【Oracle之RAC介绍】

RAC是real application clusters的缩写，译为“实时应用集群”， 是Oracle新版数据库中采用的一项新技术，是高可用性的一种，也是Oracle数据库支持网格计算环境的核心技术。

数据库系统和其他数据管理很重要的一个区别就是 允许并发访问
 最大挑战是 数据不一致
 如何保证并发和数据一致是数据库系统的核心

 并发访问和数据一致性：
  数据不一致的情况
   1 脏读
   2 不可重复性
   3 幻影读
   4 数据一致性
 事务和隔离级别
  四种数据一致性级别：隔离级别
   read uncommited:不希望“写”阻塞“读”。
   read committed:允许“写”阻塞“读”
   repeatable: 目的是避免“不可重复读”和“丢失数据”
   seralizable: 保证用户以独占方式访问数据
 Oracle支持的隔离界别：read committed，seralizable，Read Only

 

为了便于学习和理解，将RAC环境分为 存储层、网络层、集群层、应用层 4层来分别学习。

存储层
由SAN组成的存储层，由于RAC架构是共享存储，常规场景下只需要有一个存储。
但如果预算充足，为了进一步提高可用性，我们完全可以在存储层考虑使用2个存储，在存储层构建一个存储层面的集群。比如使用EMC的vplex，HDS的GAD(Global-Active Device)等。
这种存储级别的集群，在extended RAC架构中很常见。这一块基本都偏向于底层存储层面的知识，与RAC本身关系不大，不再多说。

网络层
public IP：集群各节点真实IP地址，和其他应用服务器连接在一个交换机上。
10g RAC VIP：在Public IP所在网卡上绑定一个VIP。
优点是：VIP是浮动的，使用VIP，可以避开对TCP协议栈超时的依赖。
11g RAC SCAN IP：在 VIP 基础上 再引入的scan IP，也有对应的scan IP的监听。
优点是：使用scan IP配置客户端连接，以后集群内部添加删除节点，不需改动客户端的tns配置。

private IP：集群内部互联IP，大数据量、低延迟要求，预算低用G级以太网，预算高用infiniband。
网络心跳（Network Heartbeat）使用这个private IP网络。
缓存融合（Cache Fusion）也是通过这个private IP网络进行传输。

集群层
集群层是在OS kernel和应用之间的一层。用来统一协调集群内各节点正常调度有序工作。
10g RAC 通过Oracle Clusterware来实现这一层的功能。
11g RAC 改名clusterware为GI。
GI除了名字上的不同，还有很多改变，比如将ASM安装的集成到GI中，比如GI的安装一般建议单独用户（grid)安装，而之前clusterware一般都是和数据库在同一用户（oracle）安装的等等，可以简单认为GI比clusterware更加完善细化了。

应用层
应用层是指在集群件之上的具体应用和资源。
RAC 按照用途主要把应用层分为2大类：nodeapps（节点应用） 和 database-related resource（数据库资源）。
nodeapps：GSD、ONS、VIP、Listener等。
database-related：Database、Instance、Service等。

 

 

RAC中的特点是：

每一个节点的instance都有自己的SGA

每一个节点的instance都有自己的background process

每一个节点的instance都有自己的redo logs

每一个节点的instance都有自己的undo表空间

所有节点都共享一份datafiles和controlfiles

还提出了一个缓存融合的技术(Cache fusion)

目的有两个

01.保证缓存的一致性

02.减少共享磁盘IO的消耗

因此在RAC环境中多个节点保留了同一份的DB CACHE

缓存融合（Cache fusion）工作原理：

****************************************

01.其中一个节点会从共享数据库中读取一个block到db cache中

02.这个节点会在所有的节点进行交叉db block copy

03.当任何一个节点缓存被修改的时候，就会在节点之间进行缓存修改

04.为了达到存储的一致最终修改的结果也会写到磁盘上

ClusterWare组件

*******************

四种Service

Crsd -集群资源服务

Cssd - 集群同步服务

Evmd - 事件管理服务

oprocd - 节点检测监控

三类Resource

VIP - 虚拟IP地址(Virtual IP)

OCR - Oracle Cluster Registry(集群注册文件),记录每个节点的相关信息

Voting Disk - Establishes quorum (表决磁盘),仲裁机制用于仲裁多个节点向共享节点同时写的行为，这样做是为了避免发生冲突。

RAC的组件

************

提供过了额外的进程，用来维护数据库

LMS - Global Cache Service Process 全局缓存服务进程

LMD - Global Enqueue Service Daemon 全局查询服务守护进程

LMON - Global Enqueue Service Monitor全局查询服务监视进程

LCK0 - Instance Enqueue Process 实例队列进程