1、講座議題講座議題為什么要使用為什么要使用 Oracle RAC Oracle RAC 數據庫數據庫 RAC 的硬、軟件體系架構的硬、軟件體系架構 RAC 的工作原理和的工作原理和Cache Fusion 均衡負載和高可用性均衡負載和高可用性 Transparent Application Failover第1頁/共68頁第一頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。為什么要使用為什么要使用 Oracle RAC 數據庫數據庫? 穩定的、穩定的、24*7的高可靠性系統的高可靠性系統 均衡負載和強大的處理能力均衡負載和強大的處理能力 靈活開放的擴展能力靈活開放的擴展能力 隨用隨付、降低采購和維護成本隨用

2、隨付、降低采購和維護成本第2頁/共68頁第二頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。采用集群數據庫技術采用集群數據庫技術 Trans-Pacific Flight Rock ConcertThis:Or this:This:Or this:第3頁/共68頁第三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。操作系統級的操作系統級的HA主備機模式主備機模式高可用性：主機運行，備機等待主機故障、備機接管接管磁盤陣列控制IP地址自動漂移重新在備機啟動數據庫重新連接應用程序實施簡單缺點：切換間存在停頓備機空閑第4頁/共68頁第四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。提供提供24*7 的安全可靠性的安全可靠性Node A

3、 in acluster fails, users are migrated第5頁/共68頁第五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。“冷冷”故障接管的限制故障接管的限制冷接管速度慢移動硬盤卷、mount 上邏輯卷、啟動 Oracle 實例，打開數據文件不能夠預先連接到備份 Server 上出現故障后，所有的會話都必須重新連接到數據庫實例上冷的數據庫緩存接管后數據庫的緩存是“冷”的，減低數據庫的性能不能夠很容易的擴展第6頁/共68頁第六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Oracle10g RAC 128節點的網格數據庫第7頁/共68頁第七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。自動動態負載均衡實現

4、可伸縮性自動動態負載均衡實現可伸縮性l數據庫啟動時，向監聽進程注冊l節點向監聽進程報告 CPU 的使用情況l當建立連接時，監聽進程選擇最空閑的節點處理請求NodeDispatchersNodeDispatchersListenerListenerCPU LoadCPU Load第8頁/共68頁第八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。靈活的可伸縮性和強大的處理能力靈活的可伸縮性和強大的處理能力第9頁/共68頁第九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。講座議題講座議題為什么要使用為什么要使用 Oracle RAC Oracle RAC 數據庫數據庫 RAC 的硬、軟件體系架構的硬、軟件體系架構 RA

5、C 的工作原理和的工作原理和Cache Fusion 均衡負載和高可用性均衡負載和高可用性 Transparent Application Failover第10頁/共68頁第十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Oracle RAC集群數據庫技術硬件結構集群數據庫技術硬件結構ClusteredDatabase InstancesMirrored Disk SubsystemHigh Speed Switch or InterconnectHub or Switch FabricApplication Servers/ NetworkCentralized Management Console

6、Storage Area NetworkLow Latency InterconnectDrive and Exploit Industry Advances in ClusteringUsersNo SinglePoint Of FailureShared CacheScalable& throughput第11頁/共68頁第十一頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Cluster 硬件結構硬件結構 節點 ( Node ) 內部連接 ( Interconnect ) 共享磁盤 ( Shared disk )第12頁/共68頁第十二頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。節點節點 ( Nod

7、es ) 自包容的服務器，單 CPU 或者多 CPU 系統 ( SMP/NUMA ) 一個集群需要兩個或者更多的節點 每個節點支持一個 RAC Instance 每個節點可以支持不同類型的應用 每個節點不要求配置完全相同，但建議同配置 節點可以動態的添加和刪除Node第13頁/共68頁第十三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。內部連接內部連接 ( Interconnect ) 連接節點之間，節點間通訊的高速通道 可以使用標準的網絡協議，如： TCP/IP 使用高速的連接協議 ( high speed interconnects ) 可以獲得更好的性能 UDP VIA 廠商專有的，經過驗證的協議

8、第14頁/共68頁第十四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。網絡配置Cluster InterconnectPublic LANOptionalCluster InterconnectPublic LANWorkstationNODE2NODE3NODE1Optional 每個節點需三個IP地址一個公共服務地址(提供客戶訪問)一個私有的內部地址 (僅內部使用)一個虛擬IP地址 (與公共服務地址同一網段) 第15頁/共68頁第十五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。共享磁盤系統共享磁盤系統 ( Shared Disk ) 共享磁盤上的共享的設備 傳統上的裸設備卷 ( UNIX )邏輯盤 ( Wi

9、ndows ) Oracle OCFS，ASM 集群文件系統廠商專有的，經過驗證的系統，如Veritas， GPFS共享磁盤系統第16頁/共68頁第十六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Oracle9i RAC Architecturepublic networkoperating SystemclusterwareOracle 9i RACinstance 1server 1shared storageredo log instance 1 redo log instance 3 control filesdatabase filesclusterinterconnectcache to

10、cacheDB cacheserver 2operating systemclusterwareOracle 9i RACinstance 2DB cachesrvcfg/var/opt/oracle/srvConfig.locquorumServer 3, 4, .第17頁/共68頁第十七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Oracle 10g RAC Architecturepublic networkoperating SystemCRSOracle 10g RACinstance 1server 1shared storageredo log instance 1 redo log i

11、nstance 3 control filesdatabase filesserver 2operating systemCRSOracle 10g RACInstance 2clusterinterconnectcache to cacheDB cacheDB cacheocr/var/opt/oracle/ocr.locvoting/var/opt/oracle/ocr.locServer 3, 4, .第18頁/共68頁第十八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Oracle RAC 系統管理工具系統管理工具The Server Control Utility (SRVCTL) 管理整個

12、Cluster 環境 為其他管理工具提供對 RAC 的管理 基于 GSD 基礎之上Node 2GSDSRVCTLAgentNode 1GSDSRVCTLAgent第19頁/共68頁第十九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。講座議題講座議題為什么要使用為什么要使用 Oracle RAC Oracle RAC 數據庫數據庫 RAC 的硬、軟件體系架構的硬、軟件體系架構 RAC 的工作原理和的工作原理和Cache Fusion 均衡負載和高可用性均衡負載和高可用性 Transparent Application Failover第20頁/共68頁第二十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Scaleu

13、p and SpeedupOriginal systemHard-ware100% of taskTimeCluster system scaleupup to 200%oftaskup to 300%oftaskHard-wareTimeHard-wareTimeHard-wareTime50% of taskCluster system speedupHard-wareTimeHard-wareTime50% of task第21頁/共68頁第二十一頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Speedup and Scaleup for Different Types of WorkloadsW

14、orkloadOLTP and InternetDSS with parallel queryBatch (mixed)SpeedupNoYesPossibleScaleupYesYesYes第22頁/共68頁第二十二頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Cache FusionCache Fusion 提供提供 Oracle 集群數據庫透明的可擴展性集群數據庫透明的可擴展性Cash Fusion 機制使機制使 Oracle Instance 間可以直接傳遞數據塊間可以直接傳遞數據塊Cache Fusion 能夠跟蹤資源的位置和狀態能夠跟蹤資源的位置和狀態Global Cache Service

15、 管理整個集群數據庫的緩存資源管理整個集群數據庫的緩存資源Resource Master(Global Resource Directory) 分布在活動的分布在活動的 Instance 中，并可以動態的中，并可以動態的 remaster第23頁/共68頁第二十三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Cache FusionTM 體系結構 在節點A對數據進行了修改并提交，在節點B對同一數據塊進行讀操作，可通過高速鏈路訪問 多版本數據緩存支持節點A繼續對數據塊進行修改DatabaseNode ADatabase buffersNode BDatabase buffers兩節點間的數據傳輸直接通過內

16、部高速通道實現，大大減少了硬盤I/O數據傳輸Select第24頁/共68頁第二十四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Cache FusionTM 提高了效率20 msec.01 msec100 msec本地內存的數據遠程節點的數據硬盤上的數據1 msec第25頁/共68頁第二十五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Global Resource DirectoryExampleInstance ANode 1Global ResourcesID20232629Grantedto InstanceA,B,CA,BCB,CInstance BNode 2Global ResourcesID212

17、42730Grantedto InstanceBA,CA,B,CB,CInstance CNode 3Global ResourcesID22252831Grantedto InstanceA,CCA,B,CB,C第26頁/共68頁第二十六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。全局緩存服務資源模式全局緩存服務資源模式 緩存資源采用以下三種模式之一緩存資源采用以下三種模式之一: NULL Shared (S) Exclusive (X)第27頁/共68頁第二十七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。緩存融合舉例緩存融合舉例n第28頁/共68頁第二十八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Cache F

18、usion Block Transfers:Example OverviewInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance B第29頁/共68頁第二十九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 1: Read with No TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BRequest toobtain a shared resource on CN1第30頁/共68頁第三十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 1: R

19、ead with No TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BThe request is granted and the requesting instance is informedNS12第31頁/共68頁第三十一頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 1: Read with No TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BSRead request132第32頁/共68頁第三十二頁，編輯于星

20、期六：十一點 二十三分。Example 1: Read with No TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BSBlock imagedelivered10081234第33頁/共68頁第三十三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 2: Read to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BRequest to obtain an exclusive resource on BS10

21、08N1第34頁/共68頁第三十四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 2: Read to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BInstruction to transferthe block to B for exclusive accessS1008N21第35頁/共68頁第三十五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 2: Read to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstan

22、ce CInstance BBlock and resource status (including Cs plan to close its resource)SN1008N1008213第36頁/共68頁第三十六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 2: Read to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BResource assumptionand status messageN1008NX10092134第37頁/共68頁第三十七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。

23、Example 3: Write to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BNX1009Request to obtain resource inexclusive mode1第38頁/共68頁第三十八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 3: Write to Write TransferInstance A1008Instance CInstance BNX1009Instruction to transferexclusive resource to B12Insta

24、nce DResourcemaster第39頁/共68頁第三十九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 3: Write to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BNXN10091009Exclusive-keep copy of buffer123第40頁/共68頁第四十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 3: Write to Write TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CIns

25、tance BNX10091013N1234第41頁/共68頁第四十一頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 4: Write to Read TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BX10091013NNRequest to obtainresource in shared mode1第42頁/共68頁第四十二頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 4: Write to Read TransferInstance A1008Instance DResourcemasterIn

26、stance CInstance BX10091013NNInstruction to transfer shared resource to C12第43頁/共68頁第四十三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 4: Write to Read TransferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BXS10091013NN1013Shared-keep copy of buffer321第44頁/共68頁第四十四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Example 4: Write to Read Tr

27、ansferInstance A1008Instance DResourcemasterInstance CInstance BS10091013NNSResource assumptioninformation10132341第45頁/共68頁第四十五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。講座議題講座議題為什么要使用為什么要使用 Oracle RAC Oracle RAC 數據庫數據庫 RAC 的硬、軟件體系架構的硬、軟件體系架構 RAC 的工作原理和的工作原理和Cache Fusion 均衡負載和高可用性均衡負載和高可用性 Transparent Application Failover第4

28、6頁/共68頁第四十六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Load Balancing with Oracle Net ServicesInstancesDatabaseListenersClients第47頁/共68頁第四十七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Client Load BalancingClientsListeners (DESCRIPTION= (ADDRESS_LIST= (LOAD_BALANCE=on) (ADDRESS= (PROTOCOL=tcp) (HOST=sales1) (PORT=1521) (ADDRESS= (PROTOCOL=tcp) (HOST=s

29、ales2) (PORT=1521) (CONNECT_DATA= (SERVICE_NAME=第48頁/共68頁第四十八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Connection Load Balancingnode1_lsnr=(DESCRIPTION=(ADDRESS_LIST=(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=node1)(PORT=1580)node2_lsnr=(DESCRIPTION=(ADDRESS_LIST=(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=node2)(PORT=1580)Parameter file on node1local

30、_listener = node1_lsnrremote_listener = node2_lsnr第49頁/共68頁第四十九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Connection Load BalancingNodes (DESCRIPTION= (ADDRESS_LIST= (LOAD_BALANCE=on) (ADDRESS= . . . ) (ADDRESS= . . . ) (ADDRESS= . . . ) (CONNECT_DATA= (SERVICE_NAME= (SERVER=shared) Dispatchers第50頁/共68頁第五十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。

31、Service and Instance Names(DESCRIPTION=(LOAD_BALANCE=ON)(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=host1)(PORT=1521)(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=host2)(PORT=1521)(ADDRESS=(PROTOCOL=tcp)(HOST=host3)(PORT=1521)(DESCRIPTION=(ADDRESS= (PROTOCOL=tcp)(HOST=host1)(PORT=1521)(CONNECT_DATA= (INSTANCE_NAME=S1)第51頁/共68頁第五十一

32、頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Adaptive Parallel QueryQuerycoordinatorParallel queryexecutionQuery processeshave node affinity for query coordinatorbut will use other nodes if neededNode 2Node 3Node 1第52頁/共68頁第五十二頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Listeners Multiple listeners enable Client load balancing Connect-time failover Tr

33、ansparent Application Failover (TAF)ClientsCluster nodesListeners第53頁/共68頁第五十三頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Virtual IP Addresses and RAC第54頁/共68頁第五十四頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Primary and Secondary InstancesClientsNodesListeners. . .*.active_instance_count = 1*.cluster_database_instances = 2sales1.instance_name = sales1

34、sales2.instance_name = sales2. . .Primary instance: first one tostartSecondary instance: second one to start; can become primary if other instance fails 第55頁/共68頁第五十五頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。ExampleRAC1 = (DESCRIPTION= (LOAD_BALANCE=OFF)(FAILOVER=ON) (ADDRESS= (PROTOCOL=TCP)(HOST=aaacme1)(PORT=1521) (ADDRE

35、SS= (PROTOCOL=TCP)(HOST=aaacme2)(PORT=1521) (INSTANCE_ROLE=PRIMARY) (SERVER=DEDICATED) (FAILOVER_MODE= (BACKUP=RAC2) (TYPE=SESSION)(METHOD=PRECONNECT) (RETRIES=180)(DELAY =5) 第56頁/共68頁第五十六頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。ExampleRAC2 = (DESCRIPTION= (LOAD_BALANCE=OFF)(FAILOVER=ON) (ADDRESS= (PROTOCOL=TCP)(HOST=aaac

36、me2)(PORT=1521) (ADDRESS= (PROTOCOL=TCP)(HOST=aaacme1)(PORT=1521) (INSTANCE_ROLE=SECONDARY) (SERVER=DEDICATED) (FAILOVER_MODE= (BACKUP=RAC1) (TYPE=SESSION)(METHOD=PRECONNECT) (RETRIES=180)(DELAY =5) 第57頁/共68頁第五十七頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。TAF in Real Application Clusters Can be used with spare nodes or with

37、primary/secondary instance configurations Designed for this environment, but can be used for Real Application Clusters Guard Replicated systems Data Guard第58頁/共68頁第五十八頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。TAF Failover Mode Options Must add failover options manually to TNS configuration files They are part of the CONNEC

38、T_DATA section of a connect descriptor Failover options include TYPE: Identify the nature of TAF, if any METHOD: Configure how quickly failover can occur BACKUP: Identify an alternate net service name RETRIES: Limit the number of times a reconnection will be attempted DELAY: Specify how long to wait

39、 between reconnection attempts 第59頁/共68頁第五十九頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。 Failover types identify the nature of TAF, if any The options are: SESSION: Failover to an alternate session only SELECT: Failover and continue with any ongoing query NONE: Prevent failoverFailover Types. . . (CONNECT_DATA = (FAILOVER_MODE = (TYPE=SELECT). . .第60頁/共68頁第六十頁，編輯于星期六：十一點 二十三分。Failover Methods Determine how quickly connections become available following a failover BASIC: Establishes no contact with the failover instance prior to failure PRECONNECT: Creates mirror connections on the standby inst