供了一個(gè)選擇，這使得用戶(hù)可以利用低成本的普通硬件來(lái)降低他們的總擁有成本，并提供一個(gè)可伸縮的技術(shù)環(huán)境來(lái)支持其應(yīng)用程序負(fù)載。

使用Oracle真正應(yīng)用集群，Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)可跨一組集群服務(wù)器運(yùn)行任意打包的或定義的應(yīng)用程序[2-4]，不需要對(duì)這些應(yīng)用程序做任何改動(dòng)。這就提供了最高的可用性和最靈活的可伸縮性。如果集群中的一個(gè)服務(wù)器故障，Oracle可繼續(xù)在其余的服務(wù)器上運(yùn)行。當(dāng)需要更多的處理能力時(shí)，只需要添加服務(wù)器即可，無(wú)需用戶(hù)下線。為保證低成本，可使用標(biāo)準(zhǔn)化的普通硬件組建出最高端系統(tǒng)。

RAC技術(shù)通過(guò)CPU共享和存儲(chǔ)設(shè)備共享來(lái)實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)縫集群，用戶(hù)提交的每一項(xiàng)任務(wù)將被自動(dòng)分配給集群中的多臺(tái)機(jī)器執(zhí)行，用戶(hù)不必通過(guò)冗余的硬件來(lái)滿足高可靠性要求[5]。另一方面，RAC可以實(shí)現(xiàn)CPU的共享，即使普通服務(wù)器組成的集群也能實(shí)現(xiàn)過(guò)去只有大型主機(jī)才能提供的高性能[6]。

3 數(shù)據(jù)資源池系統(tǒng)建設(shè)方案

3.1 總體架構(gòu)

整個(gè)平臺(tái)采用VS.NET的ASP.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)，基于C#語(yǔ)言的B/S結(jié)構(gòu)，采用能夠支持較高的網(wǎng)站并發(fā)訪問(wèn)請(qǐng)求的framework3.5 WEB，服務(wù)器端部署在Windows/Linux/Unix平臺(tái)上。采用提供了查詢(xún)控制的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)。該系統(tǒng)配置一臺(tái)應(yīng)用服務(wù)器和兩臺(tái)SQLServer數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，應(yīng)用服務(wù)器內(nèi)部署特定的應(yīng)用系統(tǒng)，通過(guò)局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器互聯(lián)[7-9]。系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

3.2 RAC數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

3.2.1 硬件配置

考慮CPU、電源、網(wǎng)卡及光纖卡重要部件的剩余負(fù)載能力;同時(shí)服務(wù)器的關(guān)鍵設(shè)備須支持可熱插拔;配置的內(nèi)存應(yīng)能自檢并糾錯(cuò);為磁盤(pán)陣列另配Hot Spare磁盤(pán)等。目前系統(tǒng)整體硬件配置如下表1所示。三臺(tái)電腦通過(guò)有序分層（邏輯層次劃分）進(jìn)行連接，形成計(jì)算集群。隨著數(shù)據(jù)量的增加，系統(tǒng)計(jì)算、緩存壓力過(guò)大時(shí)，可以通過(guò)拓展硬件集群做到資源利用最大化。

3.2.2 軟件配置

3.3 應(yīng)用軟件系統(tǒng)

該系統(tǒng)集成工程相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，形成數(shù)據(jù)資源池，如PDPMIS、A1、A2、自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)效率（OPRS）數(shù)據(jù)庫(kù)、功圖計(jì)量數(shù)據(jù)庫(kù)等數(shù)據(jù)庫(kù)。需滿足各種專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，并可以根據(jù)用戶(hù)自定義的規(guī)則，從各種異構(gòu)專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)中不同的表取一些有用的數(shù)據(jù)，去除大量的冗余數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性。

3.4 數(shù)據(jù)庫(kù)備份方案

由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中硬件故障、軟件錯(cuò)誤、操作員失誤以及惡意破壞等情況將造成運(yùn)行事務(wù)非正常中斷，影響數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的正確性，甚至破壞數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)完整，造成全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失[10]。因此必須選擇有效的備份方案，防止數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性和完整性被破壞，保證并發(fā)事務(wù)的正確執(zhí)行，或者確保在數(shù)據(jù)丟失或遭到破壞的情況下可以快速恢復(fù)數(shù)據(jù)庫(kù)，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作，因此本系統(tǒng)采用最新的Oracle數(shù)據(jù)備份功能進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。

在不影響用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)的的情況下，系統(tǒng)采用Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)冷熱結(jié)合的物理備份方式，同時(shí)也可以保證備份數(shù)據(jù)的安全性和數(shù)據(jù)恢復(fù)的靈活性，物理備份的頻率為1周/次。

4 結(jié)論

Oracle RAC應(yīng)用集群技術(shù)不僅大大的節(jié)約了數(shù)據(jù)資源池系統(tǒng)的硬件成本，而且該技術(shù)支持靈活的應(yīng)用規(guī)模擴(kuò)充，保證系統(tǒng)性能的同時(shí)，使服務(wù)器使用最大化。通過(guò)并行處理技術(shù)提高事務(wù)響應(yīng)時(shí)間，數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載均衡，使系統(tǒng)的負(fù)載能力和擴(kuò)展能力彈性很大，可以從容應(yīng)付高強(qiáng)度的業(yè)務(wù)需求，為大量數(shù)據(jù)的查詢(xún)和分析提供了條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]張曉明.大話Oracle RAC集群、高可用性、備份與恢復(fù)[M].北京：人民郵電出版社，2009.

[2]張樂(lè)行.Oracle集群數(shù)據(jù)庫(kù)在上海市標(biāo)準(zhǔn)信息服務(wù)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].上海標(biāo)準(zhǔn)化，2005（10）：17-18.

[3]Oracle備份與恢復(fù)[EB/OL].http：//www.cnblogs.com/skyblue/archive/2007/09/11/889687.html.

[4]K.Gopalakrishnan.Oracle Database 11g Oracle Real Application Clusters Handbook，Second Edition[M].第二版.北京：清華大學(xué)出版社，2012：1-16.

[5]馮宇彥，趙占雪，陳婉婷.云服務(wù)的解決方案探索[J].信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2011，09：68-70.

[6]王雪嬌，陳俊松，夏湘玲，等.私有云存儲(chǔ)在企業(yè)的應(yīng)用[J].中國(guó)管理信息化，2014，17（04）：48-49.

[7]顏歡.計(jì)算機(jī)軟件工程的管理與應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，20：70.

[8]楊帆.以計(jì)算機(jī)軟件工程為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2018，20：133.

[9]于泳波.Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)性能調(diào)整與優(yōu)化研究[J].價(jià)值工程，2018，37（13）：228-229.

[10]楊明珉，陳勇.MySQL集群到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步方法[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，20127（06）：60-68.

[11]李祥琴，楊利.Oracle關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行效率優(yōu)化技術(shù)分析[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī)，2013510：112-115.