基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務實現(xiàn)方法研究.doc

成果上報申請書成果名稱基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務實現(xiàn)方法研究對企業(yè)現(xiàn)有標準規(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要求 規(guī)范編號 QC-Y-001-2013如果該成果來源于研發(fā)項目，請?zhí)顚懷邪l(fā)項目的年度、名稱和類型（類型包括：集團重點研發(fā)項目、集團聯(lián)合研發(fā)項目、省公司重點研發(fā)項目、其他研發(fā)項目），可填寫多個：2013年省公司研發(fā)項目 “基于云服務的數(shù)據(jù)庫資源池建設方法研究”專利情況：如果該成果產(chǎn)出相關專利，且專利處于國知局專利申請審查階段或已授權，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)濟效益。云計算是一種能夠方便地、按需從網(wǎng)絡訪問共享的可配置計算資源或服務（例如，網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和 IT 服務）池的模型。云計算的主要優(yōu)勢包括降低成本和復雜性、提高服務質量以及提高響應負載變化時的彈性。在傳統(tǒng)模型中，業(yè)務應用與特定的基礎架構綁定在一起，導致效率低下、利用率不高、靈活性很差。云計算技術支持在運行時將應用動態(tài)部署到最合適的基礎架構上。云計算與生俱來的彈性使得應用可以更低的成本實現(xiàn)伸縮，而無需“叉車 ” 式升級。根據(jù)美國國家標準與技術研究所的定義，云計算包括三種不同的服務模型。即SaaS、PaaS和IaaS。對于數(shù)據(jù)庫云計算來說，PaaS 云模式可提供比IaaS 模式更好的 IT 服務。PaaS 模式在云中不僅提供了足夠的資源以確保數(shù)據(jù)庫能夠快速啟動運行，而且還留有足夠的自由度，讓用戶能夠創(chuàng)建所需應用。此外，通過一致性和規(guī)模效益，極大地增強了集中式 IT 管理、安全性和效率。相反，在 IaaS 模式中，每個租戶都必須自己構建大部分體系，從而導致部署時間延長、體系不一致且較難以管理。 通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務，能夠實現(xiàn)以下四點目的：一、降低成本 IT 預算總是處于不斷監(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營支出，同時滿足關鍵業(yè)務需求。整合共享資源可有效地將孤立、未充分利用的基礎架構更換為一個共享資源池，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器上的數(shù)據(jù)庫密集度，這不僅可以減少服務器占用的空間，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，從而降低運營支出。 二、降低復雜性 IT 部門通過合理化、標準化和整合，可以減少需支持的配置和服務的數(shù)量，進而可以簡化其環(huán)境。通過基于公共構建模塊的標準化，IT 部門可以使用模塊化組件輕松部署預定義配置并實現(xiàn)擴展。集中管理是降低復雜性的關鍵因素之一：隨著環(huán)境變得更為同構，其管理也會變得更加輕松。并且，擁有一個集中的管理中心可以將運營成本保持在較低水平并進一步推進日常任務的自動化。 三、提高服務質量 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)庫云服務還可提供內置的高可用性。此外，作為標準化供應流程的一部分，整合幫助加強統(tǒng)一身份標識和安全基礎架構。 四、增強敏捷性 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不斷變化的業(yè)務需求。這有助于高效推行新的業(yè)務戰(zhàn)略并且支持快速部署應用，而不需要在基礎架構設置上花費大量時間。敏捷性的三個主要方面包括： (一) 快速部署。使用標準化硬件組件、軟件配置和工具構建私有云基礎架構，從而實現(xiàn)自動化和簡化的部署流程。 (二) 快速供應?？梢钥焖俟浦械馁Y源（通常通過自助服務），從而更快地完成應用部署。這將縮短部署生產(chǎn)應用和開發(fā)平臺以及建立測試環(huán)境配置所需的總時間。 (三) 資源彈性。是擴展和收縮任何數(shù)據(jù)庫容量的能力，包括大小和計算能力，使應用能夠靈活適應不斷變化的業(yè)務負載。 本項目研究通過服務的方式提供數(shù)據(jù)庫能力方法。建立基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務平臺，將數(shù)據(jù)庫能力封裝成不同的服務，對應不同的應用與業(yè)務，應用基于服務進行部署，并實現(xiàn)高可用性的連接.作為數(shù)據(jù)庫資源池平臺應具備幾個特征：以服務為提供方式，高擴展、高可靠性，多業(yè)務共享。前兩個特征通過虛擬化計劃和集群技術，各數(shù)據(jù)庫廠商都提供了成熟的產(chǎn)品和技術。對多業(yè)務共享，由于各種業(yè)務特性不同，需求不同，每類業(yè)務的需要分配多少資源，如何避免業(yè)務與業(yè)務之間的互相影響。安徽移動以數(shù)據(jù)庫資源池平臺為基礎正在進行相關探索與嘗試。其中提出了基于服務的數(shù)據(jù)庫資源池的架構。服務是應用系統(tǒng)的邏輯映射，這使得安徽移動可以基于業(yè)務要求（如服務水平和優(yōu)先級）將應用程序的負載分解為可管理的部分。應用服務可以自動分配到一個資源組中并指定資源使用計劃與隔離策略。應用用戶通過服務連接到數(shù)據(jù)庫，并通過服務提供業(yè)務連續(xù)性保障。每類業(yè)務創(chuàng)建一個獨立的服務。在資源池數(shù)據(jù)庫中，為避免節(jié)點之間過多的數(shù)據(jù)交互，同一類業(yè)務盡量連接到同一數(shù)據(jù)庫節(jié)點，因此服務通常采取主、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)務服務維度進行，同時可以快速供應云中的資源（通常通過自助服務），從而加快應用程序上線速度。這將縮短部署生產(chǎn)應用程序和開發(fā)平臺以及創(chuàng)建測試環(huán)境配置所需的總時間。省內試運行效果：描述成果引入后在本省試運行方案、取得的效果、推廣價值和建議等。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)庫服務的部署，應用效果良好。(一) 降低硬件維護成本，提高資源利用率通過整合,將12臺數(shù)據(jù)庫服務器整合到4個數(shù)據(jù)服務器，平均每臺數(shù)據(jù)庫服務器利用率從15%增加到40。從12臺服務器192 CPU整合到4臺112CPU ,降低軟件維保成本。將原有12臺主機的耗電空調降溫成本，降低為對4臺主機的耗電空調降溫成本。將原有12臺主機整合到1-2個機柜，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) 減少應用部署時間預先設置，開箱即用，部署時間可以從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)務可靠性增強，為計劃停機和意外停機提供保護。減少業(yè)務停機時間。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) 降低運維管理成本通過整合:將原有12臺主機的日常維護，健康檢查，補丁升級工作，降低為對4臺主機的日常維護。運維管理效率提高3倍。通過統(tǒng)一監(jiān)控進行診斷和調優(yōu)，實現(xiàn)自動診斷和調優(yōu)操作，提高使運維人員工作效率提高 。(五) 縮短系統(tǒng)切換時間通過使用服務器端TAF技術，將部分分鐘級的應用切換場景縮小到秒級，大大縮短了應用切換時間。建議全集團推廣。文章主體（3000字以上，可附在表格后）：根據(jù)成果研究類別，主體內容的要求有差異，具體要求見表格后的“填寫說明6”。基于PaaS的數(shù)據(jù)庫云服務實現(xiàn)方法研究一、項目背景與意義隨著云計算技術的不斷成熟，如何在IT系統(tǒng)中提供數(shù)據(jù)庫云服務成為熱點研究的內容。電信運營商的數(shù)據(jù)庫具有計算密度高、IO壓力大、事物數(shù)據(jù)量小的特點，如何在電信運營商的IT系統(tǒng)中實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務，至今仍沒有較為成熟的體系與方法論。云計算是一種能夠方便地、按需從網(wǎng)絡訪問共享的可配置計算資源或服務（例如，網(wǎng)絡、服務器、存儲、應用和 IT 服務）池的模型。云計算的主要優(yōu)勢包括降低成本和復雜性、提高服務質量以及提高響應負載變化時的彈性。在傳統(tǒng)模型中，業(yè)務應用與特定的基礎架構綁定在一起，導致效率低下、利用率不高、靈活性很差。云計算技術支持在運行時將應用動態(tài)部署到最合適的基礎架構上。云計算與生俱來的彈性使得應用可以更低的成本實現(xiàn)伸縮，而無需“叉車 ” 式升級。根據(jù)美國國家標準與技術研究所的定義，云計算包括三種不同的服務模型。即SaaS、PaaS和IaaS。對于數(shù)據(jù)庫云計算來說，PaaS 云模式可提供比IaaS 模式更好的 IT 服務。PaaS 模式在云中不僅提供了足夠的資源以確保數(shù)據(jù)庫能夠快速啟動運行，而且還留有足夠的自由度，讓用戶能夠創(chuàng)建所需應用。此外，通過一致性和規(guī)模效益，極大地增強了集中式 IT 管理、安全性和效率。相反，在 IaaS 模式中，每個租戶都必須自己構建大部分體系，從而導致部署時間延長、體系不一致且較難以管理。 通過實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫云服務，能夠達到以下四點目的：一、降低成本 IT 預算總是處于不斷監(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營支出，同時滿足關鍵業(yè)務需求。整合共享資源可有效地將孤立、未充分利用的基礎架構更換為一個共享資源池，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器上的數(shù)據(jù)庫密集度，這不僅可以減少服務器占用的空間，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，從而降低運營支出。 二、降低復雜性 IT 部門通過合理化、標準化和整合，可以減少需支持的配置和服務的數(shù)量，進而可以簡化其環(huán)境。通過基于公共構建模塊的標準化，IT 部門可以使用模塊化組件輕松部署預定義配置并實現(xiàn)擴展。集中管理是降低復雜性的關鍵因素之一：隨著環(huán)境變得更為同構，其管理也會變得更加輕松。并且，擁有一個集中的管理中心可以將運營成本保持在較低水平并進一步推進日常任務的自動化。 三、提高服務質量 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)庫云服務還可提供內置的高可用性。此外，作為標準化供應流程的一部分，整合幫助加強統(tǒng)一身份標識和安全基礎架構。 四、增強敏捷性 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不斷變化的業(yè)務需求。這有助于高效推行新的業(yè)務戰(zhàn)略并且支持快速部署應用，而不需要在基礎架構設置上花費大量時間。敏捷性的三個主要方面包括： (一) 快速部署。使用標準化硬件組件、軟件配置和工具構建私有云基礎架構，從而實現(xiàn)自動化和簡化的部署流程。 (二) 快速供應?？梢钥焖俟浦械馁Y源（通常通過自助服務），從而更快地完成應用部署。這將縮短部署生產(chǎn)應用和開發(fā)平臺以及建立測試環(huán)境配置所需的總時間。 (三) 資源彈性。是擴展和收縮任何數(shù)據(jù)庫容量的能力，包括大小和計算能力，使應用能夠靈活適應不斷變化的業(yè)務負載。 二、項目研究內容本項目研究通過服務的方式提供數(shù)據(jù)庫能力方法，研究不同的PaaS數(shù)據(jù)庫云服務實現(xiàn)方法以及優(yōu)缺點，實現(xiàn)安徽移動IT系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫云服務。本研究將數(shù)據(jù)庫能力封裝成不同的服務，對應不同的應用與業(yè)務，應用基于服務進行部署，并實現(xiàn)高可用性的連接。作為數(shù)據(jù)庫資源池平臺應具備幾個特征：以服務為提供方式，高擴展、高可靠性，多業(yè)務共享。前兩個特征通過虛擬化計劃和集群技術，各數(shù)據(jù)庫廠商都提供了成熟的產(chǎn)品和技術。對多業(yè)務共享，由于各種業(yè)務特性不同，需求不同，每類業(yè)務的需要分配多少資源，如何避免業(yè)務與業(yè)務之間的互相影響。安徽移動以數(shù)據(jù)庫資源池平臺為基礎正在進行相關探索與嘗試。其中提出了基于服務的數(shù)據(jù)庫資源池的架構。服務是應用系統(tǒng)的邏輯映射，這使得安徽移動可以基于業(yè)務要求（如服務水平和優(yōu)先級）將應用程序的負載分解為可管理的部分。應用服務可以自動分配到一個資源組中并指定資源使用計劃與隔離策略。應用用戶通過服務連接到數(shù)據(jù)庫，并通過服務提供業(yè)務連續(xù)性保障。每類業(yè)務創(chuàng)建一個獨立的服務。在資源池數(shù)據(jù)庫中，為避免節(jié)點之間過多的數(shù)據(jù)交互，同一類業(yè)務盡量連接到同一數(shù)據(jù)庫節(jié)點，因此服務通常采取主、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)務服務維度進行，同時可以快速供應云中的資源（通常通過自助服務），從而加快應用程序上線速度。這將縮短部署生產(chǎn)應用程序和開發(fā)平臺以及創(chuàng)建測試環(huán)境配置所需的總時間。二、實現(xiàn)方案(一) 實現(xiàn)方案比較通常有三種PaaS數(shù)據(jù)庫云的架構實現(xiàn)方式。1. 基于服務器整合的數(shù)據(jù)庫云此部署模型通過虛擬化實現(xiàn)：將服務器添加至一個服務器池中，并通過池中服務器創(chuàng)建用戶虛擬機 (VM)。服務器與用戶VM 之間通常是一對多的關系，并通過物理服務器資源（CPU和內存）提高密度。在需要數(shù)據(jù)庫服務時，將構建和供應整個操作系統(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 層面實現(xiàn)。所部署的數(shù)據(jù)庫一般都是在用戶 VM 中實例化的單實例數(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 或內存）。但是，用戶 VM 不能跨服務器池中的不同服務器，這意味著，對于一項負載來說，數(shù)據(jù)庫云無法舉其全部資源之力來滿足該項負載需求。它們可以利用虛擬化技術提供的一些高可用性功能，例如實時遷移和高可用性重啟。 此模型的優(yōu)點：(1) 通過 VM 模板或配置文件進行“按鈕式”數(shù)據(jù)庫部署十分簡便。 (2) 支持供應多個數(shù)據(jù)庫版本和配置。(3) 在用戶 VM 層面實現(xiàn)出色的故障隔離和資源隔離。(4) 大多數(shù)應用都可以基于部署于用戶 VM 中的數(shù)據(jù)庫無縫運行。 此模型的缺點：(1) 虛擬化不會減少操作系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫的數(shù)量，因此實際整合水平和投資回報都較低。(2) 此模型助長操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的泛濫，這會導致所管理的環(huán)境隨著部署數(shù)量的增加而變得更加復雜。(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器的大小，并且無法在池中水平擴展數(shù)據(jù)庫負載。(5) 用戶 VM 層的資源管理可在單一計算機上提供粗粒度的資源和負載管理，這會對滿足不斷變化的負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)庫云在一個公共操作系統(tǒng)上實現(xiàn)標準化之后，集群中的任何一臺服務器都可以托管一個或多個可通過命名數(shù)據(jù)庫服務訪問的數(shù)據(jù)庫實例。在該部署模型中，一個數(shù)據(jù)庫將部署到聚集在一個私有云中的物理服務器上。通過利用服務器雙機技術，數(shù)據(jù)庫會繼承了服務器器冗余帶來的高可用性。通過在服務器池中添加更多節(jié)點（橫向擴展）或者在現(xiàn)有節(jié)點中添加更多 CPU、內存或 I/O 卡等物理資源（縱向擴展），可以實現(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)點或服務層面實現(xiàn)。實例囚籠、數(shù)據(jù)庫資源管理器、自動負載管理和服務質量等提供租戶性能隔離。這能高效地使用共享應用資源來滿足服務級別需求。 此模型的優(yōu)點：(1) 數(shù)據(jù)庫向服務器整合的高密度，不會引發(fā)操作系統(tǒng)泛濫。(2) 通過提高存儲和服務器利用率來減少服務器空間占用，從而實現(xiàn)更高的投資回報。(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) 支持所有應用，并且可以執(zhí)行細粒度的負載管理。此模型的缺點：需要在一個公共操作系統(tǒng)上實現(xiàn)標準化 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器上運行的一個或多個應用模式。 當租戶請求供應數(shù)據(jù)庫時，系統(tǒng)會創(chuàng)建一個具有自己的表空間集和相應服務名稱的新 Schema。數(shù)據(jù)庫集群技術將在整個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，這些服務可跨用私有云中的所有服務器資源。該模型在服務層面提供資源隔離，并且自動負載管理和服務質量特性可確保提供充 足的云資源來滿足應用性能和高可用性需求， 甚至在負載發(fā)生變化時也是如此。 此模型的優(yōu)點：(1) 通過模式供應數(shù)據(jù)庫服務的速度極快。(2) 整合到更大的數(shù)據(jù)庫中可以減少操作系統(tǒng)和內存開銷。(3) 通過減少服務器、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫部署的數(shù)量，此模型可實現(xiàn)高密度整合，帶來最高的投資回報。此模型的缺點：(1) 一些應用有嚴格的 Schema 命名標準，并且 Schema 整合易于出現(xiàn)命名空間沖突，因此可能需要應用認證。(2) 提供有限的資源、故障和安全隔離，應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)庫服務的形式存在，用戶可以輕松訪問數(shù)據(jù)庫服務以讀取或寫入數(shù)據(jù)以及運行其業(yè)務應用。用戶不需要參與對整合的私有云基礎架構的管理，但是他們需要嚴格的性能、可用性和數(shù)據(jù)安全服務級別。IT 部門必須選擇最佳的部署模型來滿足預算限制和業(yè)務應用服務級別的要求。下表匯總了各模型的能力和優(yōu)勢。 服務器整合 數(shù)據(jù)庫整合 Schema整合 實施 簡單 簡單 困難 應用適用性 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 低 高 最高 雖然服務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，投資回報最低。數(shù)據(jù)庫云模型可提供比基礎架構云更高層級的整合。更加重要的是，基礎架構云僅整合服務器和和存儲，而數(shù)據(jù)庫云則整合服務器、存儲、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫版本和負載，可提供更高的投資回報。安徽公司在本項目中采用的是基于Schema整合的數(shù)據(jù)庫云模式。(二) 實現(xiàn)技術方案1. 通過service方式實現(xiàn)多租戶管理多租戶是指一個單獨的軟件實例可以為多個組織服務。多租戶技術可以讓多個租戶共用一個應用程序或運算環(huán)境，且租戶大多不會使用太多運算資源，多租戶技術可以有效的降低環(huán)境建置的成本。包含硬件本身的成本，操作系統(tǒng)與相關軟件的授權成本都可以因為多租戶技術，而由多個租戶一起分擔。安徽移動數(shù)據(jù)庫云采用ORACLE 11G的service技術對外提供多租戶功能。每個使用數(shù)據(jù)庫的組織能使用到一個獨立的數(shù)據(jù)庫service，可以對這個service進行定制化要求，比如CPU、內存、存儲大小、數(shù)據(jù)庫連接數(shù)等。service是數(shù)據(jù)庫內相關任務的組合，這些任務有共同的功能、質量預期值以及相對于其它服務的優(yōu)先級。服務可提供單一系統(tǒng)映像，用于管理在單個實例內運行的競爭應用程序，以及跨多個實例和數(shù)據(jù)庫運行的競爭應用程序。 使用ORACLE 11G的標準接口（例如 DBCA、Oracle Enterprise Manager 和 SRVCTL），可將服務作為單個實體進行配置、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 服務端設置為basic-e 配置為session 或者select 建議默認配置為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，關聯(lián)數(shù)據(jù)庫連接與serviceService是oracle數(shù)據(jù)庫中相關任務的組合。客戶端通過用戶名、密碼和TNS中的配置連接數(shù)據(jù)庫服務器。因此必須指定每個數(shù)據(jù)庫用戶使用的service_name,并在申請TNS連接串時予以更新。在數(shù)據(jù)庫云服務中，每個應用必須使用獨享的SERVICE_NAME連接數(shù)據(jù)庫服務器。每個數(shù)據(jù)庫用戶必須對應一個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. 使用服務器端TAF技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務的高冗余與高靈活(1) 高冗余數(shù)據(jù)庫云服務必須是高可用的，本項目中使用ORACLE TAF（Transparent Application FailOver，透明應用故障切換）技術實現(xiàn)高可用。該特性的啟用可以從兩個層面開始，客戶端或服務器端?；诳蛻舳说腡AF配置可以滿足對實例級宕機時業(yè)務自動切換的要求，相關業(yè)務不會發(fā)生實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前實例是否可用，在操作系統(tǒng)層面返回失敗后，然后再確認其它實例，切換時間增加，影響業(yè)務感知。與基于客戶端TAF配置不同，服務器端TAF配置不需要客戶端連接服務器時提供很長的連接字符設置，而是根據(jù)客戶端使用的服務器名（Service Name）定位到一個數(shù)據(jù)庫的Service，而Service又在預先設置了不同的TAF策略，這也就使得所有連接到這個Service的會話都會按照預先的策略實現(xiàn)TAF切換。同時，TAF判斷是在服務器端進行，而不是在客戶端進行，縮短了客戶端判斷當前實例是否可用的時間。實現(xiàn)服務器端的TAF，需要在創(chuàng)建service的時候指定TAF切換方式。如下面紅色標注部分?？蛻舳送ㄟ^技術方案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。本項目通過服務器端的TAF技術可以很方便的控制各租戶的數(shù)據(jù)庫請求?？梢允褂肧ervice來控制會話連接運行于哪一個實例上，而無需通知租戶重啟應用。比如目前數(shù)據(jù)庫在某些業(yè)務情況下觸發(fā)某些Bug，并需要緊急對RAC應用補丁，而業(yè)務上只有極少的關閉窗口。假設此：A. 兩節(jié)點RAC（數(shù)據(jù)庫名為boss）；B. 整個RAC中運行3個業(yè)務模塊A,B,C，其中節(jié)點1運行了業(yè)務A，B，節(jié)點2運行了業(yè)務C；C. 同時A，B,C3個業(yè)務分別使用啟用了3個Service來實現(xiàn)高可用策略，比如SA，SB，SC；方案1，基于客戶端的TAF配置，通過關閉實例觸發(fā)應用程序向其它實例的切換，所帶來的問題：單獨控制發(fā)生TAF的會話十分困難；如果實例較多，比如3個或多個則沒有辦法選擇Failover實例；方案2，使用基于服務器端的TAF配置，通過srvctl控制Service的切換,首先將業(yè)務C遷移至節(jié)點1srvctl relocate service -d boss -s sc -i boss2 -t boss1 -f此時與業(yè)務sc對應的會話均會切換至實例1,關閉實例2應用補丁srvctl stop instance -d boss -i boss2opatch apply 啟動實例2,并將應用SA,SB,SC切換到實例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關閉實例1應用補丁srvctl stop instance -d boss -i boss1opatch apply 啟動實例1并將應用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通過基于服務器端的TAF切換方案可以最大程度的減少補丁應用對前臺業(yè)務的影響，同時不需要重啟應用，在任何的時間內，SA,SB,SC均有可用的實例。4. 使用資源管理技術，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫服務的資源隔離采用基于Schema整合的數(shù)據(jù)庫云模式，最大的風險在于各數(shù)據(jù)庫之間的資源爭用。本項目采用ORACLE數(shù)據(jù)庫的資源管理技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫服務之間的資源隔離。Oracle 資源管理技術（簡稱DBRM）把硬件等資源的分配交給數(shù)據(jù)庫服務器本身來管理。Oracle RMDB可根據(jù)每個service進行分組，然后為每組分配不同的數(shù)據(jù)庫資源，進行應用隔離。RMDB的具體功能：(1) RMDB可以在系統(tǒng)啟動時，限制某些會話請求只分配到最少的進程資源和用戶使用上限。(2) 為不同的service分配不同的CPU時間。在一個數(shù)據(jù)倉庫應用中，應用分配到的比例就應該比批處理任務高。(3) 限制每個service對數(shù)據(jù)庫操作的并行度。(4) 對每個service建立一個活動的會話池。對某service來說，同一時間活動的會話數(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列，同時還可以設置一個時間上限，超過這個上限，等待隊列會被停止。會話池限制了同一時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。(5) 管理長時間未響應的會話或請求，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service請求的運行時間，如果超出了某個閥值，RMDB會阻止它的請求。(7) 限制一個會話的空閑