單點(diǎn)數(shù)據(jù)庫VS RAC

單節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)庫，如果實(shí)例宕機(jī)了，如果一個(gè)業(yè)務(wù)鏈接在實(shí)例上面，那么這個(gè)業(yè)務(wù)就中斷了。這個(gè)時(shí)候系統(tǒng)就不具有可用性了，那么這個(gè)時(shí)候單節(jié)點(diǎn)的可用性是很差的。

對(duì)于RAC來說，和單實(shí)例一樣，還是一份數(shù)據(jù)文件，都是相同的存儲(chǔ)上面放著oracle的文件，但是是由三個(gè)實(shí)例共用同一份數(shù)據(jù)文件。這樣的好處是在三個(gè)實(shí)例之間做了冗余，在上面三個(gè)實(shí)例當(dāng)中任意兩個(gè)壞了業(yè)務(wù)都可以鏈接到剩下的一個(gè)實(shí)例，都可以正常的工作。RAC提供了在實(shí)例級(jí)別的冗余。

RAC不能夠解決在數(shù)據(jù)的安全，盡管有多個(gè)實(shí)例，但是只有一份數(shù)據(jù)文件，這樣只要數(shù)據(jù)文件損壞了，那么整個(gè)數(shù)據(jù)庫就損壞了。

什么是RAC

一般每個(gè)實(shí)例都放在不同的服務(wù)器上面，這樣可以起到冗余作用。所有的數(shù)據(jù)庫文件都放在共享存儲(chǔ)上面，但是還有一些文件放在每個(gè)實(shí)例自己的本地的磁盤上面，比如參數(shù)文件，每一個(gè)實(shí)例都可以有自己的參數(shù)文件，這個(gè)參數(shù)文件既可以放在本地也可以放在共享存儲(chǔ)上面，多個(gè)實(shí)例都使用同一個(gè)參數(shù)文件。

在RAC里面，最重要的就是實(shí)例和實(shí)例之間的交互，即使是分離的實(shí)例，但是讀取的數(shù)據(jù)是相同的，RAC不是分布式的系統(tǒng)，因?yàn)樗挥幸粋€(gè)存儲(chǔ)，分布式系統(tǒng)是指數(shù)據(jù)發(fā)布在不同的數(shù)據(jù)庫上面，然后通過中間件來協(xié)調(diào)做查詢。RAC還是一臺(tái)數(shù)據(jù)庫，多個(gè)實(shí)例。

RAC架構(gòu)

對(duì)于RAC來說至少有兩套物理上不同的網(wǎng)絡(luò)，私有網(wǎng)絡(luò)是專門用來實(shí)例之間的數(shù)據(jù)交互。

如果私有網(wǎng)絡(luò)，所有的數(shù)據(jù)都在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)下面，那么那么就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)造成影響，嚴(yán)重的影響RAC的性能了。

實(shí)例之間數(shù)據(jù)之間傳遞使用私有網(wǎng)絡(luò)和對(duì)外服務(wù)提供的網(wǎng)絡(luò)之間是物理分開的。

所以RAC至少有兩套網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)是實(shí)例之間的數(shù)據(jù)的傳遞，另外一個(gè)是公有網(wǎng)絡(luò)，是對(duì)外提供服務(wù)的，外面的業(yè)務(wù)是提供公有網(wǎng)絡(luò)的IP鏈接到數(shù)據(jù)庫的。

RAC的特點(diǎn)

除了具有普通的數(shù)據(jù)庫特性外：

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的instance都有自己的SGA

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的instance都有自己的background process

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的instance都有自己的redo logs

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的instance都有自己的undo表空間

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)例都有自己的SGA，但是之間在SGA里面的數(shù)據(jù)塊都是需要相互傳遞的。

每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的redo,redo不是共用的。雖然redo是放在共享磁盤上面，但是每個(gè)實(shí)例都有自己的redo，各有各的。當(dāng)實(shí)例2壞了，實(shí)例1做恢復(fù)的時(shí)候可以通過實(shí)例2的redo信息來進(jìn)行恢復(fù)。

每個(gè)實(shí)例都要處理自己的一套事務(wù)，所以需要使用自己的UNDO。

所以在RAC架構(gòu)下面，每一套實(shí)例都有自己的東西。

RAC如何容錯(cuò)的

使用SAN存儲(chǔ)，存儲(chǔ)和服務(wù)器就不在一起了，而是和服務(wù)器分離了，是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)系統(tǒng)，服務(wù)器是服務(wù)器，存儲(chǔ)是存儲(chǔ)，完全分離的。

當(dāng)節(jié)點(diǎn)1壞了，不僅僅只是將業(yè)務(wù)切換到節(jié)點(diǎn)2，這個(gè)時(shí)候還要處理節(jié)點(diǎn)1壞了遺留下來的問題。主要是一些提交和未提交的事務(wù)。

比如實(shí)例1壞了，實(shí)例2就要從實(shí)例1的redo里面讀最后一次checkpoint之后的信息，就是實(shí)例1最后將所有的數(shù)據(jù)寫到磁盤之后產(chǎn)生的所有的redo應(yīng)用，該回滾的回滾，該恢復(fù)的恢復(fù)。

即現(xiàn)將以提交和未提交的事務(wù)產(chǎn)生的redo都先應(yīng)用，因?yàn)槭亲詈笠淮蝐heckpoint之后的信息，之前的信息是已經(jīng)寫到磁盤上面了，所謂的恢復(fù)是將未寫到磁盤上面的信息進(jìn)行恢復(fù)。（雖然實(shí)例壞了，但是實(shí)例的redo并沒有壞，放置在共享存儲(chǔ)上面，它的redo還是允許其他實(shí)例訪問的）實(shí)例2讀取實(shí)例1的redo，然后全部應(yīng)用一遍，之后再回滾未提交的事務(wù)修改的數(shù)據(jù)塊，這個(gè)有點(diǎn)像實(shí)例的恢復(fù)。

RAC Background Processes

這里面會(huì)比單實(shí)例環(huán)境下面的實(shí)例多出幾個(gè)進(jìn)程。

多出來的進(jìn)程就用來保證在rac環(huán)境下面rac之間交換需要做的比如鎖，資源交換之間的控制。

RAC相關(guān)的后臺(tái)進(jìn)程

LMS - Gobal Cache Service Process 全局緩存服務(wù)進(jìn)程

LMS進(jìn)程是在RAC環(huán)境下面最重要的一個(gè)進(jìn)程，是處理全局的緩存，所謂的緩存就是數(shù)據(jù)庫一個(gè)實(shí)例到另外一個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)的交換進(jìn)程。

LMD - Global Enqueue Service Daemon 全局查詢服務(wù)守護(hù)進(jìn)程

LMON - Global Enqueue Service Monitor全局查詢服務(wù)監(jiān)視進(jìn)程

LCK0 - Instance Enqueue Process 實(shí)例查詢進(jìn)程

DIAG (Diagnostic Daemon) 診斷守護(hù)進(jìn)程

RAC后臺(tái)進(jìn)程

LMON--Lock Monitor Processes

監(jiān)控整個(gè)集群狀況，維護(hù)GCS的內(nèi)存結(jié)構(gòu)。

處理非正常終止的進(jìn)程和實(shí)例。

當(dāng)實(shí)例離開和加入集群時(shí)，鎖和資源的重新配置。

管理全局的鎖和資源。

監(jiān)控全局的鎖資源，處理死鎖和阻塞。

也被稱為Global enqueue service monitor

LMSn-- Lock Monitor Services

LMS進(jìn)程主要用來管理集群內(nèi)數(shù)據(jù)塊的訪問，并在不同實(shí)例的BUFFER CACHE中傳輸塊鏡像。

當(dāng)在某個(gè)數(shù)據(jù)塊上發(fā)生一致性讀時(shí)，LMS負(fù)責(zé)回滾該數(shù)據(jù)塊，并將它c(diǎn)opy到請(qǐng)求的實(shí)例上。

每個(gè)RAC節(jié)點(diǎn)至少有2個(gè)LMS進(jìn)程。 也稱作 GCS (Global Cache Services) processes.

LCK--Lock Process

LCK進(jìn)程主要用來管理實(shí)例間資源請(qǐng)求和跨實(shí)例調(diào)用操作，調(diào)用操作包括數(shù)據(jù)字典等對(duì)象的訪問；并處理非CACEH FUSION的CHACE資源請(qǐng)求（例如：DICTIONARY CACHE或row cache的請(qǐng)求)由于LMS進(jìn)程負(fù)責(zé)主要的鎖管理功能，所以每個(gè)實(shí)例只有一個(gè)LCK進(jìn)程。

可以看到有這么多的進(jìn)程都和鎖有關(guān)系，歸根結(jié)底就是一個(gè)數(shù)據(jù)塊從一個(gè)實(shí)例到另外一個(gè)實(shí)例，維護(hù)一致性的依據(jù)就是鎖。只有通過鎖才可以維護(hù)數(shù)據(jù)塊在兩個(gè)實(shí)例之間的一致性。

LMD--Lock Monitor Daemon Process

LMD進(jìn)程主要管理對(duì)全局隊(duì)列和資源的訪問，并更新相應(yīng)隊(duì)列的狀態(tài)，處理來自于其他實(shí)例的資源請(qǐng)求。

每一個(gè)全局隊(duì)列的當(dāng)前狀態(tài)存儲(chǔ)在相應(yīng)的實(shí)例共享內(nèi)存中，該狀態(tài)表明該實(shí)例具有相應(yīng)的權(quán)利使用該資源。

一個(gè)實(shí)例（master)的共享內(nèi)存中存在一個(gè)特殊的隊(duì)列，該隊(duì)列紀(jì)錄來自其他遠(yuǎn)程實(shí)例的資源請(qǐng)求，當(dāng)遠(yuǎn)程實(shí)例的LMD進(jìn)程發(fā)出一個(gè)資源請(qǐng)求時(shí)，該請(qǐng)求指向master實(shí)例的LMD,當(dāng)master實(shí)例的LMD進(jìn)程受到該請(qǐng)求后，在共享內(nèi)存中的特殊隊(duì)列中監(jiān)測該資源是否無效，如果有效則LMD進(jìn)程更新該資源對(duì)列的狀態(tài)，并通知請(qǐng)求資源的LMD進(jìn)程該資源隊(duì)列可以使用了，如果資源隊(duì)列正在被其他實(shí)例使用或者當(dāng)前無效，則LMD進(jìn)程通知正在使用中的實(shí)例的LMD進(jìn)程應(yīng)該釋放該資源，等資源釋放變得有效時(shí)，MASTER實(shí)例的LMD進(jìn)程更新該資源隊(duì)列的狀態(tài)并通知請(qǐng)求資源實(shí)例的LMD進(jìn)程該資源隊(duì)列可以使用了。

DIAG (Diagnostic Daemon)

Oracle10g新的后臺(tái)進(jìn)程。

例行對(duì)實(shí)例的健康情況進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也監(jiān)控實(shí)例是否掛起或者出現(xiàn)死鎖。

收集實(shí)例和進(jìn)程出錯(cuò)時(shí)的關(guān)鍵診斷信息。

這個(gè)進(jìn)程會(huì)更新alert日志文件，寫入一些重要告警信息。

上面這些都是RAC下面實(shí)例多出的進(jìn)程，下面就是RAC自己的進(jìn)程了。

RAC的服務(wù)進(jìn)程

獨(dú)立的服務(wù)CRS

• CRS- 集群資源服務(wù)
• CSS - 集群同步服務(wù)
• EVMD 事件管理服務(wù)
• ONS--事件的發(fā)布及訂閱服務(wù)

用來協(xié)調(diào)兩個(gè)實(shí)例之間來訪問存儲(chǔ)，這個(gè)架構(gòu)就是CRS。在RAC下面因?yàn)橐獙?duì)全局資源進(jìn)行控制，所以實(shí)例不能直接訪問存儲(chǔ)，必須通過CRS層來訪問。（RAC指的是架構(gòu)，具體是由CRS這套服務(wù)來實(shí)現(xiàn)的，這套服務(wù)里面有上面的四個(gè)服務(wù)組成）。

CRS--Cluster Ready Services

管理集群內(nèi)高可用操作的基本程序。

CRS管理的任何事物被稱之為資源

數(shù)據(jù)庫、實(shí)例、監(jiān)聽、虛擬IP（VIP）地址、應(yīng)用進(jìn)程等等

CRS是根據(jù)存儲(chǔ)于OCR中的資源配置信息來管理這些資源

當(dāng)一資源的狀態(tài)改變時(shí)，CRS進(jìn)程生成一個(gè)事件。

CSS--Cluster Synchronization Service

管理集群節(jié)點(diǎn)的成員資格

控制哪個(gè)結(jié)點(diǎn)為集群的成員、結(jié)點(diǎn)在加入或離開集群時(shí)通知集群成員來控制

集群的配置信息

此進(jìn)程發(fā)生故障導(dǎo)致集群重啟

EVM--Event Management

事件管理守護(hù)進(jìn)程。

發(fā)布CRS創(chuàng)建事件的后臺(tái)進(jìn)程

ONS--Oracle Notification Service

通信的快速應(yīng)用通知事件的發(fā)布及訂閱服務(wù)

Oracle集群體系結(jié)構(gòu)

Oracle RAC，全稱是Oracle Real Application Cluster，即正真的應(yīng)用集群，是Oracle提供的一個(gè)并行集群系統(tǒng)，整個(gè)集群系統(tǒng)由Oracle Clusterware（集群就緒軟件）和Real Aplication（RAC）兩大部分組成。

Oracle RAC的實(shí)質(zhì)是位于不同的操作系統(tǒng)的Oracle實(shí)例節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問訪問同一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫，每個(gè)節(jié)點(diǎn)間可以通過私有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，互相監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)，Oracle數(shù)據(jù)庫所有的數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機(jī)日志文件，控制文件等均放在集群的共享設(shè)備上面，而共享設(shè)備可以是RAW，ASM，OCFS2等，所有集群節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)讀寫共享存儲(chǔ)，Oracle RAC的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下。（RAW就是裸設(shè)備，沒有文件系統(tǒng)，就是直接在硬盤上面進(jìn)行讀寫）。

這個(gè)圖分為三個(gè)部分，第一個(gè)部分就是客戶端，第二個(gè)部分是節(jié)點(diǎn)部分，最后一部分是共享存儲(chǔ)部分。

作為用戶會(huì)去訪問集群數(shù)據(jù)庫，在節(jié)點(diǎn)層有許多節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)相當(dāng)于一個(gè)主機(jī)，或者一個(gè)操作系統(tǒng)。每一個(gè)操作系統(tǒng)是安裝在一臺(tái)服務(wù)器上獨(dú)立完成的。最底層是os，即操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)上層安裝的是clusterware，這是一個(gè)高可用的集群軟件。再上面一層是oracle rac數(shù)據(jù)庫，這個(gè)數(shù)據(jù)庫還啟動(dòng)了rac監(jiān)聽，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是有os,clusterware,oracle rac listener三部分組成的。

在10g之前的產(chǎn)品，如果要使用rac集群就必須要借助第三方高可用軟件。在10g之后Oracle推出了自己的一款clusterware，對(duì)于高可用軟件這部分可以使用oracle自身的，也可以使用第三方的。

在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)上面啟動(dòng)相關(guān)的實(shí)例，每一個(gè)實(shí)例會(huì)啟動(dòng)相關(guān)的監(jiān)聽端口。這個(gè)端口就是監(jiān)聽客戶端過來的請(qǐng)求，在Oracle集群當(dāng)中可以有多個(gè)節(jié)點(diǎn)。

共享存儲(chǔ)是rac為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，實(shí)現(xiàn)共享方式有很多種，比如raw，asm等。

由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可知：

一個(gè)Oracle Rac數(shù)據(jù)庫有多個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組成，每個(gè)服務(wù)節(jié)點(diǎn)上面都有自己獨(dú)立的OS，ClusterWare，Oracle RAC數(shù)據(jù)庫程序等，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽器。ClusterWare是一個(gè)集群軟件，主要用于集群系統(tǒng)管理，Oracle RAC數(shù)據(jù)庫程序用于提供Oracle實(shí)例進(jìn)程，以提供客戶端訪問集群系統(tǒng)，監(jiān)聽服務(wù)主要用于監(jiān)控自己網(wǎng)絡(luò)端口的信息，所有的服務(wù)和程序提供操作系統(tǒng)都去訪問一個(gè)共享存儲(chǔ)，最終完成數(shù)據(jù)的讀寫。共享存儲(chǔ)的方式有很多種，可以通過自動(dòng)存儲(chǔ)管理（ASM），Oracle集群文件系統(tǒng)（OCFS），裸設(shè)備（RAW），網(wǎng)絡(luò)共享區(qū)域存儲(chǔ)（NAS）等來保證整個(gè)集群系統(tǒng)的數(shù)據(jù)一致性。

Oracle rac數(shù)據(jù)庫和經(jīng)常所說的數(shù)據(jù)庫有什么區(qū)別呢？Oracle rac數(shù)據(jù)庫主要是提供oracle實(shí)例進(jìn)程，以供客戶端訪問集群系統(tǒng)。從Oracle運(yùn)行機(jī)制來說，集群中每臺(tái)服務(wù)器就是一個(gè)Oracle實(shí)例，多個(gè)實(shí)例對(duì)應(yīng)同一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫，組成了Oracle數(shù)據(jù)庫的集群。

從圖中可以看出，運(yùn)行在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)上面的數(shù)據(jù)庫訪問同一個(gè)RAC數(shù)據(jù)庫，并且兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的本地磁盤僅用存放Oracle安裝程序和ClusterWare軟件，而在共享存儲(chǔ)上，存放著Oracle的控制文件，數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機(jī)日志文件，歸檔日志文件等，這是安裝Oracle Rac時(shí)的一種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，其實(shí)，RAC提供了多種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式。

集群里面的每一個(gè)服務(wù)器或者里面的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)就是一個(gè)Oracle實(shí)例，有多個(gè)節(jié)點(diǎn)或者說是多個(gè)實(shí)例同時(shí)訪問同一個(gè)數(shù)據(jù)庫。從上圖可以看到節(jié)點(diǎn)的本地磁盤上面存儲(chǔ)的是Oracle的安裝程序和clusterware集群軟件的程序。在共享存儲(chǔ)上面存放著Oracle的數(shù)據(jù)文件，控制文件，聯(lián)機(jī)文件等等。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。