Quest Shareplex 的Oracle复制容灾方案

  Oracle 数据库复制解决方案 SharePlex for Oracle

         SharePlex 是Quest公司为关键业务系统推出的一个完全的数据库复制解决方案。SharePlex复制技术可确保系统在出现故障、过载、移植和维护情况下最大程度地减少系统停机时间。

       SharePlex 采用独特的专利技术确保企业实现实时和冗余的数据复制。利用SharePlex解决方案，企业可实现以下管理目标：

Ø        提高系统灾难恢复能力

Ø        实现负载均衡提高系统性能

Ø         在业务系统不停机情况下实现系统维护

1       适用场合

(1) 消除系统移植过程中的停机时间

尽管企业从规划设计良好的业务系统中收益，但也不得不面临系统移植和升级这一挑战。数据集中、技术的推陈出新和服务器的移植都是导致必须进行系统移植的原因之一。

    如果企业进行过合并或收购，现在正进行相关数据的数据集中工作，或正考虑硬件平台的升级，或计划应用新的技术，那么 SharePlex可用来帮助降低系统的停机时间。

    SharePlex可确保在进行以上工作时正常的事务处理得以继续进行。源系统的功能不受到任何影响， SharePlex只捕捉移植过程中发生变化的事务并将它们排队保存。当移植工作结束后，这些被保存的事务将被应用到新系统中并进行数据同步工作。一旦数据同步后，用户活动会有非常短暂的停顿，在此瞬间将完成系统的切换动作。

SharePlex 无论是在本地还是在广域网环境下都能很好地工作。更为重要的是，即使在选择硬件平台，进行数据集中或合并公司过程中涉及多种异构环境，SharePlex也可以非常好地工作，如Sun、HP、Compaq、IBM 和NT/2000平台以及从 7.3.4 到9i的Oracle数据库版本。

• 可完全在异构环境下工作
• 可进行局域网和广域网移植
• 可完成数据从旧系统到新系统的移植和集中

(2)     减少有计划的停机时间

有计划的停机也可能对企业的服务水平、客户满意程度甚至股价等带来影响，而据估计企业80%的停机是有计划的行为。

利用SharePlex，企业可几乎完全消除系统的停机时间而不用考虑在此期间进行何种维护工作、哪个操作系统会受到影响，甚至不用考虑数据库版本的问题及对硬件环境进行何种操作。

类似的技术如集群技术可使维护工作在其中的一台服务器上运行，而SharePlex可将此种维护工作扩展到所有的服务器。除了针对服务器，同样的维护工作可在数据库上进行。因此针对操作系统、数据库和硬件环境的维护工作不再需要大量的停机时间。对于企业来说，这一改进是革命性的，它将改变系统维护的规则。在此之前，想要改变Oracle数据块的大小是不可想象的，因为需要大量的停机时间来完成数据的卸出和装入，同时，对数据库版本的维护也经常是一个挑战，但SharePlex完全改变了这些。

(3) 提供系统冗灾能力

比以往任何时候企业开始更注重对关键业务数据进行及时的保护，因为关键业务数据的丢失可能会给企业带来不可估量的损失。

幸运的是，自从1997年以来，SharePlex已不断地被证明其领先的技术能够帮助企业实现这一管理目标。快速、精确和对网络的低负载使得企业在对数据进行维护过程中不必担心地域和物理分布问题。尽管有其它技术可实现这个功能，有些解决方案甚至是免费的，但从长远来说，其真正的开销在于网络负载上，而SharePlex在此方面可为企业大大地节省开销。

当利用 SharePlex 为业务系统提供灾难恢复能力时，冗灾系统中的硬件环境又可用来降低系统维护工作中的停机时间。这并不与企业的冗灾方案相矛盾，因为事务可被发送到系统中的远程节点上。

通常的冗灾技术采用等待模式，即备份系统实际上不可用。如果要确保这个冗灾系统在需要的时候可用还需进行测试，而测试往往需要备份系统处于离线状态，这种测试同时也是一个开销较大的行为。如果不进行定期的测试，冗灾系统的可靠性会随着时间的推移而降低。利用SharePlex可以对冗灾系统进行不间断的测试，确保冗灾系统随时处于可用状态。

对于许多企业来说，灾难恢复时间的长短直接影响着公司的业绩。SharePlex支持多种配置方案，包括对等配置方案，在这种配置方案中，两个数据库都处于可用状态，因而可实现快速的失败接管。在冗灾发方案中没有比这种失败接管更快的方法了。

通常，系统灾难大多被理解为一个节点的系统环境崩溃掉了，但研究表明大多数的数据丢失并不是系统崩溃导致的。相反，一些意外事件，如删表、数据块级的数据损坏或数据文件的丢失才是数据丢失的主要原因，而SharePlex可以防止这类意外的发生。

采用SharePlex作为整个冗灾系统的关键环节可以有效地保护企业的关键信息。

(4)     负载平衡

许多企业面临着一个充满竞争冲突的业务需求：一方面，企业需要确保在线事务处理系统具有良好的性能；另一方面，企业需要获得有效和及时的决策支持信息和企业报表。在传统的系统中这两种需求的冲突极大地降低了业务系统的性能。

利用SharePlex可以很容易地建立一个与源系统保持数据同步的目标系统，在这种配置环境下，在线事务处理可以获得很好的性能，而决策支持和报表处理可在不影响正常业务的情况下进行。通过这种独特的配置策略可以非常好地解决在线事务处理和报表处理之间的竞争问题，不管报表系统会消耗多大的系统资源，对于客户和内部员工来说，系统的响应速度不会受到丝毫的影响。

    为报表处理和在线事务处理规划和建立数据库是一件比较困难的事情。在理想情况下，每一个数据库应有其自己的索引模式、数据分区和数据归档，利用SharePlex可以很容易地实现这个目标。SharePlex支持在事务处理数据库和报表数据库上分别建立不同的索引，数据可在一个数据库中集中存储和管理而在另一个数据库中进行分区管理。另外，由于事务处理数据库和报表数据库具有同步的数据，因此可以不对在线事务数据库进行归档，而只对报表数据库归档，这种管理模式既可以保证在线事务处理数据库具有最好的性能，又可保证数据始终处于可访问状态。

当一种单一的数据复制模式不能满足企业的业务扩展需求和系统性能时，很容易利用SharePlex建立另外的复制模式，从而进一步扩展系统和提高报表处理的性能。

(5)     支持数据集中和数据广播

企业可能经常需要进行数据集中或广播操作从而使事业的各个部门或分公司获得最新的信息。SharePlex在设计和开发时就考虑了此种需求，利用SharePlex，企业可以在任意时间，对任意地点进行信息更新。

SharePlex 通过非常有效的管理控制机制来实现数据集中和广播。SharePlex提供细化的数据筛选功能，可按业务需要定制需要传输的数据，从而缓解和消除了数据传输过程中的安全和带宽问题。例如，如果远程节点只需要有关本地员工的基本信息而无需薪水信息，那么只需利用SharePlex传输相关的数据行和字段即可。

通常，企业内部可能有多个应用系统，需要对这些系统中的数据进行集中，生成企业的管理报表。从多个不同的Oracle实例中抽取数据和产生报表是件比较耗时和费力的事情。SharePlex可从多个数据库中抽取数据并将数据集中到一个Oracle实例中，而不用考虑这些数据库是在本地还是在远程。在这种情况下，数据抽取和生成报表操作不再独立，而是在同一个数据库实例中进行，从而消除了极其消耗资源的数据库间的关联操作。

服务器集中是系统迁移的一种形式。进行系统维护要带来开销，当服务器数量众多时系统维护开销还是很可观的。为了降低这些开销，一些企业在进行服务器集中工作，通过将系统的规模集中到为数不多的高性能服务器上可大大地提高工作效率并降低生产成本。利用SharePlex可进行数据库的集中工作，从而加速服务器的集中过程。

(6) 支持数据仓库应用、实现更好的决策支持

为了在当今的市场竞争中保持优势，越来越多的公司在建设强健的决策支持系统。传统的数据抽取、转换和装载工具按照时间段处理数据而不能进行实时的数据处理，因而决策支持系统就不能真正体现出太大的价值。

当前面临的一个挑战就是如何提供最新的信息，而把数据转换为信息就需要对数据进行转换，SharePlex可以实时捕捉、转换数据到决策支持系统中。

SharePlex 可确保决策支持系统始终提供最新的信息。

2       解决方案结构

作为SharePlex产品系列中的一个重要组成部分，SharePlex for Oracle是实时的、冗余、流程化的数据库复制方案，专门为Oracle数据库设计和开发。SharePlex for Oracle采用业界内独特的技术，领先的产品结构确保企业实现其高可用性和高性能的管理目标。这种领先技术结构所带来的收益在于：

• 保持数据库始终处于最新的可用状态
• 快速和精确，几乎不对生产数据库产生影响
• 确保系统的可扩展性和完整的功能，可实现对企业级数据的处理，并能随着业务规模的增长而扩展
• 确保企业实现灾难恢复机制
• 从业界专家的经验中获益
• 消除有计划的停机时间，确保系统24x7不间断运转
• 实现自动化和报表功能，易于使用

(1) 基本结构

下图所示为SharePlex for Oracle的基本结构，其中涉及较多的技术细节。

(2)     数据捕获

SharePlex for Oracle 中由捕获进程来收集发生变化的数据，此进程的独特之处在于它几乎不对生产数据库带来任何开销。

此捕获过程中完成的操作为：

• 捕获进程从Oracle redo logs中读取信息，因此复制过程不会给生产数据库实例带来性能问题
• 只有发生改变的数据被传输，而不是Redo Logs中的全部信息，因此SharePlex的网络负载非常小
• 尽管需要在Oracle数据库中安装少量的对象用来存储有关复制的一些基本信息，但源数据库不需要参与到数据捕获和传输过程中
• SharePlex的捕获进程不但可以读取在线的Redo Logs，而且可以读取Archive Log甚至当Archive Log被移动到其它设备上时，SharePlex会发出提示信息。正是这种能力极大地增强了系统的冗余功能。例如，如果捕获进程由于某种原因被停止，当它重新启动后数据同步不会受到影响

捕获进程驻留在源系统上，自动读取Oracle的在线Redo Logs。这种读操作是从操作系统的角度来完成的，而不是通过数据库。通过将Redo Logs作为获取变化信息的源泉，Quest可以完成数据的复制而不会给生产系统带来额外的开销。由于Oracle使用Redo Logs进行系统恢复，因此Redo Logs信息足够，其数据格式也足够稳定。Quest解析Redo Logs，从而获取需要的信息。从Oracle版本6开始，Quest就开始此项工作，虽然Oracle6已不再使用，但对目前的Oracle 版本来说，其工作原理没有发生本质性的改变，所不同的是Oracle数据库不同版本的Redo Logs格式有些是不同的，SharePlex解析相应Oracle版本的Redo Logs，实现对Oracle 7.3.4 到Oracle9i的支持。

捕获进程连续监控Redo Logs用以捕捉变化信息。当Redo Logs中出现一条新记录时，SharePlex判断其是否属于被复制对象，如果是，则SharePlex为该条记录加入用于决定此记录将被发向那个主机的地址信息并将包含地址信息的记录存放到自己的队列中，存储队列存在于数据库之外。发生改变的数据被立即处理并被发送到目标系统中而不等待提交或回滚动作的完成，因为等待提交或回滚完成将带来延迟。当提交或回滚信息被写入Redo Logs时，它们也将被发送到目标系统中，从而在目标系统中完成相对应的操作。

(3) 数据传输

SharePlex 结合其自己的网络协议和TCP/IP协议来完成源和目标系统之间的数据传输。其相关的进程确保数据的正确接收和网络数据包的正确顺序，从而提供网络传输冗余，确保数据的完整。整个数据传输过程无需其它的中间件。

(4) 应用数据

应用进程将传送到目标系统中的信息转化为SQL语句，然后采用标准的SQL*Plus方式将SQL语句发送给Oracle执行。

    SharePlex 能够实现精确复制的一个重要原因就是其能保证从源数据库到目标数据库的Oracle读一致性，不但按顺序复制事务，而且也复制上下文信息。由于SharePlex将源数据库中发生变化的全部事务信息都复制到目标数据库中，因此SharePlex复制方案用于灾难恢复系统中是足够可靠的。

3       配置方案

SharePlex 提供多种不同的配置方式以满足高可用性和负载均衡需求。主要包括：

(1) 负载平衡/减少查询竞争

SharePlex 可以将源系统的数据实时复制到目标系统，从而建立一个可以被访问的即席查询和报表系统。目标系统可以是源系统的全集和子集。通过将查询和报表系统放在不同的数据库实例中运行，可以平衡服务器负载并提高OLTP类生产系统的性能。一方面，可以减少OLTP应用和查询报表应用之间的磁盘I/O冲突，提高OLTP应用的效率。另一方面，SharePlex支持不同模式间的复制。可以分别面向OLTP和查询系统的使用特点来进行设计，如建立索引，设置数据库表的参数等等。

 

  报表实例

（2）高可用性

    保证数据高可用性和数据库系统能够从灾难中迅速恢复是一个非常具有挑战性的工作。SharePlex for Oracle可以通过LAN或WAN进行复制，这样当生产环境出现紧急事件或要进行例行维护时，可以将应用切换到复制数据库中。有了生产数据库的实时拷贝，用户可以保证应用系统7*24不间断运行的情况下进行维护工作，如进行操作系统和数据库的升级等等。

  高可用性

（ 3 ）分布处理

    多数据源配置允许你将不同的用户分布到不同的服务器，让每个数据库能够反映其他数据库的变化。在这种配置模式下， SharePlex 采用必要的冲突处理机制来解决可能发生的冲突。

  多数据源

（ 4 ）广播和集中复制

    SharePlex for Oracle 通过 LAN 或 WAN 进行实时复制，将生产数据库中的数据拷贝到需要它们的地方。对广播复制来说，远程用户可以访问这些实时数据而不用登录生产服务器。因此，提高了网络性能和生产环境下的 OLTP 应用的性能。

  集中复制

  广播复制

（ 5 ）企业环境的数据分布

    SharePlex 支持层叠复制，可以向不是直接相连的数据库复制数据。使用这种配置，可以在远程数据库间进行复制（如从北京到上海）。 SharePlex 支持多种复杂的场景来满足复制需求。

  数据分布

 

4       解决方案优势

(1) 快速精确和低负载

SharePlex 是非常快速的，同时保证了复制数据的精确性。在源数据库一端，SharePlex严格地遵守读一致性模式。在目标数据库一端，SharePlex使用标准SQL提交事务，并保证操作次序和会话上下文的一致。

基于Log的复制方式对源数据库和系统所带来资源开销非常小，因为复制操作只是读取操作系统的日志文件，同时通过TCP/IP方式而不是采用中间件方式传输只发生改变的数据也使网络负载降至最低。

(2) 可扩展及全面

每秒钟可针对数千个表复制超过一千个以上事务的处理能力意味着SharePlex可以处理企业级的业务数据，可以满足企业大数据量的吞吐需求。实际环境中的吞吐速率是受服务器性能、网络带宽和事务的复杂程度所影响的。

SharePlex 提供的完全复制程度是其它软件复制工具所不具备的。SharePlex支持带长列的表、带参照完整性约束的表、没有主键的表、序列等等的复制。这使SharePlex成为仅有的全面支持Oracle Financials应用程序组件复制的软件解决。SharePlex提供对业界多种应用的支持，主要包括：

• Banner
• Baan
• Geoquest
• JD Edwards
• Oracle eBusiness Suite
• PeopleSoft
• Peregrine
• Remedy
• Retek
• SAP
• Siebel
• Vantive

此外，SharePlex复制ALTER TABLE等命令，使它可以不需要其它软件复制工具就复制DDL活动。

(3) 灾难恢复

SharePlex 在设计时已经将性能和冗灾因素考虑在内。SharePlex可以容忍实例失败、系统失败和网络失败。一般情况下，在源系统中运行的事务一旦被写入log，SharePlex立即将其发送到目标系统。然而，如果发生问题，SharePlex可以在源系统或目标系统进行事务排队(为了最小化对源系统的影响，排队位于Oracle源实例之外)。例如，如果网络宕掉或目标系统宕掉，SharePlex将源系统中的事务排队。当网络或系统恢复后，SharePlex将自动提交被排队的数据并清空队列文件。

(4) 灵活配置和简洁管理

SharePlex 可以被灵活配置，以支持各种复制策略。包括单向复制、双向复制、广播复制、集中复制及多层复制等。

SharePlex 是独立的软件，不需要修改与数据库进行交互的应用程序和数据库本身。因此，安装非常简洁。配置和改变复制策略不影响源数据库系统中的生产活动。管理员可以用Windows界面或服务器端的命令行管理和监控复制操作的各个方面。

5       系统支持

SharePlex for Oracle 最新版本为4.0，支持在以下平台上或之间进行复制。为了完成在不同机器间的复制工作，在每个需要进行复制的服务器（源服务器和目标服务器）上都需要安装SharePlex for Oracle。

HP 9000 系列：

Ø              HP-UX 10.20 ，Oracle版本： 7.3.4 、8.0.6

Ø              HP-UX 11.00 和11i，Oracle版本： 7.3.4 、8.0.6、8.1.7、9.0.1.3

IBM RS/6000 系列：

Ø              AIX 4.3.3 ，Oracle版本：7.3.4、8.0.6、8.1.7、9.0.1.3

Ø              AIX 5.1 or 5L ，Oracle版本： 8.1.7

Sun Solaris ：

Ø              Solaris 2.6 、2.7 和2.8，Oracle版本： 7.3.4 、8.0.6、8.1.7、9.0.1.3

Compaq Tru64 ：

Ø              DEC 4.0f , 4.0g ，Oracle版本： 7.3.4 、8.0.6、8.1.7

Ø              DEC 5.0a 和DEC 5.1，Oracle版本： 8.1.7

Windows 2000/NT ：

Ø              Windows NT 4.0 Service Pack 6 及Windows 2000 (Windows 2000 Professional SP1, Server, Advanced Server, Enterprise Server)，Oracle版本： 7.3.4 、8.0.6、8.1.7、9.0.1.3

备注：不提供对Windows 2000 活动目录（Active Directory ）的支持

6       公司介绍

Quest Software, Inc. (NASDAQ: QSFT) 是业界领先的应用管理解决方案供应商。致力于通过改善企业关键应用的性能和可用性，降低其运行成本，帮助 IT 专业人员高效率地完成关键业务数据和应用系统的管理工作。

Quest 公司的全线产品不仅可以管理包括Oracle、IBM 和Microsoft在内的数据库应用，也为包括Oracle E-Business Suite、Siebel eBusiness Applications、mySAP.com、Microsoft Exchange 及 PeopleSoft等企业级应用系统提供了最佳的管理方案。

Quest 面向Oracle的管理工具专门为数据库的开发人员和管理人员而设计，从不同的视角帮助相关人员检查可能的性能问题。其产品专业化强，设计细腻，易于使用，被全世界广大用户所使用，在同类产品中具有绝对领先的技术和市场优势。相关产品系列分为性能维护管理、高可用性管理及应用开发管理三部分。

Quest 产品1999年进入中国。在短短的时间内，已经被包括北京电信、哈尔滨电信、Motorola、东方资产、北京地税、新疆移动、浙江移动、湖北电信、浙江电信及大唐电信等大批企业用户采用,并以其适用性和高品质博得了用户的赞誉。

Quest 公司成立于1987年，总部位于加州Irvine，全球员工总数超过2000名，产品用户达到120，000多个。Quest公司网址为：http://[url]www.quest.com[/url]。