第四章：OceanBase集群技术架构（数据可靠及高可用）

灾难恢复能力等级

系统发生故障时，业务如何考察系统的“高可用”能力

RTO（Recovery Time Objective）恢复时间目标：在故障或灾难发生之后，数据库停止工作的最高可承受时间，这是一个最大可容忍时限，必须在此时限内恢复数据。

RPO(Recovery Point Object)恢复点目标：这是一个过去的时间点，当灾难或紧急事件发生时，数据可以恢复到的时间点，是业务系统所能容忍的数据丢失量。

灾难恢复能力等级	RTO（恢复时间目标）	RPO（恢复点目标）
1	2天以上	1至7天
2	24小时以上	1天至7天
3	12小时以上	数小时至1天
4	数小时至2天	数小时至1天
5	数分钟至2天	0至30分钟
6	数分钟	0

OceanBase RPO=0 RTO<30秒，意味着当少数派故障时，OceanBase能够在30秒内恢复业务，且不会丢失任何数据。

OceanBase基于通用PC服务器提供高可用性

OceanBase依靠自身的软件能力，可以在易损的硬件基础上提供更高的可用性。

OB Server进程异常后的处理策略

如果OB Server进程异常终止，通过server_permanent_offline_time参数的值来判定是否进行“临时线下”处理。

observer进程异常终止的持续时长

                    

由于进程异常终止时间不长，异常进程可能很快就可以恢复，因此OceanBase暂时不做处理，以避免频繁的数据迁移。

此时P5-P8只有两份副本，虽然依然满足多数派，可以保证RPO=0，但存在风险（如果再有服务器故障）

observer进程异常终止的持续时长>server_permanent_offline_time

                   

OceanBase会将机器做“临时下线”处理，从其它zone的主副本中，将缺失的数据复制到本zone内剩余的机器上（需要有足够的资源），以维持副本个数。

异常终止的observer进程恢复后会自动加入集群，如果已经做过“临时下线”处理，需要从本zone内其它机器上（或者其他zone内）将unit迁移过来。

 传统数据库与OceanBase高可用方案对比

 OceanBase容灾：同城三机房

                       

同城3个机房组成一个集群（每个机房是一个Zone），机房间延迟一般在0.5~2ms之间

机房级灾难时，剩余的两份副本依然是多数派，依然可以同步Redo-Log日志，保证RPO=0

但无法应对城市级的灾难

OceanBase容灾：三地五中心副本

                  

三个城市，组成一个5副本的集群

任何一个IDC或者城市的故障，依然构成多数派，可以确保RPO=0

由于3份以上副本才能构成多数派，但每个城市最多只有2份副本，为降低时延，城市1和城市2应该离的比较近，以降低同步Redo-Log的时延

为降低成本，城市3可以只部署日志型副本（只有日志）

OceanBase容灾：同城两机房“主-备”方案

同城三机房或者三地五中心的方案对基础设施要求太高。为了利旧企业现网的基础设施，OceanBase提供了同城 两机房和两地三中心两种方案

                                            

• 每个城市都部署一个OceanBase集群，一个为主集群一个为备集群；每个集群有自己单独的 Paxos group，多副本一致性

• “集群间”通过Redo-log做数据同步，形式上 类似传统数据库“主从复制”模式；有“异步同 步”和“强同步”两种数据同步模式，类似ODD 中的“最大性能”和“最大保护”两种模式

 OceanBase容灾：两地三中心“主-备”方案

                         

• 主城市与备城市组成一个5副本的集群。任何IDC的故障，最多损失2份副本，剩余的3份副本依然满足多数派

• 备用城市建设一个独立的3副本集群，做为一个备集群，从主集群”异步同步“或者”强同步“到备集群

• 一旦主城市遭遇灾难，备城市可以接管业务

小结：Paxos协议的工业性实现保障数据可靠性及服务可用性

严格的Paxos协议：多副本（ZONE)一致性协议，一主多从。“多数派”强一致

特性优势：多数派数据强一致性，可容忍任意少数派故障

leader故障时服务自动切换，无需人工干预

可灵活应对单机故障、机房级灾难、城市级灾难、实现全方位容灾。

技术价值：任意少数派故障保证RPO=0;高负载压测亦不降级

leader故障服务自动恢复，RTO<30秒

RTO,RPO显著优于传统主备数据库

可达到国际灾难恢复能力6级