2.2.7 Средства обеспечения надежности
Сервер INFORMIX-OnLine DS предоставляет следующие средства для восстановления после сбоев и обеспечения отказоустойчивости:
Зеркалирование дисковых областейПолное тиражирование данных сервераБыстрое восстановление при включении системыСредства архивирования данных
2.2.7.1 . Зеркалирование дисковых областей
Зеркалирование в INFORMIX-OnLine DS - это дублирование связной дисковой области, выделенной под базу данных, на такую же по размеру область. Исходная область называется первичной, а ее копия - зеркальной. Цели, для которых применяется зеркалирование - высокая готовность и оптимизация операций чтения.
Высокая готовность достигается за счет того, что при выходе из строя диска, на котором находится первичная область, сервер автоматически продолжает работу с оставшимся диском без перехода сервера в режим off-line. Все операции чтения-записи происходят с зеркальной областью (при условии, что она находится на другом диске). Восстановление копии на первичном диске после его включения производится в оперативном режиме.
Затраты на зеркалирование складываются из затрат дискового пространства и затрат на дополнительные операции записи. В условиях, когда имеется несколько виртуальных процессоров обмена с диском, операции записи на оба диска производятся параллельно, и затраты второго рода сводятся к минимуму. К тому же они компенсируются оптимизацией операций чтения, о которой говорится ниже.
В идеальном случае зеркалирование должно быть обеспечено для всех областей базы данных. Крайне желательно поддерживать зеркалирование для критичных областей, составляющих корневое пространство базы данных и пространства, где хранятся логический и физический журналы. При выходе из строя любого из них, если нет зеркального дубля, сервер немедленно переводится в режим off-line. При отказе других незеркалируемых областей недоступными становятся только хранящиеся на них таблицы или фрагменты таблиц - до завершения процедуры их восстановления. Поэтому для наиболее критичных таблиц также желательно поддерживать зеркалирование.
Оптимизация операций чтения достигается за счет разбиения (split read). Страницы, относящиеся к начальной половине области, читаются с первичной области, а страницы из второй половины - с зеркальной. В результате ускоряется поиск страницы на диске, поскольку максимальный пробег дисковых головок сокращается вдвое.
2.2.7.2 Тиражирование
Тиражирование - это поддержание на другой вычислительной установке копии объектов базы данных. В INFORMIX-OnLine DS реализовано прозрачное тиражирование данных с основного сервера баз данных на вторичный (или поддерживающий) сервер, к которому разрешен доступ только на чтение и который может находиться в другом географическом пункте. В этой терминологии сервер, не участвующий в тиражировании, называется стандартным.
Главная цель тиражирования в INFORMIX-OnLine DS - это обеспечение высокой готовности (High Availability Data Replication - HDR). В случае отказа основного сервера вторичному серверу автоматически или вручную придается статус стандартного, с доступом на чтение и запись. Прозрачное перенаправление клиентов при отказе основного сервера не поддерживается, но оно может быть реализовано в рамках приложений.
После восстановления основного сервера, в зависимости от значения параметра конфигурации, выбирается один из двух возможных сценариев:
Восстановленному серверу вновь придается статус основного. Вторичный сервер, перед возвращением в режим доступа только на чтение, останавливается, чтобы обеспечить отсоединение клиентов, которые осуществляли доступ на запись.Восстановленный сервер становится вторичным, а бывшему вторичному, который уже функционирует в режиме чтения-записи, придается статус основного; клиенты, которые подключены к нему, продолжают работу. Этот сценарий обеспечивает непрерывную доступность баз данных.
Тиражирование осуществляется путем передачи информации из журнала транзакций (логического журнала) в буфер тиражирования основного сервера, откуда она пересылается в буфер тиражирования вторичного сервера. Такая пересылка может происходить либо в синхронном, либо в асинхронном режиме. Синхронный режим гарантирует полную согласованность баз данных - ни одна транзакция, зафиксированная на основном сервере, не останется незафиксированной на вторичном, даже в случае сбоя основного сервера. Асинхронный режим не обеспечивает абсолютной согласованности, но улучшает рабочие характеристики системы.
Зеркалирование, которое также является прозрачным средством поддержания высокой готовности, обеспечивает только копирование дисковых областей в пределах одной установки сервера INFORMIX-OnLine DS и защищает только от дисковых сбоев. Механизм тиражирования обеспечивает поддержание полной удаленной копии баз данных и защищает от всех видов отказов, включая полный крах одной из установок.
Помимо обеспечения отказоустойчивой работы, тиражирование дает следующие преимущества:
более оперативный доступ к данным для локальных клиентов вторичного сервера;возможность вынести приложения DSS преимущественно на вторичный сервер, где они выполняются с максимальным использованием PDQ, не подавляя приложений OLTP, выполняющихся на основном сервере.
2.2.7.3 Быстрое восстановление при включении системы
При включении сервер всегда проверяет, не произошло ли последнее выключение системы аварийно. В этом случае база данных не разрушена, но множество транзакций, выполнявшихся в момент сбоя, остались в незавершенном, некорректном состоянии. Если сервер выявил такую ситуацию, то он запускает процедуру быстрого восстановления, которая обеспечивает возврат системы в корректное состояние.
2.2.7.4 Архивирование и восстановление данных
INFORMIX-OnLine DS позволяет создавать архивные копии данных, а в дальнейшем фиксировать те изменения, которые произошли на сервере с момента создания архива. Изменения сохраняются в файлах журнала транзакций. Архивные ленты и ленты с копиями журналов транзакций могут записываться параллельно с доступом пользователей к серверу. Процедура восстановления состоит из двух шагов - считывания данных из архивной копии и применения к ним тех изменений, которые были зафиксированы в журналах транзакций.
В состав сервера INFORMIX-OnLine DS входит утилита OnArchive, предоставляющая развитые и гибкие средства архивирования, копирования журналов транзакций и восстановления информации. Ниже перечислены основные возможности этой утилиты:
Архивирование и восстановление на уровне дисковых областей (dbspace). Архивируется одна или несколько дисковых областей. С одной архивной ленты можно восстановить одну или несколько дисковых областей. Поддерживается инкрементальное архивирование (т. е. сохранение только информации, которая изменилась с момента создания последнего полного или инкрементального архива).Восстановление данных в оперативном режиме. В случае сбоя носителя, если не затронуты критические для работоспособности INFORMIX-OnLine DS дисковые области, пользователи продолжают взаимодействие с сервером. Доступ к данным, находящимся на вышедшем из строя носителе, возобновляется после завершения процедуры восстановления.Составление и просмотр расписания операций архивирования и резервирования. Операции производятся автоматически, по заданному расписанию.Метки на архивных лентах. Наличие меток сводит к минимуму риск таких ошибок администратора, как запись на ленту, на которой находится часть активного в данный момент архива, или восстановление данных с устаревшей архивной ленты.Интерактивный интерфейс с оператором, основанный на меню и экранных формах.Средства восстановления при катастрофах. В случае катастрофического краха информация каталога архивирования/восстановления, поддерживаемого сервером INFORMIX-OnLine DS, может быть прочитана с заголовка архивной ленты.Множественные копии архивов на лентах. Сервер INFORMIX-OnLine DS способен одновременно создавать множественные копии архивов и журналов транзакций на нескольких лентопротяжных устройствах. В случае краха восстановление выполняется с любой из копий.Опции шифрования и сжатия архивов и журналов транзакций при записи. За счет сжатия объем необходимой вторичной памяти сокращается на величину от 20 до 50 процентов.Контроль циклической избыточностью (CRC). Этот метод позволяет контролировать правильность информации, считываемой с ленты. При вводе данных с архивной ленты контрольная сумма, хранящаяся на ленте, сверяется с вычисляемой контрольной суммой.Предоставление определенным пользователям прав на архивирование и восстановление некоторых дисковых областей.