Oracle RAC,全称为Real Application Clusters,是Oracle数据库的一种高可用性和性能增强特性,它允许数据库在多台服务器上并行运行,提供共享存储解决方案。RAC的主要目标是在集群环境中确保数据的一致性、并发访问和高可用性。
1.1 并发控制与DLM
在Oracle RAC中,DLM(Distributed Lock Management)机制是关键,它负责在不同节点之间协调并发访问共享数据。DLM确保当多个实例尝试访问同一数据时,不会发生数据冲突或不一致。通过锁定策略,RAC实例可以并发处理事务,同时避免数据损坏。
1.2 健忘症问题
健忘症问题发生在集群配置文件的同步过程中。由于每个节点都有配置文件的副本,当在一个节点上修改配置后,如果没有在所有节点上正确同步,就可能导致某些节点失去最新的配置信息。在节点A关闭并重新启动前,如果在节点B上修改了配置,节点A将丢失这些更改,导致配置不一致。
1.3 脑裂与投票算法
"脑裂"是指集群中的节点因通信故障而认为其他节点已经失效,从而各自独立运行,这可能导致数据灾难。为防止脑裂,集群使用投票算法(Quorum Algorithm)。每个节点在正常运行时都有一定数量的“票”,节点间的通信中断会导致票数分布变化。当票数达到多数时,那个部分的集群将继续运行,其他部分将被隔离,以保护数据的一致性。在两节点集群中,引入Quorum Device(通常是共享磁盘)来决定哪个节点继续运行。
1.4 IO 隔离与Fencing
IO Fencing是防止被隔离节点继续访问共享存储的关键机制。Fencing有两种实现方式:软件Fencing,如使用SG命令对支持SCSI Reserve/Release命令的存储设备进行锁定;硬件Fencing,如STONITH,通过控制故障节点的电源开关强制其重启,以恢复正常状态。
2.1 Clusterware
在RAC中,Clusterware是介于Oracle数据库和操作系统内核之间的一个组件,用于管理和协调集群内的资源。它拦截数据库请求,确保跨节点的协调一致性。在Oracle 10G之前,RAC依赖于特定硬件供应商的集群技术,但从10.1版本开始,Oracle推出了自己的Cluster Ready Services (CRS),使得RAC不再依赖第三方集群软件。
总的来说,Oracle RAC通过DLM、健忘症解决方案、脑裂的预防和IO Fencing等机制,提供了强大的集群数据库解决方案,确保在多服务器环境中实现高可用性和数据一致性。Clusterware作为关键组件,增强了Oracle数据库在集群环境下的性能和稳定性。