1. Oracle RAC介紹

1.1 基本概念

Oracle RAC（Oracle Real Application Server Cluster）是一種分布式數(shù)據(jù)庫解決方案，它允許多個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫實(shí)例在多臺服務(wù)器上共享同一個(gè)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間，并通過集群來保證高可用性和容錯(cuò)性。簡單來說，RAC就是將多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例連接起來，形成一個(gè)“集群”，可以在任何節(jié)點(diǎn)上訪問到完整的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容。

Oracle RAC由多個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例組成，其中每個(gè)實(shí)例都運(yùn)行在不同的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上。節(jié)點(diǎn)之間通過網(wǎng)絡(luò)通信，每個(gè)實(shí)例都可以訪問數(shù)據(jù)文件、控制文件、歸檔日志和參數(shù)文件等共享資源。在RAC架構(gòu)中，數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序是分離的，應(yīng)用程序只需要連接到任何一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例即可，當(dāng)有節(jié)點(diǎn)故障時(shí)，連接會(huì)自動(dòng)定向到其他節(jié)點(diǎn)上。

1.2 Oracle RAC應(yīng)用場景

Oracle RAC被廣泛用于大型、高性能的企業(yè)級應(yīng)用系統(tǒng)中，如在線交易處理、數(shù)據(jù)倉庫和業(yè)務(wù)智能分析等。

（1）交易處理
在交易處理系統(tǒng)中，Oracle RAC可以提供高可用性、負(fù)載均衡和性能優(yōu)化的支持。采用Oracle RAC可以避免因單點(diǎn)故障而導(dǎo)致的系統(tǒng)不可用或性能下降，保障了在線交易系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

（2）數(shù)據(jù)倉庫
在數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)中，Oracle RAC可以提供強(qiáng)大的查詢優(yōu)化功能，以滿足業(yè)務(wù)對數(shù)據(jù)挖掘和商業(yè)智能分析的需求。同時(shí)，Oracle RAC還支持在線報(bào)表生成和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，可以大大提升業(yè)務(wù)決策的速度和準(zhǔn)確性。

（3）業(yè)務(wù)智能分析
Oracle RAC還廣泛應(yīng)用于業(yè)務(wù)智能分析系統(tǒng)中，以滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)量、復(fù)雜查詢和多維分析等業(yè)務(wù)需求。通過引入Oracle RAC，可以有效提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和并行處理能力，以滿足業(yè)務(wù)對實(shí)時(shí)性和可靠性的需求。

1.3 Oracle RAC的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）優(yōu)點(diǎn)

• 高可用性：Oracle RAC 具有高可用性，因?yàn)樗梢栽诙鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行數(shù)據(jù)庫實(shí)例。如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，其他節(jié)點(diǎn)可以自動(dòng)接管其職責(zé)，從而避免了單點(diǎn)故障。
• 高容錯(cuò)性：Oracle RAC提供故障檢測和自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)，在節(jié)點(diǎn)故障、網(wǎng)絡(luò)故障以及存儲(chǔ)設(shè)備故障等情況下，自動(dòng)地協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫實(shí)例之間的交互。Oracle RAC 具有故障轉(zhuǎn)移功能，因?yàn)樗梢宰詣?dòng)將客戶端請求路由到可用的節(jié)點(diǎn)上。這可以確保系統(tǒng)的連續(xù)性和可用性，從而避免了業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn)。
• 可擴(kuò)展性：Oracle RAC 具有可擴(kuò)展性，因?yàn)樗梢酝ㄟ^增加節(jié)點(diǎn)來擴(kuò)展性能，以滿足不斷增長的業(yè)務(wù)需求。Oracle RAC提供在線擴(kuò)展的功能，可在不中斷服務(wù)的情況下添加或刪除節(jié)點(diǎn)。
• 負(fù)載均衡：Oracle RAC 具有負(fù)載均衡功能，因?yàn)樗梢詫⒖蛻舳苏埱舐酚傻娇捎玫墓?jié)點(diǎn)上。這可以確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能充分利用其資源，從而提高性能和可靠性。
• 數(shù)據(jù)共享：Oracle RAC 具有數(shù)據(jù)共享功能，因?yàn)樗梢宰尪鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè)物理存儲(chǔ)。這可以確保數(shù)據(jù)的一致性和完整性，從而避免了數(shù)據(jù)沖突和數(shù)據(jù)丟失的問題。

（2）局限性

• 成本高昂：Oracle RAC需要購買專門的硬件和軟件支持，以及專業(yè)人員的維護(hù)和管理。這使得采用Oracle RAC的成本較高，對于中小型企業(yè)而言可能不劃算。
• 復(fù)雜性：Oracle RAC的構(gòu)建和配置比單機(jī)數(shù)據(jù)庫復(fù)雜得多，需要考慮多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)同步、連接管理、資源管理以及故障恢復(fù)等問題。這可能需要更為復(fù)雜的系統(tǒng)架構(gòu)、詳細(xì)的設(shè)計(jì)和測試過程。
• 可擴(kuò)展性有限：盡管Oracle RAC可以通過添加和刪除節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)線性擴(kuò)展，但這種可擴(kuò)展性也有一定的局限性。如果要進(jìn)一步提高性能，可能需要采用更為復(fù)雜的方案，如分布式數(shù)據(jù)庫或云計(jì)算架構(gòu)。
• 資源占用：由于Oracle RAC需要在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行多個(gè)實(shí)例，因此它需要更多的計(jì)算資源和內(nèi)存容量。這可能會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。

2. Oracle RAC架構(gòu)

Oracle RAC的架構(gòu)包括兩個(gè)主要組件：共享存儲(chǔ)和實(shí)例集群。

• 共享存儲(chǔ)指多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以訪問的單個(gè)存儲(chǔ)池，其中包括共享的磁盤或SAN設(shè)備等。所有節(jié)點(diǎn)都可以訪問共享的存儲(chǔ)空間，包括數(shù)據(jù)文件、控制文件、歸檔日志和參數(shù)文件等。這些存儲(chǔ)資源通常由一個(gè)專門的存儲(chǔ)陣列設(shè)備提供支持，以確保容錯(cuò)性和高可用性。
• 實(shí)例集群指運(yùn)行在集群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的多個(gè)Oracle實(shí)例，每個(gè)實(shí)例都運(yùn)行在不同的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上，它們可以協(xié)同工作，共享相同的數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間。

Oracle RAC 的體系結(jié)構(gòu)包括多個(gè)關(guān)鍵組件，它們共同協(xié)作來實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)并行處理、故障檢測和自動(dòng)恢復(fù)等功能。

（1）Oracle Database 軟件
Oracle Database 軟件是 Oracle RAC 的核心組成部分，它必須在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行安裝和配置，并且需要連接到共享存儲(chǔ)設(shè)備，以確保節(jié)點(diǎn)之間可以相互訪問數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。

（2）共享存儲(chǔ)
共享存儲(chǔ)對于 Oracle RAC 來說是至關(guān)重要的。它由一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備提供支持，以確保各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間可以相互訪問數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)資源。共享存儲(chǔ)通常采用 SAN 存儲(chǔ)設(shè)備或 NAS 設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。

（3）Oracle Clusterware
Oracle Clusterware 是 Oracle RAC 中的關(guān)鍵組件之一，它可以跨節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)各個(gè)實(shí)例之間的交互，并且提供自動(dòng)故障轉(zhuǎn)移和恢復(fù)功能，以確保數(shù)據(jù)庫始終可用。此外，Clusterware 還提供了動(dòng)態(tài)資源管理功能，確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的進(jìn)程可以均衡利用系統(tǒng)資源。

（4）共享緩存
Oracle RAC 采用了共享內(nèi)存架構(gòu)的方式來實(shí)現(xiàn)多個(gè)實(shí)例之間的數(shù)據(jù)共享。即各個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)例都可以在內(nèi)存中共享部分?jǐn)?shù)據(jù)塊（Synchronized Global Cache）。這些數(shù)據(jù)塊可以被多個(gè)實(shí)例同時(shí)訪問和修改，不同實(shí)例之間進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和數(shù)據(jù)沖突檢測，保證數(shù)據(jù)的一致性。通過共享內(nèi)存架構(gòu)，Oracle RAC 可以避免訪問磁盤的等待時(shí)間，從而提高系統(tǒng)的性能。

（5）連接管理器
連接管理器負(fù)責(zé)將客戶端請求路由到可用的節(jié)點(diǎn)，以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。此外，連接管理器還提供了一些額外的功能，例如自動(dòng)重試和會(huì)話故障檢測等，以提高應(yīng)用程序的可用性和可靠性。

（6）集群文件系統(tǒng)
集群文件系統(tǒng)用于支持 Oracle RAC 的共享存儲(chǔ)。它可以允許多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問同一個(gè)文件系統(tǒng)，同時(shí)確保文件系統(tǒng)的安全性和一致性。Oracle RAC 支持多種集群文件系統(tǒng)，包括 ASM（Automatic Storage Management）和 OCFS2（Oracle Cluster File System）等。

（7）全局資源管理器
全局資源管理器（Globally Enqueue Service）是 Oracle RAC 中實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的重要組件之一。它負(fù)責(zé)在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間協(xié)調(diào)并發(fā)事務(wù)的操作，包括鎖定、解鎖和排隊(duì)等。同時(shí)，全局資源管理器還提供故障檢測和自動(dòng)恢復(fù)技術(shù)，可以動(dòng)態(tài)地重新分配資源，以適應(yīng)系統(tǒng)的變化。

3. Oracle RAC 的安裝

Oracle RAC 的安裝過程通?？梢苑譃橐韵聨讉€(gè)步驟：準(zhǔn)備環(huán)境、安裝 Oracle 軟件、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫、配置 RAC 組件、進(jìn)行測試等。

（1）準(zhǔn)備環(huán)境

主要包括以下方面：

• 硬件和操作系統(tǒng)要求：確保所有節(jié)點(diǎn)都滿足 Oracle 的硬件和軟件要求。
• 共享存儲(chǔ)：準(zhǔn)備好共享存儲(chǔ)設(shè)備，并確保所有節(jié)點(diǎn)都可以訪問該設(shè)備。
• 軟件下載：從 Oracle 官方網(wǎng)站下載最新版本的 Oracle Database 軟件和 Patchset。
• 網(wǎng)絡(luò)配置：為每個(gè)節(jié)點(diǎn)配置網(wǎng)絡(luò)接口，并確認(rèn)所有節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)連接是正常的。

（2）安裝 Oracle 軟件

安裝步驟如下：

• 解壓下載的 Oracle Database 軟件包，并將其復(fù)制到所有節(jié)點(diǎn)上。
  運(yùn)行runInstaller 腳本，啟動(dòng) Oracle Database 安裝程序。
• “選擇安裝選項(xiàng)”頁面上，選擇“Install Database software only”選項(xiàng)，然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇系統(tǒng)類別”頁面上，選擇“Cluster database”選項(xiàng)，然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇集群配置”頁面上，選擇“Advanced installation”選項(xiàng)，然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇集群節(jié)點(diǎn)”頁面上，選擇要安裝 Oracle RAC 的所有節(jié)點(diǎn)，并設(shè)置每個(gè)節(jié)點(diǎn)的 Oracle 安裝目錄和共享存儲(chǔ)位置。然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇 Grid Infrastructure 基本目錄”頁面上，設(shè)置 Grid Infrastructure 軟件的基本目錄和組別。然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇兼容性模式”頁面上，選擇需要的兼容性模式（Oracle Database 18c 或 Oracle Database 19c）。
• “指定管理密碼”頁面上，設(shè)置 Grid Infrastructure 和數(shù)據(jù)庫的管理員密碼。然后單擊“Next”按鈕。
• “審查所選配置”頁面上，確認(rèn)所選配置。然后單擊“Install”按鈕，開始安裝 Oracle RAC。

（3）創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫

創(chuàng)建步驟如下：

• 在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行 dbca 命令，啟動(dòng) Oracle Database Configuration Assistant 工具。
• “選擇操作”頁面上，選擇“Create Database”選項(xiàng)，然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇模板”頁面上，選擇“General Purpose or Transaction Processing”選項(xiàng)，然后單擊“Next”按鈕。
• “定義數(shù)據(jù)庫標(biāo)識符”頁面上，設(shè)置數(shù)據(jù)庫名稱、實(shí)例名稱和 SID 等參數(shù)。然后單擊“Next”按鈕。
• “配置數(shù)據(jù)庫選項(xiàng)”頁面上，設(shè)置數(shù)據(jù)庫字符集、語言等選項(xiàng)。然后單擊“Next”按鈕。
• “指定數(shù)據(jù)庫文件位置”頁面上，設(shè)置數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)文件、控制文件和歸檔日志文件等位置。通常情況下，這些文件應(yīng)該存儲(chǔ)在共享存儲(chǔ)中。然后單擊“Next”按鈕。
• “指定數(shù)據(jù)庫管理選項(xiàng)”頁面上，設(shè)置管理員密碼、監(jiān)聽器端口等選項(xiàng)。然后單擊“Next”按鈕。
• “選擇配置選項(xiàng)”頁面上，選擇需要的配置選項(xiàng)，例如是否啟用 ASM 等。然后單擊“Next”按鈕。
• “審查所選配置”頁面上，確認(rèn)所選配置。然后單擊“Finish”按鈕，開始創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫。

（4）配置 RAC 組件

在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫后，需要配置 Oracle RAC 的各個(gè)組件，包括監(jiān)聽器、OCR（Oracle Cluster Registry）和 ASM（Automatic Storage Management）等。配置步驟如下：

• 配置監(jiān)聽器：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行 netca 命令，啟動(dòng)網(wǎng)絡(luò)配置助手，然后創(chuàng)建一個(gè)新的監(jiān)聽器。
• 配置 OCR：使用 crsctl 命令管理 OCR，可以將 OCR 備份到共享存儲(chǔ)中，以實(shí)現(xiàn)故障恢復(fù)和高可用性。
• 配置 ASM：在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上運(yùn)行 asmca 命令，啟動(dòng) ASM 配置助手，然后創(chuàng)建 ASM 實(shí)例，并將數(shù)據(jù)庫文件存儲(chǔ)在 ASM 中。

（5）進(jìn)行測試

在完成 Oracle RAC 的配置后，需要進(jìn)行一些測試來驗(yàn)證系統(tǒng)是否正常運(yùn)行?？梢酝ㄟ^以下方式進(jìn)行測試：

• 使用 SRVCTL 命令管理集群組件，例如啟動(dòng)、停止數(shù)據(jù)庫實(shí)例和 ASM 實(shí)例等。
• 使用 SQLPLUS 工具連接到數(shù)據(jù)庫，并執(zhí)行一些 SQL 查詢語句，以驗(yàn)證數(shù)據(jù)庫是否正常工作

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