企业级GIS系统架构介绍——数据库篇

对企业级GIS系统架构的数据存储来说，关系型数据库无疑还是目前GIS项目中占据着举足轻重的作用。尽管现在有Hadoop、NoSQL、数据仓库等技术，但是这些技术由于使用的广泛度、技术的成熟度（在GIS行业当中使用）、资金的预算方法都不如关系型数据库的优势明显，特别是Oracle数据库以其非常优秀的性能以及真正的高可用性的特点，被广大用户所采用。

以Oracle数据库为例，现在的项目大多都是以Oracle的RAC为数据库的基本架构。

以上就是一个Oracle 11g R2的RAC架构图。

RAC：real application clusters 真正应用集群，看名字就可以看到了Oracle的霸气所在，它可以不顾其他数据库厂商的感受，把自己的集群名称称之为真正的集群，可以见得Oracle对自己这个技术的自信，而且在使用过程中，广大用户也非常信赖这种技术，从oracle 9i到现在一直是首选。

为什么要集群

1、高性能计算
  计算任务分配到不同计算机节点来提高整体计算能力，主要应用在科学计算领域。主要利用的是并行计算。

2、负载均衡集群（LB）
  把业务的负载流量尽可能的平均合理的分配到集群的各个节点上，每个节点都可以处理一部分负载，并且可以根据负载情况进行动态的平衡。负载均衡算法不是简单的平均，而是根据每个节点的可用资源或网络的特殊情况来进行优化分配。因此分配+合理才是负载均衡的核心。

3、高可用性（HA）
  侧重于提高系统的可用性，集成硬件和软件的容错性来实现整体服务的高可用性。如果某个节点发生故障，另外的节点代替他。

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那么从上面的RAC架构图我们简单给大家介绍一下RAC的基础知识。

1：从硬件环境来说

一般情况下常见的RAC环境都是两个节点组成的集群，那么我们需要两台一模一样配置的服务器、每个服务器需要多个网卡，而且需要多个网络交换机、光纤交换机，而且还需要一个存储设备。

2：从网络环境来说

RAC环境需要一个公有网络，一个私有网络，一个存储连接网络

• 公有网络是应用服务连接RAC环境的一个通道，该环境会给用户暴露一个IP，供用户来进行连接。
• 私有网络是与公有网络相隔离的一个网络，它是RAC环境节点之间传输心跳信息和RAC和Cache Fusion机制使用。该网络是实现私有网络负载均衡和容错机制的。私有网络必须是千兆或者万兆。
• 存储网络是各个节点连接存储的一个内部网络，如果需要负载均衡的话，可以使用多个网络交换机进行网络的负载均衡。存储网络是由节点机器的HBA卡的光纤线组成。

3：从软件环境来说

RAC环境需要安装

• 操作系统：节点间的操作系统版本以及补丁必须一模一样
• 集群软件：负责管理整个集群环境中的硬件资源，并且为上层的RAC集群提供服务。
• 集群文件系统：虽然RAC环境有N个节点工作，但是数据存储都是在一个系统上，或者说数据库的数据文件、日志文件、控制文件等重要信息都在一个文件系统中，这样也保证了数据的一致性。常见的集群文件系统是ASM。
• Oracle软件：版本以及补丁必须一模一样，如果安装完集群软件，再安装Oracle应用程序，Oracle会自动检测到安装集群版本的应用程序。

从上面的特点可以看出RAC是一个多实例单存储的一种架构，多个节点可以实现上面的高性能的计算，我们可以使用多个节点一块来对系统发起的任务进行处理，而且节点之间的特殊机制可以一个任务多个节点共同处理，而且如果某个节点压力比较大，系统还会自己来进行分析来让负载压力比较小的节点来处理，如果某个节点机器宕机，也不会影响其他机器的运行。

其实说了这么多，这些东西对ArcGISer来说都是一个黑盒子，大家只要知道，我的应用服务器发出请求，通过RAC环境处理，我们只需知道这个环境可以非常高效的进行工作，然后将数据库存储的数据返回过来即可。

那么关于ArcSDE怎么工作呢？其实我们在以前也陆续说明过ArcSDE在RAC的工作机制，如果这个RAC环境下没有ArcSDE的话，大家可以很好的理解，但是如果多了一个ArcSDE，大家可能有所迷茫，但是随着ArcSDE10.1之后，默认采用直连的话，会对该问题有一个很好的理解。

大家都知道，ArcSDE包括ArcSDE软件和相关的ArcSDE库，我们目前创建ArcSDE库，需要使用ArcGIS desktop 直连Oracle数据库来创建ArcSDE库，这个库包括：sde用户、sde表空间、sde用户权限，sde表、sde包、存储过程、索引、同义词、视图等等，所有的这些都是Oracle的对象而已，已经不需要ArcSDE的软件或者说服务了，所以说当我们使用桌面连接RAC环境的ArcSDE，其实就相当于ArcGISDesktop连接RAC环境公有网络暴露给用户的一个IP，至于怎么处理，RAC已经帮你做了，ArcSDE就是一些表而已。

这也是以前在给用户讲解直连和服务连接区别的时候，会对直连有一个特点是，在RAC环境下更易于配置的道理。

那么ArcSDE10.1怎么在RAC环境下创建或者说安装呢？

1：我们首先需要使用数据库的方法来创建一个ArcSDE的表空间，这个表空间必须创建在共享存储上。

2：剩下的就是使用桌面的GP工具来Create Enterprise Geodatabase建库即可。

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更多扩展：

从上面的架构可以看出，RAC是一个多实例单存储的架构，我的某个节点如果出现问题，并不会影响整个系统的运行，但是如果我们的存储出现了问题，那么可能对我的系统就是一个致命的打击。

当然，oracle也有一个Data Guard的机制，对数据存储进行一个灾备。

Data guard是ORACLE 推出的一种高可用性(HIGH AVAILABLE)的数据库方案,在8i之前称之为standby database，从9i开始，正式更名为Data guard，它是在主节点与备用节点间通过日志同步来保证数据的同步，可以实现快速切换与灾难性恢复。Data guard只是在软件上对数据库进行设置，并不需要额外购买任何组件能在对主数据库影响很小的情况下，实现主备数据库的同步，而主备机的数据差异只在在线日志部分，所以被不少企业作为了数据容灾方案。

还有一种是Oracle Golden Gate

Oracle Golden Gate软件是一种基于日志的结构化数据复制备份软件，它通过解析源数据库在线日志或归档日志获得数据的增量变化，再将这些变化应用到目标数据库，从而实现源数据库与目标数据库同步。Oracle Golden Gate可以在异构的IT基础结构（包括几乎所有常用操作系统平台和数据库平台）之间实现大量数据亚秒一级的实时复制,从而在可以在应急系统、在线报表、实时数据仓库供应、交易跟踪、数据同步、集中/分发、容灾、数据库升级和移植、双业务中心等多个场景下应用。同时，Oracle Golden Gate可以实现一对一、广播(一对多)、聚合(多对一)、双向、点对点、级联等多种灵活的拓扑结构

不管怎么样，这些都是oracle的相关机制，真正的负载均衡技术、容错技术都是Oracle技术来完成的，Esri的ArcSDE只是存储在oracle的相关机制环境下可以得到这个福利而已。

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以上大多是非Esri产品的知识，是作者自己的理解，可能在理解方面有所偏颇，相关信息仅供参考，如有问题希望多指正！

企业级GIS系统架构介绍——总览
http://blog.csdn.net/linghe301/article/details/12994611


企业级GIS系统架构介绍——数据库篇
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企业级GIS系统架构介绍——GIS服务器篇
http://blog.csdn.net/linghe301/article/details/13001035

企业级GIS系统架构介绍——安全篇
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