單點數(shù)據(jù)庫VS RAC

單節(jié)點數(shù)據(jù)庫，如果實例宕機了，如果一個業(yè)務(wù)鏈接在實例上面，那么這個業(yè)務(wù)就中斷了。這個時候系統(tǒng)就不具有可用性了，那么這個時候單節(jié)點的可用性是很差的。

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

RAC不能夠解決在數(shù)據(jù)的安全，盡管有多個實例，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，那么整個數(shù)據(jù)庫就損壞了。

什么是RAC

一般每個實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上面，但是還有一些文件放在每個實例自己的本地的磁盤上面，比如參數(shù)文件，每一個實例都可以有自己的參數(shù)文件，這個參數(shù)文件既可以放在本地也可以放在共享存儲上面，多個實例都使用同一個參數(shù)文件。

在RAC里面，最重要的就是實例和實例之間的交互，即使是分離的實例，但是讀取的數(shù)據(jù)是相同的，RAC不是分布式的系統(tǒng)，因為它只有一個存儲，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還是一臺數(shù)據(jù)庫，多個實例。

RAC架構(gòu)

對于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)都在一個網(wǎng)絡(luò)下面，那么那么就會對數(shù)據(jù)造成影響，嚴重的影響RAC的性能了。

實例之間數(shù)據(jù)之間傳遞使用私有網(wǎng)絡(luò)和對外服務(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)，一個是實例之間的數(shù)據(jù)的傳遞，另外一個是公有網(wǎng)絡(luò)，是對外提供服務(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

除了具有普通的數(shù)據(jù)庫特性外：

每一個節(jié)點的instance都有自己的SGA

每一個節(jié)點的instance都有自己的background process

每一個節(jié)點的instance都有自己的redo logs

每一個節(jié)點的instance都有自己的undo表空間

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

每一個節(jié)點都有自己的redo,redo不是共用的。雖然redo是放在共享磁盤上面，但是每個實例都有自己的redo，各有各的。當實例2壞了，實例1做恢復的時候可以通過實例2的redo信息來進行恢復。

每個實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，每一套實例都有自己的東西。

RAC如何容錯的

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

當節(jié)點1壞了，不僅僅只是將業(yè)務(wù)切換到節(jié)點2，這個時候還要處理節(jié)點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)。

比如實例1壞了，實例2就要從實例1的redo里面讀最后一次checkpoint之后的信息，就是實例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，該恢復的恢復。

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，因為是最后一次checkpoint之后的信息，之前的信息是已經(jīng)寫到磁盤上面了，所謂的恢復是將未寫到磁盤上面的信息進行恢復。（雖然實例壞了，但是實例的redo并沒有壞，放置在共享存儲上面，它的redo還是允許其他實例訪問的）實例2讀取實例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，這個有點像實例的恢復。

RAC Background Processes

這里面會比單實例環(huán)境下面的實例多出幾個進程。

多出來的進程就用來保證在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)的后臺進程

LMS - Gobal Cache Service Process 全局緩存服務(wù)進程

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

LMD - Global Enqueue Service Daemon 全局查詢服務(wù)守護進程

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

LCK0 - Instance Enqueue Process 實例查詢進程

DIAG (Diagnostic Daemon) 診斷守護進程

RAC后臺進程

LMON--Lock Monitor Processes

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

處理非正常終止的進程和實例。

當實例離開和加入集群時，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進程主要用來管理集群內(nèi)數(shù)據(jù)塊的訪問，并在不同實例的BUFFER CACHE中傳輸塊鏡像。

當在某個數(shù)據(jù)塊上發(fā)生一致性讀時，LMS負責回滾該數(shù)據(jù)塊，并將它copy到請求的實例上。

每個RAC節(jié)點至少有2個LMS進程。 也稱作 GCS (Global Cache Services) processes.

LCK--Lock Process

LCK進程主要用來管理實例間資源請求和跨實例調(diào)用操作，調(diào)用操作包括數(shù)據(jù)字典等對象的訪問；并處理非CACEH FUSION的CHACE資源請求（例如：DICTIONARY CACHE或row cache的請求)由于LMS進程負責主要的鎖管理功能，所以每個實例只有一個LCK進程。

可以看到有這么多的進程都和鎖有關(guān)系，歸根結(jié)底就是一個數(shù)據(jù)塊從一個實例到另外一個實例，維護一致性的依據(jù)就是鎖。只有通過鎖才可以維護數(shù)據(jù)塊在兩個實例之間的一致性。

LMD--Lock Monitor Daemon Process

LMD進程主要管理對全局隊列和資源的訪問，并更新相應(yīng)隊列的狀態(tài)，處理來自于其他實例的資源請求。

每一個全局隊列的當前狀態(tài)存儲在相應(yīng)的實例共享內(nèi)存中，該狀態(tài)表明該實例具有相應(yīng)的權(quán)利使用該資源。

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

DIAG (Diagnostic Daemon)

Oracle10g新的后臺進程。

例行對實例的健康情況進行監(jiān)控，同時也監(jiān)控實例是否掛起或者出現(xiàn)死鎖。

收集實例和進程出錯時的關(guān)鍵診斷信息。

這個進程會更新alert日志文件，寫入一些重要告警信息。

上面這些都是RAC下面實例多出的進程，下面就是RAC自己的進程了。

RAC的服務(wù)進程

獨立的服務(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)兩個實例之間來訪問存儲，這個架構(gòu)就是CRS。在RAC下面因為要對全局資源進行控制，所以實例不能直接訪問存儲，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)來實現(xiàn)的，這套服務(wù)里面有上面的四個服務(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、實例、監(jiān)聽、虛擬IP（VIP）地址、應(yīng)用進程等等

CRS是根據(jù)存儲于OCR中的資源配置信息來管理這些資源

當一資源的狀態(tài)改變時，CRS進程生成一個事件。

CSS--Cluster Synchronization Service

管理集群節(jié)點的成員資格

控制哪個結(jié)點為集群的成員、結(jié)點在加入或離開集群時通知集群成員來控制

集群的配置信息

此進程發(fā)生故障導致集群重啟

EVM--Event Management

事件管理守護進程。

發(fā)布CRS創(chuàng)建事件的后臺進程

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提供的一個并行集群系統(tǒng)，整個集群系統(tǒng)由Oracle Clusterware（集群就緒軟件）和Real Aplication（RAC）兩大部分組成。

Oracle RAC的實質(zhì)是位于不同的操作系統(tǒng)的Oracle實例節(jié)點同時訪問訪問同一個Oracle數(shù)據(jù)庫，每個節(jié)點間可以通過私有網(wǎng)絡(luò)進行通信，互相監(jiān)控節(jié)點的運行狀態(tài)，Oracle數(shù)據(jù)庫所有的數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機日志文件，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)點可以同時讀寫共享存儲，Oracle RAC的基本拓撲結(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行讀寫）。

這個圖分為三個部分，第一個部分就是客戶端，第二個部分是節(jié)點部分，最后一部分是共享存儲部分。

作為用戶會去訪問集群數(shù)據(jù)庫，在節(jié)點層有許多節(jié)點，每一個節(jié)點相當于一個主機，或者一個操作系統(tǒng)。每一個操作系統(tǒng)是安裝在一臺服務(wù)器上獨立完成的。最底層是os，即操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)上層安裝的是clusterware，這是一個高可用的集群軟件。再上面一層是oracle rac數(shù)據(jù)庫，這個數(shù)據(jù)庫還啟動了rac監(jiān)聽，每一個節(jié)點都是有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。

在每一個節(jié)點上面啟動相關(guān)的實例，每一個實例會啟動相關(guān)的監(jiān)聽端口。這個端口就是監(jiān)聽客戶端過來的請求，在Oracle集群當中可以有多個節(jié)點。

共享存儲是rac為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享，實現(xiàn)共享方式有很多種，比如raw，asm等。

由拓撲結(jié)構(gòu)可知：

一個Oracle Rac數(shù)據(jù)庫有多個服務(wù)器節(jié)點組成，每個服務(wù)節(jié)點上面都有自己獨立的OS，ClusterWare，Oracle RAC數(shù)據(jù)庫程序等，每個節(jié)點都有自己的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽器。ClusterWare是一個集群軟件，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實例進程，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)都去訪問一個共享存儲，最終完成數(shù)據(jù)的讀寫。共享存儲的方式有很多種，可以通過自動存儲管理（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（NAS）等來保證整個集群系統(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實例進程，以供客戶端訪問集群系統(tǒng)。從Oracle運行機制來說，集群中每臺服務(wù)器就是一個Oracle實例，多個實例對應(yīng)同一個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，運行在兩個節(jié)點上面的數(shù)據(jù)庫訪問同一個RAC數(shù)據(jù)庫，并且兩個節(jié)點的本地磁盤僅用存放Oracle安裝程序和ClusterWare軟件，而在共享存儲上，存放著Oracle的控制文件，數(shù)據(jù)文件，聯(lián)機日志文件，歸檔日志文件等，這是安裝Oracle Rac時的一種數(shù)據(jù)存儲方式，其實，RAC提供了多種數(shù)據(jù)存儲方式。

集群里面的每一個服務(wù)器或者里面的每一個節(jié)點就是一個Oracle實例，有多個節(jié)點或者說是多個實例同時訪問同一個數(shù)據(jù)庫。從上圖可以看到節(jié)點的本地磁盤上面存儲的是Oracle的安裝程序和clusterware集群軟件的程序。在共享存儲上面存放著Oracle的數(shù)據(jù)文件，控制文件，聯(lián)機文件等等。

總結(jié)

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

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