基于分布式数据库的容灾系统的研究与应用

差别 。而在备用 数据库 出问题不 能访 问时， 数据 库不会因 主
此 而当机 ， 系统 自动转化 为最高性能模式 。当备份 数据库恢
复正常之后 ， 它又会 自动转 化为最高可用性模 式。 配置 了 Ｄ ｔ Ｇ ａｄ的数 据库 系统具有 灾难恢 复及 高可 ａ ｕｒ ａ
的城市 。当较 大规模 灾难 发生时 ， 应用服 务器 Ｓ Ｒ１可 以访 Ｅ
灾难后恢复 时间 能尽 量短 ；应用 级容灾 在系统 级容灾 的基
２ ２ 结构分析 ． 该 系统最大 的特 点就是使用 Ｓ Ｎ 给应用 数据 的访 问和 Ａ 备份 提供支 持 。Ｓ Ｎ成 为整个 系统 的关键 ， 旦 Ｓ 网络 Ａ 一 Ｎ Ａ 出现 问题， 用服务器将 因为不 能访 问文 件服务器上 的应用 应
大， 要做到对 所有数据 的完 全备份 需要 极高 的成本 ； 一方 另
面， 所有 的工 作设备 同时 出现 故障 是小概 率事件 ， 几乎 不可 能发生 。大型系统基 本都采用 设备 间相互备份 的折 中方案 ： 如果其 中一 台工 作设备 出现 故障 ，系 统就把 该设 备的 工作 分发给其它正 常的设备来处理 。
分： 用户 、 网 、 用服 务器 、 Ａ ＳｏａｅＡ ｅ Ｎｅ ｏｋ 存 公 应 Ｓ Ｎ（ｔｒｇ ｒａ ｔ ｒ ， ｗ
１ 引 言 ．
储 区域 网络） 文件 服务器 。多个应 用服务器通过 集群 技术 、 、
在 当前社 会中 ， 息的价值 越来越 重要 ， 信 作为信 息的主 要载 体 ， 网络 系统也经历着快速 的发展 。但是 ， 由于开放 性、
数据 而不 能响应用 户 的请求 ， 另外 ， 主备文 件服务 器上 的业
础上对灾难 恢复提 出时 间性 的要 求 ，使 得用 户基本感 觉不
到灾难的发生 。
务数据 也会 出现差异 。该系统面 临如 下问题 ：
（） １ 搭建成本 的问题
２ １ 容灾系统 体系Biblioteka Baidu构 ．
一
个 典型的容灾系统 的体系结构如 图 １所示 ， 分为 ５部
用户提供 不问断服 务。 Ａ （ｔ ａ ｅ ｅ ｔ ｏｋ 存储 区域 Ｓ Ｎ Ｓｏ ｇ ａ ｗ ｒ， ｒ Ａ Ｎｅ ｒ
网络） 由众 多高性能路 由设备构成 ， 鲁棒性非常 强， 为应用服
务器访 问文件服务器和 应用数据 的备份提供 了冗余 的链路 。 文件服务器 主要存储整 个系统的应用 数据， 这些数据是整个 应用系统 的核心 。所有 的文件服务器 都有备份文件服 务器 ，
复杂性和各 种天灾人 祸等客 观 因素的存 在 ，网络系 统面 临 着越 来越严 重的威胁 。 因而 能够 为数据 的安全提 供支 持 的 容灾系 统成 为近 几年 的研究 热点 。容灾系 统 的核 心思 想就 是对关 键数据 进行备份 ，一 方面 ，随着 网络系 统 的发 展壮
负载 均衡技术 ，进程迁 移技术等 组成一个稳定服 务集 群 ， 为
提供稍 低于最大保 护模式 的数据 保护级别 ， 仅对 ｐｉ － ｒ ｍａ
ｒ ｙ数据库有 轻微 的性能 影响 。主 数据库上 的事务 可 以随 时 提交 ， 同样 也要求 写入至 少一个 备份数据 库 ， 但是这种 写入 和事务 的提 交可 以是不 同步 的。 （） ３ 最高可用性模 式 （ ｘｉ ｕ ａ ａｉｔ） Ｍａ ｍ ｍ ａ ｉｂｌｙ ｖｌ ｉ
备份文件服 务器和主文件 服务器可 以分布于不 同的城 市。
当前 已有很 多容 灾方案被提 出来 ， 蔡皖 东［ 这些方 案 １ ］ 对 做 了很 好 的总结 ， 把这 些方 案分 为 ： 他 单机 容灾 系统 、 双机
容灾系统 、 单集群容灾系统 、 集群容灾系 统。刘文 【 双 ２ 】 灾 对容
系统中应用 到的各种 关键 技术做 了整 理和概 述 。在对 关键 数据 的管理和保护上 ， 分布 式数据库有着 非常好 的性能 ， ｒ ｏ．
ａｌ 数据 库 已经 在市场 上有 了非常 高 的占有率 ， 立江 ［ ｃｅ 潘 ３ ］ 借 助 Ｏ ａｌ ｒ ｅ数据库技 术实现 了一个 简单 的容灾 系统 。本 文结 ｃ
难 以实现理论研究 中提 出的各项指标 。
（） ２ 恢复 时间的问题 Ｓ 可 以允许主备 文件服务器 分布于异 地 ，即主 文件 Ｎ Ａ 服 务器 ＦｌＳｒ 和 备 份文件 服 务器 ＦｌＳｒ 以处 于 不 同 ｉ ｅｌ ｅ ｉ ｅ ｅ ２可
在备用数据 库可用的时候 ， 该模式与最大保护模 式没有
同的需求 ， 灾分为数据 级容 灾 、 容 系统 级容灾 、 用级 容灾 。 应 这三者是逐 渐递进 的关 系：数据 级容 灾是最 基本和 最核心 的， 保 了应用 数据 的安全 ； 确 系统 级容 灾在数 据级容 灾 的基 础上进一步 对应用服 务器 上 的操 作系 统提 出了要求 ，使得
Ｓ Ｎ作 为一个大 型 的、 Ａ 稳定 的数据传 输网络 ， 需要 由众
作者简介： 李洪波， 山东曹县人， 士， 男， 硕 助工， 研究方向： 计算机网络应用技术 ， 数据库存储 。
一
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经 验 交 琉 多高性 能的路 由设备来搭建 ， 硬件成本 比较 高。 由于 Ｓ ＡＮ只
提供应用 数据 的访 问和 备份 ，要 达到这 两者在整 个响应 过 程 中只用非常少 的时间， 需要 自行设计相关路 由协议。一 就 种解决方案是租用运 营商的线路 ，但是 Ｓ 网络 和运营商 Ｎ Ａ 的 网络 并非 同构 ， 外 ， 另 还会 受 到运 营商带 宽 的 限制 ， 以 所
合典型 容灾系 统和 分布式数 据库 的优 点，提 出基 于分 布式
数据库 的容 灾系统 。 ２ ．容 灾系统研 究 为 了应 用 的连续性 和数据 的安全 性要 求 ，容 灾系 统从
一
开始便选择 了“ 布式计算 ， 中式存储 ” 分 集 的结构 。按 照不
图 １ 典型 容 灾系 统 体 系结 构