Oracle 集群学习笔记

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1、1、Oracle 集群原理概述1.1 Oracle 集群的总体结构Oracle 集群实质上就是使多个服务器访问同一个 Oracle 数据库,这样一方面可以避免一 个服务器宕机时数据库不能访问(即高可用性) ,同时也可以进行并行运算和负载均衡。要安装 Oracle 的集群,硬件上至少需要两台以上的服务器，而且还需要一个共享存储设 备。同时至少需要两个软件：Oracle数据库软件(集成了 RAC组件)和Oracle ClusterWare。 Oracle clusterware 也可以使用经过了 RAC 认证的第三方集群软件来代替。同时所有服务器 上的 OS 都应该是同一类 OS。Puhii屛 N

2、work从软件组件上来讲 ,一个 Oracle 集群由多台服务器组成 ,每台服务器有自己的监听器 (Listener),用于监听自己的网络端口;每台服务有自己的Oracle RAC服务，用于数据库的集群 访问;每台服务器有自己的集群就绪服务(clusterware),用于集群管理;所有的服务器通过自己 的操作系统访问一个共享的存储设备 ,共享存储设备的存储机制可以使用裸设备 (Raw)、 Oracle集群文件系统(OCFS)、自动存储管理(ASM)或网络附属存储(NAS)。当有客户端访问 时,由上而下依次调用相应的软件。从逻辑结构上来讲,集群中的每台服务器有一个实例,每台服务器上的实例都对应到

3、同一 个数据库。关于 Oracle 软件和本地存档日志,既可以存储在本地磁盘上(如下图),也可以存储 在共享磁盘上,这取决于在安装时选择的存储机制。下图显示了更详细的逻辑结构。客户端首先访问某个实例,让后再通过集群管理软件访 问到数据库的数据;节点之间使用内部连接进行通讯。全局缓存集群内部通讯通讯集群 管理共享磁盘驱动器1.2 Oracle Clusterware 体系结构Oracle Clusterware 是一个集群软件,使用它做集群的所有操作系统必须相同。使用 Oracle Clusterware 将多个装有相同操作系统的服务器捆绑到一起,当对这些集群的服务器进行访问 时,就像访问一台服

4、务器一样。Oracle Clusterware 要求两个集群组件:(l)voting disk(表决磁盘)：用于记录集群节点的信息。虽然名字是磁盘，但是如果使用的 是OCFS文件系统，它是以一个文件的方式存在。RAC用它来确定哪些实例是集群实例。当 网络发生故障时,还要用它存储的信息进行健康检查(例如检查成员服务器是否可用)和仲裁。 表决磁盘必须存放在共享磁盘上。(2)Oracle Cluster Registry(OCR, 集群注册), 用于记录集群配置信息。集群注册也必须存放 在共享磁盘上。1.3 RAC 体系结构与进程可以选择一个RAC支持的存储机制来存储这些数据OraclelOg推荐使

5、用自动存储管理 (ASM)来存储RAC数据库。可以使用下列存储机制来存储RAC数据库：(1) 自动存储管理(ASM)(2) Oracle集群文件系统(OCFS2),也可以使用通过RAC认证的第三方集群文件系统(3) 网络文件系统(N FS)(4) 裸设备(Raw devices)在存储结构上,RAC数据库与单实例数据库不同的地方是：(1) 每一个节点的 instance 都有自己的 SGA(2) 每一个节点的 instance 都有自己的 background process(3) 每一个节点的 instance 都有自己的 redo logs(4) 每一个节点的 instance 都有自己的

6、 undo 表空间(5) 所有节点都共享一份 datafiles 和 controlfiles当对Oracle数据库进行集群时，所有的集群节点必须连接到一个局域网(LAN)，以便应用 程序和用户访问RAC数据库。应用程序用该使用Oracle数据库服务功能连接到数据库，数据 库服务允许定义规则和特性来控制用户和应用程序如何连接到数据库实例,特性包括:唯一名 称(unique name)、负载均衡(1 oad balance)和故障处理(failover)。Oracle 网络服务(Net Services) 允许对应用程序的连接进行负载均衡以使应用程序交叉连接到每个集群实例上。每个RAC数据库有两

7、个或多个实例，每个实例有自己的内存结构和后台进程。在RAC 环境中,每个实例的内存结构和后台进程都是相同的,它们看起来像单一系统的影像。每个实 例的SGA内有一个缓冲区(buffer cache),使用缓存融合(Cache Fusion)技术，每个实例就像使 用单一缓存一样使用集群实例的缓存来处理数据库。因此,RAC实例的SGA要比单一实例 的SGA大。如下图所示，图中所示为使用缓存融合技术对数据进行处理的一个简单过程，图中 标注中的序号为访问的步骤，共享缓存分布在所有节点上。V八L从磁盘读 取数据块库共享缓存2.通过内部通 讯交叉拷贝块4将数据块 写入磁盘:3通过内部通讯厂-交叉升级数据块丨

8、I:RAC 使用两个进程来保证每个实例都包含一个查询或事务所 需要的 数据： Global Cache Service (GCS)和 the Global Enqueue Service (GES)。GCS 和 GES 使用 Global Resource Directory (GRD)来维护和记录每个数据文件的状态。GRD(全局资源目录)的 内容分布在所有活动的实例上,这又无形中增加了 RAC 实例的 SGA 的容量。RAC的特定进程与GRD结合，使得RAC可以使用缓存融合，下面是RAC的几个进程:(1) LMSGlobal Cache Service process(全局缓存服务进程)(2

9、) LMDGlobal Enqueue Service Daemon (全局查询服务守护进程)(3) LMONGlobal Enqueue Service Monitor (全局查询服务监视进程)(4) LCK0Instance Enqueue Process ( 实例查询进程)1.4 Linux(X86)下Oracle集群的存储选项要知道如何规划安装的磁盘，首先要了解需要存储那些内容，每部分内容的容量至少需 要多少，每部可以如何存储。下图列出了在 Oracle 集群需要存储的软件和数据:项目内容最少礒稲牢间Clusterware 软件集群软件500M(安装完成后不变)voting disk

10、（表决磁盘）记录集群节点信息20MOCR （Oracle集群注册）存储集群配置信息100MOracle数据库软件数据库软件1.3GB (安装完成后不变)RAC数据庫存储所有数据库文件1.2GB 1使用过程中不断增加)恢复文件（Recovery File）快速恢复数据2GBF表显示了可以用来存储Oracle集群中各部分的存储机制:项目存储系统存储位置Clusterware 软件NFS 要求 NAS 设备, ext2、 ext3等本地文件系统本地磁盘或网络磁盘(NFS)voting diskOCFS2、Raw device、NFS共享磁盘或网络磁盘(NFS)OCROCFS2、Raw device、

11、NFS仪享磁盘或网络磁盘(NFS)数据库软件OCFS2 (共享)- NFS (网络)， ext2、ext3等本地本地磁盘或网络磁盘(NFS) 共享磁盘OCFS力数据库OCFS2、ASM、Raw device、NFS共享磁盘或网络磁盘(NFS)恢复文件OCFS2、ASM、NFS共享磁盘或网络磁盘(NFS)从存储位置中可以看出,所有的内容均可使用网络磁盘,但是网络磁盘要求有 NAS 设备。 如果不使用NAS设备，除软件外，其他的数据都必须存储在共享磁盘上。对于Oracle数据库 软件，如果要存储在共享磁盘上(所有服务器共享一个Oracle Home),需要使用OCFS2文件系 统。再来看Clust

12、erware和Oracle数据库存储的选项，下图显示了 Clusterware和Oracle数据 库支持的存储选项。存储选项ClusterwareASM否OCFS2是Raw Device是NFS是支持的文件类型数据库恢复文件是是是是杲否是是注:Clusterware 存储的是 voting disk 和 OCR 从上图可以看出， 要想使用单一文件系统， 必须使用 OCFS2 或 NFS 文件系统。但 是,Oracle 10g提供了非常方便的存储管理系统ASM，因此，大多数情况下建议使用OCFS2来 存储Clusterware的数据和Oracle数据库软件，使用ASM来存储数据库文件。综上所述，

13、在Linux(x86)下安装Oracle集群，推荐采用以下几种策略之一：(1)将 Oracle 数据库软件安装在本地磁盘 (每个节点上一个拷贝 )，使用裸设备来存储 Clusterware，使用ASM来存储数据库和恢复文件。如下图所示。项目存储系统存储位置Clusterware 软件ext2 ext3本地磁盘voting diskRaw device共享磁盘OCRRaw device共享磁盘数据库软件ext2、ext3本地磁盘数据庫ASM共享磁盘恢复文件ASM共享磁盘(2)数据全部使用 OCFS2 来存储，并将 Oracle 数据库软件安装在 OCFS2 上(所有节点共 享一个Orache H

14、ome)如下图所示。项目存储系统存储位置Clusterware 软件ext2、ext3本地磁盘voting diskOCFS2共享磁盘OCROCFS2共享磁盘n数据库软件OCFS2共享磁盘数据库OCFS2共享磁盘恢复文件OCFS2共享磁盘将Oracle数据库软件安装在共享磁盘上（所有节点共享一个Orache Home），使用ASM 存储恢复文件和数据库。如下图所示。项目存储系统存储位置Clusterware 软件ext2、ext3本地磁盘voting diskOCFS2共享磁盘OCROCFS2共享磁盘数据库软件OCFS2共享磁盘数据库ASM扶享磁盘恢复文件ASM共享磁盘至于使用哪种方式，请了解各存储机制，并根据自己的实际环境来具体安排。在大多数情况下。使用第 3 种策略对于管理和扩展以及 I/O 负载均衡会更好。