Oracle RAC体系结构与优势

Oracle 10g RAC应用分析高性能服务器产品部 徐斌2008-12-12目 录引 言1一、什么是ORACLE RAC？2二、Oracle RAC体系结构21Oracle集群件32硬件体系结构33文件系统和卷管理44虚拟互联网协议地址(VIP)45集群验证实用程序56远距离集群RAC5三、ORACLE RAC的优势61高可用性62可伸缩性7四、管理ORACLE真正应用集群数据库81Enterprise Manager 10g82滚动补丁应用93滚动版本升级支持9五、使用真正应用集群进行负载管理101服务102连接负载均衡113快速应用程序通知(FAN)114负载均衡顾问程序11六、Oracle RAC并行服务器与双机热备份的比较12七、总结14八、部分官方技术问答141为什么说Oracle Real Application Clusters 10g 要远远超过它的竞争对手?142Oracle RAC的典型硬件配置是什么样的?153SQL Server和IBM DB2都有active-active的故障切换方式，为什么我要采用Oracle Real Application Cluster 10g?154我的分布式应用 系统运行非常好，为什么我要把我的数据库进行集中?155我们已经有了集群硬件环境，并且可以进行应用的切换，为什么我还需要Oracle Real Application Clusters 10g?166我们使用Data Guard来实现故障切换，为什么我还需要Oracle Real Application Clusters 10g?167为什么选择Linux?为什么选择Linux环境下的Oracle Real Application Clusters 10g?17引 言使用Oracle真正应用集群(RAC)，Oracle数据库可跨一组集群服务器运行任何打包的或自定义的应用程序，不需对这些应用程序做任何改动。这就提供了最高的可用性和最灵活的可伸缩性。如果集群中的一个服务器故障，Oracle可继续在其余的服务器上运行。当我们需要更多的处理能力时，只需添加服务器即可，无需用户下线。为保证低成本，我们可使用标准化的普通硬件组建出最高端的系统。Oracle RAC为Oracle的企业网格计算体系结构提供了基础。Oracle RAC技术可为这一低成本硬件平台提供支持，使其提供优质的服务，并达到或超出昂贵的大型SMP计算机所能提供的可用性和可伸缩性等级。通过显着降低管理成本和提供出色的管理灵活性，Oracle为企业网格环境提供了强有力的支持。本文从技术层面对Oracle 10g RAC进行了概述，着重介绍了涉及为企业应用程序提供高可用性和高可伸缩性方面的功能和特性，并与双机热备份架构的服务平台进行了比较，最后给出了部分官方技术问答，希望对大家了解与销售Oracle RAC能够有所帮助。一、 什么是ORACLE RAC？Oracle RAC是Oracle数据库的一个组件选项，在Oracle 9i中首次推出。Oracle RAC现已发展成一项成熟的技术，其用户过千，遍及各个行业，涉及各类应用程序。Oracle RAC为伸缩应用程序以超越单个服务器的能力限制提供了一个选择。这使得用户可以利用低成本的普通硬件来降低他们的总体拥有成本，并提供一个可伸缩的计算环境来支持其应用程序负载。二、 Oracle RAC体系结构RAC数据库是一个集群数据库。集群是一组独立的服务器，协同合作如同一个系统。集群提供了比单对称多处理器(SMP)系统更好的容错和模块增量系统。发生系统故障时，集群可确保向客户提供高可用性。对关键任务数据的访问不会丢失。冗余的硬件组件（如额外的节点、互联和磁盘）使得集群能够提供高可用性。此类冗余硬件体系结构避免了单点故障并提供了异常故障恢复。在Oracle RAC中，我们将Oracle实例（运行在一个服务器中的流程和内存结构，以充许数据访问）与Oracle数据库（驻留在存储器上的实际用于保存数据的物理结构，通常称为数据文件）进行了分离。集群数据库是一个可由多个实例访问的数据库。每个实例运行于集群中的一个独立服务器上。当需要更多的资源时，可以在不停机的情况下轻松地向集群中添加节点和实例。当启动新实例后，应用程序可立即使用这一新实例，无需对应用程序或应用服务器进行任何改动。真正应用集群是Oracle数据库的一个扩展，所以它利用了Oracle数据库10g的可管理性、可靠性和安全性特性。1Oracle集群件Oracle数据库10g开始提供有Oracle集群件，Oracle集群件是一个专门针对Oracle数据库而集成和设计的可移植集群件解决方案。您不必再为构建一个RAC数据库而去购买第三方的集群件。Oracle集群件与Oracle DBA熟悉的Oracle Universal Installer进行了集成。支持也比以往更为简便，因为现在有一个专门的组织处理涉及集群件和集群数据库的支持问题。您可以选择使用第三方集群件来运行Oracle RAC，Oracle产品可与经认证的第三方集群件共同使用，但Oracle集群件必须管理所有的RAC数据库。Oracle集群件用于监管真正应用集群数据库。当集群中的一个节点启动时，所有实例、监听程序和服务都将自动启动。如果一个实例出现故障，集群件将自动重启该实例，这样通常可在管理员发现前恢复该服务。在Oracle数据库l0g第2版中，Oracle提供了高可用性API，这样可使用Oracle集群件内高可用性框架来控制非Oracle的流程。当向Oracle集群件注册流程时，需要提供如何启动、终止和监控这些流程的信息。您还可以指定当执行流程的节点出现故障时，是否将该流程转移到另一个节点。2硬件体系结构Oracle RAC是一个全共享的体系结构。集群中的所有服务器必须共享用于RAC数据库的所有存储器。存储用的磁盘类型可以是网络连接存储(NAS)、存储区域网络(SAN)、或是SCSI磁盘。存储器的选择受限于所选用的服务器硬件及硬件供应商所支持的存储器类型。选择存储器的关键之处在于选择一个可向您的应用程序提供可伸缩I/O的存储系统，一个在向集群中添加服务器时可进行伸缩的I/O系统。对于数据库服务器所连入的局域网(LAN)，集群还需要另外一个网络连入该局域网，用于应用程序连接。集群还需要一个专用的网络，即通常所说的互联。Oracle建议您对这一网络使用两个网络接口，以实现高用性。我们需要使用不属于Oracle的网络接口来提供故障切换和负载均衡。集群使用这一互联来进行节点间消息传递。RAC则使用这一互联来实施缓存融合技术。对于集群互联，Oracle建议使用UDP，不建议使用GigE。在实际应用环境中，RAC数据库不支持将交叉线缆用作互联。集群由1到多个服务器组成，每个服务器有一个LAN连接、一个互联连接，必须连接到共享存储器。在Oracle数据库10g第2版中，Oracle集群件和真正应用集群可支持多达100个集群节点。集群中的每个服务器不需要完全相同，但是必须使用同样的操作系统和同一版本的Oracle产品。所有服务器必须支持同一体系结构，如全部为32位或全部为64位。3文件系统和卷管理因为RAC是一个全共享式的体系架构，卷管理和文件系统必须能够识别集群。Oracle建议使用自动存储器管理(ASM)，它是Oracle数据库10g包含的一个特性，能够自动管理用于数据库的存储器。使用ASM可以方便地管理文件系统，提供异步I/O的性能。ASM通过跨所有可用资源分配I/O负载来优化性能，且免除了手动调整I/O的需要。Oracle也支持原始设备和某些集群文件系统，如Oracle集群文件系统（OCFS），这一文件系统可用于Windows、Linux和Solaris（用于Solaris的OCFS将于Oracle数据库10g第2版之后推出）。4虚拟互联网协议地址(VIP)Oracle真正应用集群10g要求集群中的每个服务器都使用一个虚拟IP地址。虚拟IP地址即是与局域网所属子网相同的子网中的一个未使用的IP地址。应用程序使用这一地址连接RAC数据库。如果一个节点出现故障，该虚拟IP将自动切换到集群中的另一个节点，这样就可以快速响应针对故障节点的连接请求。这提升了应用程序的可用性，因为他们的连接请求可自动切换到集群中的另一个实例，此前不再需要等待网络超时。5集群验证实用程序Oracle数据库10g第2版引入了一个新的集群配置验证工具。该集群验证工具通过对前后安装步骤和/或配置变化进行验证，避免发生错误。它还可用于现有的集群验证。该工具可以通过命令行接口调用，也可由其它程序通过API进行调用，如Oracle Universal Installer (OUI)程序。6远距离集群RAC在远距离集群RAC这一体系结构中，集群中的各节点位于不同的地理位置。远距离集群RAC提供了非常快速的站点故障恢复，允许所有站点中的所有节点作为单个数据库集群的一部分主动进行事务处理。当该体系结构受到世人瞩目并成功实施后，关键是要了解这一体系结构最适用的情形距离、延迟时间，及其提供的保护程度。延迟时间会产生巨大的影响，所以距离便对这一体系结构的适用情形有一些实际限制。这一体系结构适用于2个数据中心间的距离相对较小（小于等于100公里），且有资金在两个站点间建立带专用通道的直连线缆的情况。远距离集群RAC提供了比本地RAC更高的可用性，但并不能达到企业所需的完全灾难恢复要求。合理分区可以很好地防御某些灾难事件（局部断电、飞机失事、机房被淹），但并不是所有灾难事件。如地震、飓风、区域性洪灾会影响更大的区域。客户应通过分析确定一个灾难事件是否会同时影响两个站点。要实现全面的灾难防御（包括防御数据出错和区域性灾难），Oracle建议用户结合Data Guard使用RAC，如Oracle高可用性体系结构文档中所述。Data Guard还提供了其它的一些功能，如支持跨Oracle版本进行滚动升级。远距离集群的配置也较本地集群复杂。需要精心考虑节点的布局、表决磁盘和数据磁盘的布置.妥善实施这一体系结构后，它将提供比本地RAC数据库更高的可用性。Oracle集群件、Oracle真正应用集群和自动存储器管理可用于构建远距离集群。三、 ORACLE RAC的优势1高可用性Oracle真正应用集群10g提供了实现数据中心高可用性的基础架构。它还是Oracle高可用性体系结构不可或缺的一部分，提供了构建高可用性数据管理解决方案的最佳实践。Oracle真正应用集群针对高可用性解决方案的主要特性提供了保护功能。可靠性Oracle数据库以其稳定性著称。真正应用集群将这一优点发扬光大，能够以单点故障方式移除服务器。如果一个实例故障，集群中的其它实例将仍然保持运行和活动状态。恢复能力Oracle数据库包含许多有助于从各类故障中轻松恢复的功能。如果RAC数据库中的一个实例出现故障，集群中的另外一个实例将察觉到这一故障，随后自动进行故障恢复。利用快速应用程序通知，快速连接故障转移和透明应用程序故障切换这三个功能，应用程序可以很方便地掩藏组件故障，使用户无法察觉。错误检测Oracle集群件自动监控RAC数据库并可对环境中的错误进行快速检测。在用户不知不觉中自动完成故障恢复。使用快速应用程序通知功能，应用程序能够在集群组件出现故障出现时立即得到通知，然后将事务切换至无故障节点，从而掩藏这一故