Visão geral do Oracle RAC

Um cluster consiste em multiplos computadores interconectados ou servidores que têm como objetivo compartilhar/ processar requisições de usuários em aplicações para usuários finais. O Oracle RAC permite que um Database seja clusterizado e ele utiliza o Oracle Clusterware como infraestrutura para processar várias instances como um sistema único.

Abaixo o funcionamento do Oracle RAC:

O que é um Cluster?

As características mais comuns de um Cluster Oracle são:

• Servidores interligados que atuam como um único servidor;
• O software utilizado pelo cluster mascara a infra-estrutura;
• Os discos estão disponíveis para leitura e gravação para todos os servidores do cluster;
• Os dados são compartilhados através de softwares;
• ASM;
• ACFS;
• OCFS;
• NFS;
• RAW;
• O sistema operacional é o mesmo em todos os servidores;
• Várias instâncias acessando o mesmo banco de dados;
• Uma instância por servidor;
• Acesso aos dados (datafiles) ao mesmo tempo por todas instâncias;
• Controle de acesso aos dados por parte do Oracle RAC;

Os benefícios da utilização do Oracle Real Application Clusters:

• Alta disponibilidade: segurança para falhas em servidores e instâncias;
• Escalabilidade: adicione mais nodes/servidores em necessidade futuras;
• Custo: somente é pago o que é utilizado;
• Computação em grade (Grid):
• Aumento e diminuição do cluster confirme necessidade;
• Adicionar e remover nodes com facilidade;
• Utilização de repositório de carga;
• Execuções de processos de forma paralela;
• Distribuição de carga entre os nodes do cluster.

Interconnect

O Oracle Clusterware necessita de troca de informações entre todos os nodes do Cluster. Para isso é utilizado o link “Interconnect”. As principais tarefas desta interface de rede são:

• Funções Heartbeat / Keep Alive ;
• Troca de mensagens;
• Troca de informações sobre locks e deadlocks;
• Atualização de cache (Cache Fusion);

Exemplos de ligações da interface Interconnect:

Single-Switch:

• Interfaces ligadas somente a um switch para o Interconnect dos nodes do clusters;
• Pode ser configurado como Ativo/Ativo ou Ativo/Standby via Bonding.

Multi-Switch:

• Interfaces ligadas a duas ou mais switchs para o Interconnect dos nodes do clusters;
• Pode ser configurado como Ativo/Ativo ou Ativo/Standby via Bonding ou HAIP.

Para consultar as dúvidas mais frequentes sobre a interface “Interconnect”, clique aqui.

Exemplo de ambiente Oracle RAC

Um exemplo de ambiente utilizando Oracle RAC (Versão 11gR2) é mostrado a seguir na imagem:

Ordem de Startup

Para iniciar o cluster, existe uma ordem para o startup dos serviços – isso garante a inicialização correta do Oracle RAC:

Principais processos do Oracle RAC

Um cluster consiste em vários processos no SO. Os processos GCS, GES e GRD consistem no funcionamento do Oracle Cache Fusion (responsável pela troca de blocos em memória entre os nodes do cluster.) Abaixo alguns processos do Oracle RAC:

• Cluster Ready Services (CRS)
  Processo principal para gerenciamento de alta-disponibilidade do cluster.
• Cluster Synchronization Services (CSS)
  Gerencia a configuração do cluster controlando seus membros, notificando membros quando um node é edicionado ou excluído do cluster.
• Event Manager (EVM)
  Proceso Background que gerencia eventos do cluster.
• Cluster Time Synchronization Services (CTSS)
  Serviço para sincronização de horário entre os nodes do cluster.
• Oracle Notification Services (ONS)
  Serviço para gerenciamento de eventos FAN (Fast Application Notifications)
• Oracle AgentGerencia serviços quando um evento FAN ocorre. Conhecido como processo RACG até a versão 11.1
• Oracle Root Agent
  É um processo específico (Oraagent) que funciona juntamente com o processo CRSD para gerenciar recursos do usuário “root”, como serviços de rede e endereços VIP.
• Grid Naming Services (GNS)
  É um conexão entre o mDNS e o DNS externo. Gerencia automaticamente nomes do cluster (opcional).
• Grid Plug And Play (GPnP)
  Permite adição e remoção de nodes no cluster automaticamente sem ação manual. Necessita do GNS configurado.
• Multicast Domain Name Services (mDNS)
  Permite solicitações do DNS externo.
• ACMS: Atomic Controlfile do Memory Service
  Num ambiente Oracle RAC, o ACMS contribui para garantir que as atualizações na memória SGA sejam distribuídas entre os nodes, com sucesso ou falha. 
• GTX0-j: Global Transaction Process
  O processos GTX0-j suporta transações globais num ambiente Oracle RAC. O Database automaticamente calcula o número desses processos baseando-se na carga de transações XA globais. 
• LMON: Global Enqueue Service Monitor
  O processo LMON monitora filas globais e recursos do cluster e executa recover de operações LMD   (GlobalEnqueue Daemon). Os processos LMD gerenciam as solicitações remotas de cada instance do cluster.
• LMS: Global Cache Service Process
  O processo LMS mantém registros dos status dos Datafiles e de cada bloco em cache registrados no Global Resource Directory (GRD). O Processo LMS também controla as mensagens para instâncias   remotas e gerencia o acesso e a transmissão de blocos da Buffer Cache entre as diferentes instances do cluster. Esse processo faz parte da feature Cache Fusion.
• LCK0: Instance Enqueue Process
  O processo LCK0 administra as requisições de recursos que não são da Cache Fusion, como por exemplo, requisições library w row cache.

Veja os principais processos do Oracle RAC aqui. (Somente em inglês)

Principais mudançaos no Oracle 11gR2

Em relação a versões anteriores do Oracle Database, existem algumas diferenças, como:

OFA (Optimal Flexible Architecture)

 Os novos diretórios no 11g, em $ORACLE_BASE/diag/rdbms/<INSTANCIA>

• alert – Diretório do alert log em xml e txt.
• incident – Diretório para todos os incidentes do software.
• incpkg – Diretório para quando a criado um pacote des incidentes.
• trace – Diretório para armazenar os antigos traces gerados nos caminhos background dump (bdump) e user dump (udump).
• cdump – Diretório para armazenar os traces de Core Dump, antigo core_dump_dest.
• metadata – Metadata sobre os incidentes, problemas e pacotes.

Parâmetros depreciados

Os parâmetros background_dump_dest, core_dump_dest, user_dump_dest foram depreciados. Agora, todos os traces podem ser encontrados em DIAGNOSTIC_DEST.

ADR – Automatic Diagnostic Repository

Ferramenta para auxiliar na prevenção, detecção e diagnóstico de problemas com bugs em banco de dados. O ADR centraliza todos os traces e logs de todos os componentes, tais como ASM, CRS, LISTENER.

Senhas

As senhas agora, por padrão, são SENSITIVE CASE. Logo, é preciso muita atenção com usuários de aplicação, pois isso poderá ser um problema em uma migração. O recurso pode ser desligado alterando o parâmetro sec_case_sentitive_logon = FALSE.

SCAN – Single Access Name

O Single Client Name (SCAN) é uma nova feature do Oracle RAC 11gR2 que dispõe de um nome qualificado para acesso ao Oracle Database em um cluster. Entre os benefícios, um é a possibilidade de adionar ou remover nodes de um cluster sem a necessidade de alterar os clients. O SCAN é o responsável por LOAD BALANCING e FAILOVER, mudando consideralvelmente o Oracle Net de ambiente em Cluster 11gR2.

Overview do SCAN

LOAD BALACING de conexões usando SCAN:

Oracle Grid Infrastructure

Com o Oracle Grid Infrastructure, o ASM e o Clusterware são instalados em uma única home, tornando-se uma plataforma unificada de infraestrutura do Oracle RAC. Arquivos do Clusterware como OCR e Voting Disks, podem ser armazenados no ASM, unificando as soluções de armazenamento. Para novas instalações, a opção de armazenamento dos arquivos de Clusterware em raw devices não é mais suportada. Estas consigurações também se aplicam para a configuração STANDALONE SERVER.
O ACFS – Automatic Storage Management Cluster File System é um novo recurso de armazenamento, suportando todas as plataformas, provendo uma file system dinâmica, distribuída performaticamente, balanceamento sobre todos os discos envolvidos. Substituí o antigo OCFS.

O Cluster Time Synchronization Service – CTSS, serviço responsável por manter o sincronismo de tempo entre os nodes. Oracle Universal Installer do Grid Infrastructure gera scripts automaticamente para fix de pré-requisitos não atendidos. 

Online Application Upgrade

Nessa versão é permitido que sejam realizados upgrades online sem qualquer indisponibilidade para aplicações. Anteriormente, quando um commando DDL era executado e outra sessão tentava realizar um DML no mesmo objeto, ocorria uma falha. Isto não acontece mais. Foram feitas melhorias nos processos Create e Rebuild index (no waits). O modelo de dependências do banco mudou para o chamado “finegrained”. Ex: Adicionar uma nova coluna em uma tabela ou um novo subprograma para uma package spec não invalidará suas dependências.

Matriz de Certificação do Oracle RAC

Para garantir a compatibilidade de software/hardware em uma instalação do Oracle RAC, confira a matriz de certificação no My Oracle Support:

• Conecte no portal Oracle;
• Clique na aba “Certificação”;
• Cliquem em “Certificação por Produto”;
• Selecione “Real Application Clusters”;
• Selecione a plataforma.

Demonstrações

Para ver demonstrações do Oracle RAC, acesse o link: http://www.oracle.com/technology/obe/demos/admin/demos.ht