對一些行業(yè)關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)應(yīng)用來說，必須滿足7×24小時的不間斷服務(wù)。這就要求數(shù)據(jù)庫必須具備高可用性以避免數(shù)據(jù)庫節(jié)點的單點故障。數(shù)據(jù)庫的高可用架構(gòu)選擇直接影響到業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)可用性的等級。一般行業(yè)的關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)要求具備極高可用性，即99.999%的可用性級別。

Oracle在高可用架構(gòu)上陸續(xù)推出了主機HA（Highly Available）、ADG（Active DataGuard）、RAC（Real Application Cluster）、OGG（Oracle Golden Gate）等多種形式。這些高可用架構(gòu)可以單獨使用，也可以組合使用，許多金融機構(gòu)借助Oracle的多種高可用架構(gòu)組合，構(gòu)建了兩地三中心的極高高可用業(yè)務(wù)服務(wù)。

在國產(chǎn)化替代的背景下，國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫需要在高可用性技術(shù)上達到Oracle的同等水平甚至有所突破才能逐步實現(xiàn)千行百業(yè)的關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)替換。目前，國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫大多已經(jīng)借鑒Oracle構(gòu)建了自己的完整高可用架構(gòu)，以南大通用GBase 8s數(shù)據(jù)庫為例，就有一整套對標Oracle高可用的技術(shù)棧來確保行業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的高可用服務(wù)。

GBase 8s主備式集群

GBase 8s提供了基于redo log實時同步和重做的主備式集群。主節(jié)點和備用節(jié)點之間的數(shù)據(jù)傳輸支持多路復用連接，可以減少網(wǎng)絡(luò)資源的需求，提高服務(wù)器之間的通信效率。

主備式集群支持HAC和RHAC兩種集群方式。

HAC是典型的一主一備的集群模式，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸條件選擇全同步、近同步和異步三種redo log復制形式，完美對標oracle ADG的最大保護、最大可用、最大性能三種工作模式。

全同步是交易在主節(jié)點上完成后，在提交之前，需要把交易的redo log復制到備用節(jié)點，備用節(jié)點在接受到redo log之后，進行日志重放，在備節(jié)點重放完成之后，主備節(jié)點一起提交。該方式最大的優(yōu)點是保障交易的可靠性，只要交易成功，一定是在主備兩個節(jié)點都寫入redo log成功。

近同步是交易在主節(jié)點上完成后，該交易的redo log需要通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給備用節(jié)點，當備用節(jié)點確認接受該交易的redo log之后，主節(jié)點上的交易即刻提交。

異步是交易在主節(jié)點完成之后，就傳送到備用節(jié)點，不需要等待備用節(jié)點回復任何消息，主節(jié)點都可以提交。但在檢查點來臨時，需要比對主備節(jié)點檢查點的一致性，也就是說數(shù)據(jù)庫允許在兩個檢查點之間是異步的，但是主備節(jié)點的檢查點必須要一致。

HAC集群的實際部署，推薦服務(wù)器雙網(wǎng)卡配置，業(yè)務(wù)流量走南北向網(wǎng)卡，redo log同步的流量走東西向網(wǎng)卡。

HAC集群的特點：

1. 該集群模式部署簡單，數(shù)據(jù)冗余；
2. 對應(yīng)用程序來說，數(shù)據(jù)庫透明訪問；
3. 故障切換時間在30秒內(nèi)完成；
4. 數(shù)據(jù)同步方式靈活多選；
5. 主備節(jié)點均可讀可寫。

HAC集群的使用場景：

1. 在同機柜、同機房、同城的時候推薦考慮，網(wǎng)絡(luò)延遲是影響HAC集群的主要因素；

2. 數(shù)據(jù)量建議在不超過10TB的時候可以考慮HAC，主要是考慮單服務(wù)器磁盤可用容量的限制。

RHAC集群是GBase 8s集群的另外一種表現(xiàn)形式，從集群形態(tài)上支持一主多備，主要用于遠距離傳輸、異地容災的業(yè)務(wù)場景。RHAC是典型的異步傳輸機制，主節(jié)點負責接受和處理交易，并把交易的redo log源源不斷地發(fā)送到目標節(jié)點，不需要等目標節(jié)點接受消息，也不需要等目標節(jié)點的檢查點，只有目標節(jié)點在重做redo log之后才會向主節(jié)點返回redo log的位置信息。

RHAC集群的特點：

1. 通過數(shù)據(jù)庫的redo log進行復制，在備用節(jié)點恢復的時候可以通過最后一個檢查點自動追平redo log，保證主備節(jié)點的數(shù)據(jù)完整性和一致性；
2. 對主節(jié)點性能影響最小；
3. 對應(yīng)用透明訪問；
4. 故障切換時間在30秒內(nèi)完成；
5. 主備節(jié)點均可讀可寫。

RHAC集群的使用場景：

1. 長距離傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)場景或異地容災的場景；
2. 網(wǎng)絡(luò)的延遲和帶寬都要求比較寬松。

HAC和RHAC部署架構(gòu)如下圖所示：

連接管理器CM

連接管理器CM（Connection Manager）是GBase 8s自帶的數(shù)據(jù)庫集群管理組件。該組件有兩個功能，應(yīng)用客戶端向GBase 8s進行連接訪問，用于數(shù)據(jù)庫集群故障發(fā)現(xiàn)、故障轉(zhuǎn)移。

該組件可以單獨部署，也可以和數(shù)據(jù)庫部署在一起，為了避免單點故障，可以部署多個CM。

GBase 8s基于共享存儲的數(shù)據(jù)庫集群

對于大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)來說，一般會采用基于共享存儲的雙節(jié)點或者多節(jié)點數(shù)據(jù)庫集群來支撐業(yè)務(wù)的高可用。GBase 8s共享存儲高可用集群SSC，采用共享磁盤方式實現(xiàn)節(jié)點高可用，數(shù)據(jù)僅存儲一份，有效利用硬件資源，避免數(shù)據(jù)重復存儲問題。共享存儲支持磁盤陣列也支持分布式存儲，IO設(shè)備支持裸設(shè)備也支持共享文件系統(tǒng)。

集群為主控對等管理模式，查詢時訪問本地緩存，無網(wǎng)絡(luò)開銷，線性擴展性良好，集群節(jié)點數(shù)最多可達16個，所有節(jié)點均可讀寫。當主節(jié)點失效時，輔助節(jié)點可以升級為主控節(jié)點，保障系統(tǒng)的高可用。

SSC集群的特點：

1. 類RAC技術(shù)，支持共享存儲，保證數(shù)據(jù)的強一致性；
2. 應(yīng)用透明訪問；
3. 集群中所有節(jié)點均可讀寫；
4. 集群故障切換在30秒內(nèi)完成；
5. 在數(shù)據(jù)量低于100TB的業(yè)務(wù)場景中，相對于分布式數(shù)據(jù)庫來說，性價比最高的數(shù)據(jù)庫集群方案。

SSC集群使用場景：

1. 數(shù)據(jù)量超過10TB小于100TB的業(yè)務(wù)場景；
2. 單機能力或主備式集群處理能力不滿足的業(yè)務(wù)場景。

部署架構(gòu)如下圖所示：

對SLA要求更加嚴格的關(guān)鍵核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，GBase 8s也有兩地三中心高可用解決方案。部署架構(gòu)如下圖所示：

如上圖所示，主機房采用4節(jié)點的SSC集群架構(gòu)，同城災備機房部署一個HAC節(jié)點，異地災備機房部署一個RHAC容災節(jié)點，完美地構(gòu)建了兩地三中心的部署架構(gòu)。

應(yīng)用程序通過CM訪問數(shù)據(jù)庫集群，應(yīng)用程序無法知道數(shù)據(jù)庫集群的部署情況，相對數(shù)據(jù)庫來說更安全。

當主節(jié)點發(fā)生故障時，一個SSC節(jié)點自動提升為主節(jié)點接管業(yè)務(wù)，其他節(jié)點自動向新的主節(jié)點看齊，并自動同步無需人工干預。當備用節(jié)點故障的時候，也不影響整個數(shù)據(jù)庫集群的訪問和業(yè)務(wù)的持續(xù)運行。

GBase 8s 數(shù)據(jù)實時交換共享集群

GBase 8s內(nèi)置以表為單位的數(shù)據(jù)實時同步能力，對標OGG。

該能力的特點如下：

1. 數(shù)據(jù)庫可以有兩個或多個節(jié)點，每個節(jié)點均可讀、可寫；
2. 每個表上的同步支持單向同步、也支持雙向同步；
3. 可以支持完整行的數(shù)據(jù)同步，也支持特定字段的數(shù)據(jù)同步；
4. 支持全量同步、增量同步，支持斷點續(xù)傳；
5. 支持數(shù)據(jù)快速比對；
6. 當有一個節(jié)點故障的時候，業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以在1秒以內(nèi)切換到其他節(jié)點，最大化保障業(yè)務(wù)連續(xù)性；
7. 支持一鍵部署；
8. 可以在兩個數(shù)據(jù)庫集群之間使用表復制的能力連接起來，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫集群雙活的能力。

該能力的使用場景：

1. 野外或無人值守環(huán)境，對數(shù)據(jù)庫干預較少的場景；
2. 對數(shù)據(jù)庫切換時間要求極短的場景；
3. 部省市縣數(shù)據(jù)實時交換共享業(yè)務(wù)場景；
4. 平行單位之間數(shù)據(jù)實時交換共享場景。