Linux Oracle高可用架构设计

Linux Oracle高可用架构设计

一、目标与总体架构

• 目标：在Linux上构建具备高可用 HA、灾难恢复 DR、负载均衡与在线维护能力的Oracle数据库平台，覆盖计划内维护与非计划故障两类场景。
• 推荐分层架构：
  • 同城双活/主备：数据中心内采用Oracle Real Application Clusters（RAC）实现节点级高可用与横向扩展；跨数据中心通过Oracle Data Guard实现站点级DR与快速切换。
  • 异地灾备：以Data Guard为主，结合网络隔离与定期演练，确保区域性故障下的RPO/RTO达标。
  • 访问层：通过SCAN/VIP与应用连接服务实现透明故障转移与负载均衡，避免应用感知底层节点变化。
  • 参考实践：Oracle的**Maximum Availability Architecture（MAA）**以RAC+Data Guard为核心，是业界成熟的高可用参考框架。

二、核心组件与适用场景

• Oracle RAC：多实例共享同一数据库，依托Cache Fusion与跨节点并行，提供透明故障转移与在线补丁/滚动升级，适合OLTP/HTAP/分析等混合负载与24x7关键业务。
• Oracle Data Guard：主备库通过重做日志持续同步，支持物理备库（零数据丢失目标、生产切换）与逻辑备库（可读、结构变更兼容），用于DR/切换演练/只读负载分担。
• Oracle GoldenGate：基于日志的异构/跨平台实时复制与数据集成，适合零停机迁移、多活/双向复制与部分表级复制场景。
• 集群与连接管理：Linux侧可用Pacemaker/Corosync管理非Oracle栈资源；数据库侧使用Clusterware、SCAN、VIP与服务实现连接故障转移与负载均衡。
• 管理与运维：Oracle Enterprise Manager统一纳管RAC/Data Guard；RMAN负责备份恢复；QoS Management用于识别与缓解性能瓶颈。

三、参考架构与配置要点

• 同城双活（RAC + Data Guard）
  • 架构：每个数据中心部署RAC集群，数据中心间以Data Guard同步（生产-备机或生产-生产）。
  • 要点：启用Fast Application Notification（FAN）/快速连接故障转移；为RAC配置服务并映射到应用；Data Guard选择同步/异步传输与最大可用/最大性能保护模式；通过Broker与Observer实现自动故障转移（FSFO）。
• 异地灾备（Data Guard）
  • 架构：主数据中心RAC，异地部署物理备库；网络链路隔离与带宽评估；定期切换演练与备份校验。
  • 要点：启用Active Data Guard将报表/备份卸载至备库；配置归档/重做传输与备用重做日志；定义切换/回切流程与RPO/RTO指标。
• 只读扩展与多活（GoldenGate）
  • 架构：以GoldenGate在异构/同构库间做实时增量复制，构建多活/近实时架构。
  • 要点：选择集成捕获（IC）/经典捕获、冲突检测与一致性组；避免双向环路；结合应用一致性点。
  • 参考实践：Oracle官方在MAA中推荐以RAC+Data Guard为核心构建端到端高可用体系。

四、Linux与存储网络关键实践

• 内核与资源：按Oracle推荐设置内核参数、用户资源限制与环境变量；确保**/dev/shm充足；使用HugePages**与NUMA亲和性优化。
• 集群互联：为RAC Interconnect使用单独冗余网络（双网卡绑定/多路径），避免与业务/存储争用；时延与丢包需严格受控。
• 共享存储：优先Oracle ASM管理磁盘组，采用多镜像/奇偶校验策略；与存储团队约定IOPS/时延SLA；必要时使用Exadata/企业级SAN/NAS。
• 仲裁与元数据：将Voting Disks与OCR放置于不同物理卷/故障域，建议镜像数量=2x+1；定期校验OCR/Voting可用性。
• 网络与DNS：为SCAN与VIP配置DNS轮询与反向解析；确保NTP一致；避免单点DNS/NIS/LDAP。

五、运维、切换演练与监控

• 备份恢复：以RMAN制定全量+增量策略与归档保留；定期恢复演练与块介质恢复验证；跨节点并行备份提升效率。
• 高可用能力：启用连接时故障转移、快速连接故障转移、负载均衡建议与应用连续性；使用QoS Management定位并缓解瓶颈。
• 变更与补丁：采用滚动补丁与Fleet Patching and Provisioning降低维护窗口；严格变更评审/回退流程。
• 监控告警：以Enterprise Manager监控实例/ASM/Data Guard；结合Prometheus/Grafana/Zabbix采集OS/网络/存储指标；建立演练手册与告警分级机制。
• 容量与性能：定期AWR/ASH分析，关注log file sync/redo transport等；结合服务与实例资源隔离，避免“嘈杂邻居”。
  • 参考实践：Oracle建议对OCR使用≤2ms I/O服务时间，对Voting Disks做多镜像，并通过RMAN与Enterprise Manager进行日常运维。