本方案主要从计算机系统的可用性出发，给出了高可用性问题的一般描述及群机方式的特色，进而提出了灾难备份的特殊考虑及SYBASE的灾难备份方案。 　　一、系统高可用性（High Availability）1、高可用性方案 　　随着计算机应用的不断深入，人们对计算机系统高可用性（High Availability）的要求越来越高，特别是企业基于数据库的关键业务系统，往往维系着企业的生命。人们不仅希望保障关键业务数据信息的完整，而且希望联机应用能够不间断或者在最短的时间内自动恢复，这就是所谓的计算机系统的可靠性、可用性问题。 　　高可用性问题是用户给整个计算机界提出的课题，这必然要求计算机系统的所有厂商包括计算机电源、硬件、操作系统、网络、数据库管理系统、应用软件等提供相应的保障措施，并且这些措施往往得综合考虑、统一配套使用。 　　图1 计算机系统及其高可用性 　　当前可选用的措施较多：如依赖于硬件的容错机方式、广泛采用的群机方式（双机或多机cluster系统）、数据复制方式等。其层面不同、针对性有异，代价也不同，图示如下。 　　图2 计算机系统高可用性措施及其代价比较 　　目前我国用户广泛采用的是群机方式（双机或多机cluster系统），其基本配置如图3所示，其基本原理可以概括为：同一机群（cluster）内的节点机之间通过共享磁盘组联系起来，所有关键业务数据（共享数据）存储于共享磁盘组；故障节点被其它节点替换时，故障节点管辖的数据所在的数据设备（共享磁盘组的一部分）被接管；节点替换/接管的时机决定于集群内运行的监视软件；节点机上运行数据库管理系统，管理该节点机控制的设备上的数据；客户应用可以使用机群中的一个或多个数据库服务器；节点机的替换意味着节点上运行的数据库管理系统进程的切换，这些过程是在服务器后台完成的，对于前端应用是透明的。 　　图3 群机方式的备份方案 　　SYBASE的ASE数据库可以采用群机系统进行在线的、实时性的安全备份，并得到所有主流硬件/平台厂商（IBM、HP、SUN、NCR、DEC、NT、Veritas、EMC等）的支持，并且广泛应用于银行、邮电等关键业务应用系统。尤其是与Veritas 和 EMC的合作，使得ASE数据库更为高效地用于安全备份。 　　2、高可用性方案存在的问题 　　当前电信行业采用的大多为双机容错方案来实现系统的高可用性，如SYBASE的HA方式，Oracle的OPS或RAC等，它们的共同特点是两台机器共享一个磁盘阵列（共享磁盘组），当其中一台机器发生故障时，另外一台机器接管整个磁盘阵列，从而实现双机容错。具体如图4。 　　图4 Sybase HA系统 　　高可用性主要解决的是主机的容错问题，如处理器、内存、网卡等硬件故障，它对由于自然灾害所引发的容错能力较弱，具体表现在： 　　· 由于两台机器共享一个磁盘阵列，用户的所有数据都存储在磁盘阵列上，数据只有一份备份，一旦磁盘阵列整体发生问题，整个系统将崩溃，所有数据全部丢失。 　　· 由于两台机器共享一个磁盘阵列，两台主机的位置受到很大限制，一般是在同一个建筑物内，当发生火灾、地震、水灾等自然灾害时，整个系统也将崩溃，所有数据将丢失。 　　虽然我们定时对系统进行备份，但一般做不到实时备份，当系统崩溃后，即使可以利用备份进行恢复，也会造成数据丢失，同时在恢复期间，所用用户都不能访问数据库，对于电信行业的许多关键业务系统如计费、营账和网管系统来说，这种情况是绝对不允许发生的。 　　二、SYBASE建议的灾难备份方案 　　随着中国经济的高速发展，电信行业在国民经济中开始占有越来越重要的地位。对于电信系统，数据是一切工作的基础，因此对数据的安全性和实时性要求很高，美国911事件后，各个行业开始把数据灾难备份提到一个新的认识高度。因此，如何在管理好现有设备的同时建立一套功能完善的灾难备份系统，成为当前电信部门亟待解决的重要问题。 　　为了确保自然灾害（如火灾、地震）或战争等情况下的系统可靠性/高可用性，我们希望找到某种备份方案，它必须克服群机系统中对节点机物理分布的限制，允许互为备份的节点各成系统（特别是有自己的磁盘系统），地理上任意放置；同时通过某种机制在节点之间自动同步实时变化的数据；节点之间的切换过程必须简化；切换速度足够快，即系统恢复时间足够短；客户应用尽可能透明于后台/平滑切换。 　　这就是我们所说的灾难备份，以上条目应当成为该种方案的目标。 　　1、SYBASE建议的灾难备份方案及其主要组成部分 　　SYBASE建议的灾难备份方案如图5所示。在Sybase数据库系统中，主要包含两部分：数据库自动复制系统和客户端自动切换系统。 　　图5 SYBASE建议的灾难备份方案 　　其主要组成部分包括： 　　· 主点和复制点数据库服务器系统：用于为客户提供关键业务服务。二者是独立的计算机系统，物理分布无任何限制；逻辑上，二者互为备份，对客户而言是一个整体（一个数据库服务器）；一般地，将当时对外提供数据服务的节点称为主节点/活跃（Active）节点，另一节点称为备份（Standby）节点，客户连接主节点并作用于（修改）主点数据。 　　· 复制服务器系统：用于连接互为备份的两个数据库服务器系统，实现从主节点/活跃节点到备份节点的数据同步；在活跃节点失效时，可以方便地通知复制服务器，快速切换主、备节点（使备份节点变为活跃节点，反之活跃节点成为备份节点）。 　　· Sybase的OpenSwitch：客户端自动切换采用OpenSwitch，它是一个OpenServer应用网关，负责客户端和服务器端的连接管理和控制，CM(coordination Modules)是OpenSwitch的一个主要模块，负责协调和控制失败转移。 　　· 客户应用：连接到主节点/活跃节点，使用特别是更新主节点的业务数据。后台发生主、备节点的切换时，待切换完成后，客户应用自动重新连接到新的主节点（即由来的备份节点），继续工作。 　　2、数据库自动复制系统 　　数据库自动复制系统包括三部分： 　　· 主点数据库：系统正常运行时的数据库系统，在正常情况下客户端应用对数据库的修改操作必须集中在主点数据库。 　　· 备份点数据库：主点数据库的一个备份，可以与主点数据库在同一个地点，也可以在不同的地点，但主点数据库系统和备份点数据库系统必须通过专线网络进行连接。正常情况下，备份点数据库不能进行数据修改，但可以进行数据查询，以分担主点数据库的负载。当主点数据库系统发生故障时，所有客户端都自动连接到备份点数据库，进行正常操作，此时备份点数据库自动升级为主点数据库。 　　· 复制服务器系统：用于连接主点和复制点两个数据库服务器系统，实现从主节点/活跃节点到备份节点的数据实时同步；当主点的数据发生改变时，复制服务器系统通过数据库中的复制代理扫描数据库的日志，把变化的日志读取出来，通过复制服务器在复制点提交，从而保证数据的一致性。复制服务器具备断点续发功能，保证多个数据库间数据完整性与数据一致性。复制服务器采用复制命令语言(RCL)来监测和管理复制系统。 　　主点和复制点通过复制服务器的warm standby 技术实现两个数据库的准实时同步。当系统正常运行时，数据从主点复制到复制点。如果主点发生故障，则复制点接管主点的所有连接。当主点修复故障后，用户可以把原来的复制点作为主点、原来的主点作为复制点重新构建复制系统，新的复制系统购建成功后，用户可以保持切换后的运行状态（如果两个服务器在同一地点且硬件相同）也可以手工地切换到系统发生故障前的状态，即故障前的主点仍然为主点，所有客户端连接都连接到主点上。