沃信科技 PAC 熱備容災軟件
技術白皮書
深圳市沃信科技有限公司
2012.03
目 錄
第一章 前言
市場調研公司 Strategic Research Corporation 的研究報告指出，各行業在遭受災難打擊造成服務中斷時所帶來的損失是十分巨大的：證券業每小時的平均損失爲 650 萬美元；信用卡授權每小時平均損失爲 260 萬美元； ATM 系統中斷造成的每小時損失爲 14500 美元；而各行業中斷服務平均每小時損失爲 84000 美元。企業需要一套完整的數據庫容災系統來保證企業的正常運作。
PAC 是當今保護企業核心資產（數據）的最有效解決方案，它能夠使數據在 24x7 的基礎上可用，而無論是否發生災難或其他中斷。本白皮書將討論 PAC 技術，並說明它如何成爲企業業務連續性基礎架構中的一個關鍵因素。
第二章 什麼是 PAC
PAC 創建、維護和監控一個或多個主數據庫的備用數據庫，以保護企業核心數據結構不受故障、災難、錯誤和崩潰的影響。它通過一個控制中心來完成以上的所有的任務。
PAC 使備用數據庫保持爲與生產數據庫在事務上一致的副本。這些備用數據庫按照企業投入成本意願，設定在不同的建築物，或者不同的城市，或者在數千公里外的災難恢復站點。當生產數據庫由於計劃中斷或意外中斷而變得不可用時，可以將任意備用數據庫切換到生產角色，從而使與中斷相關的停機時間減到最少，並防止任何數據丟失。
第三章 PAC 功能
PAC 包括一個生產數據庫，也稱爲主數據庫，以及一個或多個備用數據庫，這些備用數據庫是與主數據庫在事務上一致的副本。 PAC 利用重做數據保持這種事務一致性。當主數據庫中發生事務時，則生成重做數據並將其寫入本地重做日誌文件中。通過 PAC ，將重做數據傳輸到備用站點上，並應用到備用數據庫中，從而使備用數據庫與主數據庫保持同步。 PAC 允許管理員通過將重做數據異步地發送到備用站點上來保持主數據庫的性能。
邏輯備用數據庫是一個獨立數據庫，它與主數據庫包含相同的數據。它使用 SQL 語句進行更新，這樣它可以和主數據庫一樣運行在 READ/WRITE 模式，能夠並行用於恢復以及諸如報表、查詢等來分擔主數據庫的相關任務。
PAC 簡化了主數據庫和選定的備用數據庫之間的轉換和故障切換，從而減少了由計劃停機和計劃外故障所導致的總停機時間。
PAC 提供了一個控制中心來管理分佈式框架下的各個組件，管理員通過一個交互接口可以完成所有的控制和管理操作。
PAC 提供整庫和表級數據的恢復操作，這樣在人爲誤操作後，可以在靈活的選擇數據恢復的類型來提高故障恢復的速度。
第四章 PAC 的好處
4.1 高 可用性
PAC 提供了一個高效高可用性解決方案，易於管理的轉換功能使主數據庫因計劃的和計劃外的中斷所導致的停機時間減到最少。
使用備用數據庫，PAC 可保證即使遇到不可預見的災難也不會丟失數據。主數據庫上的存儲器級物理損壞不會傳播到備用數據庫上，導致主數據庫永久損壞、邏輯損壞或用戶錯誤也能夠得到解決。
備用數據庫表使用從主數據庫接收到的重做數據進行更新，並且可用於諸如備份操作、報表、合計和查詢等其他任務，從而減少執行這些任務所必需的主數據庫工作負載，節省寶貴的 CPU 和 I/O 週期。備用數據庫可以在從主數據庫中對錶進行更新時保持打開，並可同時對錶進行讀寫訪問。甚至可以在維護的表上創建額外索引和物化視圖，以獲得更好的查詢性能和適應特定的業務要求。
PAC 提供應用和數據兩極的保護功能， 用戶可以根據自己的需要同現有的HA 系統、RAC 系統進行無縫融合。
如果主數據庫與一個或更多個備用 數據庫之間的連接丟失（例如，由於網絡問題），則在主數據庫上生成的重做數據將無法發送到那些備用數據庫上。一旦重新建立連接，PAC 就自動接着斷開時的狀態同步，並將必要的日誌自動傳輸到備用數據庫中。備用數據庫將重新與主數據庫同步，而無需管理員的任何手動干預。
PAC 配置中的多個數據庫間的管理和操作任務自動化，管理員通過一個控制中心可以完成所有的配置和管理工作。
第五章 工作原理概述
5.1 邏輯熱備庫
備用數據庫最初是從主數據庫的一個備份副本創建的。一旦創建了備用數據庫， PAC 自動將主數據庫重做數據傳輸給備用系統，然後將重做數據應用到備用數據庫中，從而使備用數據庫保持爲與主數據庫在事務上一致的副本。
儘管數據的物理組織可能不同，但邏輯備用數據庫包含與主數據庫相同的邏輯信息。 SQL 應用技術將從主數據庫接收到的重做數據轉換成 SQL 語句，然後在備用數據庫上執行 SQL 語句，以使邏輯備用數據庫與主數據庫保持同步。從而，在將 SQL 應用到邏輯備用數據庫上的同時，可以訪問邏輯備用數據庫來進行查詢和報表操作。
由於使用 SQL 語句更新邏輯備用數據庫，因此它保持以讀寫模式打開，而從主數據庫中更新的表可以同時用於諸如報表、合計、查詢等其他任務如。 . 還可通過在維護的表上創建額外的索引和物化視圖來優化這些任務。邏輯備用數據庫可以承載多個數據庫模式，用戶可以對這些模式中不從主數據庫進行更新的表上執行普通的數據處理操作。
邏輯備用數據庫對數據類型、 DDL 和 DML 操作的類型有一些限制。
5.2 應用模式
典型情況下， PAC 的應用模式如上圖所示：
1 ） 應用 HA 上兩個實例通過磁盤陣列來共享數據庫數據（數據文件、控制文件、日誌文件），由於無論如何都有熱備實例的存在，應用 HA 模型完全根據是否需要來進行配置。如果不配置應用 HA ，那麼主庫就不一定要求要在共享陣列上建立。
2） 數據熱備模塊通過對主庫的 SQL 複製來保證數據的高可用性，備庫上的實例稱爲熱備實例，因爲它可以象主庫一樣對外提供完整的服務。
5.3 斷點續傳
PAC 可以正確地處理將備用數據庫與主數據庫暫時斷開的網絡連接問題。當備用數據庫變爲不可用時， PAC 在主數據庫本地捕獲事務。當重新建立與備用數據庫的連接時，將自動傳輸累積的日誌，並將其應用到備用數據庫中，直到備用數據庫已經與主數據庫重新同步。
5.4 對 Oracle 非歸檔日誌模式的支持
對於Oracle 數據庫，PAC 運行時，不要求主數據庫運行在歸檔日誌模式下，從而避免了數據庫對日誌歸檔時的影響，這樣可以極大的提供主庫的運行性能。
5.5 支持事務顯示
PAC 提供顯示在生產數據庫上所做的事務日誌，出現誤操作時，系統管理員可以很方便的從PAC 中提取日誌進行事務恢復。
5.6 集成的備庫初始化工具
PAC 不僅完全支持使用備份恢復、導入導出以及第三方備份軟件（如DPI ）進行備庫的初始化，同步PAC 還提供有功能強大的數據庫遷移工具來創建備用數據庫，可以保證在創建備庫過程中不停止數據庫。
5.7 可靠的數據一致性檢查
PAC 有嚴格的數據校驗機制，在備份過程中內置了交易（ Transaction ）級別的數據校驗。另外還提供了圖形化的工具給用戶使用，用戶可以使用此工具驗證備份後的主備數據庫一致。
5.8 產品規格
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產品特性 |
描述 |
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工作方式 |
Transaction-Based 數據複製 |
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目標系統支持的操作 |
目標系統支持 Read-Write 操作 |
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支持數據庫版本 |
Oracle 8i ～ Oracle 11g （ RAC ） 版本 |
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可選擇性熱備 |
選擇整庫、用戶、表爲備份單位 |
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支持的硬件平臺 |
Sun ， HP ， IBM ， x86 |
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支持的操作系統 |
Solaris ， AIX ， HP-UX ， Linux ， Windows NT/2000 |
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支持的存儲系統 |
IBM 、 HDS 、 HP 、 SUN 、 H3C 、浪潮、康銀、邦諾以及其它通用的 SCSI/FC 存儲系統 |
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支持多種備份結構 |
一對一，一對多，多對一 |
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備份時間間隔 |
可靈活設置 |
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最大距離 |
沒有限制 |
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系統資源佔用 |
對主系統 CPU 佔用率 <5% |