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oracleHA高可用性详解

14-06-03        来源:[db:作者]  
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一、HA

FAILOVER,Oracle RAC的高可用性的技术基础是Failover,就是指集群中的热河一个节点的故障都不会影响到用户的使用,连接到故障节点的用户会被自动转移到健康节点,从用户高手而言感觉不到这种切换,这个功能在Oracle中被称作Failover(故障转移)。

Oracle RAC的Failover可以细分为3中,分别是:

(1) Client-Side Connect time Failover;

(2) TAF;

(3) Server-side TAF;

注意:

不要再listener.ora中设置GLOBAL_DB_NAME,因为这个参数会禁用Connect-time Failover和TransparentApplication Failover。

Client-Side Connect time Failover

Client-Side Connect timeFailover的含义是:如果客户端tnsname中配置了多个地址,用户发起请求时,会先尝试连接地址表中的第一个地址,如果这个连接尝试失败,则会继续尝试使用第二个地址,直至连接成功或者遍历了所有的地址。

这种Failover的特点从他的名称中“connect time”就表达的很清楚了,只在建立连接的那一时刻起作用。也就是说这种Failover方式只在发起连接时采取感知节点故障,如果发现节点没有响应,则自动尝试地址列表的下一个地址。一旦连接建立以后,节点出现故障都不会做处理,从客户端的表现来看就是断开,用户程序必须重新建立连接。

启用这种Failover的方法就是在客户端的tnsnames.ora中添加FAILOVER=ON条目,这个参数默认就是ON,所以即使不添加这个条目,客户端也会获得这种Failover能力。

TAF(Transparent Apllication Failover)

从上文对Client-Side Connecttime Failover特点的分析可以看出,这种failover的意义有限。下载大部分流行的应用系统(比如WebLogic,JBOSS)都是启动时就建立若干到数据库的长连接,在应用程序整个生命周期内重用这些连接。Client-Side Connect Time Failover的工作方式是它对应用程序的可用性没有极大地帮助。

从8.1.5版本Oracle引入了新的Failover机制TAF.所谓TAF,就是连接建立以后,应用程序运行过程中,如果某个实例发生故障,连接到这个实例上的用户会被自动迁移到其他的健康实例上。对于应用程序而言,这个千亿过程透明、不需要用户的介入,当然这种透明也是有引号的,因为用户的未提交事务会回滚。相对于Client-Side Connect Time Failover的用户程序被中断、抛出连接错误、用户必须中期应用程序,TAF这种方式在提高应用程序HA能力上无疑是前进了一大步。

TAF的配置也很简单,只需要在客户端的tnsnames.ora中添加FAILOVER_MODE配置项,这个条目有4个子项目需要定义。 

FRAC =

(DESCRIPTION =

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = frac1-vip)(PORT = 1521))

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = frac2-vip)(PORT = 1521))

(LOAD_BALANCE=YES)

(

CONNECT_DATA=

(SERVER=DEDICATED)

(SERVICE_NAME=FRAC)

(

FAILOVER_MODE=

(TYPE=session)

(METHOD=basic)

(RETRIES=180)

(DELAY=5)

)

)

)

(1) METHOD选项用于定义何时创建到其他实例的连接,有BASIC和PERCONNECT两个选项值。

a. BASIC是指在感知到节点故障时才创建到其他实例的连接。

b. PERCONNECT是在最初建立连接时就同时建立到所有实例的连接,当发生故障时,立刻就可以切换到其他链路上。

两种方法的不同很容易比较。BASIC方式在Faiover时会有时间言辞,PERCONNECT方式虽然没有时间言辞,但是再建立多个冗余两节会消耗更多的资源,两者就是用时间换资源和资源换时间的区别。

(2) Type选项用于定于发生故障时对完成的SQL语句如何处理,其有两种类型:session和select。

这两种方式对于未提交的事务都自动回滚。区别在于对于select语句的处理,对于select类型,用户正在执行的select语句也会被转移到新的实力上,在新节点上继续返回后续结果集,而已经返回的记录结果集抛弃。

假设用户正在节点1上执行查询,整个结果集共有100条记录,现在一从节点1上返回10条记录,这时节点1宕机,用户连接被转移到节点2上,如果是session方式则需要重新执行查询语句;如果是select方式会从节点2上继续返回剩下的90条记录,二已经从节点1返回的10条记录不会重复返回给用户,对于用户而言感觉不到这种切换。

很显然为了实现select方式,oracle必须为每个session保存更多的内容,包括游标、用户、上下文等,需要更多的资源也是用资源换时间的方案。

(3) DELAY和RETRIES这两个参数和简单,代表着重试时间间隔和重试次数。

Failover(TAF)的测试借助于前面监听和tnsnames的配置,而在11G R2没有引入之前出现故障用的是直接用集群的vip“漂”进行故障转移,而在11G R2以后,引入了一个新的ip,即SCAN(SingleClient Access Name)IP,Scan是一个域名,可以解析1到3个scan ip,客户端可以通过SCAN名解析来访问数据库,其好处就是添加和删除节点时不需要再有额外的客户端维护,大大减少了维护方面的繁琐工作。

在集群环境中,我们配置的客户端是以scan ip的方式进行配置的。当我们某个用户在外面连接进来的时候,集群会自动的根据负载把该会话连接到一个特定的实例,如果该会话正在select一个表,还未完成,该实例宕机了,oracle会自动将故障节点的失误切换到另一个实例中执行,这样的切换对于用户来说是透明的。用户不会感觉到异常,所执行操作也将返回正常的结果,这个也是RAC集群的高可用性所在。

以下是在session模式做的网络failover测试;

首先用户用客户端服务进行连接:

[oracle@frac1admin]$ sqlplus scott/oracle@frac

SQL*Plus: Release11.2.0.3.0 Production on Wed Apr 16 01:55:37 2014

Copyright (c) 1982,2011, Oracle. All rights reserved.

Connected to:

Oracle Database 11gEnterprise Edition Release 11.2.0.3.0 - 64bit Production

With thePartitioning, Real Application Clusters, Automatic Storage Management, OLAP,

Data Mining and RealApplication Testing options

SQL> showparameter instance_name

NAME TYPE VALUE

---------------------------------------------------------- ------------------------------

instance_name string FRAC2

SQL> create tablebig_a as select * from dba_objects;

SQL>insert intobig_a select * from big_a;

为了保证数据的充足性,多执行几次上面insert语句,由于磁盘空间限制,我在此执行了4次,共1203888条记录。

由以上信息可知用户连接到frac2实例,此时可以执行一些DML操作:

SQL> selectOBJECT_TYPE,count(*) from big_a group by object_type;

在查询未完成之前,把frac2实例进行宕机,会返回如下错误:

SQL> shutdownabort;

ORACLE instance shutdown.

SQL> selectOBJECT_TYPE,count(*) from dba_objects group by object_type;

selectOBJECT_TYPE,count(*) from dba_objects group by object_type

*

ERROR at line 1:

ORA-25408: can notsafely replay call

再次查看的是时候发现已经把会话自动切换到frac1实例:

SQL> /

OBJECT_TYPE COUNT(*)

------------------------------------------------

EDITION 1

INDEX PARTITION 302

TABLESUBPARTITION 32

CONSUMER GROUP 25

SEQUENCE 229

TABLE 2936

INDEX 5266

SYNONYM 28152

VIEW 5186

FUNCTION 305

JAVA CLASS 23165

JAVA SOURCE 2

INDEXTYPE 9

CLUSTER 10

TYPE 2913

RESOURCE PLAN 10

JOB 14

EVALUATIONCONTEXT 15

45 rows selected.

SQL> showparameter instance_name;

NAME TYPE VALUE

---------------------------------------------------------------------------- ------

instance_name string FRAC1

SQL> !hostname

frac1

Server-Side TAF

第三种方式是Server-Side TAF,但从名字上就可以猜出这种方式和之前的TAF有一定的关系。事实上也是这样,可以把Server-Side TAF看做是TAF的一个变种。首先Server-Side TAF也是TAF,所有TAF的特点他都具有;其次,这种TAF是在服务器上配置,而不像TAF是在客户端配置的。

前面介绍的Client-Side TAF,配置过程需要修改客户端tnsnames.ora文件,如果有很多客户端使用这个数据库,那么每次微小的参数调整都要把书友计算机更改一遍,即低效又易出错。而Server-Side TAF通过结合Service,在数据库里保存FAIL_MODE的配置,把所有的TAF配置保存在数据字典里,从而省去了客户端的配置工作,现在客户端的TNS文件就不需要任何TAF的配置选项。

从配置参数而言,Service-Side TAF相比多了一个Instance Role(实力角色)的概念。所谓实力角色,就是当有多个Instance参与一个Service时,可以配置有限使用哪一个Instance为用户提供服务。用户总共有两种可选角色。

a. PREFERRED:首选实例,会优先选择拥有这个角色的实例提供服务。

b. AVILABLE:后备实例,用户会优先连接PREFERRD的Instance,当PREFERRED的Instance不可用时,才会被转移到AVILABLE的实例上。

要想使用Server-Side TAF必须配置Server。Server可以在创建数据库时创建,也可以在数据库创建之后修改;既可以通过配置向导也可以通过命令行方式配置。下面分别演示用DBCA和手工两种方式配置Service的过程。

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