基于Oracle 12c data guard & far sync的低资源消耗两地三数据中心容灾方案
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该文档介绍了基于Oracle 12c Data Guard和Far Sync的低资源消耗的两地三数据中心容灾方案，包括容灾的定义、分类和设计要素。文中详细阐述了容灾的恢复时间目标（RTO）和恢复点目标（RPO）的重要性，以及关键技术和方案的优缺点。文档还强调了容灾系统的可靠性、演练的必要性和投资成本等影响因素。
基于Oracle 12c data guard & far sync的低资源消耗两地三数据中心容灾方案
- 2. PARNASSUSDATA.COM 基于Oracle 12c Data Guard & Far Sync的 低资源消耗两地三数据中心容灾方案
- 6. PARNASSUSDATA.COM • 人为灾难 • 误操作 • 病毒 • 黑客入侵 • 蓄意破坏 灾难的分类 7% 自然灾害 44% 硬件故障 49% 软件人为病毒故障 • 设备故障 • 存储阵列损坏 • 坏物理数据块 • 数据库损坏 • 主机故障 • 自然灾难 • 地震 • 台风 • 海啸 • 泥石流
- 7. PARNASSUSDATA.COM 什么是容灾？ • 对于IT而言，容灾就是一个提供能防御各种灾难的计算机 信息系统。当政府、企业、商家的核心IT系统在遭受如： 火灾、水灾、地震、战争、人为破坏等不可抗拒的灾难和 意外时，能够有效保护数据并及时恢复生产系统的正常运 行。 • 概念辨析 • 容灾与备份 • 数据备份是数据容灾的基础 • 容灾在灾难发生时，全面、及时地恢复整个系统 • 容灾与容错 • 保证系统的安全可靠 • 容错是为了防止网络内部的某些子系统出现故障 • 容灾是为了防止由于自然灾害等导致的整个系统全部或大部 分发生问题
- 8. PARNASSUSDATA.COM 容灾分级：国信办关于容灾标准的定义 开 销 成 本 恢 复 时 间 分钟 2小时 12小时 24小时 48小时 72小时 天? 第一级 基本支持备份介质场外存放 第二级 有备份场地，能调配所需资源 第三级 关键数据定时传送，备用网络部分就绪 第四级 少量数据丢失，备用数据系统就绪，数据定时传送（即时拷贝），备用网络就绪 第五级 数据丢失趋向于零，备用数据系统就绪，远程数据复制，备用网络就绪 第六级 数据零丢失，自动系统故障切换，远程磁盘镜像，备用网络Active 国务院信息办发布的《重要信息系统灾难恢复指南》提供了方向和目标，我们选择灾备的等 级时，需要根据业务的需求制定。
- 10. PARNASSUSDATA.COM 容灾恢复能力指标 RPO:（Recovery Point Objective，恢复点目标）是指业务系统所允许的在灾难 过程中的最大数据丢失量，用来衡量容灾系统的数据冗余备份能力。 时 间 恢复点 时间T1时间T0 数据“丢失”阶段 数据处于有效状态 的最后时刻 灾难发生 时 间 RTO:（Recovery Time Objective，恢复时间目标）是指信息系统从灾难状态恢 复到可运行状态所需的时间，用来衡量容灾系统的业务恢复能力。 时间T2时间T1 灾难发生 恢复时间 系统中断 恢复运行
- 11. PARNASSUSDATA.COM 国标灾难恢复能力与业务恢复能力 容灾等级 RTO RPO 第1级 2天以上 1天至7天 第2级 24小时以上 1天至7天 第3级 12小时以上 数小时至1天 第4级 数小时至2天 数小时至1天 第5级 数分钟至2天 0至30分钟 第6级 数分钟 0（？） 数据大集中 初期建设目标 最终目标 时间 T3 灾难性打击 恢复点目标（RPO） ---数据完整性 系统恢复并运行 访问恢复 T2 恢复访问目标（NRO） ---用户访问应用 T0 T1 恢复时间目标（RTO） ---应用完整性 成本递增 成本递增 磁带备份 异步复制 手工迁移 定期复制 同步复制 扩展的集群 磁带恢复 天 小时 分钟 秒 秒.分钟 小时.天 周
- 14. PARNASSUSDATA.COM 数据复制技术是容灾关键 条目 原因 抵御灾难 能力 能否防御大范围灾难取决于距离，而是否会向 灾备端传播灾难导致容灾失败则取决于数据复 制的机制。 灾备 可靠性 复制机制决定了备份数据是否保证可用，以及 是否可以保证数据的一致性和完整性。 RPO 数据复制延迟直接决定灾难发生后的数据损失。 RTO 日常复制时目标端数据状态决定接管的速度。 总投资 复制技术决定了备份端的软硬件配置、商务采 购的灵活性、网络带宽需求、是否可以利旧等 投资回报率 灾备建设投入的大量资金可以为企业提供附加 价值，例如提供报表分离、实现数据集中、建 立数据仓库、实现无宕机的系统升级等。
- 16. PARNASSUSDATA.COM 传统灾备技术 --- 基于磁盘陈列镜像 Array Based Mirroring 通过在存储控制器上安装软件实现数据在存储设备 之间的复制；所有的读写操作发送到一个站点，然后通 过阵列镜像到另一个站点，其核心是通过SAN进行存储 之间的数据拷贝。 典型的产品如EMC的MirrorView、SRDF，IBM的 Mettro Mirror、PPRC，HP-UX CA等。 优势 不占用主机资源，只占用磁盘阵列资源； 对操作系统和应用完全透明，运维简单； 。 劣势 主备要求同厂商同档次的产品，对网络链路要求较 高，成本昂贵（尤其是远距离）； 主站点故障会导致较长的停机时间； 无法避免数据库逻辑坏块，数据的恢复状态不可 知； 无法避免人为破坏，只适用于地理灾难； 以数据块为单位复制，无法感知交易和事务，不 是数据库备份的最佳选择。
- 18. PARNASSUSDATA.COM Active Data Guard • physical standby在redo apply同时，支持只读查询 • primary / standby 均支持RAC • 查询结果在transaction级别一致 • 对广大physical standby用户立即可以带来好处 • DR + 实时查询 — 业界独一无二的技术，无闲置资源 • 支持多达30个Active Standby数据库 • 对数据库版本等软硬件环境有一定要求 Physical Standby Database Primary Database Real-time Queries 持续传输和应用Redo 实时查询
- 19. PARNASSUSDATA.COM Data Guard 优势 技术成熟、稳定 节约投资，运维简单 对系统运行性能影响小 能够满足用户基本业务需求 Data Guard 能够满足用户基本的数据容灾、RTO、RPO、带宽等相 关基本业务需求。 Data Guard 在主数据库服务器端不存在对日志解析等工作，仅需要 主数据库服务器端将 归档日志文件传输到容灾节点。因此对生产系 统性能影响极小。 Oracle Data Guard 是 Oracle 原厂自带的容灾产品。该产品完全免 费。在容灾软件上用户 无需支付额外费用，这可以大大节约用户的 资金投入。 其核心采用了Oracle 成熟的归档、备份、恢复技术。经过多年不断 的发展，已经成为一项技术成熟、稳定， 有广泛成功案例的技术。
- 21. PARNASSUSDATA.COM 灾难容忍分析（风险分析） • 根据业务分析划定可接受的风险范围 • 各业务系统连续性要求和灾难容忍度 • IT系统的物理位置 • 企业数据整体架构等等 • 不要忽略小概率的灾难 • 灾难发生的概率统计具有片面性 • 小概率事件是一定会发生的 • 容灾失败的真实案例 • 韩国某银行被人为蓄意删除了数据对象… • 国内某电信运营商出现了数据坏块….
- 22. PARNASSUSDATA.COM 各技术方案对常见灾难的容忍度 灾难分类 磁盘镜像 卷复制 ADG 自然灾难 地震、海啸、台风等 大范围灾难 √（要求主备有一定距离） 火灾、泥石流等小范 围地理灾难 √ √ √ 人为灾难 黑客入侵、误操作 × × √ 病毒 √ √ √ 设备故障 主机、盘阵等故障 √ √ √ 操作系统、数据库等 软件故障 √ √ √ 坏数据块 × × √
- 23. PARNASSUSDATA.COM RPO目标设定 •恢复点目标（Recovery Point Objective） •是指业务系统所允许的在灾难过程中的最大数据丢 失量； •RPO的技术考量是灾备中数据复制技术的实时 性。 • 综合考量业务需求和技术、投资 • 划分业务等级，确定关键性业务和非关键性业 务，明确各业务所能接受的数据损失 • 进行技术可行性分析和投资估算，如无法实现预 定目标则需要重新修订既定目标
- 24. PARNASSUSDATA.COM 避免RPO目标设定的误区 •关于数据零丢失 •容灾的目标是降低灾难带来的损失，而不是彻底消 除数据损失 •没有任何一种技术能够真正实现各种灾难下的绝对 数据零丢失 •国际SHARE 78标准对于第6/7级明确定义允许数据 损失为： little or no tolerance for data loss… •容灾中的绝对数据零丢失在技术上是不存在的 •目前同步复制技术目前只能局限于一定距离内（一 般40公里以内），无法应对大范围地理灾难如大地 震，异地灾备是无法实现同步复制的 •同步复制会给生产系统带来较大影响，如果允许少 量数据损失则异地实时灾备方案具有很大优势。
- 25. PARNASSUSDATA.COM RTO目标设定 •恢复时间目标（Recovery Time Objective）衡量容灾系 统的业务恢复速度。 • 对业务进行分析确定宕机对业务造成的影响，从而确定对 恢复速度要求 • 关键性业务和非关键性业务 • 7X24，8X5等不同服务级别 • 技术上RTO取决于日常复制时目标端数据的状态 • 磁盘镜像和卷复制由于目标端不可读，需要经过较多 步骤才能恢复业务 • ADG目标端日常可读，需要修改数据库状态到可读写 • GoldenGate的目标数据库是可读写的，具备立即接 管能力，可建设双业务中心，实现真正零宕机接管。
- 26. PARNASSUSDATA.COM 各技术方案对RTO的影响 恢复步骤 磁盘镜像 卷复制 ADG 文件系统的重装载 √ √ - 数据库的重装载 √ √ √ 应用系统的启动 √ √ √ 网络链路切换 √ √ √ 总时间 长 长 短 • 使用GoldenGate实现容灾，其活动的备份数据库使备 份端的应用和网络日常即可处于可用状态，无需等待底 层恢复时间，是业务连续性的最高级别实现，也是当前 许多企事业单位灾备建设和IT整体架构建设的努力方向
- 27. PARNASSUSDATA.COM 容灾可靠性 • 容灾系统目标必须能够防御各种灾难 • 如果大地震波及上百公里，您的容灾系统是否被波及？ • 如果您的磁盘出现了坏块，您目标磁盘是否可用？ • 有人恶意删除了您的数据文件，您的目标数据还在吗？ • 容灾系统本身不能引入可能导致容灾失败的风险 • 数据复制是否可以保证目标数据一定是可用的？ • 交易的完整性和一致性是否可以得到保证？ • 日常的容灾切换演练 • 容灾必须是可演练和便于演练的，容灾演练是完善的最有效 途径，每年至少举行1-3次实际演练 • 容灾失败的实际案例 • 韩国某银行被人为蓄意删除了数据对象… • 国内某电信运营商出现了数据坏块….
- 28. PARNASSUSDATA.COM 保障容灾可靠性的建议 • 以距离换取安全 • 采取异地容灾模式，主备之间几百或上千公里距离，从而隔 离大范围地理灾难导致的容灾失败 • 避免采用传播错误的复制方式 • 底层复制无法区分物理读写是来自破坏还是正常读写 • 基于数据库的逻辑复制技术不会复制物理的错误 • 保证数据一致性和可用性 • 只有基于数据库的复制技术能够识别交易边界，能够完全保 证目标数据是可用的 • 容灾要可演练和经常演练 • 客户实际演练的难度在于要考虑对生产的影响和难度 • ADG和GoldenGate容灾应用演练环节少，风险小，难度 低，可操作性更好
- 29. PARNASSUSDATA.COM 总投资（TCO） • 投资始终是任何项目的主要约束之一。由于容灾建设耗资 巨大，企业所能投入的资金总量往往是最重要的约束条件 • 影响容灾系统建设投资的因素 • 灾备的RTO、RPO、灾难范围等目标 • 机房场地等基础设施 • N+1模式灾备可提高利用率 • 主机、存储、数据库等软硬件 • 掌握商务采购的灵活性！ • 尽可能实现设备利旧 • 网络带宽及其费用 • 人员及运维管理费用 • 统一灾备方案降低运维费用 • …..
- 30. PARNASSUSDATA.COM 复制技术对总投资的影响 条目复制技术 磁盘镜像 卷复制 ADG 存储采购灵活性 有限选择 是 是 主机采购灵活性 否 否 否 设备利旧 否 有限选择 有限选择 实现逻辑一备多 否 否 否 网络带宽需求 非常高 非常高 低 总投资估算 最高 高 低
- 31. PARNASSUSDATA.COM 投资回报率（ROI） • 为什么要追求容灾系统建设的投资回报率？ • 容灾系统建设的投入巨大，但灾难的发生几率很小，造成灾 备投资日常闲置率非常高，获取最大的额外收益格外重要 • 容灾系统可能的附加价值在哪里？ • 实现读写分离，分担报表和查询业务，提高整体性能 • 实现无宕机的系统升级和迁移，降低计划内停机时间 • 实现数据物理或逻辑集中，提供统一数据视图 • 集中备份同时实现数据仓库实时供给 • 用作测试等其它目的，降低生产系统风险 • 各种技术的附加价值对比 • 磁盘镜像和卷复制只能提供快照，实时性差，操作复杂 • ADG（只读）/OGG（可读写）则可以提供实时的活动备 份，满足不同附加业务的各种要求
- 32. PARNASSUSDATA.COM 高可用性 – 不仅仅是容灾 Unplanned outage 移植 升级 系统停机 数据错误 #1: 活动状态 #2: 计划停机 维护 #3: 非计划停机 性能问题
- 33. PARNASSUSDATA.COM Oracle的灾备解决方案 基于Active Data Guard的第五级方案 主数据库 备份库 报表，查询，测试等 Active Data Guard 主应用 备用应用 • 异地灾备 • 总投资较低 • 管理维护简单 • 备份库可以作实时 报表、查询、测试 等业务，实现生产 业务负荷卸载 • 适用数据库为 Oracle 11g和两端 操作系统相同环境最大性能模式
- 35. PARNASSUSDATA.COM 备用 observer Far Sync 主库 备库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 应用层 ADG案例分析： “两地三中心”方案 1、利用12c新功能Far sync实现提高性能与提高 数据保护性 2、使用DG的Fast start Failover实现高可用 3、Far sync、Observer冗余高可用 4、充分利用备库实现负载均衡 监听 同城数据中心 异地
- 36. PARNASSUSDATA.COM 备用 observer Far Sync 主库 备库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 应用层 1、利用12c新功能Far sync实现提高性能与提高 数据保护性 2、使用DG的Fast start Failover实现高可用 3、Far sync、Observer冗余高可用 4、充分利用备库实现负载均衡 监听 同城数据中心 异地 ADG案例分析： “两地三中心”方案
- 37. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 旧主库 备库 新主库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 应用层 1、Observer检测到主库故障 2、执行FSFO，将本地备库切换为主库 3、应用层从新的主库读取数据 FSFO 监听 两地三中心架构图 ① 主库出现故障时
- 38. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 新备库 备库 新主库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 ①-1 主库故障被修复后 4、旧主库恢复后成为新的备库 5、可将主库角色切换回旧主库 监听 应用层 读写分离/只读
- 39. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 旧主库 新主库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 ② 本地发生灾难时 1、本地Observer故障，切换到远程备用 Observer 2、Observer检测到本地主备库故障 3、执行FSFO，将远程备库切换为主库 4、应用层从新的主库读取数据 应用层
- 40. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 新备库 新主库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 ② -1 本地灾难恢复后 4、旧主库恢复后成为新的备库 5、可将主库角色切换回旧主库 应用层 Redo数据 读写
- 41. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 主库 备库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 1、自动切换到备用Far sync上 监听③ Far Sync故障 时 应用层 读写分离/只读
- 42. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 主库 备库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 1、主库直接将Redo数据传输到备库上 监听 ④ 两个Far Sync都故障时 应用层 读写分离/只读
- 43. PARNASSUSDATA.COM 异地 同城数据中心 备用 observer Far Sync 主库 备库 备库 中心一 中心二 中心三observer 备用 Far Sync 两地三中心架构图 1、切换使用备用Observer ⑤ Observer故障时 应用层 读写分离/只读
- 44. PARNASSUSDATA.COM REDO数据传输方式 同步传输的详细动作 (11gR2) 主库 SQL> COMMIT; LGWR SGA 日志缓冲区 NSS RFS 联机 REDO SGA 日志缓冲区 Standby REDO 备库 服务进程 ACK 写入联机REDO 并行执行 COMMIT完成 (返回响应) 11gR2 转移到备库 LAN/WAN/INTERNET OVER TCP/IP