SAP HANA高可用系统复制解读

SAP HANA系统的高可用性（High Availability，HA）不仅涉及到故障自动切换，还包含灾难恢复和系统复制（System Replication）等关键技术。灾难恢复旨在应对整个数据中心级别的故障，通过在远端机房构建一个完全同步的备份系统（Secondary System），保证业务连续性。系统复制是实现这一目标的核心机制，它持续同步主系统（Primary System）的数据和事务日志，确保在主系统出现灾难性故障时，备份系统能迅速接管工作。这些技术共同保障了SAP HANA系统的稳定性和可靠性，使企业能够有效应对各种突发情况。

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引言

SAP HANA系统HA高可用提供了多种灾难恢复方案，系统复制（System Replication）不仅可以用于错误恢复，还能有效应对灾难恢复，是一种灵活且高效的技术，能够显著提升SAP HANA系统的高可用性。通过这些灾难恢复方案，SAP HANA系统能够确保数据的完整性和业务的连续性。以确保数据的安全和系统的高可用性。

• 备份：

备份是最常见的灾难恢复方案，通过定期对数据库进行备份来确保数据的安全。在发生数据损坏或丢失时，可以通过备份文件进行数据恢复。

• 存储复制（Storage Replication）：

存储复制是将主存储的数据以镜像的方式持续复制到远端的备份存储中。这种方式确保了在主存储发生故障时，数据依然可以从备份存储中恢复。

• 系统复制（System Replication）：

系统复制是SAP HANA高可用性和灾难恢复的核心技术。它需要创建一个备份系统（Secondary System），该系统会持续从主系统（Primary System）同步数据和事务日志。由于主系统和备份系统保持实时同步，当主系统发生灾难性故障时，可以迅速启用备份系统代替主系统。

一、SAP HANA系统复制说明

系统复制（System Replication）是SAP HANA高可用方案中的一项关键技术，用于在主系统（Primary System）出现数据库系统崩溃（例如硬盘损坏）时，利用备份系统（Secondary System）接管主系统的工作。在此过程中，备份系统拥有自己的数据存储，这些数据是从主系统同步复制过来的。

在SAP HANA系统复制中，备份系统与主系统拥有相同的配置和拓扑结构。也就是说，主系统中的每一个活跃服务器在备份系统中都有一个对应的服务器。系统复制（System Replication）的工作流程如下：

• 初始化

主系统响应请求，将一个数据快照传送到备份系统。从这个快照时间点之后，主系统的所有更改都会被复制到备份系统。

• 日志复制

当主系统中的日志持久化时，这些日志会被发送到备份系统。主系统中的一个事务，只有在日志被复制并发送到备份系统后才会被提交。具体提交的时间点可以通过配置日志复制模式（log replication mode）来指定。

1. 硬盘同步模式（Synchronous on disk）：主系统中的事务只有在收到备份系统日志持久化到硬盘的确认后才会提交。这种模式保证了两个系统的即时一致性，但代价是数据传输时间和备份系统中数据持久化的时间。
2. 内存同步模式（Synchronous in-memory）：主系统中的事务在收到备份系统日志接收并存储到内存中的确认后才会提交。此模式的代价包括数据传输时间和潜在的数据丢失风险。
3. 异步模式（Asynchronous）：主系统的事务在发送日志后立即提交，不需要等待备份系统的确认。此模式没有延迟，但存在数据丢失的可能性。

如果备份系统的连接丢失或备份系统崩溃，主系统会在一个可配置的时限后恢复复制。备份系统会持久化收到的日志，但不会立即回放日志。为了避免日志积压，增量的数据快照会异步传输到备份系统。如果需要进行接管操作，只需回放最近的数据快照之后的日志。

当发生故障导致需要接管时，系统管理员可以将备份系统从恢复模式（recovery mode）转换到全操作模式（full operational mode）。接管后，备份系统会恢复到主系统重启后的状态并开始接受查询（系统在重启后的状态可能与重启前有所不同，例如加载/卸载和导入操作在重启后可能会丢失）。通过这种机制，SAP HANA系统复制能够有效地实现高可用性和灾难恢复，确保系统在发生故障时依然能够保持业务连续性和数据完整性。

二、SAP HANA 系统复制方法-hdbnsutil

• 前提条件

1. 独立安装与运行：确保主系统和备份系统已独立安装并运行。
2. 一致的系统配置：两个系统需要相同数量的工作主机，相同的System ID和实例号，以及相同的.ini配置文件。
3. 软件版本：备份系统的软件版本必须不低于主系统版本。
4. 不同的主机名：确保两个系统有不同的主机名。

• 配置主系统

1. 设置日志模式：将`log_mode`属性设置为“normal”，表示日志区必须备份。
2. 初始化数据备份：创建一次完整的数据备份，以确保备份系统的初始数据一致性。
3. 启用系统复制：使用`<sid>adm`用户启用系统复制并为主系统设置一个逻辑名称。

• 配置备份系统

1. 停止备份系统：使用`<sid>adm`用户停止备份系统。
2. 注册备份系统：使用`<sid>adm`用户在主系统上注册备份系统。确保`remoteHost`中的字母均为小写。
3. 启动备份系统：启动备份系统并进入恢复模式。

三、SAP HANA 系统复制方法-HANA Studio

SAP HANA Studio提供了一个直观的界面，使系统复制的配置过程更加简便和高效，以下是主要操作步骤。

•  配置主系统

1. 启动 SAP HANA Studio：打开SAP HANA Studio并连接到主系统。
2. 设置日志模式：在系统监视器中，右键点击主系统，选择“Configuration and Monitoring” -> “Open Administration”。
3. 修改全局配置：在“Configuration”选项卡中，选择“global.ini”文件，然后导航到“persistence”部分，将`log_mode`属性设置为“normal”。
4. 初始化数据备份：在“Backup”选项卡中，创建一次完整的数据备份，以确保备份系统的初始数据一致性。
5. 启用系统复制：在“Overview”选项卡中，点击“Configure System Replication”，然后输入主系统的逻辑名称并启用系统复制。

• 配置备份系统

1. 启动 SAP HANA Studio 并连接到备份系统：打开SAP HANA Studio并连接到备份系统。
2. 停止备份系统：在系统监视器中，右键点击备份系统，选择“Configuration and Monitoring” -> “Stop System”。
3. 注册备份系统：在主系统的SAP HANA Studio中，导航到“Overview”选项卡，选择“Register Secondary System”。输入备份系统的逻辑名称、主系统的主机名（小写）和实例号，并选择复制模式（sync、syncmem或async）。
4. 启动备份系统：在备份系统的SAP HANA Studio中，右键点击备份系统，选择“Configuration and Monitoring” -> “Start System”。备份系统将以恢复模式启动。

四、SAP HANA 系统复制总结

SAP HANA 的系统复制和网络、复制模式、配置存在一定的相关性，为了更好地理解和实施SAP HANA系统复制，赛锐信息建议企业从以下角度进行规划，通过合理配置SAP HANA系统复制，可以显著提升系统的高可用性和灾难恢复能力，确保业务的连续性和数据的安全性。

• 网络建议

网络性能对系统复制的稳定性和效率有显著影响。测试表明，本地光纤连接和远程公共网络连接在复制性能和稳定性上差异很大。建议使用独占的端到端高速网络，并实施以下安全措施：

1. 网络隔离：确保系统复制网络与其他网络隔离，避免干扰。
2. 加密和认证：使用加密和认证技术，确保数据传输的安全性。

在远程网络环境中进行系统复制时，推荐使用`async`模式。如果系统中存在大量的导入操作或其他高资源消耗的活动，建议先暂停系统复制，待操作完成后再继续系统复制。

• 复制模式

对于不同的网络环境和业务需求，选择合适的复制模式至关重要：

1. 同步模式 (sync)：在本地或高质量网络环境中，推荐使用`sync`模式，以提供更高的安全性和数据一致性。
2. 异步模式 (async)：在远程或不稳定的网络环境中，推荐使用`async`模式，以确保系统的高性能和稳定性。

如果网络速度不是瓶颈，不同类型的复制同步模式对于普通事务的性能影响相近。因此，复制模式的选择应根据网络条件和业务需求综合考虑。

• 初始复制与接管限制

在初始化系统复制时，备份系统需要进行一次完整的数据复制（full replication），在此期间，备份系统无法接管主系统。因此，建议在初始化复制前，确保主系统处于稳定状态，无重大业务操作进行。

• 多主机配置与自动故障转移

在多主机SAP HANA系统中，可以配置系统复制，同时利用SAP HANA内部的自动故障转移（auto-failover）功能，以进一步提高系统的可用性。

• 增加更多备份系统

为了进一步提高可用性，可以在现有备份系统的基础上增加更多的系统复制节点。注意，第三系统需要以备份系统作为主系统进行系统复制，并且第三系统与备份系统之间只能使用`async`模式进行复制。

• 接管时间与数据量无关

根据以往项目经验，备份系统的接管时间与系统的数据量无关。这是因为接管过程的主要工作是回放上一次savepoint之后的redo log，而不是重新加载所有数据。因此，无论数据量大小，接管时间都相对稳定。

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