大话Oracle RAC

章节摘录

　　在考虑系统性能时有一个专有名词：可伸缩能力（Scalability），也就是系统能够利用更多的资源执行更多有用工作的能力。比如，如果一个应用程序在单CPU系统上可以服务10个用户，如果换到一个四CPU的服务器上也许能够服务30个用户。如果是这样的话，这个程序就可以说是可伸缩的。如果添加更多的处理器却不能增加所服务的用户数量（比如，单线程的应用程序），这种应用程序就是不可伸缩的。　　解决伸缩性问题有两种方法：纵向扩展（Scale-up）和横向扩展（Scale-out）。　　纵向扩展就意味着要扩展到更大、功能更强的服务器，简单地说就是硬件升级，比如从4路处理器服务器扩展成16路或32路处理器服务器、添加内存都属于纵向扩展。这是我们最熟悉的扩展方式，也是最简单的扩展方式，这种方法的优势是：不需要对数据库进行重大更改。不过，只有在较大的系统、常态压力时才适合这种方法。而对于大多数企业来说，系统压力的增长是随着企业的发展逐渐递增的，不是一步到位的，在系统设计之初就预估到未来的负载，并采购高档的设备即不科学也不现实，而且替换下来的设备属于资源浪费，不符合环保原则。因此就需要有一种能够逐步演进的解决方案，既能减少最初的投入成本，又能保证系统的可扩展性。这就是横向扩展（Sacle-out）的思想，横向扩展意味着扩展到多个服务器而不是单个的、更大的服务器。和纵向扩展比起来，横向扩展具有初始成本低的特点，而且以后增加设备时，之前投入设备也不是被替换，而是继续提供服务，不会造成重复投资和浪费。　　我们本书所介绍的RAC数据水平扩展的解决方案。2.1.3集群的技术基础　　到目前为止，我们一直在集群的概念层面进行周旋，还没有谈到一点技术细节。好了，我们对概念知道的足够多了，现在我们要把概念落实到实际运用中，假设让你来设计一个能够实现集群目标的系统，你会考虑哪些问题呢？一般来说，要想实现集群务必要有考虑如下的技术细节，集群地址、内部通信、集群仲裁。让我们分别解释：　　1.集群地址　　之前的概念介绍中已经提到，集群由多个节点组成的，对外这个集群表现出单一的客户视图。什么叫单一客户视图？举个例子，整个集群对客户展现的是一个IP地址。客户通过这一个lP地址请求使用资源，由集群把客户请求分配到集群内部的某个节点上去。具有单一集群地址是集群的一个基本特征。　　维护集群地址的设施被称为负载均衡器。负载均衡器对内负责管理各个节点或者服务实例的加入和退出，对外负责集群地址向内部服务实体地址的转换。有些负载均衡器更侧重负载均衡算法，其目标是把负载在集群内部节点间均衡分配，从而提高集群整体的吞吐能力；有的负载均衡器更侧重任务的转换，也就是当某个服务节点出现故障的时候，把集群中其他节点的备用服务启动起来，并把用户的任务转移到备用节点上去。侧重任务转换的负载均衡器适用于支持ACTIVE-STANDBY的集群环境，这种集群中只有一个服务实体工作，当正在工作的服务实体发生故障时，负载均衡器把后续的任务转向另外一个服务实体。　　……

书籍目录

第1部分　集群理论篇

第1章　RAC初体验　2

1.1　本书使用环境　3

1.1.1　硬件环境　3

1.1.2　软件环境　4

1.1.3　本书使用的环境　6

1.2　如何在PC机上搭建RAC环境　7

1.2.1　需要下载的软件　7

1.2.2　安装过程　8

1.3　任务列表　16

1.4　规划阶段　17

1.4.1　确认主机名和3个IP地址　17

1.4.2　存储方案选型　17

1.5　实施阶段　19

1.5.1　主机配置　19

1.5.2　安装Oracle Clusterware　27

1.5.3　安装Oracle Database　33

1.5.4　配置Listener　35

1.5.5　创建ASM　38

1.5.6　创建数据库　40

1.6　客户端测试　43

1.6.1　客户端配置　43

1.6.2　体验Failover　44

1.6.3　体验LoadBalance　45

1.6.4　修改归档模式　46

第2章　集群、RAC和MAA　48

2.1　什么是集群　48

2.1.1　系统可靠性　49

2.1.2　系统性能　49

2.1.3　集群的技术基础　50

2.2　集群术语　51

2.2.1　两大关键特性：可扩展性和高可用性　51

2.2.2　两大核心能力：负载均衡和故障转移　52

2.2.3　集群组成元素　52

2.2.4　集群分类　52

2.3　Oracle的高可用架构(MAA)　53

2.3.1　MAA实例　54

2.3.2　双机热备——一个被遗漏的技术　55

2.4　RAC集群　56

2.4.1　存储层　57

2.4.2　网络层　57

2.4.3　集群件层　58

2.4.4　应用层　58

2.5　RAC集群环境的特殊问题　59

2.5.1　并发控制　59

2.5.2　健忘症(Amnesia)　59

2.5.3　脑裂(Split Brain)　59

2.5.4　IO隔离(IO Fencing)　60

2.6　RAC的前世今生　61

2.6.1　Oracle Database的历史　61

2.6.2　Oracle RAC的历史　62

2.6.3　OPS和RAC的区别　64

2.7　RAC的好处　65

2.7.1　增加可用性　66

2.7.2　扩展性　67

2.7.3　更容易管理　67

2.7.4　其他选择　68

2.8　小结　68

第3章　Oracle Clusterware　69

3.1　Clusterware和RAC的关系　69

3.2　Oracle Clusterware组成　70

3.2.1　磁盘文件　70

3.2.2　Clusterware后台进程　76

3.2.3　网络组件　83

3.3　Clusterware的日志体系　87

3.4　Clusterware和厂商集群的关系　88

3.5　小结　89

第4章　RAC原理　90

4.1　数据库基本原理　90

4.1.1　并发访问和数据一致性　91

4.1.2　事务和隔离级别　92

4.1.3　Oracle支持的隔离级别　93

4.2　Oracle单实例的并发控制机制　94

4.2.1　Lock　94

4.2.2　数据记录的行级锁　95

4.2.3　Latch　99

4.2.4　Latch和Lock对比　99

4.2.5　进一步理解　100

4.3　RAC下的并发控制　102

4.3.1　DLM中资源和锁　103

4.3.2　Non-Cache Fusion资源　104

4.3.3　Cache Fusion资源　105

4.3.4　GRD(Global Resource Directory)　106

4.3.5　PCM Lock　107

4.3.6　Cache Fusion　108

4.3.7　RAC并发控制总结　113

4.4　RAC架构　113

4.4.1　SGA的变化　114

4.4.2　后台进程的变化　114

4.4.3　文件　116

4.4.4　SCN　117

4.4.5　Cache Fusion、GCS、GES　118

4.5　RAC和Clusterware的交互　119

4.5.1　Clusterware层　119

4.5.2　RAC层　120

4.6　小结　123

第5章　存储方案——ASM初步　124

5.1　Shared-Disk和Shared-Nothing架构　124

5.2　Oracle 10g RAC的存储方案介绍　125

5.3　ASM架构　125

5.3.1　ASM实例　126

5.3.2　文件　127

5.4　配置ASM　127

5.4.1　安装位置　127

5.4.2　创建ASM磁盘　127

5.4.3　配置ASM实例　137

5.4.4　创建磁盘组　140

5.4.5　在数据库中使用ASM的磁盘组　140

5.4.6　如何从远程访问ASM实例　141

5.5　ASM实例：将数据库迁移到ASM　141

5.5.1　试验说明　141

5.5.2　操作步骤　141

5.5.3　最后验证　148

5.6　小结　148

第2部分　实战篇

第6章　RAC维护工具集　150

6.1　Oracle Clusterware工具集　150

6.2　节点层　150

6.3　网络层　151

6.3.1　公有网络　151

6.3.2　私有网络　151

6.3.3　私有网络的参数调整　154

6.3.4　oficfg命令　155

6.3.5　工程中解决不能识别心跳网络的故障　157

6.4　集群层　159

6.4.1　crsctl　159

6.4.2　OCR命令系列　164

6.4.3　一个Bug引起的系统重启　171

6.5　应用层　185

6.5.1　crs_stat　185

6.5.2　onsctl　188

6.5.3　srvctl　193

6.5.4　恢复　199

6.6　小结　202

第7章　HA和LB　203

7.1　什么是高可用性　203

7.2　Failover　204

7.2.1　Client-Side Connect Time Failover　204

7.2.2　TAF(Transparent Application Failover)　204

7.2.3　Client-Side Failover和TAF的对照试验　205

7.2.4　Server-Side TAF　208

7.2.5　深入TAF细节　214

7.3　Oracle Clusterware HA框架　221

7.3.1　术语介绍　221

7.3.2　配置命令　223

7.3.3　完整实例　228

7.4　LoadBalance　232

7.4.1　Connection Balancing　232

7.4.2　利用Service分散负载　235

7.5　测试LoadBalance　236

7.5.1　通过Listener日志区分路由来源　236

7.5.2　测试方法　237

7.5.3　测试过程　238

7.6　小结　242

第8章　备份　243

8.1　概述　243

8.1.1　归档模式和非归档模式　243

8.1.2　备份分类　245

8.1.3　User-Managed Backup　246

8.2　使用Flash Recovery Area　248

8.2.1　配置Flash Recovery Area　249

8.2.2　Flash Recovery Area的空间监控　249

8.3　RMAN架构　250

8.3.1　Target Database　250

8.3.2　Catalog Database　251

8.3.3　通道(Channel)　251

8.3.4　闪回恢复区(Flash Recovery Area)　251

8.3.5　备份集(Backup Set)和拷贝(Copy)　251

8.3.6　介质管理器　252

8.3.7　连接到数据库　252

8.4　使用RMAN　253

8.4.1　RMAN工具的使用方法　253

8.4.2　RMAN配置　255

8.5　完全备份和增量备份　264

8.5.1　完全备份　264

8.5.2　增量备份　267

8.5.3　其他RMAN命令　269

8.6　RAC的备份实例　275

8.7　小结　278

第9章　恢复　280

9.1　Oracle事务基本原理　280

9.1.1　SCN　282

9.1.2　检查点　284

9.2　日志　286

9.2.1　日志内容　286

9.2.2　日志线程(Redo Thread)　288

9.2.3　日志写　288

9.3　恢复种类　289

9.3.1　Instance Recovery　291

9.3.2　Crash Recovery　291

9.3.3　Media Recovery　295

9.3.4　Online Block Recovery　295

9.4　介质恢复　296

9.4.1　完全恢复　296

9.4.2　不完全恢复　300

9.4.3　恢复到单实例　312

9.5　其他一些有用的恢复演示　319

9.5.1　从自动备份的中恢复spfile　319

9.5.2　控制文件的恢复　320

9.6　利用恢复的控制文件进行数据库恢复　321

9.6.1　使用alter database open resetlogs的场合　321

9.6.2　重建控制文件　321

9.6.3　使用using backup controlfile的场合　322

9.6.4　例子1：使用备份的控制文件做恢复　322

9.6.5　例子2：用noresetlogs方法重建控制文件　326

9.6.6　例子3：用resetlogs方法重建控制文件　329

9.7　DBID的重要性和获得DBID的方法　330

9.7.1　通过数据文件、日志文件(联机或者归档)　330

9.7.2　根据自动备份的控制文件得到　331

9.8　小结　331

第10章　其他恢复技术　332

10.1　数据块恢复　332

10.2　如何检查数据块一致性　333

10.2.1　使用初始化参数　333

10.2.2　DBV工具　334

10.2.3　Analyze命令　336

10.2.4　RMAN工具　336

10.2.5　dbms_repair包　337

10.3　模拟数据块不一致　337

10.4　数据块不一致处理办法　341

10.4.1　收集信息　342

10.4.2　设计恢复方法　343

10.4.3　恢复操作　344

10.5　数据块恢复实例　346

10.6　Flashback家族介绍　353

10.7　Flashback Database　354

10.7.1　Flashback Database架构　354

10.7.2　启用Flashback Database　354

10.7.3　Flashback Database　356

10.7.4　命令和视图　359

10.8　Flashback Drop　360

10.8.1　Tablespace Recycle Bin　360

10.8.2　Flashback Drop操作　361

10.8.3　Recycly Bin的维护　363

10.9　Flashback Query和Flashback Table　364

10.9.1　Oracle 9i的Flashback Query　364

10.9.2　Flashback Version Query　365

10.9.3　Flashback Transaction Query　379

10.9.4　Flashback Table　381

10.9.5　UNDO Retntion　384

10.10　回滚段损坏后的修复　385

10.10.1　AUM(Automatic Undo Management)　385

10.10.2　如何处理回滚段损坏　397

10.11　小结　410

第11章　RAC和Data Guard　411

11.1　Data Guard介绍　411

11.1.1　Data Guard架构　412

11.1.2　日志发送(Redo Send)　412

11.1.3　日志接收(Redo Receive)　414

11.1.4　日志应用(Redo Apply)　415

11.1.5　Data Guard环境中的重要进程　415

11.1.6　Standby Log File(SRL)　416

11.1.7　数据保护模式　417

11.1.8　自动裂隙检测和解决　419

11.1.9　实时恢复(Real-Time Apply，RTA)　420

11.1.10　RTA引发的思考——关于同步的速度　421

11.1.11　如何监控恢复的性能　421

11.2　RAC和Standby配置实例　422

11.2.1　RAC Primary和Single Standby　423

11.2.2　RAC Primary和RAC Standby　433

11.3　角色转换　444

11.3.1　Switchover　445

11.3.2　Failover　448

11.3.3　Failover步骤　452

11.3.4　Failover的例子　454

11.3.5　Failover之收尾　460

11.4　Standby环境下维护联机日志　464

11.4.1　手工添加日志文件　464

11.4.2　手工删除日志文件　465

11.4.3　通过控制文件重新同步　465

11.5　小结　466

第12章　RAC和Stream Replication　467

12.1　Stream的工作原理　467

12.2　Data Guard和Stream对比　468

12.3　RAC Stream配置实例　469

12.3.1　Single(Source)和RAC(Target)　470

12.3.2　RAC对RAC的复制　474

12.3.3　STRMMON工具　492

12.4　小结　494

第13章　深入ASM　495

13.1　非ASM的存储结构　495

13.2　ASM存储结构　496

13.3　ASM文件系统　497

13.3.1　ASM Metadata　497

13.3.2　Physical Metadata　498

13.3.3　Virtual Metadata　499

13.3.4　Disk Recovery　501

13.3.5　条带化(ASM Striping)　501

13.4　ASM中的文件布局规律　502

13.4.1　OMF　502

13.4.2　OFA　505

13.4.3　FRA(Flash Recovery Area)和OMF　506

13.4.4　ASM文件模板(ASM File Template)　507

13.4.5　ASM别名(ASM File Alias)　507

13.5　RDBMS和ASM之间的交互　522

13.6　ASM的实例恢复　524

13.7　ASM和OS Filesystem之间交互　524

13.7.1　dbms_file_transfer包　525

13.7.2　RMAN的CONVERT方法　530

13.7.3　ASM和TTS　530

13.8　ASM的限制　533

13.9　小结　533

第14章　性能与RAC　534

14.1　RAC性能的若干特点　535

14.1.1　RAC环境的一些特殊注意点　537

14.1.2　RAC特有的性能指标　538

14.1.3　对于延迟时间的深入分析　542

14.1.4　RAC特有的等待事件　545

14.2　AWR　545

14.2.1　启用AWR　546

14.2.2　修改AWR配置　546

14.2.3　产生AWR报告　546

14.3　ASH　547

14.4　GC的调整策略　550

14.5　SQL调整策略　551

14.5.1　SQL语句的执行过程　552

14.5.2　SQL性能调整的基本方法　552

14.5.3　PL/SQL和SQL　555

14.6　小结　557

编辑推荐

《大话Oracle RAC(集群高可用性备份与恢复)》(作者张晓明)不是一本Oracle数据库的基础入门书籍，而是关于Orace RAC的入门指导。    这本书适合于初、中级数据库管理员和数据库开发人员，但是本书不会特别讲述什么是SGA，什么是数据文件，什么是字典视图，什么是日志，也不会专门介绍如何创建表空间、用户等。如果你对上面这些名词、操作都非常陌生，那么这本书不适合你，请先夯实单实例的基础再来看这本书。

作者简介

《大话Oracle RAC(集群高可用性备份与恢复)》(作者张晓明)以Oracle 

10g为基础，对Oracle RAC进行了全面的介绍和分析。全书分为两个部分，

共14章，第1部分是集群理论篇，这部分从集群基础知识入手，通过分析集

群环境和单机环境的不同，介绍了集群环境的各个组件及其作用，以及集群

环境的一些专有技术，包括Oracle Clusterware、Oracle Database、ASM、

Cache Fusion等。第2部分是实践篇，每一章都针对RAC的一个知识点展开讲

解，包括Oracle Clusterware的维护、HA与LB、备份、恢复、Flashback家

族、RAC和Data Guard的结合使用、RAC和Stream的结合使用，最后对ASM进

行深入介绍，并给出性能调整的指导思想。

    《大话Oracle RAC(集群高可用性备份与恢复)》按照“发现问题→解决

问题→实践与理论相结合”的方式进行介绍，首先对现实问题进行分析，然

后提供合适的解决方案，最后自然地引出Oracle中的理论知识点，这种讲解

方法能够有效地降低阅读难度，帮助读者更好地掌握相关技能。

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员、数据库管理员、数据库初学者及其他数据库从业人员的工作参考手册，

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图书封面

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