1. 主从搭建准备

1.1 环境要求与检查

在搭建Oracle数据库主从架构前,必须确保环境满足一系列要求,以保证数据同步的稳定性和可靠性。

    系统兼容性:主从数据库的操作系统版本、CPU架构以及Oracle数据库版本需保持一致。例如,若主数据库运行在CentOS 7.6上,从数据库也应使用相同版本的操作系统。Oracle数据库版本应为企业版,且版本号需高于10g,如11g Enterprise Edition。

    归档模式:数据库必须运行在归档模式下,以确保所有的变更都能被记录并传输到从数据库。可以通过SQL命令ALTER DATABASE ARCHIVELOG;来设置数据库为归档模式。

    日志管理:需要配置数据库以使用归档日志,并设置归档日志的传输目的地。这可以通过参数LOG_ARCHIVE_DEST_n来实现。

    实例名称唯一性:主从数据库的db_unique_name必须设置为不同的值,以区分不同的数据库实例。

    日志应用:从数据库需配置为可以应用从主数据库传输过来的日志,确保数据的一致性。

    网络配置:主从数据库之间需要稳定的网络连接,以保证数据的实时同步。可以通过配置数据库链接(DBLINK)来实现主从之间的网络通信。

    用户权限:需要在主数据库上创建具有足够权限的用户,用于在从数据库上应用变更。通常,这个用户会被赋予REPLICATION ADMIN角色。

    配置:配置数据库以接受来自从数据库的连接请求,确保主从数据库之间的通信顺畅。

    时间同步:为避免时钟偏差导致的数据同步问题,主从服务器的时间应保持同步。

    硬件资源:确保从服务器具备足够的硬件资源来处理主数据库传输过来的日志数据,包括CPU、内存和存储空间。

完成上述环境检查后,可以开始Oracle数据库的主从搭建过程。

2. 主数据库配置

2.1 设置归档模式

设置Oracle数据库的归档模式是实现数据恢复和增强数据保护的关键步骤。归档模式允许数据库将重做日志的副本保存到归档日志中,从而在数据文件损坏时能够进行完全恢复。

  • 归档模式的启动:首先,需要将数据库关闭并启动到mount状态,然后使用ALTER DATABASE ARCHIVELOG;命令来启用归档模式。此操作会将数据库从非归档模式(NOARCHIVELOG)切换到归档模式(ARCHIVELOG)。
  • 归档日志的存储:启用归档模式后,需要设置归档日志的存储位置。这可以通过ALTER SYSTEM SET LOG_ARCHIVE_DEST_1='LOCATION=/path/to/archive_dest';命令来完成。确保指定的路径有足够的空间来存储归档日志。

2.2 配置数据库参数

数据库参数配置对于优化数据库性能和确保数据的高可用性至关重要。

    初始化参数设置:在主数据库中,需要设置一些关键的初始化参数,如undo_retention来保证足够的撤回信息保留时间,以及aq_tm_processes来配置高级队列进程的数量。

    内存管理参数sga_targetpga_aggregate_target参数分别用于控制系统全局区(SGA)和程序全局区(PGA)的大小。适当调整这些参数可以提高数据库的内存使用效率。

    网络配置:确保主数据库能够通过网络与从数据库通信,这通常涉及到配置数据库链路(Data Link),使用CREATE DATABASE LINK命令来实现。

    日志管理:在主数据库中,需要定期检查和维护重做日志和归档日志,以避免日志文件填满磁盘空间。可以使用ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE;命令来手动触发日志切换。

    实例化用户:在主数据库中,创建一个具有足够权限的用户,如strmadmin,用于管理数据流和同步操作。该用户需要通过DBA角色授权,以执行必要的数据库操作。

    数据同步测试:配置完成后,应进行数据同步测试,以确保主数据库的更改能够成功复制到从数据库。可以通过在主数据库中执行DML和DDL操作,然后检查从数据库中的相应变化来完成测试。

    3. 从数据库配置

    3.1 应用主数据库配置

    从数据库的配置需要与主数据库保持一致性,以确保数据的同步和一致性。以下是从数据库配置的关键步骤:

    • 实例名称和数据库名:确保从数据库的实例名称和数据库名与主数据库不同,以避免冲突。
    • 网络配置:配置从数据库的网络环境,包括正确的和数据库链接,确保从数据库能够连接到主数据库。
    • 初始化参数:同步主数据库的初始化参数到从数据库,包括但不限于db_namedb_unique_namelog_archive_dest_n等。

例如,如果主数据库名为obpm,从数据库名为orcl,以下是一些同步初始化参数的SQL命令:

   ALTER SYSTEM SET db_name='orcl' SCOPE=BOTH;
   ALTER SYSTEM SET db_unique_name='orcl' SCOPE=BOTH;
   ALTER SYSTEM SET log_archive_dest_1='SERVICE=obpm ASYNC VALID_FOR=(ONLINE_LOGFILES,PRIMARY_ROLE) DB_UNIQUE_NAME=obpm' SCOPE=BOTH;

3.2 设置为只读模式

将从数据库设置为只读模式是确保数据一致性和防止意外写操作的重要步骤。以下是实现只读模式的方法:

  • 数据库级只读:使用ALTER DATABASE命令将整个从数据库设置为只读模式,这将阻止所有的写操作。
  • 表空间级只读:如果只需要部分数据只读,可以对特定的表空间使用ALTER TABLESPACE命令设置为只读,这将对该表空间内所有数据文件的写操作。

以下是将从数据库设置为只读模式的SQL命令示例:

   ALTER DATABASE OPEN READ ONLY;

如果需要对特定表空间设置只读,可以使用如下命令:

   ALTER TABLESPACE specific_tablespace_name READ ONLY;

设置只读模式后,所有的DML操作(如INSERTUPDATEDELETE)将无法执行,从而保护数据不被修改。这对于备份、报告和其他只读操作至关重要。同时,监控和审计机制应该到位,以确保没有非法的写尝试。

4. 网络与服务配置

4.1 配置与服务名

在Oracle数据库中,设置主从复制涉及到网络配置和与服务名的设置,以确保主从数据库之间的有效通信。以下是配置过程的详细说明:

    配置:(Listener)是Oracle数据库服务端的一个进程,负责监听客户端的连接请求。在主从复制环境中,需要在主数据库和从数据库上配置,以允许它们相互通信。

    服务名配置:服务名(Service Name)是Oracle数据库的一个逻辑名称,用于标识数据库服务。在主从复制中,服务名用于指定主数据库和从数据库的连接点。

以下是具体的配置步骤:

    配置

    • 打开listener.ora文件,该文件通常位于$ORACLE_HOME/network/admin/目录下。
    • 为每个数据库实例添加一个条目,指定协议、主机名或IP地址和端口号。例如:
      
      LISTENER =
       (DESCRIPTION_LIST =
           (DESCRIPTION =
               (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.1)(PORT = 1521))
           )
       )
      

    配置服务名

    • 打开tnsnames.ora文件,同样位于$ORACLE_HOME/network/admin/目录。
    • 为每个数据库添加一个条目,指定服务名、协议、主机名或IP地址和端口号。例如:
      
      orcl =
       (DESCRIPTION =
           (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 192.168.0.1)(PORT = 1521))
           (CONNECT_DATA =
               (SERVER = DEDICATED)
               (SERVICE_NAME = orcl)
           )
       )
      

    启动和验证

    • 使用lsnrctl命令启动:
      
      lsnrctl start LISTENER
      
    • 使用status命令检查状态:
      
      lsnrctl status
      

    测试连接

    • 使用tnsping命令测试从数据库到主数据库的连接:
      
      tnsping orcl
      

    配置数据同步

    • 在主数据库上创建数据库链接,以便从数据库可以连接到主数据库:
      
      CREATE DATABASE LINK link_name CONNECT TO user_name IDENTIFIED BY password USING 'tns_entry_name';
      

    配置Oracle Net Manager(可选):

    • 使用Oracle Net Manager图形化工具配置和网络服务名,简化配置过程。

通过以上步骤,可以确保Oracle数据库的主从复制配置中网络通信部分正确设置,为后续的数据复制和同步打下基础。

5. 主从同步测试

5.1 插入与更新操作测试

在Oracle数据库的主从同步配置中,插入与更新操作的测试是验证同步是否成功的关键环节。以下是对这两种操作测试的详细研究:

    测试准备:在进行测试之前,确保主从数据库之间的同步设置已经完成,并且从数据库已经处于同步状态。

    插入操作测试

    • 在主数据库中创建一个测试表,例如test_table,包含一些基本字段,如id, name, value等。
    • 执行插入操作,向test_table中添加几条记录。例如:
    INSERT INTO test_table (id, name, value) VALUES (1, 'Test1', 'Value1');
    INSERT INTO test_table (id, name, value) VALUES (2, 'Test2', 'Value2');
    
    • 等待一段时间,让主数据库的更改同步到从数据库。
    • 在从数据库中查询test_table,检查是否成功插入了上述记录。

    更新操作测试

    • 在主数据库的test_table中更新已有记录的value字段。例如:
    UPDATE test_table SET value = 'UpdatedValue1' WHERE id = 1;
    
    • 再次等待一段时间,以便更新操作能够同步到从数据库。
    • 在从数据库中查询test_table,确认id为1的记录的value字段是否已经更新为UpdatedValue1

    数据一致性验证

    • 对于插入和更新操作,验证主数据库和从数据库中的数据是否一致是至关重要的。
    • 可以通过比较两个数据库中test_table的记录数、特定记录的字段值等方式来进行验证。

    性能评估

    • 记录插入和更新操作后,数据在主从数据库间同步所需的时间,以评估同步性能。
    • 分析在不同网络条件和数据负载下同步的效率和延迟情况。

    异常处理

    • 测试在网络中断、主数据库故障等异常情况下,主从同步的容错能力和数据一致性保证措施。

    日志记录与监控

    • 检查主数据库和从数据库的日志文件,确认所有操作都已正确记录。
    • 使用Oracle提供的监控工具,如Enterprise Manager,来实时监控同步状态和性能指标。

通过上述测试步骤,可以全面评估Oracle数据库主从同步配置的有效性和稳定性,确保数据的安全性和可靠性。

6. 高级配置

6.1 Data Guard配置

Data Guard是Oracle提供的一种数据复制技术,用于实现数据库的主从复制,增强数据的可用性和容错能力。以下是Data Guard配置的关键步骤:

  • 环境准备:确保主从数据库版本一致,网络互通,并且主数据库已配置归档日志模式。
  • 参数配置:在主从数据库上设置相同的DB_NAME和不同的DB_UNIQUE_NAME。在主数据库上启用LOG_ARCHIVE_CONFIGLOG_ARCHIVE_DEST参数,以指定归档日志的发送和接收。
  • 用户和权限:在主数据库上创建用于复制的用户(如replicator),并授予必要的权限,如CONNECT, RESOURCE, REPLICATION ADMIN
  • 归档日志传输:配置LOG_ARCHIVE_DEST_STATEENABLE,启动归档日志的自动传输到从数据库。
  • 从数据库配置:在从数据库上应用归档日志,进行数据恢复,确保数据的一致性。

6.2 双向同步设置

双向同步设置允许两个数据库实例在特定条件下互相作为主从数据库,提高数据的实时性和灵活性。以下是实现双向同步的基本步骤:

    主从同步配置:首先确保主从同步已经成功配置,并且数据同步正常。

    归档日志模式:在两个数据库实例上都设置为归档日志模式,确保日志可以被传输和应用。

    创建Stream:在两个数据库上创建Stream环境,包括管理用户、表空间和相关的Stream对象。

    捕获进程和传播进程:在主数据库上创建捕获进程捕获DML和DDL操作,然后在从数据库上创建传播进程接收并应用这些操作。

    应用进程:在从数据库上创建应用进程,将接收到的更改应用到本地数据库。

    测试和验证:在主数据库上进行数据操作,检查从数据库是否能够实时反映这些更改。同样,在从数据库上进行操作,验证是否可以同步回主数据库。

    冲突解决:双向同步可能会产生数据冲突,需要预先设计冲突解决策略,如使用时间戳、版本号等机制来处理冲突。

    7. 故障处理与切换

7.1 故障检测与诊断

在Oracle数据库的主从配置中,故障检测是确保高可用性的关键步骤。故障可能源于硬件问题、网络问题或数据库内部错误。有效的故障检测机制能够快速识别问题所在,常见的检测手段包括:

  • 监控数据库性能指标,如响应时间、事务吞吐量等。
  • 利用Oracle Enterprise Manager等工具进行实时监控和警报。
  • 定期检查日志文件,包括告警日志、归档日志和错误日志。

7.2 故障恢复策略

一旦检测到故障,应立即启动故障恢复流程。恢复策略可能包括:

  • 快速故障定位,确定是主库问题还是从库问题。
  • 如果是主库故障,评估是否需要执行故障转移操作。
  • 对于从库故障,检查是否能够通过重新同步或重启从库来解决问题。

7.3 主从切换操作

主从切换是故障恢复的一部分,也可能是计划内的维护活动。切换操作包括:

  • 使用ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PRIMARY命令将物理备库切换为主库。
  • 使用ALTER DATABASE COMMIT TO SWITCHOVER TO PHYSICAL STANDBY命令将主库切换为物理备库。
  • 在执行切换前,确保所有未同步的日志都已经传输并应用。

7.4 故障转移(Failover)

在主库不可恢复的情况下,可能需要执行故障转移:

  • 故障转移会将备库提升为主库,这可能会导致数据丢失。
  • 使用ALTER DATABASE ACTIVATE PHYSICAL STANDBY DATABASE命令执行故障转移。
  • 转移完成后,原主库将不再是Data Guard配置的一部分。

7.5 切换后的配置更新

无论是计划内的切换还是故障转移,完成后都需要更新相关配置:

  • 更新网络服务名(tnsnames.ora)和配置(listener.ora)以反映新的主库信息。
  • 通知所有依赖数据库服务的应用程序更新连接字符串。

7.6 测试与验证

在完成切换后,进行彻底的测试和验证以确保新的主库能够正常工作:

    执行数据一致性检查,确保主从库之间的数据同步。

    模拟业务操作,验证新的主库性能和稳定性。

    监控系统日志,确保没有错误或警告信息。

    8. 性能优化与监控

8.1 性能优化策略

在Oracle数据库的主从复制环境中,性能优化是确保数据同步效率和系统稳定性的关键。以下是一些常用的性能优化策略:

  • 数据库配置优化:调整数据库的初始化参数,如db_file_multiblock_read_countdb_block_size,以提高I/O效率。
  • 归档日志管理:确保主数据库的归档日志能够及时生成,并优化归档日志的存储位置和清理策略。
  • 网络优化:优化主从数据库之间的网络连接,减少数据传输延迟,提高复制效率。
  • 资源分配:合理分配CPU、内存和存储资源,确保主从数据库能够高效运行。

8.2 监控方法

监控是性能优化的重要组成部分,以下是一些有效的监控方法:

  • 使用Oracle Enterprise Manager:利用Oracle自带的管理工具,实时监控主从数据库的性能指标。
  • 日志文件分析:定期检查主从数据库的日志文件,分析潜在的性能问题和错误信息。
  • 性能视图和等待事件:利用Oracle的性能视图(如V$SYSSTATV$SESSTAT)和等待事件,深入分析系统的性能瓶颈。

8.3 监控实现

监控的实现可以通过以下方式进行:

  • 定期检查:设置定期检查机制,比如使用cron job定时执行性能检查脚本。
  • 实时监控:利用第三方监控工具或Oracle Enterprise Manager实现实时监控。
  • 告警机制:配置告警阈值,当性能指标超出预期范围时,及时通知管理员。

8.4 性能调优案例分析

通过分析实际案例,了解性能调优的效果和方法:

  • 案例描述:分析一个主从复制环境中,由于网络延迟导致的数据同步延迟问题,并介绍解决方案。
  • 性能指标对比:展示调优前后的性能指标对比,如同步延迟时间、系统负载等。
  • 调优措施:介绍采取的具体调优措施,如增加网络带宽、优化数据库配置等。

通过上述性能优化与监控策略的实施,可以显著提高Oracle数据库主从复制的效率和稳定性,确保数据的实时性和可靠性。