Oracle rac叢集環境中的特殊問題

標籤：style   color   io   使用   ar   檔案   資料   sp   art   

    備忘：本文摘抄於張曉明《大話Oracle RAC:叢集 高可用性 備份與恢複》

 

因為叢集環境需要多個電腦協同工作，要達到理想狀態，必須要考慮在叢集環境下面臨的新挑戰。

1.並發控制

    在叢集環境中，關鍵資料通常是並發存放的，比如放在共用磁碟上。而叢集內各個成員的生身份是對等的，所有節點對資料有相同的訪問權利。這時就必須有某種機制能夠控制節點對資料的訪問。

   在Oracle rac中，是利用DLM (Distribute Look Management)機制來進行多個執行個體間的並發控制。

 

2.健忘症 (Amnesia)

    這個問題發生在叢集設定檔不是集中存放，而是每個節點都有一個本機複本。在叢集正常運行時，使用者可以在任何節點更改叢集的配置，並且這種更改會自動同步到其他節點。

    但考慮這樣一種情境：兩個節點的叢集，節點1因為正常的維護需要被關閉，然後在節點2修改了某些配置，然後關閉節點２，啟動節點１。因為之前在節點2做的配置修改沒有同步到節點1，所以節點1啟動後，它仍然是用舊的設定檔工作，這時就會造成配置丟失，也基於是所謂的"健忘症"。

   解決"健忘症"最簡單的辦法是，整個叢集使用一個叢集設定檔，無論哪個節點修改了配置資訊都是同一分，配置資訊對每個節點都是一樣的。

   Oracle RAC使用OCR DISK 檔案來解決這個問題。

 

3.腦裂 (Split Brain)

     在叢集裡，節點間需要通過某種機制（心跳）瞭解彼此的健康情況，以確保各節點協調工作。假設只是"心跳"出現故障，但各個節點還在正常運行。這時，每個節點都認為其他節點宕機，自己是整個叢集環境中的"唯一健在者"，自己應該獲得叢集的"控制權"。在叢集環境中，存放裝置都是共用的，（都來控制獨享，勢必會破壞資料的完整性和一致性）這就意味著資料災難，這樣一種狀況就是"腦裂"。

    解決這個問題的通常辦法是使用投票演算法（Quorum Algorithm），這個演算法的原理如下：

    叢集中各個節點需要心跳機制來通報彼此的"健康情況"，假設每收到一個節點的"通報"代表一票。對於三個節點的叢集，正常運行時，每個節點都會有3票（自己和另外兩個節點的通報）。假設節點1的心跳出現故障，但是節點1還在運行：這時整個叢集就會分裂為兩個小的Partition。節點1自己是一個Partition，節點2和節點3是一個Partition。這時就必須剔出一個Partition，應該剔出哪個Partition呢?

   這時節點2和節點3組成的Partition，每個節點有兩票；節點1自己是一個partition，節點1隻有一票。安裝投票演算法節點2和節點3組成的小叢集獲得了控制權，而節點1被踢出，由節點2和節點3組成的新的叢集繼續對外提供服務。

   如果叢集只有兩個節點，則上面的演算法就沒有用了，因為每個節點只有一票，沒有辦法比較。這必須要引入第3個裝置Quorum Device。

    Quorum Device通常採用的是共用磁碟，這個磁碟也叫Quorum Disk，這個Quorum Disk也代表一票。當新跳出現故障時，兩個節點同時去爭取Quorum Disk這一票，最早到達的請求被最先滿足，後到達的這個節點就無法獲得這一票。這時，最先獲得Quorum Disk的節點就獲得兩票，而另一個節點只有一票，就會被踢出叢集。

   在ORACLE RAC中Voting Disk用來記錄節點間成員的狀態，當出現腦裂時，仲裁哪個partition獲得控制權，其他的partition被踢出。

 

4.IO隔離 (IO Fencing)

      這個問題是腦裂問題的延伸，當叢集出現"腦裂"時，必須要能夠判斷出哪個節點應該獲得叢集的控制權，哪些節點要被趕出叢集，這就是"投票演算法"要解決的問題，前一部分已經做瞭解釋。

     但僅僅這樣做是不夠的，還必須保證被趕出來的節點不能操作共用資料。因為這時該節點可能還在運行中，如果不加限制很有可能會修改共用資料。這是IO隔離(IO Fencing)要解決的問題。

    IO Fencing實現有硬體和軟體兩種方式。對於支援SCSI Reserve/Release命令的存放裝置，可以使用SG命令實現。正常節點使用SCSI Reserve命令"鎖住"存放裝置，故障節點發現存放裝置被鎖後，就知道自己被趕出叢集了，也就是說知道自己出現了異常狀況，就要自行重啟，以恢複到正常工作狀態，這個機制也叫做suicide (自殺)，Sun和Veritas使用的是這種機制。

    STONITH (Shoot The Other Node In The Head)是另一種實現方式，這種方式直接操作電源開關。當一個節點發生故障時，另一個節點如果能夠偵測到，就會通過串列口發出命令，控制故障節點的電源開關，通過暫時斷電，而後又上當的方式使得故障節點被重啟動。這種方式需要硬體支援。

    Oracle Rac採用的是軟體方式，直接重啟故障節點。無論採用哪種方式，IO Fencing目的都是相同的，為了保障故障節點不能再繼續訪問共用資料。

 

                                ------摘抄於張曉明《大話Oracle RAC:叢集 高可用性 備份與恢複》

Oracle rac叢集環境中的特殊問題