CN1823324A - 关系数据库配置镜像的系统与方法 - Google Patents

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Abstract

一种自动化创建关系数据库管理系统(RDBMS)的远程镜像的处理的方法，包括：发现主数据库的存储配置与数据库布置、将这个信息转播到备份存储子系统、监视数据库与存储系统的改变并将存储和/或数据库改变传送到备份存储子系统。用于动态关系配置的自配置备份镜像系统包括监视一个或多个存储服务器的源系统与运行RDBMS的计算机系统。备份系统为源系统提供灾难恢复环境，其中备份存储组件复制源存储组件。如果需要的话，备份系统可以用于重建源存储系统。最后，软件代理运行在源和备份系统上。

Description

关系数据库配置镜像的系统与方法
技术领域
本发明涉及用于数据处理器的数据存储系统，更具体而言，涉及自动化创建关系数据库或其它应用程序的远程镜像的处理的数据存储系统软件。
背景技术
一般地，在数据处理系统中备份子系统将在某种形式的备份数据存储设备上保存一个或多个数据集最近的拷贝、版本或一部分。目前，备份子系统包括磁或光盘驱动器、磁带驱动器或其它存储器设备。备份子系统将防止存储数据的丢失。例如，如果一个或多个数据集被毁坏、破坏、删除或改变了，那么那些数据集存储在备份子系统上的最新版本可以恢复数据集。因此，备份系统使数据丢失的危险最小。但是，安装远程镜像数据处理备份系统的处理是容易出错和消耗时间的。
商业和/或关键信息频繁地存储在外部存储服务器上。通常，这种信息包含在关系数据库管理系统(RDBMS)中。远程数据中心和冗余硬件存储关键信息，以便在灾难性故障情况下确保持续性并防止数据丢失。远程位置冗余系统的配置是复杂的人工过程。例如，初始人工处理包括配置服务器硬件和软件、配置存储子系统及恢复数据库的备份拷贝。
大型RDBMS系统的存储配置是非常复杂的，而且配置的性能很关键。影响配置性能最重要的因素是数据库在存储子系统上的物理布置。在完成远程镜像的初始配置后，当在主站点的存储分配有任何改变时，对远程镜像的改变必须发生。这确保镜像数据库拷贝的完整性和耐久性。在另一情况下，总的存储子系统没有改变，但存储子系统的一个或多个组件的物理位置改变了。更新镜像数据库的物理布置保证了RDBMS的完整性和耐久性。
目前安装远程镜像的处理涉及许多步骤。这些步骤包括定位要安置数据库的所有卷组、将卷组映射到逻辑卷、将逻辑卷映射到物理磁盘且有可能是多路径物理磁盘、及最后将物理磁盘映射到存储子系统卷或逻辑单元号(LUN)。下一步是为每个LUN源选择目标存储子系统上合适的目标LUN。目标属性包括相同的类型(用于开放系统的固定块(FB)或用于大型机的计数键数据(CKD)。目标LUN还必须是相同大小。下一步物理连接两个存储子系统之间的所有远程镜像链接。每个源子系统与目标子系统之间逻辑路径的创建在每个物理链接上发生。创建的路径数等于源子系统个数乘以目标子系统个数乘以物理链接个数。如果不对每个物理链接创建逻辑路径，则远程镜像在灾难或链接故障的情况下将会失效。此外，每个物理链接都必须使用，以最大化远程镜像的性能。最后一步创建从每个源到每个目标建立远程镜像的任务。如果用户在这些步骤中的任何一步犯了错，那么远程镜像就可能失效。此外，用户可能直到灾难过后才会发现错误，而到那个时候已经太迟了。最后，如果配置改变，则用户必须再次通过这些步骤以重新配置镜像。
标题为“Mirroring Agent Accessible To Remote Host Computers，And Accessing Remote Data-Storage Devices，VIA A CommunicationsMedium”的美国专利申请公开号US 2002/0103969 A1公开了基于硬件的镜像代理，该代理提供包括镜像LUN的与远程主计算机接口的基于LUN的输入/输出(I/O)。基于硬件的镜像代理类似于磁盘阵列，但管理并向主计算机提供与远程数据存储设备的接口。镜像代理可用的是镜像关系的位置、地址、远程存储设备和/或说明，以便通过配置和管理接口安装并初始化。然后，镜像代理通过与主计算机的通信介质向远程数据存储设备提供基于LUN的接口。主计算机可用通过自动化的发现处理重新映射可通过通信介质访问的远程设备，在这个过程中发生卷管理器表或主机I/O表的更新。镜像代理利用众所周知的磁盘镜像技术建立并同步镜像数据存储设备组。但是，安装基于硬件的镜像代理的处理是容易出错和消耗时间的。它是人工处理，而不是自动化处理。镜像代理需要人的智能来选择镜像的源和目标卷。
很显然，需要执行远程自动镜像数据库及其它应用程序的方法和系统。
发明内容
在第一方面，本发明提供了用于动态镜像数据存储配置的计算机，包括：耦合到数据存储介质的数据接口，通过该数据接口传送关于第一数据存储介质的第一存储配置的信息；在计算机可读介质上实现的软件代理，用于比较第一存储配置与第二存储配置，而且至少当第一与第二存储配置之间的存储配置参数不同时，用于自动使第一存储配置符合镜像第二存储配置和自动输出要进行的改变使第二存储配置符合镜像第一存储配置中的一个；通信接口，通过该通信接口接收一个第二存储配置并发送要进行的改变；及用于执行软件代理的数据处理器。
优选地，存储配置参数选自组：数据库布置、逻辑单元号(LUN)类型、LUN大小、LUN性能的测量值；及LUN可靠性的测量值。
优选地，软件代理配置成通过通信接口向第二软件代理输出第一存储配置和从其接收第二存储配置中的一个。
优选地，当数据存储介质的主LUN不合适时，使第一存储配置符合镜像第二存储配置包括基于通过通信接口接收的LUN类型和LUN大小中的至少一个创建次LUN。
优选地，软件代理从关系数据库管理计算机程序接收第一存储配置。
在第二方面，本发明提供了方便远程镜像系统自配置的方法，包括：发现主存储配置和数据库布置；映射所述主存储配置和数据库布置，创建至少一个主存储子系统卷；接收关于远程存储子系统的信息；轮询所述主存储子系统卷和关系数据库管理系统(RDBMS)；比较来自所述主存储子系统卷的当前信息与接收到的信息；及将存储改变发送到所述远程存储子系统。
优选地，所述存储改变可以代替数据库改变。
该方法优选地还包括：映射从对应于物理LUN的特定本地存储系统接收到的卷，所述物理LUN映像到远程存储子系统；基于大小、类型、性能和可靠性中的至少一个评价远程镜像LUN，以便找出合适的LUN；如果没有找到合适的LUN，则创建合适的远程镜像LUN；及如果要增加卷，则创建合适的目标并映射卷。
优选地，所述映射还包括查询映射的状态，以确定应用程序的正确配置；其中所述评价确定在所述远程存储子系统正确的修改，其包括调用镜像至少一个新卷的过程并向所述远程存储子系统分配该至少一个新卷；而且其中所述修改还包括向运行的逻辑卷增加至少一个新卷、更新远程存储子系统并调用镜像所述至少一个新卷的过程。
在第三方面，本发明提供了包括计算机程序代码的计算机程序，当加载到计算机系统中并在其上执行时，该计算机程序代码执行根据第二方面的方法的所有步骤。
本发明优选实施方式的一方面是用于动态镜像数据存储配置的计算机。该计算机包括数据接口、软件代理、通信接口和数据处理器。数据接口耦合到数据存储介质，关于第一数据存储介质的存储配置的信息通过数据接口传送给计算机。软件代理在计算机可读介质上实现，比较通过数据接口接收到的称为第一存储配置的存储配置信息与第二存储配置。第二存储配置是通过通信接口接收的。软件代理使用第二存储配置自动使第一数据存储介质的第一存储配置符合镜像第二存储配置。这至少当第一和第二存储配置之间的存储配置参数不同时进行，而且可能更经常进行。数据处理器耦合到数据接口、通信接口与软件代理在其上实现的计算机可读介质并协调这些不同的组件。
本发明优选实施方式的另一方面是用于动态镜像数据的本地集合的计算机程序。该计算机程序包括在配置成耦合到至少一个远程存储服务器并耦合到本地软件代理的计算机可读存储介质上实现的远程软件代理。该远程软件代理包括用于从本地软件代理接收包括本地存储参数的本地存储服务器配置、用于确定来自至少一个远程存储服务器的对应于本地存储参数的远程存储参数及用于根据所接收的用于镜像本地存储服务器配置的存储参数配置远程存储服务器的计算机指令。
本发明优选实施方式的另一方面是方便远程镜像系统自配置的方法。这种方法包括至少发现主存储配置和数据库布置，然后映射所发现的主存储配置和数据库布置，以创建至少一个主存储子系统卷。该方法还包括接收关于远程存储子系统的信息、轮询主存储子系统卷和关系数据库管理系统(RDBMS)，并比较来自主存储子系统卷的当前信息与接收到的信息。至少当在比较中指出特定区别时，该方法包括将存储改变发送到远程存储子系统。
本发明优选实施方式的另一方面是自动扩展存储系统硬件镜像功能的方法。这种方法包括映射从对应于物理LUN的特定本地存储系统接收到的卷。这些LUN是映射到远程存储子系统的LUN。该方法还包括基于大小、类型、性能和可靠性中的至少一个评价远程镜像LUN，以便找出合适的LUN。如果没有找到合适的LUN，则该方法包括创建合适的远程镜像LUN，此外，如果要增加卷，则创建合适的目标并映射卷。
所要求保护的发明的这些和其它方面将从以下描述变得显而易见，当与附图一起阅读时，该描述用于说明所要求保护的发明的一种
优选实施方式。
附图说明
仅仅作为例子，现在将参考附图描述本发明的一种优选实施方式，其中：
图1是显示自动镜像数据库的系统的方框图。
图2是显示自动化创建RDBMS远程镜像的处理的方法的流程图。
图3是根据本发明的主计算机与备份计算机的逻辑方框图。
具体实施方式
尽管以下参考镜像到备份主机卷的主机数据库卷对所要求保护的发明进行了描述，但本领域技术人员应当认识到所要求保护的发明的原理可应用于包括前面所讨论的那些应用的其它应用。
图1示出了用于动态关系应用程序的自配置远程镜像系统10，该系统包括本地站点20(主机)和远程站点30(备份主机)，每个主机都包含一个或多个存储服务器。计算机系统包括第一外部存储服务器10a和第二外部存储服务器10b，其中两个服务器都通过关系数据库管理系统(RDBMS)处理信息。远程站点30提供数据备份资源，如用于本地站点20的灾难恢复环境。第一外部存储服务器10本地系统组件在远程站点30的第二外部存储服务器10b中复制或兼容性配置。本地站点20和远程站点30具有包括既在本地又远程站点进行处理的本地代理20a和远程代理30a的软件代理。
本地代理20a连接到处理关系数据库管理系统(RDBMS)的第一外部存储服务器10a。本地代理发现第一外部存储服务器10a的配置，然后发现其上的数据库布置。
远程代理30a连接到处理RDBMS的第二外部存储服务器10b。远程代理30a从本地代理20a接收第一外部存储服务器10a第一配置信息21。然后，远程代理30a在第二外部存储服务器10b上创建合适的第二配置信息31并开始通过一个或多个远程镜像链接40镜像本地卷21a。远程镜像逻辑单元号(LUN)31a主要基于大小和类型标准来评价合适性。可选地，评价可扩展成包括性能和可靠性标准。如果没有找到合适的LUN 31a，则软件代理将基于第一配置信息21(本地卷21a)的类型和大小创建一个或多个次LUN 31b。此外，软件代理可以基于用户定义的策略创建次LUN 31b。远程代理30a从本地站点20的本地代理20a接收物理数据库布置22，然后在远程站点30上镜像完全相同的配置。
在第一配置信息21的初始化配置后，本地代理20a在后台处理，周期性地检查存储分配或数据库配置中的改变。如果本地代理20a检测到需要在远程站点30进行复制的改变，它就向远程代理30a发送一条对第二外部存储服务器10b进行适当配置改变的消息。例如，需要重新配置的改变包括但不限于向数据库增加新卷、从数据库除去卷及为了性能或其它原因将数据库移动到不同的卷。需要重新配置的更多改变包括造成要使用不同或备份卷的错误情况。可选地，第一服务器10a与第二服务器10b之间的远程镜像链接40(路径)失败了，其中必须使用另一路径或必须创建新路径。远程代理20a一接收到配置改变信息就将对第一和第二外部存储服务器实施所要求的改变。如果没有可用的合适卷，则本地卷21a和远程卷31a可基于例如用户定义的策略创建。
如本领域技术人员可以理解的，自配置远程镜像系统10，尤其是软件代理，不限于数据库。此外，系统10，尤其是软件代理，可扩展到特定主机的所有卷或主机用户组、扩展到不同的应用程序、扩展到整个存储子系统的配置或扩展到存储区域网络(SAN)。
图2示出了描述通过采用软件代理创建关系数据库管理系统的远程镜像的自动化处理的方法100。在步骤110，软件代理接收开始自动化镜像处理的命令。在步骤112，软件代理发现本地(主)站点的存储配置和数据库布置。在步骤134，软件代理将映射信息转播到复制远程存储系统。在另一步126，软件代理监视数据库和存储系统的改变。然后，软件代理将存储和/或数据库改变传送到远程存储子系统。如果在某一点用户决定数据不再需要镜像，他或她就可以发出使镜像处理停止的命令。
步骤112发现存储配置和数据库布置。存储子系统布置依赖于来自存储系统提供商的不同软件工具，或者可选地它可以使用基于标准的接口(如存储网络工业协会的存储管理接口(SMI))。物理数据库布置可以通过收集系统每一层，即，数据库、操作系统、卷管理器和存储子系统的信息来发现。在步骤114，软件代理确定逻辑单元号(LUN)分配，即，哪些LUN分配给哪些主机(图1中的本地站点20和远程站点30)。在步骤116，软件代理确定哪些LUN用于特定数据库。可选地，数据库可以代替其它应用程序。在步骤118，软件代理确定每个LUN的大小和类型(例如，固定块、计数键数据(CKD)或冗余磁盘阵列(RAID))。在步骤120，软件代理确定每个卷的用途，例如，数据库日志文件或数据库数据，及包括但不限于随机、顺序、读写的访问模式。此外，如果存在，在步骤120确定用户定义的分组。
步骤114、116、118和120是从数据库/操作系统容器到一个或多个存储子系统卷的映射的创建。存储子系统卷和数据库/操作系统容器之间的关系是多对多。例如，单个容器包括多个存储卷，而单个存储卷可用于多个数据库/操作系统容器中。此外，在步骤122子系统卷可映射到对应的逻辑单元号LUN。LUN放到逻辑分组中。例如，逻辑分组包括但不限于由数据库使用的所有卷、由特定主机使用的所有卷、用户定义的分组或用于一组商业应用程序的所有卷。
在步骤134，软件代理将映射信息转播到复制远程存储子系统。在第一外部存储服务器10a(图1)上处理的软件代理(本地代理20a)收集第一配置信息21并将其转发到远程代理30a。远程代理以类似方式在第二外部存储服务器10b(图1)上处理。最初，第二外部存储服务器(远程存储子系统)信息与第一外部存储服务器(主存储子系统)信息完全相同。在步骤126，本地代理周期性地轮询存储子系统和RDBMS，在步骤132，与先前存储的信息比较，看当前信息是否发生了改变。在步骤134，远程代理将存储和/或数据库改变传送到远程存储子系统。如果本地代理检测到影响物理存储配置的改变，则改变被送到远程代理，然后应用到远程存储系统。
在步骤124，软件代理查询镜像的状态。如果应用程序已经正确地配置成执行镜像，则在步骤125，决定是否转到轮询模式，并在步骤126轮询存储子系统。这使得软件代理可以用于现有的镜像配置及新配置。在步骤125，如果应用程序没有正确地配置成执行镜像，则软件代理将处理指向步骤133，在那里指出改变。
软件代理持续处理，轮询存储分配和应用程序配置中的改变。在步骤132，软件代理确定在本地存储子系统中是否检测到改变。如果没有检测到改变，则软件代理返回步骤126，并轮询存储子系统。但是，如果在步骤132检测到本地存储子系统的改变，则在步骤133指出改变。例如，检测到向数据库增加新卷，则软件代理识别并理解新卷的用途。一旦在步骤133指出改变，则软件代理将在步骤140根据改变适当地动作。如果改变是停止镜像的命令，则处理在步骤138结束。否则，软件代理在步骤134对远程系统进行适当修改。然后，软件代理在步骤136向远程主机分配新卷和/或格式化卷。此外，在步骤136软件代理将向操作系统逻辑卷增加新卷并更新数据库和/或应用程序配置。一旦步骤136完成，软件代理就前进到步骤137，调用镜像新卷的过程。当步骤137完成后，软件代理返回步骤126的轮询模式，重复自动自配置动态关系数据库或应用程序的远程镜像的处理。
作为概述，图2示出了包括存储系统硬件镜像功能自动扩展的方法100，包括主机软件、不同功能的应用程序和数据库。在步骤114、116、118和120，发生由特定主机或应用程序当前使用的卷到对应物理LUN的映射。映射LUN到远程存储子系统的轮询、映射和比较在步骤114和132之间的步骤发生。步骤118主要基于大小和类型标准评价远程镜像LUN的合适性。可选地，评价可扩展成包括性能和可靠性标准。在步骤124，如果没有找到合适的LUN，则该方法将基于大小和类型标准及用户定义的策略创建合适的LUN。可选地，如果在本地(主)站点数据库有附加卷，则该方法将自动找到或创建合适的目标并开始镜像卷。类似地，如果数据移动到不同位置或从本地(源)数据库移动，则旧卷不需要镜像，而且该方法自动执行镜像功能。
图3是包括将源计算机42耦合到源数据存储器的第一数据接口44的源计算机42的逻辑方框图，其中源数据存储器可以包括一系列用于存储要备份的数据的源卷。源计算机42还包括第一数据处理器46、一个或多个存储在一个或多个计算机可读存储介质上的第一存储程序48及可以包括易失和/或非易失存储器的第一存储器50。根据本发明，源计算机42还包括用于接收和发送如关于源数据存储器或关于备份数据存储器的配置信息的数据的源通信接口52。当源数据存储器要基于备份数据存储器的配置重新配置时，源计算机42可以从备份计算机62接收配置信息。图3所述第一处理器46、存储的第一程序48、第一存储器50及第一数据接口44之间的互连是说明性而不是限制性的。源通信接口54可以耦合到如调制解调器或任何合适连接的第一通信接口54，而源计算机42还可以包括如键盘的第一用户接口56和第一显示器58。但是，本发明的特定实施方式不需要包括第一通信接口54，如在源计算机42与备份计算机62直接连接(如当源42与备份62位于相同的物理设备中时)而不是通过本地、区域或全球网络的时候。类似地，由于本发明的自动化本质，因此第一用户接口56和第一显示器58也不是必须的，尽管它们对于用户定义参数的输入和确认是期望的。
备份计算机62包括将备份计算机62耦合到备份数据存储器的数据接口64，其中备份数据存储器可以包括一系列用于存储要备份的数据的备份卷。由于本发明只需要配置的镜像，因此备份数据存储器不需要与源数据存储器是相同的模型或类型。当备份与源数据存储器不是相同模型和/或类型时，尽管在通过源和备份计算机42、62向彼此发送配置数据时它们功能类似，但是各数据接口44、64在物理上可以不完全相同。
备份计算机62还包括第二数据处理器66、一个或多个存储在一个或多个计算机可读存储介质上的第二存储程序68及可以包括易失和/或非易失存储器的第二存储器70。根据本发明，备份计算机62还包括用于接收和发送如关于源数据存储器和关于备份数据存储器的配置信息的数据的备份通信接口72。图3所述第二处理器66、存储的第二程序68、第二存储器70及第二数据接口64之间的互连也是说明性而不是限制性的。备份通信接口74可以耦合到如调制解调器的第二通信接口74，而备份计算机62还可以包括如键盘的第二用户接口76和第二显示器78。但是，本发明的特定实施方式不需要包括第二通信接口74，如上面所指例子的实施方式。类似地，由于本发明的自动化本质，因此第二用户接口76和第二显示器78也不是必须的。
源计算机42和备份计算机62通过一个或多个通信链接80彼此耦合，这可以是通过因特网、内联网、局域网、微微网、红外线或微波链接、如前所述的远程镜像链接40或任何其它有线、无线或组合的可行通信方式。
上面描述了源计算机42和备份计算机62的运行，其中第一和第二代理可以驻留在源和远程存储的程序区域48、68中。
尽管说明和描述了目前可以看作是所要求保护的发明的优选实施方式的实施方式，但应当理解对于本领域技术人员来说很多改变和修改都有可能作出。

Claims (10)

1、一种用于动态镜像数据存储配置的计算机，包括：耦合到数据存储介质的数据接口，通过该数据接口传送关于第一数据存储介质的第一存储配置的信息；在计算机可读介质上实现的软件代理，用于比较第一存储配置与第二存储配置，并且至少当第一和第二存储配置的存储配置参数不同时，用于自动使第一存储配置符合镜像第二存储配置与自动输出要进行的改变以便使第二存储配置符合镜像第一存储配置中的一个；通信接口，通过该通信接口接收一个第二存储配置和发送要进行的改变；及用于执行软件代理的数据处理器。
2、如权利要求1所述的计算机，其中存储配置参数选自组：数据库布置；逻辑单元号(LUN)类型；LUN大小；LUN性能的测量值；及LUN可靠性的测量值。
3、如权利要求1所述的计算机，其中软件代理配置成通过通信接口向第二软件代理输出第一存储配置和从其接收第二存储配置中的一个。
4、如权利要求1所述的计算机，其中使第一存储配置符合镜像第二存储配置包括当数据存储介质的主LUN不合适时，基于通过通信接口接收的LUN类型和LUN大小中的至少一个创建次LUN。
5、如权利要求1所述的计算机，其中软件代理从关系数据库管理计算机程序接收第一存储配置。
6、一种方便远程镜像系统自配置的方法，包括：发现主存储配置与数据库布置；映射所述主存储配置与数据库布置，创建至少一个主存储子系统卷；接收关于远程存储子系统的信息；轮询所述主存储子系统卷和关系数据库管理系统(RDBMS)；比较来自所述主存储子系统卷的当前信息和接收到的信息；及向所述远程存储子系统发送存储改变。
7、如权利要求6所述的方法，其中所述存储改变可代替数据库改变。
8、如权利要求6或7所述的方法，还包括：映射从特定本地存储系统接收到的对应于物理LUN的卷，所述物理LUN镜像到远程存储子系统；基于大小、类型、性能和可靠性中的至少一个评价远程镜像LUN，以便找出合适的LUN；如果没有找到合适的LUN，则创建合适的远程镜像LUN；及如果要增加卷，则创建合适的目标并镜像卷。
9、如权利要求6至8中任何一个所述的方法，其中所述映射还包括查询镜像的状态，以确定应用程序的正确配置；其中所述评价在所述远程存储子系统确定正确修改，其包括调用镜像至少一个新卷并将该至少一个新卷分配给所述远程存储子系统的过程；而且其中所述修改还包括向运行的逻辑卷增加至少一个新卷、更新远程存储子系统并调用镜像所述至少一个新卷的过程。
10、一种包括计算机程序代码的计算机程序，该计算机程序代码当加载到计算机系统中并在其上执行时，执行如权利要求6至9中任何一个所述方法的所有步骤。
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