Oracle RAC核心技术详解

本书共包含13章，第一部分：第1章~第9章，包含了对集群管理软件的详细介绍，读者可以在这部分找到关于11gGI和10gCRS核心技术的详细介绍，以及集群的核心组件CSS、CRS和11gR2新增的OHAS组件与守护进程，同时还讲解了诊断集群问题常用的诊断工具。最后，由于从11gR2版本开始ASM已经变成了集群管理软件的一个组件，作者在这部分内容中还介绍了和集群、数据库相关的ASM知识。第二部分：第10章~第13章，包含了RAC数据库的核心技术——内存融合，作者用大量的篇幅介绍内存融合技术的核心组件以及工作原理，并且还对RAC相关的性能调优知识进行了的介绍。最后，作者还讲解了RAC中的连接管理和工作负载管理知识。

高斌(Allen Gao)首席技术支持工程师(Principal Technical Support Engineer)，2007年加入O racle大连技术支持中心，对Oracle数据库产品有比较深刻的认识。他主要负责Oracle RAC、Exadata的技术支持工作，擅长在压力环境下处理复杂的数据库技术问题，多次成功解决国内外客户重要系统的技术问题。除了日常的技术支持工作以外，还负责MOS(https：／／SUpport．oracle．com)网站上RAC、Exadata文档的翻译工作，在Oracle公司内部定期进行数据库相关的知识分享，偶尔也在0racle官方博客(https：／／blogs．oracle．com／Database4CN／)上发表技术文章。目前，他主要致力于Oracle 12C及Exadata新特性的研究、知识分享和技术支持工作。

序言一
序言二
前言
第一部分集群管理软件
第1章Oracle集群技术介绍2
1.1集群技术简介2
1.1.1高可用集群2
1.1.2负载均衡集群3
1.1.3高性能计算集群3
1.1.4share—nothing结构4
1.1.5share—everything结构4
1.2Oracle集群技术简介5
1.2.1OracleRAC历史5
1.2.2小结9
总结10
第2章安装Oracle集群11
2.1安装集群管理软件11
2.1.1安装前准备11
2.1.2安装软件12
2.1.3配置集群13
2.2安装集群管理软件中的重要部分13
2.2.1角色任务分离14
2.2.2中央目录15
2.2.3cluvfy工具17
2.2.4root.sh脚本20
总结29
第3章11gR2集群新增组件30
3.1OHAS31
3.1.1集群启动方式31
3.1.2资源管理方式39
3.1.3ohasd管理的资源47
3.2案例分析55
3.2.1由于丢失OLR导致的节点无法启动55法启动56
总结58
第4章11gR2集群新增的集群守护进程59
4.1mdns59
4.1.1mdnsd.log60
4.1.2gpnpd.log61
4.1.3ohasd.log62
4.2gpnp63
4.2.1gpnpwallet63
4.2.2gpnpprofile63
4.2.3gpnpd守护进程65
4.2.4gpnpd.log实例66
4.3gipc68
4.3.1gipc的概念和功能68
4.3.2gipcd.log实例69
4.4DiskMON73
4.5CTSS73
4.6cssdagent和cssdmonitor77
4.7案例分析78
4.7.1由于同一个子网中存在同名集群导致的gpnp无法启动78
4.7.2由gipc进程导致的节点无法启动81
总结87
第5章CSS部分88
5.1CSS组件的启动顺序88
5.1.1ocssd启动顺序88
5.1.2cssd启动日志分析89
5.2集群心跳机制98
5.2.1网络心跳98
5.2.2磁盘心跳100
5.2.3本地心跳102
5.2.4集群重新配置场景104
5.2.5术语和参数简介111
5.3CSS组管理113
5.3.1ASM实例关闭114
5.3.2ASM磁盘组被卸载118
5.411gCSS新特性120
5.4.1成员终止升级120
5.4.2RebootlessRestart124
5.5案例分析127
5.5.1AIX平台上著名的bug13940331导致的节点重启问题127
5.5.2典型的由于丢失网络心跳导致的集群脑裂134
5.5.3由于OS性能问题导致的oprocd进程重启节点138
5.5.4由于OS层面的套接字参数设置导致的ORA—29701错误141
总结145
第6章CRS部分146
6.1CRSD功能介绍146
6.1.110gR2版本146
6.1.211gR2版本172
6.2案例分析192
6.2.1由于CVU导致的VIP无法漂移192
6.2.2由于著名的bug10058182导致的CRSD挂起195
6.2.3由于CRSD工作方式导致的数据库实例无法被关闭197
总结203
第7章Oracle集群管理软件的启动顺序204
7.1OHAS层面205
7.2CSS层面210
7.3CRSD层面216
7.4GI的关闭顺序223
7.5集群的套接字文件和网络验证224
7.5.1套接字文件225
7.5.2网络验证226
7.5.3常用的网络检查命令和输出226
总结230
第8章集群诊断工具概述231
8.1diagcollection.pl231
8.1.110gR2和11gR1版本231
8.1.211gR2版本232
8.2orachk233
8.2.1简介233
8.2.2安装并运行234
8.2.3升级检查236
8.2.4检查报告237
8.3TFA239
8.3.1简介239
8.3.2安装和使用239
8.3.3手动运行TFA242
8.4OSWbb242
8.4.1安装和卸载OSWbb243
8.4.2配置、运行和停止OSWbb243
8.4.3OSWbb搜集的信息244
总结246
第9章ASM基础247
9.1ASM的功能和架构248
9.1.1ASM功能248
9.1.2磁盘组248
9.2ASM实例254
9.2.1初始化参数文件254
9.2.2内存结构255
9.2.3后台进程256
9.2.4ASM实例启动顺序256
9.3数据库和ASM实例通信258
9.3.1基本概念258
9.3.2后台进程259
9.3.3基本操作261
9.4OCR／VF和ASM磁盘组261
9.4.1存放方式262
9.4.2Quorumdisk264
9.5案例分析265
总结270
第二部分RAC数据库软件
第10章解析内存融合技术272
10.1RAC和单实例数据库的区别272
10.1.1内存结构273
10.1.2后台进程274
10.1.3物理数据库275
10.1.4小结278
10.2内存融合概念278
10.2.1全局资源目录278
10.2.2资源和锁280
10.2.3主节点284
10.2.4消息机制286
10.3内存融合的过程289
10.3.1非PCM资源的访问过程289
10.3.2PCM资源的访问过程294
10.4SCN的传播与logfilesync310
10.4.1SCN的传播方式310
10.4.2logfilesync等待事件316
10.5DRM和readmostly317
10.5.1DRM的基本概念317
10.5.2DRM过程319
10.5.3DRM过程示例320
10.5.4readmostly325
10.6案例分析326
10.6.1DRM性能问题导致的数据库实例崩溃326
10.6.2内存问题导致的数据库实例崩溃329
总结332
第11章RAC数据库的实例管理333
11.1节点管理333
11.1.1基本概念333
11.1.2节点列表334
11.1.3实例启动和关闭334
11.2CGS340
11.2.1实例之间的心跳机制340
11.2.2数据库的重新配置343
11.2.3重新配置的类型348
11.2.4数据库层面的脑裂349
11.3实例恢复349
11.3.1阶段1350
11.3.2阶段2352
11.3.3阶段3353
11.3.4lazyremaster353
11.3.5实例恢复示例353
11.4LMHB354
11.4.1LMHB工作机制354
11.4.2LMHB终止实例示例355
11.5案例分析360
总结361
第12章RAC性能调优362
12.1基本概念362
12.1.1RAC相关的统计信息362
12.1.2AWR报告中RAC相关的信息364
12.1.3RAC相关的等待事件374
12.2RAC数据库的常见性能问题382
12.2.1序列导致的性能问题382
12.2.2索引块争用导致的性能问题388
12.2.3过多物理读导致的性能问题392
12.2.4缓存尺寸导致的性能问题395
12.311gR2新特性之HM399
12.3.1基本概念399
12.3.2HM工作方式399
12.3.3示例日志输出403
12.4案例分析406
12.4.1由于存储问题导致的数据库性能下降406
12.4.2由于连接风暴导致的数据库性能问题409
总结414
第13章RAC中的连接管理和工作负载管理415
13.1数据库连接的基础知识415
13.1.1连接建立的过程415
13.1.2配置文件416
13.1.3数据库参数418
13.1.4RAC数据库的连接420
13.2负载均衡430
13.2.1客户端负载均衡430
13.2.2服务器端负载均衡431
13.3连接的故障切换436
13.3.1连接时故障切换436
13.3.2已存在连接的故障切换437
总结441
附录A11gR2集群安装指南442
附录B11gR2集群升级指南475

前言 Preface实时应用集群（Realtime Application Cluster，RAC）—Oracle 服务器技术的核心产品之一。该产品能够提供优秀的高可用性、灵活性、可扩展性、可测量性。十多年来，已经有成千上万的企业使用RAC 作为企业核心数据库，并将关键应用部署到RAC数据库中，而且这种趋势已经不可逆转。 想一想，自己已经和Oracle打了十几年交道，尤其是近几年，每天都要处理RAC问题，也算积累了一些心得。于是就有了写本专门介绍RAC核心技术的书的想法，接着，这本书就在几个月之后出现了。 作为DBA，尤其是负责维护RAC系统的DBA，如果希望了解RAC的工作原理、各个特性的功能以及管理方法、常见问题的诊断方法，那么本书无疑是很好的选择。如果你是Oracle 数据库技术爱好者，本书也可以帮助你很好地了解Oracle 的集群技术和“神奇”的内存融合技术（Cache Fusion）。当然，本书对应用程序开发人员或者系统设计人员也会有所帮助，因为Oracle 的很多设计理念非常先进，很多地方是值得借鉴的。由于本书着重介绍Oracle RAC的核心技术，其中包含比较多的原理和工作机制描述，如果读者具有一定的Oracle数据库基础知识和性能调优知识，会更容易理解本书的内容。当然，作者也尽量使用朴实的语言来解释相关的原理和工作机制，希望能够满足更多读者的需求。 Oracle RAC 是由集群管理软件和数据库软件两部分构成的： 集群管理软件（在版本10g和11g的第1版中叫CRS（Cluster Ready Service），从11g第2版开始叫GI（Grid Infrastructure））负责提供集群的基础服务并管理所有的应用程序资源；数据库软件负责运行Oracle RAC 数据库并为应用程序提供服务。本书内容也正是按照集群管理软件、数据库软件的顺序来编写的。在本书大部分章节中，作者首先会对涉及的原理部分进行介绍并辅以简单的测试和说明，之后通过一些实际的案例对所介绍的工作原理进行验证，并运用我们学到的知识解决实际问题。另外，虽然11gR2版本的集群管理软件和10gR2版本相比发生了很大的改变，但是很多核心的概念、架构仍然得到了延续，本书也是先从10g版本开始，之后介绍11gR2版本的性能提升和改变。 本书共分两部分，一共13章。第一部分：第1章～第9章，包含了对集群管理软件的详细介绍，读者可以在这部分找到关于11g GI和10g CRS核心技术的详细介绍，以及集群核心组件CSS、CRS和11gR2新增的OHAS组件与守护进程的描述，同时还有诊断集群问题的常用诊断工具的讲解。最后，由于从11gR2版本开始ASM已经变成了集群管理软件的一个组件，所以作者在这部分内容中还介绍了和集群、数据库相关的ASM知识。第二部分：第10章～第13章，包含了RAC 数据库的核心技术—内存融合，作者用大量的篇幅介绍内存融合技术的核心组件以及工作原理，并且还对RAC相关的性能调优知识进行了介绍。最后，作者还讲解了RAC 中的连接管理、工作负载管理知识。