陳岸慶 金映輝

摘 要：為了提高我校設備與實驗室管理平臺的安全性和穩(wěn)定性，我們制定了可行的方案，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的遷移，完成了系統(tǒng)軟硬件的全面升級。本文詳細記錄了數(shù)據(jù)遷移的操作步驟和注意事項，為其他相似的業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)遷移、跨平臺升級提供借鑒。

關鍵詞：數(shù)據(jù)遷移；跨平臺；跨版本；Oracle數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：G482 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2016）05-0044-03

一、引言

本校的設備與實驗室管理平臺是一個基于三層結(jié)構(gòu)BS模式的設備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對教學、行政辦公、生活后勤設備以及大型精密儀器等固定資產(chǎn)的管理。設備與實驗室管理平臺運行環(huán)境為x86架構(gòu)的Windows Server 2003操作系統(tǒng)，物理內(nèi)存總數(shù)為4G，使用Oracle 10G數(shù)據(jù)庫存儲業(yè)務數(shù)據(jù)。近年隨著高校信息化建設的不斷發(fā)展、學校規(guī)模的擴大、實驗室建設的快速發(fā)展、設備管理業(yè)務需求的不斷增加，現(xiàn)有服務器的硬件性能已經(jīng)嚴重落后。另外，系統(tǒng)架構(gòu)也存在紕漏，Tomcat應用服務和Oracle 10G數(shù)據(jù)庫部署在同一臺服務器，導致頻繁產(chǎn)生資源競爭。以上軟硬件環(huán)境影響了設備與實驗室管理平臺的安全性和穩(wěn)定性，常出現(xiàn)宕機現(xiàn)象，嚴重影響服務質(zhì)量。因此，對服務器硬件升級以及對軟件系統(tǒng)的優(yōu)化是此次數(shù)據(jù)遷移的主要目的。系統(tǒng)優(yōu)化主要從以下三個方面進行：①應用和存儲分離。應用系統(tǒng)和存儲系統(tǒng)分別部署在不同的服務器，這樣既避免資源競爭，又提高了系統(tǒng)的安全性和處理效率。②操作系統(tǒng)平臺的更換。生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫7x24小時不間斷運行，選擇較為穩(wěn)定的Linux系統(tǒng)作為后臺操作系統(tǒng)。③數(shù)據(jù)庫版本的升級。11G版本的Oracle數(shù)據(jù)庫為DBA和開發(fā)人員提供了更多的功能和特性，并且提升了數(shù)據(jù)庫的穩(wěn)定性。

二、數(shù)據(jù)遷移準備工作

1.硬件服務器的規(guī)劃

目前虛擬機技術在許多應用環(huán)境中取代傳統(tǒng)物理服務器。虛擬化極大地節(jié)省了成本，簡化了管理，維護方便。因此在遷移之前，利用虛擬機技術對硬件服務器進行規(guī)劃。我們準備了四臺Dell PowerEdge R910服務器，采用Raid10方式構(gòu)建冗余磁盤，安裝Vmware Esxi 5.5U2，使用Vcenter組成群集，提供統(tǒng)一管理的虛擬機服務。構(gòu)建兩臺虛機服務器，一臺作為應用服務器提供對外Web服務，另一臺作為Oracle數(shù)據(jù)庫服務器存儲日常業(yè)務數(shù)據(jù)，實現(xiàn)應用與存儲的分離。應用服務器虛擬機安裝Windows Server 2008 R2操作系統(tǒng)，部署Tomcat應用服務，第一和第二塊網(wǎng)卡連接內(nèi)網(wǎng)Oracle數(shù)據(jù)庫，開啟vmotion以及管理流量選項，第三和第四塊網(wǎng)卡提供對外的Web服務。數(shù)據(jù)庫服務器虛擬機安裝Oracle linux 5.10操作系統(tǒng)，部署Oracle 11.2.0.0版本數(shù)據(jù)庫，開啟vmotion功能。VSphere 5.1[1]以上版本支持無共享存儲的在線遷移功能，即使主機只有LOCAL DISK，沒有掛載共享存儲，也可以通過vmotion的網(wǎng)絡來遷移虛擬機，將虛擬機在ESXi主機上的“內(nèi)存數(shù)據(jù)”及“本地磁盤數(shù)據(jù)”通過網(wǎng)絡遷移至其他ESXi主機上。利用這個特性，當主機發(fā)生硬件故障或者需要升級主機硬件配置的時候，也不會對業(yè)務產(chǎn)生很大的影響，確保業(yè)務不被中斷。硬件服務器的規(guī)劃如圖1所示。

2.制定遷移方案

為了盡量減少停機時間，計劃在2小時之內(nèi)完成全部遷移工作。正因為如此，需制定詳細可行的遷移方案，確保遷移成功。萬一遷移失敗，要能及時恢復。

（1）遷移前需做好以下工作

①遷移方式的選擇。

Oracle數(shù)據(jù)庫提供了多種數(shù)據(jù)遷移的方式：EXP/IMP邏輯導入導出，數(shù)據(jù)泵，Rman備份恢復，表空間傳輸，高可用性dataguard、stream等。本校的設備與實驗室管理平臺作為一個業(yè)務系統(tǒng)，為教職工提供固定資產(chǎn)管理服務。如果數(shù)據(jù)遷移導致長時間停機，會嚴重影響用戶開展日常工作。利用Oracle傳輸表空間（Transporting Tablespaces Between Databases）[2]的特性能夠滿足需求，在較短時間之內(nèi)快速完成數(shù)據(jù)遷移，同時也滿足跨平臺（Windows到Linux）以及跨版本（Oracle10G到11G）的技術要求。

②安裝數(shù)據(jù)庫服務器，配置Oracle 11G數(shù)據(jù)庫，編寫好Rman[3]備份恢復腳本。

③提前安裝配置Web應用服務器，程序指向新的Oracle數(shù)據(jù)庫，并且做好測試工作。

（2）遷移過程中需做好以下工作

①在遷移當天夜間，停止源端服務器的Web服務，設置數(shù)據(jù)庫的表空間狀態(tài)為只讀。

②此時業(yè)務處于停止狀態(tài)，然后從源數(shù)據(jù)庫中導出表空間元數(shù)據(jù)，拷貝元數(shù)據(jù)和表間數(shù)據(jù)文件到目標數(shù)據(jù)庫，拷貝完成之后導入表空間元數(shù)據(jù)到目標數(shù)據(jù)庫中。

③最后設置目標端數(shù)據(jù)庫表空間為讀寫。

④測試Web應用是否正常。如果出現(xiàn)短時間內(nèi)無法解決的問題，那么就進行簡單的回退工作：重新更改源數(shù)據(jù)表空間的狀態(tài)為讀寫，啟動源端Web應用，恢復正常業(yè)務。

三、數(shù)據(jù)庫遷移實現(xiàn)

1.系統(tǒng)字節(jié)碼的確定

跨平臺遷移表空間，需要查詢視圖V$TRANSPORTABLE_PLATFORM，確定源系統(tǒng)和目標系統(tǒng)ENDIAN_FORMAT是否一致。ENDIAN_FORMAT是系統(tǒng)平臺的字節(jié)碼，表示數(shù)據(jù)存儲和處理的順序。運行命令如下：

Select * from V$TRANSPORTABLE_PLATFORM；

此次遷移工作中源端的服務器操作系統(tǒng)Microsoft Windows 和目標端服務器操作系統(tǒng)Linux x86的ENDIAN_FORMAT都是Little，那么就省去了使用RMAN命令轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)文件的步驟。

2.自包含檢查

源數(shù)據(jù)庫表空間進行自包含檢查，確定需要遷移的對象是否引用其他表空間。使用數(shù)據(jù)庫自帶的PL/SQL包進行檢查，擁有EXECUTE_CATALOG_ROLE 角色權限的用戶可以運行PL/SQL包：

EXECUTE DBMS_TTS.TRANSPORT_SET_CHECK（'表空間名稱'， TRUE）；

如果發(fā)現(xiàn)違反條件的對象，可以通過如下命令查看結(jié)果：

SELECT * FROMTRANSPORT_SET_VIOLATIONS；

如果無返回數(shù)據(jù)說明表空間是自包含的。

3.生成傳輸表空間數(shù)據(jù)集

用戶必須擁有EXP_FULL_DATABASE角色的權限，才可以生成傳輸表空間數(shù)據(jù)集。以下為操作的詳細步驟：

① 設置數(shù)據(jù)表空間集為只讀。

SQL> ALTER TABLESPACE “表空間名稱” READ ONLY；

Tablespace altered.

② 導出源數(shù)據(jù)表空間元數(shù)據(jù)。

元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的信息，實際數(shù)據(jù)并沒有導出，所以即使表空間的數(shù)據(jù)量巨大，導出也能很快完成。

SQL> HOST

$EXPDP system/password DUMPFILE=sbc.dmp DIRECTORY=sbc_dir_source

TRANSPORT_TABLESPACES = “表空間名稱”。

DUMPILE定義元數(shù)據(jù)文件的名稱，DIRECTORY定義了dmp文件存放的位置，在使用導入導出之前必須先定義DIRECTORY對象，并且賦予read和write權限給public。

③ 完成之后，退回到SQLPLUS命令行

$ EXIT

如果系統(tǒng)字節(jié)碼endian不一致，此時可以使用RMAN命令來進行轉(zhuǎn)換。

4.傳輸表空間數(shù)據(jù)集

數(shù)據(jù)文件和表空間元數(shù)據(jù)需要拷貝到目標數(shù)據(jù)庫。可以使用多種方式實現(xiàn)拷貝：

①Linux操作系統(tǒng)從遠程Windows系統(tǒng)主機拷貝文件，可以使用SCP命令；

②使用Oracle提供的 DBMS_FILE_TRANSFER程序包，可以方便地從本地數(shù)據(jù)庫和遠程數(shù)據(jù)庫之間傳輸文件；

③使用SecureCRT、FileZilla等FTP工具實現(xiàn)遠程拷貝。

5.導入傳輸表空間數(shù)據(jù)集

導入操作不需要用戶擁有特別的權限，直接運行如下命令：

IMPDP system/password DUMPFILE=sbc.dmp DIRECTORY=sbc_dir_target TRANSPORT_DATAFILES=/路徑/數(shù)據(jù)文件名稱.dbf。

DUMPFILE參數(shù)定義導入的元數(shù)據(jù)文件名稱。The DIRECTORY 定義dmp文件存放位置，TRANSPORT_DATAFILES參數(shù)定義數(shù)據(jù)文件所在路徑和文件名稱。

命令運行成功之后，源表空間所有數(shù)據(jù)已經(jīng)拷貝到目標數(shù)據(jù)庫。查看導入日志是否有錯誤發(fā)生，同時更改表空間的狀態(tài)為讀寫。至此，數(shù)據(jù)遷移操作全部完成。

四、數(shù)據(jù)遷移工作思考

數(shù)據(jù)遷移是一個非常復雜和細致的過程，它要求設計與實施人員具備多元化的知識結(jié)構(gòu)，否則就會陷入顧此失彼的境地。一個完整和成功的數(shù)據(jù)遷移解決方案包含六個部分：①具備專業(yè)技能的人員；②經(jīng)過驗證的解決方案；③穩(wěn)健可靠的流程和方法論；④交付前實驗室模擬驗證；⑤高效的遷移工具；⑥應急的回滾措施。任意一個條件的缺乏都有可能導致數(shù)據(jù)遷移不成功。[4]

本次數(shù)據(jù)遷移使用傳輸表空間特性實現(xiàn)，整個遷移過程并不繁瑣。但是筆者在實際操作中，還是遇到了一些問題。數(shù)據(jù)遷移完成之后，應用系統(tǒng)某些模塊發(fā)生錯誤，通過查找原因，發(fā)現(xiàn)目標表空間中存儲過程、程序包、視圖、觸發(fā)器等都沒有生成，這類對象并不是數(shù)據(jù)段的對象，都是屬于SYSTEM表空間，傳輸表空間不能對SYSTEM表空間的對象進行遷移。因此，與字典信息有關的對象，沒有數(shù)據(jù)段的對象是不會在目標端生成，需要重新做一次exp/imp row=no導入導出，重新導入導出對象結(jié)構(gòu)，這樣可以快速在目標端生成SYSTEM表空間的對象。

Oracle環(huán)境中，傳輸表空間是快速數(shù)據(jù)遷移的一種技術手段，理想情況下傳輸速率可以達到近似網(wǎng)絡直傳的速率。[5]相對于其他手段，傳輸表空間最大的好處就在于不需要進行繁復的抽取和還原過程，并且可以實現(xiàn)跨平臺的數(shù)據(jù)遷移。但是使用傳輸表空間特性是有限制的，需要滿足一些基本條件，否則遷移過程中會發(fā)生問題。

①源數(shù)據(jù)庫和目標數(shù)據(jù)庫必須使用相同的字符集（CHARACTER SET）和國家字符集（NATIONAL CHARACTER SET）。

②源數(shù)據(jù)庫表空間的名稱和目標數(shù)據(jù)庫中的表空間名稱不允許重復，如果相同，需要預先更改表空間名稱。

③表空間中對象如果有引用其他對象，那么所有對象必須在同一個表空間中。如果引用對象在其他表空間，那么這些表空間需要一起遷移。

④不能移動SYS用戶擁有的對象以及SYSTEM表空間中的內(nèi)容。例如PL/SQL、Java 類、視圖、同義詞、用戶、權限等。

⑤傳輸表空間需要系統(tǒng)平臺的字節(jié)碼（endian_format）相同。

遷移前期的準備工作還是很重要的，花費時間仔細參閱官方技術手冊和官方文檔還是非常值得的。

五、結(jié)束語

數(shù)據(jù)服務將成為高校信息化核心驅(qū)動力。數(shù)據(jù)無疑是最核心的驅(qū)動力。[6]數(shù)據(jù)的存儲以及數(shù)據(jù)的遷移成為時刻需要關注的問題。

為了降低數(shù)據(jù)遷移對系統(tǒng)的影響，我校設備與實驗室管理平臺使用傳輸表空間特性在短時間之內(nèi)完成整個應用數(shù)據(jù)的遷移，并且快速地恢復了應用系統(tǒng)的正常運行。目前新的應用平臺配置使用高性能的機架式服務器，采用更為穩(wěn)定的Linux系統(tǒng)運行Oracle11G版本數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)在新的運行環(huán)境下，整體性能得到增強，系統(tǒng)運行效率、穩(wěn)定性、安全性都得到大大的提升。數(shù)據(jù)庫能夠處理復雜事務，使業(yè)務系統(tǒng)的運行更加流暢。數(shù)據(jù)遷移為設備與實驗室管理平臺的穩(wěn)定運行奠定了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]VMware.VMware vSphere 5.5 文檔中心[DB/OL].http：//pubs.vmware.com/vsphere-55/index.jsp.

[2]Oracle.Database Administrator's Guide 10g Release 2（10.2） B14231-02[DB/OL].http：//docs.oracle.com/cd/B19306_01/server.102/b14231/toc.htm.

[3]Oracle.Database Backup and Recovery User's Guide 11g Release 2 （11.2） E10642-06[DB/OL]. http：//docs.oracle.com/cd/E11882_01/backup.112/e10642/toc.htm.

[4]數(shù)據(jù)遷移助力鄂爾多斯政務智能化[DB/OL]. http：//www.sxjdw.org.cn/Details.aspx？pn=22&id=2311.

[5]朱有存，楊曉蓉，羅丹，郭平彩.用傳輸表空間技術升級Oracle數(shù)據(jù)庫[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012（7）：39-40.

[6]宓詠.數(shù)據(jù)服務將成為高校信息化核心驅(qū)動力[J].中國教育網(wǎng)絡，2015（8）.

（編輯：王天鵬）