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盘点构成Oracle RAC搭建软件的三种类型

作者:IT服务外包 发布时间:2018-08-06 阅读: 转至微博:

RAC搭建的实现都是基于硬件的配合,使用软件产品来实现的,根据前面讨论到的逻辑层次结构,构成RAC的软件主要包括存储层、集群层和数据库层,分别由存储管理软件、集群管理软件和数据库管理软件来实现。
在10g版本之前的Oracle RAC中,要搭建一个Oracle集群环境需要用到第三方的集群管理软件和存储管理软件。Oracle从10g开始,推出了自己的集群管理软件和存储管理软件。Oracle 11g R2将这两部分软件进行打包,作为一个基础的架构软件推出,同时支持第三方产品的使用。下面对这三部分软件进行详细的讨论。
RAC搭建
存储管理软件
Oracle 11g之前,Oracle数据库支持直接使用裸设备,虽然它有高性能等特点,但也存在不便于管理等问题。从11gR2开始,Oracle图形化界面不再支持直接使用裸设备,取而代之的是使用Oracle ASM(Automated Storage Management,自动存储管理)作为Oracle默认的存储管理方式。
ASM结构没有文件系统那么复杂,丰富的特性使它同样具有出色的性能,非常适合Oracle数据库的使用。从11gR2版本开始,包括Clusterware磁盘文件OCR和Votedisk在内的所有Oracle文件,都支持直接存放到ASM当中,并且在ASM的基础上还推出了ACFS(ASM Clusterware File System,ASM集群文件系统)。由此Oracle有了自己的集群文件系统,ASM开始成为一种完整的存储解决方案。
ASM也是建立在裸设备基础上,没有任何文件系统对它进行格式化。ASM能够实现镜像和条带化,支持动态地添加、删除磁盘,并且能自动实现重新平衡(可以简单地理解为碎片整理功能)。ASM管理工具SRVCTL、ASMCMD在10g的基础上进行了扩展和增强。11gR2版本新推出的ASM图形化管理工具ASMCA,为ASM的使用提供了强有力的支撑。
除了ASM外,Oracle继续支持使用集群文件系统作为存储方式。10g版本中出现的OCFS(Oracle Cluster File System,Oracle集群文件系统)依然能够继续使用,从10g版本的使用情况来看OCFS是很稳定的,但它的稳定性依赖于节点网络(使用OCFS需要配置网络心跳)和存储连接的稳定性。Oracle也支持使用NFS的方式实现共享存储,同时继续支持第三方的集群文件系统,如Red Hat 的GFS、IBM AIX的GPFS等。
集群管理软件
部署RAC不仅硬件上有一定的要求,软件也不像单实例数据库只需要一个数据库软件。除了数据库软件外,集群还需要集群管理软件协调节点服务器之间的工作,以管理集群的各种资源,配合数据库实现集群的高可用性。Oracle有自己的集群管理软件Clusterware,Clusterware与Database高度地集成,它们的组合成为部署RAC的首选。同时,Oracle也支持第三方的集群软件来实现RAC,但这并不意味着不需要Clusterware,即使使用第三方集群管理软件也只能代替Clusterware的部分功能,从某种角度讲,使用第三方集群管理软件来实现RAC只会增加管理难度和维护成本。
Clusterware为所有平台的Oracle数据库提供一个完整的集群解决方案,并为RAC运行提供必要的基础架构。Clusterware通过对VIP地址、数据库、监听器、服务等CRS资源的管理提供RAC的高可用性。
使用Clusterware不仅可以使Database具有高可用性,通过简单的配置也可以使应用服务器具有高可用性。所以,Clusterware更像是一个独立的产品,它不只限于配合Database的使用,还可以和其他应用产品集成来实现各种产品的高可用性。从Oracle 11g开始,Clusterware作为Grid Infrastructure的一部分被安装和使用。安装和运行Clusterware的服务器可以具备不同机型、不同配置,但同一个集群必须安装相同的操作系统。
RAC的部署不依赖于第三方集群管理软件,提供了只使用Oracle产品就能完成集群搭建的整体解决方案。对于客户来说,这样既降低了维护成本,减少了厂家之间责任的推脱,也使问题得到了更快的解决。
数据库管理软件
狭义上讲,RAC特指RAC Database,是广义RAC体系中的数据库层,是RAC体系中最核心的部分,由分布在不同节点服务器的数据库实例和共享存储上的数据库组成。一个RAC Database只有一个数据库,但是有多个实例分布在不同的服务器上。RAC Database也是个集群,比单实例数据库有更多的后台进程来保证节点间实例访问的一致性,同时,它又与集群管理软件的后台进程配合,共同实现RAC高可用性。
在单实例数据库中,实例和数据库是一对一的关系;在RAC数据库中,实例和数据库是多对一的关系。RAC Database不同于Oracle单实例数据库,每个RAC实例有如下特点:
·有独立的Redo进程和文件,必须放在共享存储上。
·有独立的UNDO表空间,必须放在共享存储上。
RAC Database通常包含两个或更多的数据库实例,每个实例包含自己的内存结构和后台进程。RAC Database和单实例数据库有相同的内存结构和后台进程,另外还附加了一些RAC所特有的进程和内存结构。RAC数据库使用Cache Fusion技术,将所有实例的SGA融合到一起,使之形成逻辑上单一的缓冲区,每个节点实例缓冲区都是集群缓冲区的组成部分。由于Cache Fusion的原因,RAC数据库占用的SGA空间要比单实例占用SGA的空间更大。
RAC并不能解决运行中可能出现的所有故障。存储失败(如阵列磁盘损坏)对RAC来说是致命的,一旦存储失败就可能导致所有运行节点都会出现问题。Oracle针对这种情况提出了MAA(Maximum Availability Architecture,最高可用性构架),即RAC+Active Data Guard,它可以有效地避免存储失败导致的数据丢失和长时间停机。Active Data Guard中的Active指的是从11gR2开始,物理Standby以只读方式打开的情况下,依然可以应用传送过来的日志。本书第11章将详细讨论Data Guard技术。
需要说明的是,MAA构架是最高可用性,但不是完全可用性。Data Guard的主备切换可能需要几分钟或更长的时间。所以即使使用了MAA构架,当RAC所有节点出现了故障,在一定时间内也会影响系统的正常使用。
小结
RAC具有非常多的特点,首先RAC是并行运行的架构,所有的节点都同时工作,具备非常高的可用性,能够在出现单点故障的时候依然提供服务。由于11gR2版本中网格即插即用的出现,集群添加、删除节点变得非常方便,RAC的吞吐量随着节点数目的增加也不断得到增大。
RAC是高可用性的解决方案,但是由于它的运行需要众多不同类型硬件产品的支持和协同工作,所以可能存在一些不稳定的情况;同时,由于RAC的体系结构导致私有网络成为RAC的一个性能瓶颈,后面将对这两个问题进行详细的讨论。最后讨论了组成RAC的软件,分别由存储管理软件、集群管理软件和数据库管理软件构成。

关键词: RAC搭建