Oracle RAC叢集簡介

對於RAC來說，最重要的還是要理解內部原理和體繫結構。安裝不是非常難的事情。排錯和維護都離不開體繫結構以及內部原理。

叢集分類

1、高效能運算

計算任務分配到不同電腦節點來提高整體計算能力，主要應用在科學計算領域。主要利用的是並行計算。

2、負載平衡叢集（LB）

把業務的負載流量儘可能的平均合理的分配到叢集的各個節點上，每個節點都可以處理一部分負載，並且可以根據負載情況進行動態平衡。負載平衡演算法不是簡單的平均，而是根據每個節點的可用資源或網路的特殊情況來進行最佳化分配。因此分配+合理才是負載平衡的核心。

3、高可用性（HA）

側重於提高系統的可用性，整合硬體和軟體的容錯性來實現整體服務的高可用性。如果某個節點發生故障，另外的節點代替他。

RAC是真正的LB和HA的複合體。從某種意義上說，只有最終應用（資料庫）才能實現真正意義上的LB，而絕大多數的叢集都是HA。

叢集環境的特殊問題

1、並發控制

叢集環境中，存在共用儲存的問題。叢集中各個節點對共用儲存是對等的，所有節點對資料有相同的存取權限，因此需要某種機制來控制節點對資料的訪問。

在RAC中，採用的是DLM（Distribute Lock Management）機制來進行執行個體間的並發控制。

2、健忘症（Amnesia）

如果叢集環境的設定檔不是集中存放，每個節點都有一個本機複本，叢集正常啟動並執行時候，使用者可以在任何節點修改叢集的配置，並且這些更改都會自動同步到其他節點。

如果節點1因為正常的維護需要關機，節點2修改了配置，然後關閉節點2.啟動節點1，因為之前節點2做的配置修改沒有同步到節點1，所以將節點1啟動以後，他仍然使用舊的設定檔，造成配置丟失。

3、腦裂（split brain）

叢集中，節點之間需要通過某種機制（心跳）瞭解彼此的健康情況，以確保各個節點協調工作。假設只是心跳出現故障，各個節點還在正常的工作，每個節點都認為其他節點宕機，自己是整個叢集的唯一健在者，因此需要獲得整個叢集的“控制權”。儲存是共用的，這就意味著災難，這種情況就是“腦裂”。

投票演算法可以解決這個問題

每個節點會在投票區記錄自己的票數（自己收到了多少節點的心跳，一個心跳是一票），各個節點會讀取其與節點的票數。

如果一個叢集分成了兩個partition，一個partition是3個節點，一個partition是2個節點。那麼3個節點的partition裡面所有的節點的票數都是3，兩個節點的partition裡面所有節點的票數都是2.擁有兩個節點的partition會被踢出，自動重啟。如果兩個partition的節點都相同，那麼第一個控制投票區的partiton將會存活，另外一個partition將會被踢出而重啟，這種情況通常是master節點（一般是第一個啟動的節點）所在的partition將會存活。

4、IO隔離（IO Fencing）、

叢集出現故障，必須判斷哪個節點應該獲得叢集的控制權，那些節點需要被踢出。這時投票需要解決的問題。

僅僅將他們踢出還不足夠，因為他們可能還在繼續運行（只是離開了這個叢集），需要保證他們不再訪問共用資料。這就是IO隔離要解決的問題。

IO Fencing實現有硬體和軟體方式。各個叢集廠商使用的方式不同，有些需要硬體的支援（主要是存放裝置是否支援某些協議）。Oracle RAC使用的是軟體的 方式，直接重啟故障節點。

無論採用哪種方式，IO Fencing的目的就是保證故障節點不能繼續訪問共用資料。

有一些存放裝置支援SCSI Reserve/Release命令，正常節點使用SCSI Reserve命令鎖住存放裝置，故障節點發現儲存被鎖定，就知道自己已經被踢出了cluster，自行重啟，這種機制叫做自殺機制（suicide）。例如Sun和Veritas的叢集使用的就是這種機制。

無論軟體還是硬體，大致原理就是：正常節點通過某種方式告知故障節點，故障節點會進行重啟。告知的方式有硬體和軟體之分，硬體更加安全一些。