概述：写下本文档的初衷和动力，来源于上篇的《oracle基本操作手册》。oracle基本操作手册是作者研一假期对oracle基础知识学习的汇总。然后形成体系的总结，一则进行回顾复习，另则便于查询使用。本图文文档亦源于此。阅读Oracle RAC安装与使用教程前，笔者先对这篇文章整体构思和形成进行梳理。由于阅读者知识储备层次不同，我将从Oracle RAC安装前的准备与规划开始进行整体介绍安装部署Oracle RAC。始于唐博士指导，对数据库集群进行配置安装，前后经历2，3个月的摸索。中间遇到不少问题。此文档也将一一记录整理。(本文原创/整理，转载请标注原文出处: RAC 特殊问题和实战经验（五）)
2015年7月18日10:28:41
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共享存储
在需要将一个 LUN （逻辑单元号）映射给多个节点、为集群提供一个共享的存储卷时，同一个存储 LUN 在各个主机端的 LUNID 必须是相同的。比如：
(一) 在为多个 ESX 节点创建一个 VMFS 卷的时候
(二) 在双机 HA 集群创建共享存储的时候
时间一致性
集群模式下，各个节点要协同工作，因此，各主机的时间必须一致。因此，各主机的时间必须一致。各个节点之间的时间差不能超时，一般如果超过 30s，节点很可能会重启，所以要同步各节点的时间。例如，需要配置一个 ntp 时钟服务器，来给 RAC 的各个节点进行时间同步。或者让节点之间进行时间同步，保证各个节点的时间同步，但是无法保证 RAC 数据库的时间的准确性。
互联网络（或者私有网络、心跳线）
集群必须依赖内部的互联网络实现数据通讯或者心跳功能。因此，采用普通的以太网还是其他的高速网络(比如 IB)，就很有讲究，当然了，还有拿串口线实现心跳信息传递。此外，采用什么样的网络参数对集群整体的性能和健壮性都大有关系。
案例：
XX 市，4 节点 Oracle 10g RAC
操作系统采用的是 RHEL 4，按照默认的安装文档，设置网络参数为如下值：
net.core.rmem_default = 262144
net.core.rmem_max = 262144
执行一个查询语句，需要 11 分钟，修改参数：
net.core.rmem_default = 1048576
net.core.rmem_max = 1048576
再次执行仅需 16.2 秒。
固件、驱动、升级包的一致性
案例：
XX 市，HPC 集群，运行 LS-DYNA(通用显示非线性有限元分析程序)。
集群存储系统的环境说明：存储系统的 3 个 I/O 节点通过 FC SAN 交换机连接到一个共享的存储。
- 节点使用的 FC HBA 卡为 Qlogic QLE2460;
- 光纤交换机为 Brocade 200E
- 磁盘阵列为 Dawning DS8313FF
故障现象
集群到货后发现盘阵与机器直连能通，两个设备接 200E 交换机不通。后经测试交换机 IOS 版本问题导致不能正常认出盘阵的光纤端口，与交换机的供货商联系更新了两次 IOS，盘阵的端口能正常识别，但盘阵与机器相连还是无法找到盘阵。经过今天的测试发现三台 I/O 节点采用的 HBA 卡 firmware 版本不一致。最早接光纤交换机及与盘阵直连的的 I/O1 的 firmware 为 v4.03.02，今天又拿出来的两台 I/O 节点 firmware 为 v4.06.03。用后两台测试后盘阵、机器、交换机之间可以正常通信，到今天晚上为止没有发现异常情况。从目前的情况判断是QLE2460 firmware 为 v4.03.01 的 HBA 卡与 200E IOS V5.3.1 有冲突者不兼容导致的故障。至于新的 HBA 卡 firmware为 v4.06.03 与 200E IOS V5.3.1 连接的稳定性如何还要做进一步测试。
诊断处理结果
I/O 1 节点 HBA 卡的 fimware 升级到 v4.06.03 后连接 200E 找不到盘阵的故障已经得到解决。其实是一个 FCHBA 卡的固件版本不一致引起的问题。
共享文件 OCR 及 Voting Disk
Oracle Cluster Registry（OCR）：记录 OCR 记录节点成员的配置信息，如 database、ASM、instance、 listener、VIP 等 CRS 资源的配置信息,可存储于裸设备或者群集文件系统上。Voting disk : 即仲裁盘，保存节点的成员信息，当配置多个投票盘的时候个数必须为奇数，每个节点必须同时能够连接半数以上的投票盘才能够存活。初次之外包含哪些节点成员、节点的添加和删除信息。
安装
在 Oracle RAC 中，软件不建议安装在共享文件系统上，包括 CRS_HOME 和 ORACLE_HOME，尤其是 CRS 软件，推荐安装在本地文件系统中，这样在进行软件升级，以及安装 patch 和 patchset 的时候可以使用滚动升级(rolling upgrade)的方式，减少计划当机时间。另外如果软件安装在共享文件系统也会增加单一故障点。如果使用 ASM 存储，需要为 asm 单独安装 ORACLE 软件，独立的 ORACLE_HOME，易于管理和维护，比如当遇到 asm 的 bug 需要安装补丁时，就不会影响 RDBMS 文件和软件。
脑裂症（split brain）
在一个共享存储的集群中，当集群中 heartbeat 丢失时，如果各节点还是同时对共享存储去进行操作，那么在这种情况下所引发的情况是灾难的。ORACLE RAC 采用投票算法来解决这个问题，思想是这样的：每个节点都有一票，考虑有 A，B，C 三个节点的集群情形，当 A 节点由于各种原因不能与 B，C 节点通信时，那么这集群分成了两个 DOMAIN,A 节点成为一个 DOMAIN，拥有一票；B,C 节点成为一个 DOMAIN 拥有两票，那么这种情况B，C 节点拥有对集群的控制权，从而把 A 节点踢出集群，对要是通 IO FENCING 来实现。如果是两节点集群，则引入了仲裁磁盘，当两个节点不能通信时，请求最先到达仲裁磁盘的节点拥用对集群的控制权。网络问题（interconnect 断了），时间不一致；misscount 超时 等等，才发生 brain split，而此时为保护整个集群不受有问题的节点影响，而发生 brain split。oracle 采用的是 server fencing，就是重启有问题的节点，试图修复问题。当然有很多问题是不能自动修复的。比如时间不一致，而又没有 ntp；网线坏了。。。这些都需要人工介入修复问题。而此时的表现就是有问题的节点反复重启。
集群软件
从 Oracle10g 起，Oracle 提供了自己的集群软件，叫做 Oracle Clusterware，简称 CRS，这个软件是安装 oraclerac 的前提，而上述第三方集群则成了安装的可选项 。同时提供了另外一个新特性叫做 ASM，可以用于 RAC 下的共享磁盘设备的管理，还实现了数据文件的条带化和镜像，以提高性能和安全性 (S.A.M.E: stripe and mirroreverything ) ，不再依赖第三方存储软件来搭建 RAC 系统。尤其是 Oracle11gR2 版本不再支持裸设备，Oracle 将全力推广 ASM，彻底放弃第三方集群组件支持。
Oracle Clusterware 的心跳
Oracle Clusterware 使用两种心跳设备来验证成员的状态，保证集群的完整性。
- l 一是对 voting disk 的心跳，ocssd 进程每秒向 votedisk 写入一条心跳信息。
- l 二是节点间的私有以太网的心跳。
两种心跳机制都有一个对应的超时时间，分别叫做 misscount 和 disktimeout：
- l misscount 用于定义节点间心跳通信的超时，单位为秒;
- l disktimeout ,默认 200 秒，定义 css 进程与 vote disk 连接的超时时间;
reboottime ，发生裂脑并且一个节点被踢出后，这个节点将在reboottime 的时间内重启;默认是 3 秒。用下面的命令查看上述参数的实际值：
- l # crsctl get css misscount
- l # grep misscount $CRS_HOME/log/hostname/cssd/ocssd.log
在下面两种情况发生时，css 会踢出节点来保证数据的完整，：
(一) Private Network IO time > misscount，会发生 split brain 即裂脑现象，产生多个“子集群”(subcluster) ，这些子集群进行投票来选择哪个存活，踢出节点的原则按照下面的原则：节点数目不一致的，节点数多的 subcluster 存活;节点数相同的，node ID 小的节点存活。
(二) VoteDisk I/O Time > disktimeout ，踢出节点原则如下：失去半数以上 vote disk 连接的节点将在 reboottime 的时间内重启。例如有 5 个 vote disk，当由于网络或者存储原因某个节点与其中>=3 个 vote disk 连接超时时，该节点就会重启。当一个或者两个 vote disk 损坏时则不会影响集群的运行。
如何查看现有系统的配置
对于一个已经有的系统，可以用下面几种方法来确认数据库实例的心跳配置，包括网卡名称、IP 地址、使用的网络协议。
最简单的方法，可以在数据库后台报警日志中得到。使用 oradebug
SQL> oradebug setmypid
Statement processed.
SQL> oradebug ipc
Information written to trace file.
SQL> oradebug tracefile_name
/oracle/admin/ORCL/udump/orcl2_ora_24208.trc
找到对应 trace 文件的这一行：socket no 7 IP 10.0.0.55 UDP 16878
从数据字典中得到：
SQL> select * from v$cluster_interconnects;
SQL> select * from x$ksxpia;
心跳调优和设置
为了避免心跳网络成为系统的单一故障点，简单地我们可以使用操作系统绑定的网卡来作为 Oracle 的心跳网络，以 AIX 为例，我们可以使用 etherchannel 技术，假设系统中有 ent0/1/2/3 四块网卡，我们绑定 2 和 3 作为心跳：在 HPUX 和 Linux 对应的技术分别叫 APA 和 bonding
UDP 私有网络的调优当使用 UDP 作为数据库实例间 cache fusion 的通信协议时，在操作系统上需要调整相关参数，以提高 UDP传输效率，并在较大数据时避免出现超出 OS 限制的错误：
(一) UDP 数据包发送缓冲区：大小通常设置要大于(db_block_size * db_multiblock_read_count )+4k，
(二) UDP 数据包接收缓冲区：大小通常设置 10 倍发送缓冲区;
(三) UDP 缓冲区最大值：设置尽量大(通常大于 2M)并一定要大于前两个值;
各个平台对应查看和修改命令如下：
Solaris 查看 ndd /dev/udp udp_xmit_hiwat udp_recv_hiwat udp_max_buf ;
修改 ndd -set /dev/udp udp_xmit_hiwat 262144
ndd -set /dev/udp udp_recv_hiwat 262144
ndd -set /dev/udp udp_max_buf 2621440
AIX 查看 no -a |egrep “udp_|tcp_|sb_max”
修改 no -p -o udp_sendspace=262144
no -p -o udp_recvspace=1310720
no -p -o tcp_sendspace=262144
no -p -o tcp_recvspace=262144
no -p -o sb_max=2621440
Linux 查看 文件/etc/sysctl.conf
修改 sysctl -w net.core.rmem_max=2621440
sysctl -w net.core.wmem_max=2621440
sysctl -w net.core.rmem_default=262144
sysctl -w net.core.wmem_default=262144
HP-UX 不需要
HP TRU64 查看 /sbin/sysconfig -q udp
修改： 编辑文件/etc/sysconfigtab
inet: udp_recvspace = 65536
udp_sendspace = 65536
Windows 不需要
参考文献
- Oracle的三种高可用集群方案
- 集群概念介绍：栢图教育 Oracle 高级课程——理论教材
- Oracle 11 RAC生存指南
- Oracle 11gR2 RAC管理与性能优化
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