紀亞亮，鄭 陽

0 引言

醫(yī)院信息系統(tǒng)全天候支撐著醫(yī)院紛繁復雜的業(yè)務，數(shù)據(jù)庫作為信息系統(tǒng)的核心部件，使得醫(yī)院對其依賴程度日益增強。因此，數(shù)據(jù)的可用性和可靠性顯得尤為重要，一旦硬件故障或自然不可抗拒因素造成數(shù)據(jù)庫損壞，使數(shù)據(jù)丟失或不可用時，就會給醫(yī)院帶來無法估量的損失，同時還會使醫(yī)院陷入管理混亂的境地。如何保障在災難發(fā)生時醫(yī)院數(shù)據(jù)不丟失，保證系統(tǒng)服務盡快恢復運行，成為人們關注的話題[1]。所以，建立一套安全可靠的異地數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)是大勢所趨，也是醫(yī)院突顯核心競爭力的必經(jīng)之路。Data Guard是在邏輯層，通過傳輸和運行數(shù)據(jù)庫日志文件來保持生產(chǎn)和備份數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)一致性[2]。其物理備用數(shù)據(jù)庫作為我院異地容災數(shù)據(jù)庫的首選方案，經(jīng)過測試和驗證，能夠滿足醫(yī)院業(yè)務數(shù)據(jù)庫可用性和可靠性的雙重要求，為醫(yī)院信息系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障。

1 Oracle Data Guard數(shù)據(jù)庫

1.1 Oracle Data Guard數(shù)據(jù)庫概述

Data Guard作為Oracle企業(yè)版的一個組件，提供一整套功能，包括創(chuàng)建、維護、管理和監(jiān)控一個或多個Standby數(shù)據(jù)庫，使主數(shù)據(jù)庫即使發(fā)生災難和數(shù)據(jù)破壞也能保證數(shù)據(jù)不丟失[3]。Data Guard主要由Redo日志傳輸服務和Redo日志應用服務構成。日志的傳輸是由主數(shù)據(jù)庫的LOG_ARCHIVE_DEST_N參數(shù)配置，有實時傳輸和切換時傳輸之分，其和DataGuard的保護模式有關。日志的應用分為實時應用和延時應用。一旦主數(shù)據(jù)庫因計劃或意外事件宕機，Data Guard能切換Standby數(shù)據(jù)庫到主數(shù)據(jù)庫的角色，最大程度縮短停機時間。Oracle Database 11g Release2支持在給定的O-racle Data Guard配置類型中使用多達30個任意類型的備用數(shù)據(jù)庫，以滿足幾乎任意類型應用程序的高可用性和可擴展性需要[4]。

1．2 Standby 數(shù)據(jù)庫分類

1．2．1 物理備用數(shù)據(jù)庫

物理備用數(shù)據(jù)庫通過介質(zhì)恢復來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫重做，以達到與數(shù)據(jù)庫保持一致的目的。如圖1所示，這種恢復是Oracle自身的分塊復制技術。該模式下備庫允許以只讀方式打開數(shù)據(jù)庫，從而可以進行相關報表的查詢工作，不同程度上減輕了主數(shù)據(jù)庫的只讀負載。在10g以前，只讀打開備庫后，Redo日志不可以接受和應用，而在11g以后則無此限制。因此，物理備用數(shù)據(jù)庫在保護數(shù)據(jù)的同時可以生成最新報表。

圖1 典型的Data guard配置

1．2．2 邏輯備用數(shù)據(jù)庫

邏輯備用數(shù)據(jù)庫通過Redo日志轉(zhuǎn)換成SQL語句，并在備庫上執(zhí)行該SQL語句。由于是執(zhí)行SQL語句而非介質(zhì)恢復，只包含了相同的邏輯信息，因此，物理結(jié)構和數(shù)據(jù)結(jié)構可以不同。多數(shù)情況下，邏輯備用數(shù)據(jù)庫用來升級數(shù)據(jù)庫。

1．2．3 快照備用數(shù)據(jù)庫

快照備用數(shù)據(jù)庫可以以讀/寫的方式打開備用數(shù)據(jù)庫，其利用了數(shù)據(jù)庫的閃回技術作為輔助，與物理備用數(shù)據(jù)庫一樣，從主數(shù)據(jù)庫接受Redo數(shù)據(jù)，但暫時不應用Redo日志，直到快照備用數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)換為物理備用數(shù)據(jù)庫后才應用Redo日志?？煺諅溆脭?shù)據(jù)庫一般用于現(xiàn)場測試。

1.3 Oracle Data Guard保護模式

Oracle提供了3種Data Guard保護模式來滿足各種不同安全級別要求的系統(tǒng)，包括了最大保護、最大性能保護、最高可用性保護，見表1。

表1 3種保護模式

2 Oracle 11g物理備用數(shù)據(jù)庫在我院異地搭建的步驟

我院生產(chǎn)庫為2臺HPDL585構建的基于Windows Server2003的64位集群，安裝Oracle 11g R2 64位數(shù)據(jù)庫，位于我院中心大樓機房。異地服務器為一臺HPDL380，基于Windows Server2003 64位操作系統(tǒng)，安裝Oracle11gR2 64位數(shù)據(jù)庫，位于我院小紅樓病區(qū)弱電機房。生產(chǎn)庫存儲采用2臺EMCVNX5500，一主一備；生產(chǎn)庫儲存網(wǎng)絡由2臺光纖交換機構成冗余SAN網(wǎng)絡。異地存儲采用醫(yī)院現(xiàn)有的建聯(lián)Raidsys9300 FM，異地容災架構圖如圖2所示。比較DataGuard備庫的3種保護模式，我院采用最大性能模式配置異地容災數(shù)據(jù)庫。日志采用異步傳輸?shù)哪Ｊ剑s小 RPO（recovery point object），減少 RTO（recovery time object）[5]。

2.1 主庫配置

連接主庫，確認已處于歸檔和force logging模式，創(chuàng)建pfile。停止主庫，復制一個密碼文件副本，修改pfile，添加如下內(nèi)容：

圖2 異地容災架構圖

2.2 備庫配置

連接異地備用服務器，創(chuàng)建和主庫相同的目錄結(jié)構，磁盤的盤符最好和主庫保持一致。接著創(chuàng)建實例，oradim-new-sid orcl，配置環(huán)境變量，并連接到該空閑實例?？截愔鲙斓拿艽a文件副本到相應目錄，創(chuàng)建一個內(nèi)容僅包含DB_NAME的pfile文件，利用該pfile啟動備庫到nomount狀態(tài)。在備庫上添加備用重做日志文件，需要注意的是，這里主庫有3個ORL組，每個50MB，所以，我們在備庫上創(chuàng)建4個大小為50MB的SRL組，額外的重做日志作為一個緩沖區(qū)，提高處理大量事務的能力。

2.3 配置主庫和備庫的TNS和靜態(tài)監(jiān)聽器

在主庫和備庫配置雙方的TNS解析和靜態(tài)監(jiān)聽器，配置完監(jiān)聽后需要重啟或重加載監(jiān)聽器。

2.4 利用RMAN（recoverym anager）復制數(shù)據(jù)庫

10g版本以前是通過冷備份將主庫拷貝到備庫[6]，或者通過RMAN先行在主庫上備份數(shù)據(jù)庫，然后拷貝到備庫，再行導入備用數(shù)據(jù)庫[7]，操作比較繁瑣，而且需要占用比較大的臨時存儲空間。11g版本以后，可以利用RMAN直接復制數(shù)據(jù)庫，我院采用復制數(shù)據(jù)庫的方式進行。代碼如下：

2.5 連接備庫，創(chuàng)建參數(shù)文件

連接備庫，創(chuàng)建pfile，在pfile中添加參數(shù)信息，參照主庫新加參數(shù)。停止備庫，利用修改過的pfile啟動備庫到mount狀態(tài)，創(chuàng)建spfile。

2.6 在備用數(shù)據(jù)庫上啟動應用進程

在備用數(shù)據(jù)庫上啟動應用進程的代碼如下：ALTER DATABASE RECOVER MANAGED STANDBY DATABASE USING CURRENT LOGFILE DISCONNECT；

3 物理備用數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢

3.1 高可用性與可靠性齊驅(qū)并駕

Data Guard實現(xiàn)了主備庫之間角色的輕松轉(zhuǎn)換，最小化主庫的停機時間，可以使終端用戶在幾分鐘而不是幾天或幾周內(nèi)訪問數(shù)據(jù)庫，具備了高可用性（與rac結(jié)合達到了最高可用體系結(jié)構）；備庫的3種數(shù)據(jù)保護模式確保不會有（或者只有很少的）數(shù)據(jù)丟失，保證了生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)不會因硬件故障或自然災害而丟失，具備了數(shù)據(jù)持續(xù)保護的能力，可靠性得到驗證。

3.2 塊級數(shù)據(jù)保護

物理備用數(shù)據(jù)庫是基于介質(zhì)的恢復，重做數(shù)據(jù)是從主數(shù)據(jù)庫接受，在備庫應用。Oracle 11g中的新參數(shù)DB_LOST_WRITE_PROTECT提供獨特的技術防止寫丟失造成的損失，主庫存儲級別的物理損壞不會蔓延到備庫。同時，邏輯損壞或者用戶錯誤引起的主數(shù)據(jù)庫破壞也能得到一定程度的保護。它不需要硬件鏡像做法的大投資，提供了遠程磁盤鏡像技術所無法實現(xiàn)的功能，特別是在遠程數(shù)據(jù)庫備份過程中，DataGuard的優(yōu)勢更加明顯。

3.3 解放部分系統(tǒng)資源

物理備用數(shù)據(jù)庫以只讀方式打開后可以進行報表生成和查詢等工作，如果配合快照備用數(shù)據(jù)庫，還可以進行程序開發(fā)測試等工作，由此減少了數(shù)據(jù)庫的工作量，節(jié)約了主數(shù)據(jù)庫的CPU和I/O等寶貴資源。

4 結(jié)語

醫(yī)院信息中心數(shù)據(jù)庫連續(xù)性服務一直是醫(yī)療信息界探討的熱點，異地容災項目的搭建除了防災減災外，還是不間斷提供服務的一個保障。DataGuard作為Oracle數(shù)據(jù)庫本身的一組部件，實現(xiàn)了異地的應用級容災，很好地滿足了數(shù)據(jù)庫異地容災的需求。隨著IT的發(fā)展，市場上涌現(xiàn)了眾多優(yōu)秀的異地容災產(chǎn)品，如 EMC-VPLEX、symantec BT、IBM Tivoli Storage Manager、Oracle GoldenGate等。作為醫(yī)院方，結(jié)合各產(chǎn)品的特點和醫(yī)院自身的實際情況（經(jīng)濟實力、人員配備、技術等），選擇恰當?shù)娜轂漠a(chǎn)品可以事半功倍。我院作為南京一家市屬醫(yī)院，正由專科向綜合轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟實力比較薄弱，選擇Oracle Data Guard既滿足了醫(yī)院數(shù)據(jù)高可用和可靠的雙重需求，又為醫(yī)院節(jié)約了成本，最終提升了醫(yī)院的信息化服務水平。

[1] 黃志中，王占明.醫(yī)院信息系統(tǒng)容災技術淺談[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（6）：48-50.

[2] 杜戰(zhàn)偉，黃志中，鄭萬松.Oracle RAC環(huán)境下建立DATAGUARD的研究[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（10）：71-73.

[3] 劉炳林.構建最高可用Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出社，2012：395-401.

[4] Jesse S，Vongray B，Burton B.Oracle Database11gR2 高可用性：使用Grid Infrastructure、RAC和DataGuard最大限度提高可用性[M].張慧穎，李波，譯.2版.北京：清華大學出版社，2012：228-231.

[5] 曹文琴，朱海燕，劉映球.基于Oracle數(shù)據(jù)庫容災技術的研究[J].制造業(yè)自動化，2012，34（11）：63-64.

[6] 彭紅波，韓晟，蔡宏偉，等.DataGuard在“軍字一號”系統(tǒng)中的應用[J].中國醫(yī)療設備，2012，27（3）：43-45.

[7] 徐正雄，王玲，可向民，等.利用RMAN創(chuàng)建“軍衛(wèi)一號”O(jiān)racl Dataguard 數(shù)據(jù)庫[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2010，31（6）：45-47.