陶 佩

（民航西南空管局飛服中心 四川 610200）

0 引言

眾所周知,數(shù)據(jù)對于很多大型企事業(yè)來說是非常重要的,尤其是對數(shù)據(jù)信息依賴程度很高的企事業(yè)更是如此 。數(shù)據(jù)信息一旦不慎丟失或者生產(chǎn)系統(tǒng)不能正常運行，都會造成不可估量的損失。為了保障生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行，應(yīng)當(dāng)采取先進、有效的災(zāi)備系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)主備份設(shè)施的快速切換與災(zāi)難性恢復(fù)，防范于未然。

現(xiàn)下在航空情報領(lǐng)域，由于航空情報數(shù)據(jù)重要性的提升，數(shù)據(jù)庫的災(zāi)備能力越來越引起重視，災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)將成為航空情報行業(yè)保障數(shù)據(jù)安全的重要措施。Oracle中的DataGuard技術(shù)正是一種高可用性的容災(zāi)備份技術(shù)，可以解決Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)丟失或破壞的問題。

1 課題目標

本文所涉及的航行情報信息管理系統(tǒng)（簡稱CNMS）是民航近年來航空情報工作的主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，主要用于向機場、航空公司、空中交通管制部門和其它用戶提供航空數(shù)據(jù)信息服務(wù)。

近年來，隨著CNMS數(shù)據(jù)量的不斷增加、用戶數(shù)量和需求的不斷發(fā)展，CNMS雖然運行效率依然良好，但在高可用性和高可靠性方面還存在不足，因此本單位一直沿用的傳統(tǒng)災(zāi)備方式已經(jīng)不能滿足及時、準確恢復(fù)數(shù)據(jù)的需求。為了使CNMS在遇到數(shù)據(jù)災(zāi)難性損失等重大事件時，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠在限定時間內(nèi)成功恢復(fù)系統(tǒng)，甚至能夠達到瞬時切換至備份系統(tǒng)，本單位決定采用甲骨文公司推出的DataGuard技術(shù)為基礎(chǔ)用來幫助完善本單位的容災(zāi)備份系統(tǒng)，提出了建設(shè)新的災(zāi)備系統(tǒng)以提高CNMS數(shù)據(jù)抵御災(zāi)害能力的方案并進行具體實施。

2 課題設(shè)計方法

2.1 災(zāi)備技術(shù)的研究與分析

通過查詢大量相關(guān)資料，根據(jù)航空情報業(yè)務(wù)的要求及其提供的原始資料，結(jié)合民航航空業(yè)務(wù)標準，參考一些同類的災(zāi)備系統(tǒng)進行分析和研究。

因在數(shù)據(jù)高可用性、數(shù)據(jù)保護、系統(tǒng)資源利用和自動化管理方面具有優(yōu)勢，最終決定采用Oracle DataGuard技術(shù)來進行CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 。

2.2 對基于CNMS的災(zāi)備系統(tǒng)進行需求分析

現(xiàn)階段CNMS災(zāi)備策略的不足之處：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)備份方式單一和復(fù)雜；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)受災(zāi)后恢復(fù)時間長；數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)保護力度不足，備份和恢復(fù)過程易丟失數(shù)據(jù)；備份方式可能會影響主數(shù)據(jù)庫性能；現(xiàn)階段數(shù)據(jù)庫恢復(fù)方式復(fù)雜，無法滿足數(shù)據(jù)高可靠性的需求，人為因素較多，備份和恢復(fù)過程容易產(chǎn)生差錯。

根據(jù)分析出的現(xiàn)階段災(zāi)備策略的不足，提出新搭建的CNMS災(zāi)備系統(tǒng)需要解決的重要問題和基本要求。

2.3 完成CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的設(shè)計

CNMS災(zāi)備方式設(shè)計主要包括數(shù)據(jù)庫災(zāi)備方式、應(yīng)用系統(tǒng)災(zāi)備方式和存儲災(zāi)備方式。其中數(shù)據(jù)庫災(zāi)備方式采用Oracle DataGuard技術(shù)，實現(xiàn)主用、災(zāi)備系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫信息實時同步，即是將生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫操作日志實時或周期性的復(fù)制到災(zāi)備系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)二者之間的數(shù)據(jù)一致性。

DataGuard架構(gòu)通常由多臺(至少兩臺)位于不同位置的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成。其中以CNMS主用服務(wù)器為主數(shù)據(jù)庫角色，其它備份數(shù)據(jù)庫為standby數(shù)據(jù)庫，基本原理是將主數(shù)據(jù)產(chǎn)生的聯(lián)機日志隨時傳送給各個standby數(shù)據(jù)庫，standby數(shù)據(jù)庫再重做這些日志。當(dāng)CNMS主數(shù)據(jù)庫發(fā)生重大故障或當(dāng)?shù)匕l(fā)生火災(zāi)、地震等災(zāi)難事件時，任意一個standby數(shù)據(jù)可以快速轉(zhuǎn)換為主數(shù)據(jù)庫角色,主數(shù)據(jù)庫是大部分應(yīng)用訪問的生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫，產(chǎn)生修改操作并將這些操作傳輸?shù)狡渌?wù)器上的數(shù)據(jù)庫上備份數(shù)據(jù)庫是主數(shù)據(jù)庫上的某個時間點的備份，它們事務(wù)上是一致的。主數(shù)據(jù)庫和備份數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)傳輸、日志應(yīng)用和角色切換等都是通過DataGuard完善的后臺機制來確保完成的。在DataGuard環(huán)境下，當(dāng)主數(shù)據(jù)庫出現(xiàn)故障時，這時我們就需要對備份數(shù)據(jù)庫進行角色切換，讓備份數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲾?shù)據(jù)庫，確保數(shù)據(jù)不會丟失。

主庫和備庫切換方法：

當(dāng)主庫出現(xiàn)故障、需將從主庫切換到備庫時，用以下sql語句進行切換

SQL＞alter database comit to switchover to physical standby with session shutdown；

SQL＞shutdown immediate；

SQL＞startup nomount；

SQL＞alter database mount standby database；

SQL＞recover managed standby database disconnect；

當(dāng)主庫出現(xiàn)故障，需將備庫切換為主庫時，用以下sql語句進行切換

SQL＞alter database commit to switchover to primary；

SQL＞alter database open；

應(yīng)用系統(tǒng)方面，本課題涉及的CNMS軟件在應(yīng)用層方面都是基于Oracle數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)的方式，因此在災(zāi)備方面只需考慮增加災(zāi)備所用的客戶端設(shè)備；存儲災(zāi)備方式采用磁盤拷貝技術(shù)，利用光纖直連，異地備份時可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠程復(fù)制與同步。

對CNMS災(zāi)備系統(tǒng)具體處置能力進行設(shè)計?？煞譃槿N情況：當(dāng)CNMS系統(tǒng)正常運行時，災(zāi)備系統(tǒng)處于何種運行情況；當(dāng)CNMS主用系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難而不可用時，如何切換至災(zāi)備系統(tǒng) ，這種情況可分為本地災(zāi)備與異地災(zāi)備兩種方式；當(dāng)生產(chǎn)系統(tǒng)主用數(shù)據(jù)庫恢復(fù)正常后，災(zāi)備系統(tǒng)與主用系統(tǒng)的角色互換是何種情況的設(shè)計。

2.4 CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的實現(xiàn)與測試

利用Oracle數(shù)據(jù)庫軟件創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫環(huán)境，根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建一個或多個災(zāi)備數(shù)據(jù)庫（根據(jù)實際應(yīng)用需求）；在主用和災(zāi)備數(shù)據(jù)庫之間利用Oracle DataGuard技術(shù)建立聯(lián)系，從而保證數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)的一致性；最終根據(jù)設(shè)計階段的具體災(zāi)備流程對主用和災(zāi)備系統(tǒng)、存儲和應(yīng)用終端進行部署調(diào)試。

搭建好CNMS災(zāi)備系統(tǒng)后，對需求分析階段提出的建設(shè)目標一一進行測試，并對測試后的結(jié)果進行系統(tǒng)性的分析，將測試結(jié)果比對傳統(tǒng)災(zāi)備系統(tǒng)，重點討論新的CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的建立與實現(xiàn)相對于傳統(tǒng)系統(tǒng)的提升與優(yōu)化性。

3 設(shè)計總結(jié)

在實施新的災(zāi)備系統(tǒng)后，CNMS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)信息的安全保障方面有較明顯的提升，對業(yè)務(wù)發(fā)展提供了有力的支撐。通過驗證新災(zāi)備系統(tǒng)建設(shè)后的測試成果，能夠證明本文所采用的災(zāi)備系統(tǒng)分析方法是切實可行的。隨著民航的發(fā)展，航行情報服務(wù)業(yè)務(wù)的需求量也會越來越大，這些新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)因工作特點和CNMS系統(tǒng)類似，所以也很有可能遭遇和CNMS系統(tǒng)一樣的數(shù)據(jù)庫災(zāi)備問題。對本文涉及的CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)工作，今后也會給其他新的業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保障提供思路和經(jīng)驗，而且本文涉及的CNMS災(zāi)備系統(tǒng)的建設(shè)工作，也會對今后航空情報業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保障產(chǎn)生積極的影響。