RAC集群概述.docx

1、RAC集群概述Oracle RAC 产品概述Oracle Real Application Server，真正应用集群，简称Oracle RAC ，是Oracle的并行集群，位于不同服务器系统的Oracle实例同时访问同一个Oracle数据库，节点之间通过私有网络进行通信，所有的控制文件、联机日志和数据文件存放在共享的设备上，能够被集群中的所有节点同时读写。其系统架构如下图：RAC提供的好处包括：(1)多节点负载均衡;(2)提供高可用：故障容错和无缝切换功能，将硬件和软件错误造成的影响最小化，下表是RAC与传统的双机热备方式切换时间的对比：(3)通过并行执行技术提高事务响应时间-通常用于数据分

2、析系统;(4)通过横向扩展提高每秒交易数和连接数 ;-通常对于联机事务系统;(5)节约硬件成本，可以用多个廉价PC服务器代替昂贵的小型机或大型机，同时节约相应维护成本;(6)可扩展性好，可以方便添加删除节点，扩展硬件资源;RAC的缺点有：相对单机，管理更复杂，要求更高;在系统规划设计较差时性能甚至不如单节点;可能会增加软件成本(如果使用高配置的pc服务器，Oracle一般按照CPU个数收费)在Oracle9i之前，RAC的名称是OPS (Oracle parallel Server)。RAC 与 OPS 之间的一个较大区别是，RAC采用了Cache Fusion(高速缓存合并)技术。在 OPS

3、 中，节点间的数据请求需要先将数据写入磁盘，然后发出请求的节点才可以读取该数据。使用Cache fusion时，RAC的各个节点的数据缓冲区通过高速、低延迟的内部网络进行数据块的传输。Oracle RAC在中国各行各业使用都比较广泛，包括通信移动、金融服务、社会保障和电子商务等， 据Oracle统计，2007财年中国有500多家企业使用Oracle实时应用集群，考虑到未登记信息，实际数字更高于这一数字。典型的用户包括：中彩在线/OLTP/4节点/10gR2/AIX5.3、淘宝/DataWarehouse/4节点/10gR2/RHEL4、北京社保/6节点/HP_Alpha/ MA8000、建行证

4、券系统/2节点/IBM_P595/EMC_DMX3、上海电力/2节点/Alpha_GS160、广东移动、山东网通等。Oracle RAC/Clusterware的结构和组件一、RAC主要组件, 软硬件两部分(1) 服务器 = 2(2) 操作系统，推荐使用Oracle认证的系统;版本不要太老，也不要太新(3) CPU/内存 根据业务需要，内存至少1G(4) 本地磁盘空间，=30G(5) 网卡 =2 ，推荐4个以上千兆网卡(6) 私有以太网络，推荐千兆交换机以上(7) HBA卡 ，如果是SAN，推荐2个冗余HBA(8) 共享存储设备，推荐SAN设备(9) 存储管理， ASM/Cluster LV/

5、裸分区/CFS，不推荐用OCFS，卷管理软件、多路径软件等(10) 第三方集群软件: 可选(11) Oracle Clusterware 软件(12) Oracle RDBMS 软件二、Clusterware主要进程(1)crsd： 负责管理集群的高可用操作。管理的crs资源包括数据库、实例、监听、虚拟IP，ons，gds或者其他，操作包括启动、关闭、监控及故障切换。改进程由root用户管理和启动。crsd如果有故障会导致系统重启。(2)cssd，管理各节点的关系，用于节点间通信，节点在加入或离开集群时通知集群。该进程由oracle用户运行管理。发生故障时cssd也会自动重启系统。(3)opr

6、ocd 集群进程管理 Process monitor for the cluster. 用于保护共享数据IO fencing。仅在没有使用vendor的集群软件状态下运行(4)evmd ：事件检测进程，由oracle用户运行管理三、Clusterware使用的共享设备(1) Oracle Cluster Registry(OCR)：记录集群的配置信息;(2) Voting disk : 即投票盘，保存节点的成员信息，当配置多个投票盘的时候个数必须为奇数，每个节点必须同时能够连接半数以上的投票盘才能够存活;四、安装路径的选择注：(1)在Oracle RAC中，软件不建议安装在共享文件系统上;包括

7、CRS_HOME和ORACLE_HOME，尤其是CRS软件，推荐安装在本地文件系统中，这样在进行软件升级，以及安装patch和patchset的时候可以使用滚动升级(rolling upgrade)的方式，减少计划当机时间。另外如果软件安装在共享文件系统也会增加单一故障点。(2)如果使用ASM存储，需要为asm单独安装ORACLE软件，独立的ORACLE_HOME，易于管理和维护，比如当遇到asm的bug需要安装补丁时，就不会影响RDBMS文件和软件。(3)在Oracle 11gR2中将新增存储选项：acfs (Oracle ASM Cluster File System)第三方集群在Orac

8、le9i中，除了Windows和Linux，在安装RAC之前必须先安装vendor clusterware，即第三方集群，包括IBM的HACMP, HP的ServiceGuard for oracle RAC, Sun cluster，Veritas SFRAC等，这一类的集群软件为Oracle RAC提供了下面的功能：(1)共享的逻辑卷管理或者集群文件系统用于存放数据文件;(2)提供了统一的集群的成员组管理;(3)使用更健壮的SCSI-3 PGR机制来防止心跳故障(即裂脑split brain)导致的数据损坏，这种功能一般叫做IO fencing;(4)提供效率更高的、更低延迟的心跳网络用于

9、cache fusion，可以相对减少TCP/IP的开销，包括：HP SGeRAC: HMP (Hyper Messaging Protocol),Sun Cluster: RSM (Remote Shared Memory),Veritas SFRAC: LLT (low-latency transport),Compac True Cluster: RDG (reliable data grams);通常如果要使用第三方集群的心跳协议，需要将$ORACLE_HOME/lib/libskgxpX.so文件替换为第三方集群软件提供的libskgxpX.so文件(其中X代表Oracle版本号9/

10、10/11),skgxp 是System Kernel Generic Interface Inter-Process Communications的缩写，是oracle开放的一个应用接口，用于传输GCS和GES 的数据。Oracle自带的libskgxp文件定义的传输协议是UDP/IP。(5)提供扩展的容灾方案，例如campus cluster/metro cluster/extended RAC;如下图， 以Veritas的SFRAC为例，它提供两种Oracle Extended RAC方案，方案一是使用Veritas Volume Manager对底层阵列进行镜像，提供同城容灾级别的实时

11、数据保护;方案二使用GCO/VVR对数据库进行数据复制，可以实现距离更远、超过10km广域网的容灾;(6)Veritas SFRAC 还提供了以下特性：补充的Oracle ODM，可以使Oracle同时拥有文件系统的易管理和裸设备的性能;标准的多路径软件(DMP)，不需要再安装其他软件就可支持绝大多数磁盘阵列,在异构SAN环境中有更好的兼容性;从Oracle10g起，Oracle提供了自己的集群软件，叫Oracle clusterware简称CRS，这个软件是安装oracle rac的前提，而上述第三方集群则成了安装的可选项 。同时提供了另外一个新特性叫做ASM，可以用于RAC下的共享磁盘设备

12、的管理，还实现了数据文件的条带化和镜像，以提高性能和安全性 (S.A.M.E: stripe and mirror everything ) ，不再依赖第三方存储软件来搭建RAC系统。那么Oracle是如何识别第三方集群的呢?在安装完第三方集群后，会在特定目录下生成Oracle RAC接口文件，这个文件的作用就是上面的第二点功能：集群成员管理信息(cluster membership 简称CM)。在HPUX下该文件是/opt/nmapi/nmapi2/lib/pa20_64，在AIX/Solaris/Linux下这个文件是/opt/ORCLcluster/lib/libskgxn2.so 。当

13、安装CRS的的检查阶段，就会检测是否有该文件，如果有的话，在安装CRS过程中生成一个软连接文件，文件名是ligskgxn2.so，指向上面的libskgxn2.so或pa20_64文件，这个软连接的位置在CRS_HOME/lib/目录;如果没有第三方集群，那么CRS安装过程中生成自己的libskgxn2.so文件。换句话说，在有第三方集群存在的情况下，CRS的集群成员信息是来自于第三方集群，两套集群的成员信息保持一致和同步;没有第三方集群情况时，CRS自己管理成员信息。通过查询$CRS_HOME/log/hostname/cssd/ocssd.log可以看到css识别到的第三方集群，下面的例子

14、分别是HACMP、SFRAC、SunCluster、ServiceGuide :CSSD2008-05-27 15:09:43.456 1029 TRACE: clssnm_skgxninit: initialized skgxn version (2/0/IBM AIX skgxn)CSSD2008-12-30 21:44:56.172 1029 TRACE: clssnm_skgxninit: initialized skgxn version (2/0/Veritas Cluster Server MMCSSD2007-08-10 02:19:39.572 3 TRACE: clssnm

15、_skgxninit: initialized skgxn version (2/2/Oracle Solaris UDLM)CSSD2006-09-29 18:57:53.323 5 TRACE: clssnm_skgxninit: initialized skgxn version (2/0/Hewlett-Packard SKGXN 2.0)在9i/8i中没有css/crs，该信息可以在后台进程lmon的trace文件中得到(在bdump中);在安装Oracle 9i RAC/8i OPS的过程中，Oracle识别集群方法类似。在多个平台上，如果两个节点没有正确链接libskgxn2文件

16、，可能会导致第二个实例无法mount或出现ORA-600错误。Oracle支持的RAC环境因为Oracle RAC本身比较复杂，在安装和管理中可能会遇到各种问题，涉及到OS、RDBMS、Cluster软件和网络、主机、存储等硬件，为了避免不必要的问题发生，在安装之前，我们需要确认安装环境是否满足要求，包括软件和硬件两方面，尤其是Vendor clusterware和OS 的版本的兼容性需要注意，可以从metalink中得到最新的Oracle官方认证信息：登陆M 选择 Certify，选择by product，选择real application server，选择对应平台就可以得到。下面列出一

17、些关于硬件和平台支持的常见问题：官方不支持的：Vmware， Sun LDOM ，Solaris Local Container/Zones官方支持的： IBM LPAR, IBM VIOS(Virtual IO Server), Solaris Global ContainersRHEL GFS , ISCSI，私有网络(心跳线)的支持： 不支持使用交叉线，支持 Infiniband RDS (10gR2之后)异构环境：支持不同的硬件、但相同的软件(OS/Oracle)组成的集群，不支持32位与64位系统间的集群目前支持的NFS的server包括：EMC CelerraFujitsu Fil

18、er NR1000 SeriesIBM N SeriesNetApp FAS, F, G SeriesPillar Data Systems Axiom 500Sun StorageTek 5000 SeriesOracle Clusterware的心跳Oracle clusterware 使用两种心跳设备来验证成员的状态，保证集群的完整性;一是对voting disk的心跳，ocssd进程每秒向votedisk写入一条心跳信息;二是节点间的私有以太网的心跳，两种心跳机制都有一个对应的超时时间，分别叫做misscount和disktimeout：misscount 用于定义节点间心跳通信的超时

19、，单位为秒;disktimeout ,默认200秒，定义css进程与vote disk连接的超时时间;reboottime ，发生裂脑并且一个节点被踢出后，这个节点将在reboottime的时间内重启;默认是3秒;其中misscount默认值见下表用下面的命令查看上述参数的实际值：1. # crsctl get css misscount2. # grep misscount $CRS_HOME/log/hostname/cssd/ocssd.logCSSD2008-11-27 22:29:42.397 1 TRACE: clssnmInitNMInfo: misscount set to 6

20、00在下面两种情况发生时，css会踢出节点来保证数据的完整，：(1) Private Network IO time misscount，会发生split brain即裂脑现象，产生多个“子集群”(subcluster) ，这些子集群进行投票来选择哪个存活，踢出节点的原则按照下面的原则：节点数目不一致的，节点数多的subcluster存活;节点数相同的，node ID小的节点存活。(2) Vote Disk IO Time disktimeout ，踢出节点原则如下：失去半数以上vote disk连接的节点将在reboottime的时间内重启;例如有5个vote disk，当由于网络或者存储原

21、因某个节点与其中=3个vote disk连接超时时，该节点就会重启。当一个或者两个vote disk损坏时则不会影响集群的运行。可以手工修改这三个参数的值，单位都是秒：(谨慎使用)$CRS_HOME/bin/crsctl set css misscount $CRS_HOME/bin/crsctl set css reboottime -force$CRS_HOME/bin/crsctl set css disktimeout -force或者重新设置成默认值：crsctl unset css misscountClusterware的私有网络在Oracle 10g/11g中，Oracle的私

22、有网络(private network)包括clusterware的私有网络和数据库实例的私有网络：clusterware的私有网络主要包括css数据的传送，即用一种特殊的ping命令来检测其他机器的状态;数据库实例的私有网络，包括RDMS和ASM的，用于cache fusion(GCS/GES)数据的传输。当我们只使用一个私有网卡的时，同时传送上面两类的数据。如果我们在安装时指定了两个私有网卡，首先使用如下面$CRS_HOME/bin/oifcfg getif命令来得到所有网络接口列表，这些信息保存在ocr中：# oifcfg getifen0 10.200.56.0 global publ

23、icen3 192.168.3.0 global cluster_interconnecten5 192.168.5.0 global cluster_interconnect情况会有所不同，clusterware的私有网络，目前(10g/11g)只能使用一个网络接口，对应于/etc/hosts中定义的private hostname的那个网卡，可以通过查看ocssd的log来确定:当/etc/hosts 中定义private hostname为192.168.3.233时看到 ： CSSD2009-01-16 17:34:12.406 1029 TRACE: clssgmPeerListen

24、er: Listening on (ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(DEV=12) (HOST=192.168.3.233)(PORT=45527)这个是与其他节点css进行通信的信息： CSSD2009-01-16 17:36:27.463 1029 TRACE: clssgmConnectToNode: node 2 clsc (ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(DEV=12) (HOST=192.168.3.234)(PORT=37732) - size 64 ver 1当/etc/hosts 中定义private hostname为192.168.5.233时

25、,css使用了另外一个网络： CSSD2009-01-16 18:59:56.411 1029 TRACE: clssgmPeerListener: Listening on (ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(DEV=12) (HOST=192.168.5.233)(PORT=50415)Oracle实例的私有网络Oracle实例的心跳网络使用方式的优先级从高到低如下：(1) 如果使用了第三方集群的IPC，替换了对应$ORACLE_HOME/lib/libskgxnX.so文件，那么数据库实例的cache fusion会使用对应的网络协议，而忽略ocr中和数据库初始化参数中clu

26、ster_interconnects的配置，下面的例子当中就使用了VCSIPC，可以从对应的alert log中验证：db_name = r10gopen_cursors = 300pga_aggregate_target = 1237319680Fri Mar 13 14:00:35 2009Oracle instance running with ODM: Veritas 6.0 ODM Library, Version 1.1cluster interconnect IPC version:VERITAS IPC 5.1.0.0 15:16:24 Feb 12 2009IPC Vendo

27、r 86 proto 76Version 1.0PMON started with pid=2, OS id=4399196DIAG started with pid=3, OS id=3936288(2) 如果没有使用第三方IPC，则优先使用数据库初始化参数的cluster_interconnects配置，这个参数的格式为if1:if2:.:ifn，可以不同于crs的私有网络，需要注意的是，该参数不支持多个网卡的故障切换;(3) 没有上面两个配置，数据库会使用oifcfg列出的心跳的网络，在对应的告警日志中可以得到：Interface type 1 en6 192.168.61.0 conf

28、igured from OCR for use as a cluster interconnectInterface type 1 en0 10.182.0.0 configured from OCR for use as a public interface. . . .Cluster communication is configured to use the following interface(s) for this instance192.168.61.0(4) 没有1和2的配置，并且oifcfg也没有配置cluster_interconnect，则数据库会使用共有网络进行心跳信息

29、的传输，这种配置其实是配置失败的情况，数据库虽然能够启动，但急需DBA修正，在告警日志中可以看到：WARNING: No cluster interconnect has been specified. Depending onthe communication driver configured Oracle cluster trafficmay be directed to the public interface of this machine.Oracle recommends that RAC clustered databases be configuredwith a priva

30、te interconnect for enhanced security andperformance.对于一个已经有的系统，可以用下面几种方法确认数据库实例的心跳配置，包括网卡名称，IP地址，使用的网络协议：(1) 最简单的方法：可以在数据库的后台报警日志中得到。具体参见上面列出的告警日志;(2) 使用oradebug ;SQL oradebug setmypidSQL oradebug ipcSQL oradebug tracefile_name找到对应trace文件的这一行：socket no 10 IP 10.0.0.1 UDP 49197(3) 从数据字典中得到(V$CLUSTER_INTERCONNECTS 和 V$CONFIGURED_INTERCONNECTS)，或查询x$ksxpiaSQL SELECT * FROM V$CLUSTER_INTERCONNECTS; -Oracle 11g 开始支持此试图NAME IP_ADDRESS IS_ SOURCE- - - -en3 192.168.2.31 NO Oracle Cluster Repo