基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法研究.doc

成果上報(bào)申請書成果名稱基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法研究對企業(yè)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的符合度：（按填寫說明5）符合中國移動私有云總體技術(shù)要求 規(guī)范編號 QC-Y-001-2013如果該成果來源于研發(fā)項(xiàng)目，請?zhí)顚懷邪l(fā)項(xiàng)目的年度、名稱和類型（類型包括：集團(tuán)重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目、省公司重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、其他研發(fā)項(xiàng)目），可填寫多個(gè)：2013年省公司研發(fā)項(xiàng)目 “基于云服務(wù)的數(shù)據(jù)庫資源池建設(shè)方法研究”專利情況：如果該成果產(chǎn)出相關(guān)專利，且專利處于國知局專利申請審查階段或已授權(quán)，請說明專利名稱、類型、申請?zhí)?、狀態(tài)、是否海外申請等情況。（按填寫說明7）無成果簡介：簡要描述成果目的和意義，解決的問題，取得的社會和經(jīng)濟(jì)效益。云計(jì)算是一種能夠方便地、按需從網(wǎng)絡(luò)訪問共享的可配置計(jì)算資源或服務(wù)（例如，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和 IT 服務(wù)）池的模型。云計(jì)算的主要優(yōu)勢包括降低成本和復(fù)雜性、提高服務(wù)質(zhì)量以及提高響應(yīng)負(fù)載變化時(shí)的彈性。在傳統(tǒng)模型中，業(yè)務(wù)應(yīng)用與特定的基礎(chǔ)架構(gòu)綁定在一起，導(dǎo)致效率低下、利用率不高、靈活性很差。云計(jì)算技術(shù)支持在運(yùn)行時(shí)將應(yīng)用動態(tài)部署到最合適的基礎(chǔ)架構(gòu)上。云計(jì)算與生俱來的彈性使得應(yīng)用可以更低的成本實(shí)現(xiàn)伸縮，而無需“叉車 ” 式升級。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的定義，云計(jì)算包括三種不同的服務(wù)模型。即SaaS、PaaS和IaaS。對于數(shù)據(jù)庫云計(jì)算來說，PaaS 云模式可提供比IaaS 模式更好的 IT 服務(wù)。PaaS 模式在云中不僅提供了足夠的資源以確保數(shù)據(jù)庫能夠快速啟動運(yùn)行，而且還留有足夠的自由度，讓用戶能夠創(chuàng)建所需應(yīng)用。此外，通過一致性和規(guī)模效益，極大地增強(qiáng)了集中式 IT 管理、安全性和效率。相反，在 IaaS 模式中，每個(gè)租戶都必須自己構(gòu)建大部分體系，從而導(dǎo)致部署時(shí)間延長、體系不一致且較難以管理。 通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下四點(diǎn)目的：一、降低成本 IT 預(yù)算總是處于不斷監(jiān)督之下，因此 IT 部門需要借助合適的解決方案來降低資本支出和運(yùn)營支出，同時(shí)滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)需求。整合共享資源可有效地將孤立、未充分利用的基礎(chǔ)架構(gòu)更換為一個(gè)共享資源池，從而降低總體成本并提高資源利用率。多租戶配置可以提高每臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫密集度，這不僅可以減少服務(wù)器占用的空間，還可以降低資本支出。自動化和更高的管理效率有助于提高整體效率，從而降低運(yùn)營支出。 二、降低復(fù)雜性 IT 部門通過合理化、標(biāo)準(zhǔn)化和整合，可以減少需支持的配置和服務(wù)的數(shù)量，進(jìn)而可以簡化其環(huán)境。通過基于公共構(gòu)建模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，IT 部門可以使用模塊化組件輕松部署預(yù)定義配置并實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。集中管理是降低復(fù)雜性的關(guān)鍵因素之一：隨著環(huán)境變得更為同構(gòu)，其管理也會變得更加輕松。并且，擁有一個(gè)集中的管理中心可以將運(yùn)營成本保持在較低水平并進(jìn)一步推進(jìn)日常任務(wù)的自動化。 三、提高服務(wù)質(zhì)量 IT 部門不僅要嘗試降低成本，而且還要通過一些解決方案來提高性能、可用性和安全性。在數(shù)據(jù)庫云中，可以通過共享的監(jiān)控中心來監(jiān)視和管理數(shù)據(jù)庫性能。數(shù)據(jù)庫云服務(wù)還可提供內(nèi)置的高可用性。此外，作為標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)流程的一部分，整合幫助加強(qiáng)統(tǒng)一身份標(biāo)識和安全基礎(chǔ)架構(gòu)。 四、增強(qiáng)敏捷性 IT 部門日益尋求開發(fā)更加敏捷和靈活的環(huán)境，以便加快上線速度和快速響應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。這有助于高效推行新的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略并且支持快速部署應(yīng)用，而不需要在基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)置上花費(fèi)大量時(shí)間。敏捷性的三個(gè)主要方面包括： (一) 快速部署。使用標(biāo)準(zhǔn)化硬件組件、軟件配置和工具構(gòu)建私有云基礎(chǔ)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)自動化和簡化的部署流程。 (二) 快速供應(yīng)?？梢钥焖俟?yīng)云中的資源（通常通過自助服務(wù)），從而更快地完成應(yīng)用部署。這將縮短部署生產(chǎn)應(yīng)用和開發(fā)平臺以及建立測試環(huán)境配置所需的總時(shí)間。 (三) 資源彈性。是擴(kuò)展和收縮任何數(shù)據(jù)庫容量的能力，包括大小和計(jì)算能力，使應(yīng)用能夠靈活適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)負(fù)載。 本項(xiàng)目研究通過服務(wù)的方式提供數(shù)據(jù)庫能力方法。建立基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務(wù)平臺，將數(shù)據(jù)庫能力封裝成不同的服務(wù)，對應(yīng)不同的應(yīng)用與業(yè)務(wù)，應(yīng)用基于服務(wù)進(jìn)行部署，并實(shí)現(xiàn)高可用性的連接.作為數(shù)據(jù)庫資源池平臺應(yīng)具備幾個(gè)特征：以服務(wù)為提供方式，高擴(kuò)展、高可靠性，多業(yè)務(wù)共享。前兩個(gè)特征通過虛擬化計(jì)劃和集群技術(shù)，各數(shù)據(jù)庫廠商都提供了成熟的產(chǎn)品和技術(shù)。對多業(yè)務(wù)共享，由于各種業(yè)務(wù)特性不同，需求不同，每類業(yè)務(wù)的需要分配多少資源，如何避免業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間的互相影響。安徽移動以數(shù)據(jù)庫資源池平臺為基礎(chǔ)正在進(jìn)行相關(guān)探索與嘗試。其中提出了基于服務(wù)的數(shù)據(jù)庫資源池的架構(gòu)。服務(wù)是應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯映射，這使得安徽移動可以基于業(yè)務(wù)要求（如服務(wù)水平和優(yōu)先級）將應(yīng)用程序的負(fù)載分解為可管理的部分。應(yīng)用服務(wù)可以自動分配到一個(gè)資源組中并指定資源使用計(jì)劃與隔離策略。應(yīng)用用戶通過服務(wù)連接到數(shù)據(jù)庫，并通過服務(wù)提供業(yè)務(wù)連續(xù)性保障。每類業(yè)務(wù)創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)。在資源池?cái)?shù)據(jù)庫中，為避免節(jié)點(diǎn)之間過多的數(shù)據(jù)交互，同一類業(yè)務(wù)盡量連接到同一數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)，因此服務(wù)通常采取主、備用方式。未來的資源池的資源管理與性能分析均可以基于業(yè)務(wù)服務(wù)維度進(jìn)行，同時(shí)可以快速供應(yīng)云中的資源（通常通過自助服務(wù)），從而加快應(yīng)用程序上線速度。這將縮短部署生產(chǎn)應(yīng)用程序和開發(fā)平臺以及創(chuàng)建測試環(huán)境配置所需的總時(shí)間。省內(nèi)試運(yùn)行效果：描述成果引入后在本省試運(yùn)行方案、取得的效果、推廣價(jià)值和建議等。安徽移動自2012年12月完成平臺搭建后，已完成12套數(shù)據(jù)庫服務(wù)的部署，應(yīng)用效果良好。(一) 降低硬件維護(hù)成本，提高資源利用率通過整合,將12臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器整合到4個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，平均每臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器利用率從15%增加到40。從12臺服務(wù)器192 CPU整合到4臺112CPU ,降低軟件維保成本。將原有12臺主機(jī)的耗電空調(diào)降溫成本，降低為對4臺主機(jī)的耗電空調(diào)降溫成本。將原有12臺主機(jī)整合到1-2個(gè)機(jī)柜，減少了數(shù)據(jù)中心空間占用。減少硬件以及軟件維保120萬元。(二) 減少應(yīng)用部署時(shí)間預(yù)先設(shè)置，開箱即用，部署時(shí)間可以從5天減少到30分鐘。(三) 提高系統(tǒng)高可用性使用數(shù)據(jù)庫集群業(yè)務(wù)可靠性增強(qiáng)，為計(jì)劃停機(jī)和意外停機(jī)提供保護(hù)。減少業(yè)務(wù)停機(jī)時(shí)間。使用數(shù)據(jù)庫集群可根據(jù)系統(tǒng)壓力，靈活的提供處理能力。(四) 降低運(yùn)維管理成本通過整合:將原有12臺主機(jī)的日常維護(hù)，健康檢查，補(bǔ)丁升級工作，降低為對4臺主機(jī)的日常維護(hù)。運(yùn)維管理效率提高3倍。通過統(tǒng)一監(jiān)控進(jìn)行診斷和調(diào)優(yōu)，實(shí)現(xiàn)自動診斷和調(diào)優(yōu)操作，提高使運(yùn)維人員工作效率提高 。(五) 縮短系統(tǒng)切換時(shí)間通過使用服務(wù)器端TAF技術(shù)，將部分分鐘級的應(yīng)用切換場景縮小到秒級，大大縮短了應(yīng)用切換時(shí)間。建議全集團(tuán)推廣。文章主體（3000字以上，可附在表格后）：根據(jù)成果研究類別，主體內(nèi)容的要求有差異，具體要求見表格后的“填寫說明6”?；赑aaS的數(shù)據(jù)庫云服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法研究一、項(xiàng)目背景與意義隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟，如何在IT系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)庫云服務(wù)成為熱點(diǎn)研究的內(nèi)容。電信運(yùn)營商的數(shù)據(jù)庫具有計(jì)算密度高、IO壓力大、事物數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)，如何在電信運(yùn)營商的IT系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務(wù)，至今仍沒有較為成熟的體系與方法論。云計(jì)算是一種能夠方便地、按需從網(wǎng)絡(luò)訪問共享的可配置計(jì)算資源或服務(wù)（例如，網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用和 IT 服務(wù)）池的模型。云計(jì)算的主要優(yōu)勢包括降低成本和復(fù)雜性、提高服務(wù)質(zhì)量以及提高響應(yīng)負(fù)載變化時(shí)的彈性。在傳統(tǒng)模型中，業(yè)務(wù)應(yīng)用與特定的基礎(chǔ)架構(gòu)綁定在一起，導(dǎo)致效率低下、利用率不高、靈活性很差。云計(jì)算技術(shù)支持在運(yùn)行時(shí)將應(yīng)用動態(tài)部署到最合適的基礎(chǔ)架構(gòu)上。云計(jì)算與生俱來的彈性使得應(yīng)用可以更低的成本實(shí)現(xiàn)伸縮，而無需“叉車 ” 式升級。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所的定義，云計(jì)算包括三種不同的服務(wù)模型。即SaaS、PaaS和IaaS。對于數(shù)據(jù)庫云計(jì)算來說，PaaS 云模式可提供比IaaS 模式更好的 IT 服務(wù)。PaaS 模式在云中不僅提供了足夠的資源以確保數(shù)據(jù)庫能夠快速啟動運(yùn)行，而且還留有足夠的自由度，讓用戶能夠創(chuàng)建所需應(yīng)用。此外，通過一致性和規(guī)模效益，極大地增強(qiáng)了集中式 IT 管理、安全性和效率。相反，在 IaaS 模式中，每個(gè)租戶都必須自己構(gòu)建大部分體系，從而導(dǎo)致部署時(shí)間延長、體系不一致且較難以管理。 通過實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務(wù)，能夠達(dá)到以下四點(diǎn)目的：一、降低成本 IT 預(yù)算總是處于不斷監(jiān)督之下，因此 IT 部門需要借助合適的解決方案來降低資本支出和運(yùn)營支出，同時(shí)滿足關(guān)鍵業(yè)務(wù)需求。整合共享資源可有效地將孤立、未充分利用的基礎(chǔ)架構(gòu)更換為一個(gè)共享資源池，從而降低總體成本并提高資源利用率。多租戶配置可以提高每臺服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫密集度，這不僅可以減少服務(wù)器占用的空間，還可以降低資本支出。自動化和更高的管理效率有助于提高整體效率，從而降低運(yùn)營支出。 二、降低復(fù)雜性 IT 部門通過合理化、標(biāo)準(zhǔn)化和整合，可以減少需支持的配置和服務(wù)的數(shù)量，進(jìn)而可以簡化其環(huán)境。通過基于公共構(gòu)建模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，IT 部門可以使用模塊化組件輕松部署預(yù)定義配置并實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。集中管理是降低復(fù)雜性的關(guān)鍵因素之一：隨著環(huán)境變得更為同構(gòu)，其管理也會變得更加輕松。并且，擁有一個(gè)集中的管理中心可以將運(yùn)營成本保持在較低水平并進(jìn)一步推進(jìn)日常任務(wù)的自動化。 三、提高服務(wù)質(zhì)量 IT 部門不僅要嘗試降低成本，而且還要通過一些解決方案來提高性能、可用性和安全性。在數(shù)據(jù)庫云中，可以通過共享的監(jiān)控中心來監(jiān)視和管理數(shù)據(jù)庫性能。數(shù)據(jù)庫云服務(wù)還可提供內(nèi)置的高可用性。此外，作為標(biāo)準(zhǔn)化供應(yīng)流程的一部分，整合幫助加強(qiáng)統(tǒng)一身份標(biāo)識和安全基礎(chǔ)架構(gòu)。 四、增強(qiáng)敏捷性 IT 部門日益尋求開發(fā)更加敏捷和靈活的環(huán)境，以便加快上線速度和快速響應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)需求。這有助于高效推行新的業(yè)務(wù)戰(zhàn)略并且支持快速部署應(yīng)用，而不需要在基礎(chǔ)架構(gòu)設(shè)置上花費(fèi)大量時(shí)間。敏捷性的三個(gè)主要方面包括： (一) 快速部署。使用標(biāo)準(zhǔn)化硬件組件、軟件配置和工具構(gòu)建私有云基礎(chǔ)架構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)自動化和簡化的部署流程。 (二) 快速供應(yīng)?？梢钥焖俟?yīng)云中的資源（通常通過自助服務(wù)），從而更快地完成應(yīng)用部署。這將縮短部署生產(chǎn)應(yīng)用和開發(fā)平臺以及建立測試環(huán)境配置所需的總時(shí)間。 (三) 資源彈性。是擴(kuò)展和收縮任何數(shù)據(jù)庫容量的能力，包括大小和計(jì)算能力，使應(yīng)用能夠靈活適應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)負(fù)載。 二、項(xiàng)目研究內(nèi)容本項(xiàng)目研究通過服務(wù)的方式提供數(shù)據(jù)庫能力方法，研究不同的PaaS數(shù)據(jù)庫云服務(wù)實(shí)現(xiàn)方法以及優(yōu)缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)安徽移動IT系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫云服務(wù)。本研究將數(shù)據(jù)庫能力封裝成不同的服務(wù)，對應(yīng)不同的應(yīng)用與業(yè)務(wù)，應(yīng)用基于服務(wù)進(jìn)行部署，并實(shí)現(xiàn)高可用性的連接。作為數(shù)據(jù)庫資源池平臺應(yīng)具備幾個(gè)特征：以服務(wù)為提供方式，高擴(kuò)展、高可靠性，多業(yè)務(wù)共享。前兩個(gè)特征通過虛擬化計(jì)劃和集群技術(shù)，各數(shù)據(jù)庫廠商都提供了成熟的產(chǎn)品和技術(shù)。對多業(yè)務(wù)共享，由于各種業(yè)務(wù)特性不同，需求不同，每類業(yè)務(wù)的需要分配多少資源，如何避免業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間的互相影響。安徽移動以數(shù)據(jù)庫資源池平臺為基礎(chǔ)正在進(jìn)行相關(guān)探索與嘗試。其中提出了基于服務(wù)的數(shù)據(jù)庫資源池的架構(gòu)。服務(wù)是應(yīng)用系統(tǒng)的邏輯映射，這使得安徽移動可以基于業(yè)務(wù)要求（如服務(wù)水平和優(yōu)先級）將應(yīng)用程序的負(fù)載分解為可管理的部分。應(yīng)用服務(wù)可以自動分配到一個(gè)資源組中并指定資源使用計(jì)劃與隔離策略。應(yīng)用用戶通過服務(wù)連接到數(shù)據(jù)庫，并通過服務(wù)提供業(yè)務(wù)連續(xù)性保障。每類業(yè)務(wù)創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的服務(wù)。在資源池?cái)?shù)據(jù)庫中，為避免節(jié)點(diǎn)之間過多的數(shù)據(jù)交互，同一類業(yè)務(wù)盡量連接到同一數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)，因此服務(wù)通常采取主、備用方式。未來的資源池的資源管理與性能分析均可以基于業(yè)務(wù)服務(wù)維度進(jìn)行，同時(shí)可以快速供應(yīng)云中的資源（通常通過自助服務(wù)），從而加快應(yīng)用程序上線速度。這將縮短部署生產(chǎn)應(yīng)用程序和開發(fā)平臺以及創(chuàng)建測試環(huán)境配置所需的總時(shí)間。二、實(shí)現(xiàn)方案(一) 實(shí)現(xiàn)方案比較通常有三種PaaS數(shù)據(jù)庫云的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)方式。1. 基于服務(wù)器整合的數(shù)據(jù)庫云此部署模型通過虛擬化實(shí)現(xiàn)：將服務(wù)器添加至一個(gè)服務(wù)器池中，并通過池中服務(wù)器創(chuàng)建用戶虛擬機(jī) (VM)。服務(wù)器與用戶VM 之間通常是一對多的關(guān)系，并通過物理服務(wù)器資源（CPU和內(nèi)存）提高密度。在需要數(shù)據(jù)庫服務(wù)時(shí)，將構(gòu)建和供應(yīng)整個(gè)操作系統(tǒng)體系（作為創(chuàng)建用戶VM 過程的一部分）。圖 1.服務(wù)器整合模型在此模型中（如圖 2 所示），租戶隔離在用戶 VM 層面實(shí)現(xiàn)。所部署的數(shù)據(jù)庫一般都是在用戶 VM 中實(shí)例化的單實(shí)例數(shù)據(jù)庫。該模型具有垂直可伸縮性，具體方式是添加更多虛擬資源（CPU 或內(nèi)存）。但是，用戶 VM 不能跨服務(wù)器池中的不同服務(wù)器，這意味著，對于一項(xiàng)負(fù)載來說，數(shù)據(jù)庫云無法舉其全部資源之力來滿足該項(xiàng)負(fù)載需求。它們可以利用虛擬化技術(shù)提供的一些高可用性功能，例如實(shí)時(shí)遷移和高可用性重啟。 此模型的優(yōu)點(diǎn)：(1) 通過 VM 模板或配置文件進(jìn)行“按鈕式”數(shù)據(jù)庫部署十分簡便。 (2) 支持供應(yīng)多個(gè)數(shù)據(jù)庫版本和配置。(3) 在用戶 VM 層面實(shí)現(xiàn)出色的故障隔離和資源隔離。(4) 大多數(shù)應(yīng)用都可以基于部署于用戶 VM 中的數(shù)據(jù)庫無縫運(yùn)行。 此模型的缺點(diǎn)：(1) 虛擬化不會減少操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫的數(shù)量，因此實(shí)際整合水平和投資回報(bào)都較低。(2) 此模型助長操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的泛濫，這會導(dǎo)致所管理的環(huán)境隨著部署數(shù)量的增加而變得更加復(fù)雜。(3) 此模型的性能不如其他部署模型，并且 I/O 密集型數(shù)據(jù)庫在虛擬化環(huán)境中可能性能不高。(4) 可伸縮性受限于池中最大服務(wù)器的大小，并且無法在池中水平擴(kuò)展數(shù)據(jù)庫負(fù)載。(5) 用戶 VM 層的資源管理可在單一計(jì)算機(jī)上提供粗粒度的資源和負(fù)載管理，這會對滿足不斷變化的負(fù)載需求的能力造成限制。 2. 基于數(shù)據(jù)庫整合的數(shù)據(jù)庫云在一個(gè)公共操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化之后，集群中的任何一臺服務(wù)器都可以托管一個(gè)或多個(gè)可通過命名數(shù)據(jù)庫服務(wù)訪問的數(shù)據(jù)庫實(shí)例。在該部署模型中，一個(gè)數(shù)據(jù)庫將部署到聚集在一個(gè)私有云中的物理服務(wù)器上。通過利用服務(wù)器雙機(jī)技術(shù)，數(shù)據(jù)庫會繼承了服務(wù)器器冗余帶來的高可用性。通過在服務(wù)器池中添加更多節(jié)點(diǎn)（橫向擴(kuò)展）或者在現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)中添加更多 CPU、內(nèi)存或 I/O 卡等物理資源（縱向擴(kuò)展），可以實(shí)現(xiàn)靈活性和可伸縮性。 圖 2.數(shù)據(jù)庫整合模型在該模型中（如圖 2 所示），租戶故障隔離在節(jié)點(diǎn)或服務(wù)層面實(shí)現(xiàn)。實(shí)例囚籠、數(shù)據(jù)庫資源管理器、自動負(fù)載管理和服務(wù)質(zhì)量等提供租戶性能隔離。這能高效地使用共享應(yīng)用資源來滿足服務(wù)級別需求。 此模型的優(yōu)點(diǎn)：(1) 數(shù)據(jù)庫向服務(wù)器整合的高密度，不會引發(fā)操作系統(tǒng)泛濫。(2) 通過提高存儲和服務(wù)器利用率來減少服務(wù)器空間占用，從而實(shí)現(xiàn)更高的投資回報(bào)。(3) 數(shù)據(jù)庫不會受限于虛擬化層，因此可以提供更高的性能。(4) 支持所有應(yīng)用，并且可以執(zhí)行細(xì)粒度的負(fù)載管理。此模型的缺點(diǎn)：需要在一個(gè)公共操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化 3. 基于Schema整合的數(shù)據(jù)庫云 圖 3. Schema整合模型在此部署模型中（如圖 3 所示），整合后的數(shù)據(jù)庫主要包括在私有云的一臺或多臺服務(wù)器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用模式。 當(dāng)租戶請求供應(yīng)數(shù)據(jù)庫時(shí)，系統(tǒng)會創(chuàng)建一個(gè)具有自己的表空間集和相應(yīng)服務(wù)名稱的新 Schema。數(shù)據(jù)庫集群技術(shù)將在整個(gè)私有云中提供高可用性和可伸縮性。在本例中，DW、ERP 和 CRM 是整合數(shù)據(jù)庫中的不同 Schema，它們都有各自的命名數(shù)據(jù)庫服務(wù)，這些服務(wù)可跨用私有云中的所有服務(wù)器資源。該模型在服務(wù)層面提供資源隔離，并且自動負(fù)載管理和服務(wù)質(zhì)量特性可確保提供充 足的云資源來滿足應(yīng)用性能和高可用性需求， 甚至在負(fù)載發(fā)生變化時(shí)也是如此。 此模型的優(yōu)點(diǎn)：(1) 通過模式供應(yīng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)的速度極快。(2) 整合到更大的數(shù)據(jù)庫中可以減少操作系統(tǒng)和內(nèi)存開銷。(3) 通過減少服務(wù)器、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫部署的數(shù)量，此模型可實(shí)現(xiàn)高密度整合，帶來最高的投資回報(bào)。此模型的缺點(diǎn)：(1) 一些應(yīng)用有嚴(yán)格的 Schema 命名標(biāo)準(zhǔn)，并且 Schema 整合易于出現(xiàn)命名空間沖突，因此可能需要應(yīng)用認(rèn)證。(2) 提供有限的資源、故障和安全隔離，應(yīng)用程序之間會相互影響。在數(shù)據(jù)庫云中，數(shù)據(jù)庫以數(shù)據(jù)庫服務(wù)的形式存在，用戶可以輕松訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)以讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)以及運(yùn)行其業(yè)務(wù)應(yīng)用。用戶不需要參與對整合的私有云基礎(chǔ)架構(gòu)的管理，但是他們需要嚴(yán)格的性能、可用性和數(shù)據(jù)安全服務(wù)級別。IT 部門必須選擇最佳的部署模型來滿足預(yù)算限制和業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)級別的要求。下表匯總了各模型的能力和優(yōu)勢。 服務(wù)器整合 數(shù)據(jù)庫整合 Schema整合 實(shí)施 簡單 簡單 困難 應(yīng)用適用性 部分 所有 部分 隔離 最高 高 有限 可用性 高 最高 最高 可伸縮性 有限 出色 出色 整合密度 低 高 最高 投資回報(bào) 低 高 最高 雖然服務(wù)器整合模型提供了簡便的遷移和高水平的隔離，但是它性能有限，可用性較低，投資回報(bào)最低。數(shù)據(jù)庫云模型可提供比基礎(chǔ)架構(gòu)云更高層級的整合。更加重要的是，基礎(chǔ)架構(gòu)云僅整合服務(wù)器和和存儲，而數(shù)據(jù)庫云則整合服務(wù)器、存儲、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫版本和負(fù)載，可提供更高的投資回報(bào)。安徽公司在本項(xiàng)目中采用的是基于Schema整合的數(shù)據(jù)庫云模式。(二) 實(shí)現(xiàn)技術(shù)方案1. 通過service方式實(shí)現(xiàn)多租戶管理多租戶是指一個(gè)單獨(dú)的軟件實(shí)例可以為多個(gè)組織服務(wù)。多租戶技術(shù)可以讓多個(gè)租戶共用一個(gè)應(yīng)用程序或運(yùn)算環(huán)境，且租戶大多不會使用太多運(yùn)算資源，多租戶技術(shù)可以有效的降低環(huán)境建置的成本。包含硬件本身的成本，操作系統(tǒng)與相關(guān)軟件的授權(quán)成本都可以因?yàn)槎嘧鈶艏夹g(shù)，而由多個(gè)租戶一起分擔(dān)。安徽移動數(shù)據(jù)庫云采用ORACLE 11G的service技術(shù)對外提供多租戶功能。每個(gè)使用數(shù)據(jù)庫的組織能使用到一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫service，可以對這個(gè)service進(jìn)行定制化要求，比如CPU、內(nèi)存、存儲大小、數(shù)據(jù)庫連接數(shù)等。service是數(shù)據(jù)庫內(nèi)相關(guān)任務(wù)的組合，這些任務(wù)有共同的功能、質(zhì)量預(yù)期值以及相對于其它服務(wù)的優(yōu)先級。服務(wù)可提供單一系統(tǒng)映像，用于管理在單個(gè)實(shí)例內(nèi)運(yùn)行的競爭應(yīng)用程序，以及跨多個(gè)實(shí)例和數(shù)據(jù)庫運(yùn)行的競爭應(yīng)用程序。 使用ORACLE 11G的標(biāo)準(zhǔn)接口（例如 DBCA、Oracle Enterprise Manager 和 SRVCTL），可將服務(wù)作為單個(gè)實(shí)體進(jìn)行配置、管理、啟用、禁用和度量。(1) 注冊servicesrvctl add service -d dbname -s servicename -r prefer_node -a avail_node -P basic -e select -m basic -z 10 -w 2其中各參數(shù)含義如下：-d -s -r -a -p 服務(wù)端設(shè)置為basic-e 配置為session 或者select 建議默認(rèn)配置為select-m 配置為basic-z failover 重試次數(shù)-w failover 延遲(2) 啟動servicesrvctl start service -d dbname -s servicename(3) 停止servicesrvctl start service -d dbname -s servicename2. 通過客戶端TNS配置，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫連接與serviceService是oracle數(shù)據(jù)庫中相關(guān)任務(wù)的組合?？蛻舳送ㄟ^用戶名、密碼和TNS中的配置連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。因此必須指定每個(gè)數(shù)據(jù)庫用戶使用的service_name,并在申請TNS連接串時(shí)予以更新。在數(shù)據(jù)庫云服務(wù)中，每個(gè)應(yīng)用必須使用獨(dú)享的SERVICE_NAME連接數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。每個(gè)數(shù)據(jù)庫用戶必須對應(yīng)一個(gè)SERVICE_NAME?？蛻舳藅ns配置如下：ngdus = (DESCRIPTION = (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = scan-ip)(PORT = 1521) (CONNECT_DATA = (SERVER = DEDICATED) (SERVICE_NAME = dbservice) )3. 使用服務(wù)器端TAF技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)的高冗余與高靈活(1) 高冗余數(shù)據(jù)庫云服務(wù)必須是高可用的，本項(xiàng)目中使用ORACLE TAF（Transparent Application FailOver，透明應(yīng)用故障切換）技術(shù)實(shí)現(xiàn)高可用。該特性的啟用可以從兩個(gè)層面開始，客戶端或服務(wù)器端。基于客戶端的TAF配置可以滿足對實(shí)例級宕機(jī)時(shí)業(yè)務(wù)自動切換的要求，相關(guān)業(yè)務(wù)不會發(fā)生實(shí)際的連接斷掉的情況。但在某些情況下會話仍然會先再次嘗試當(dāng)前實(shí)例是否可用，在操作系統(tǒng)層面返回失敗后，然后再確認(rèn)其它實(shí)例，切換時(shí)間增加，影響業(yè)務(wù)感知。與基于客戶端TAF配置不同，服務(wù)器端TAF配置不需要客戶端連接服務(wù)器時(shí)提供很長的連接字符設(shè)置，而是根據(jù)客戶端使用的服務(wù)器名（Service Name）定位到一個(gè)數(shù)據(jù)庫的Service，而Service又在預(yù)先設(shè)置了不同的TAF策略，這也就使得所有連接到這個(gè)Service的會話都會按照預(yù)先的策略實(shí)現(xiàn)TAF切換。同時(shí)，TAF判斷是在服務(wù)器端進(jìn)行，而不是在客戶端進(jìn)行，縮短了客戶端判斷當(dāng)前實(shí)例是否可用的時(shí)間。實(shí)現(xiàn)服務(wù)器端的TAF，需要在創(chuàng)建service的時(shí)候指定TAF切換方式。如下面紅色標(biāo)注部分。客戶端通過技術(shù)方案2中提供的TNS連接數(shù)據(jù)庫。srvctl add service -d dbname -s servicename -r prefer_node -a avail_node -P basic -e select -m basic -z 10 -w 2(2) 高靈活PaaS層的數(shù)據(jù)庫服務(wù)必須是高度靈活的，數(shù)據(jù)庫連接的平臺、地址對租戶來說是完全透明的。本項(xiàng)目通過服務(wù)器端的TAF技術(shù)可以很方便的控制各租戶的數(shù)據(jù)庫請求。可以使用Service來控制會話連接運(yùn)行于哪一個(gè)實(shí)例上，而無需通知租戶重啟應(yīng)用。比如目前數(shù)據(jù)庫在某些業(yè)務(wù)情況下觸發(fā)某些Bug，并需要緊急對RAC應(yīng)用補(bǔ)丁，而業(yè)務(wù)上只有極少的關(guān)閉窗口。假設(shè)此：A. 兩節(jié)點(diǎn)RAC（數(shù)據(jù)庫名為boss）；B. 整個(gè)RAC中運(yùn)行3個(gè)業(yè)務(wù)模塊A,B,C，其中節(jié)點(diǎn)1運(yùn)行了業(yè)務(wù)A，B，節(jié)點(diǎn)2運(yùn)行了業(yè)務(wù)C；C. 同時(shí)A，B,C3個(gè)業(yè)務(wù)分別使用啟用了3個(gè)Service來實(shí)現(xiàn)高可用策略，比如SA，SB，SC；方案1，基于客戶端的TAF配置，通過關(guān)閉實(shí)例觸發(fā)應(yīng)用程序向其它實(shí)例的切換，所帶來的問題：單獨(dú)控制發(fā)生TAF的會話十分困難；如果實(shí)例較多，比如3個(gè)或多個(gè)則沒有辦法選擇Failover實(shí)例；方案2，使用基于服務(wù)器端的TAF配置，通過srvctl控制Service的切換,首先將業(yè)務(wù)C遷移至節(jié)點(diǎn)1srvctl relocate service -d boss -s sc -i boss2 -t boss1 -f此時(shí)與業(yè)務(wù)sc對應(yīng)的會話均會切換至實(shí)例1,關(guān)閉實(shí)例2應(yīng)用補(bǔ)丁srvctl stop instance -d boss -i boss2opatch apply 啟動實(shí)例2,并將應(yīng)用SA,SB,SC切換到實(shí)例2srvctl start instance -d boss -i boss2srvctl relocate service -d boss -s sa -i boss1 -t boss2 -fsrvctl relocate service -d boss -s sb -i boss1 -t boss2 -fsrvctl relocate service -d boss -s sc -i boss1 -t boss2 -f關(guān)閉實(shí)例1應(yīng)用補(bǔ)丁srvctl stop instance -d boss -i boss1opatch apply 啟動實(shí)例1并將應(yīng)用SA,SB切回srvctl start instance -d boss -i boss1srvctl relocate service -d boss -s sa -i boss2 -t boss1 -fsrvctl relocate service -d boss -s sb -i boss2 -t boss1 -f通過基于服務(wù)器端的TAF切換方案可以最大程度的減少補(bǔ)丁應(yīng)用對前臺業(yè)務(wù)的影響，同時(shí)不需要重啟應(yīng)用，在任何的時(shí)間內(nèi)，SA,SB,SC均有可用的實(shí)例。4. 使用資源管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務(wù)的資源隔離采用基于Schema整合的數(shù)據(jù)庫云模式，最大的風(fēng)險(xiǎn)在于各數(shù)據(jù)庫之間的資源爭用。本項(xiàng)目采用ORACLE數(shù)據(jù)庫的資源管理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫服務(wù)之間的資源隔離。Oracle 資源管理技術(shù)（簡稱DBRM）把硬件等資源的分配交給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器本身來管理。Oracle RMDB可根據(jù)每個(gè)service進(jìn)行分組，然后為每組分配不同的數(shù)據(jù)庫資源，進(jìn)行應(yīng)用隔離。RMDB的具體功能：(1) RMDB可以在系統(tǒng)啟動時(shí)，限制某些會話請求只分配到最少的進(jìn)程資源和用戶使用上限。(2) 為不同的service分配不同的CPU時(shí)間。在一個(gè)數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用中，應(yīng)用分配到的比例就應(yīng)該比批處理任務(wù)高。(3) 限制每個(gè)service對數(shù)據(jù)庫操作的并行度。(4) 對每個(gè)service建立一個(gè)活動的會話池。對某service來說，同一時(shí)間活動的會話數(shù)有特別的數(shù)量上限。如果會話池滿了，新的會話請求會被放入等待隊(duì)列，同時(shí)還可以設(shè)置一個(gè)時(shí)間上限，超過這個(gè)上限，等待隊(duì)列會被停止。會話池限制了同一時(shí)間活動的會話請求數(shù)量，保證了活動的會話請求更快的完成任務(wù)。(5) 管理長時(shí)間未響應(yīng)的會話或請求，這些會話或請求往往占用了很多的CPU或I/O資源。這些會話能被自動的結(jié)束掉，或者將它們換到其他低級的組去。(6) 優(yōu)化器會估算每個(gè)service請求的運(yùn)行時(shí)間，如果超出了某個(gè)閥值，RMDB會阻止它的請求。(7) 限制一個(gè)會話的空閑