按需扩充

在现有的系统可能是基于当前的工作负载而构建的，当应用规模需要扩充时(支持更多的数据、用户或应用)，就需要扩展系统以保证系统的性能。当应用是构建于大型的SMP主机时，可能需要购买另一台昂贵的主机，但可能只能使用到其处理能力的很小一部分。但是如果您使用Oracle RAC的话，您可以通过增加一台或多台低成本的服务器来扩充您的应用系统的处理能力，满足应用需求。

Oracle RAC逻辑结构

从逻辑结构上看，每一个参加集群的节点有一个独立的instance，这些instance访问同一个数据库。节点之间通过集群软件的通讯层（communication layer）来进行通讯。同时为了减少I/O的消耗，存在了一个全局缓存服务，因此每一个数据库的instance，都保留了一份相同的数据库cache。

RAC中逻辑结构的特点是：

每一个节点的instance都有自己的SGA ，

每一个节点的instance都有自己的background process，

每一个节点的instance都有自己的redo logs ，

每一个节点的instance都有自己的undo表空间，

所有节点都共享一份datafiles和controlfiles。

提出了一个缓存融合的技术(Cache fusion)，目的有两个：

保证缓存的一致性，

减少共享磁盘I/O的消耗。

因此在RAC环境中多个节点保留了同一份的DB Cache，缓存融合（Cache fusion）工作原理：

其中一个节点会从共享数据库中读取一个block到db cache中，

这个节点会在所有的节点进行交叉db block copy ，

当任何一个节点缓存被修改的时候，就会在节点之间进行缓存修改，

为了达到存储的一致最终修改的结果也会写到磁盘上ClusterWare组件。

RAC有四种Service：

Crsd - 集群资源服务

Cssd - 集群同步服务

Evmd - 事件管理服务

oprocd - 节点检测监控

RAC有三类Resource：

VIP - 虚拟IP地址(Virtual IP)

OCR - Oracle Cluster Registry(集群注册文件),记录每个节点的相关信息

Voting Disk - Establishes quorum (表决磁盘),仲裁机制用于仲裁多个节点向共享节点同时写的行为，这样做是为了避免发生冲突。

RAC的组件提供过了额外的进程，用来维护数据库：

LMS - Gobal Cache Service Process 全局缓存服务进程

LMD - Global Enqueue Service Daemon 全局查询服务守护进程

LMON - Global Enqueue Service Monitor全局查询服务监视进程

LCK0 - Instance Enqueue Process 实例查询进程

Oracle RAC 的物理结构

组成RAC的服务器称为节点，每台节点服务器至少需要2张网卡。物理连接分三大系统，共享磁盘存储系统、专用网络系统、公用网络系统。

共享磁盘存储(Storage Share)

Oracle RAC 依赖于一个共享磁盘体系结构。数据库文件、联机重做日志和数据库的控制文件必须都能为集群中的每个节点所访问。共享磁盘还存储 Oracle Cluster Registry 和 Voting Disk。配置共享存储有多种方法，包括直接连接磁盘（通常是使用铜缆或光纤的 SCSI）、存储区域网 (SAN) 和网络连接存储 (NAS)。

专用网络(Private Network)

每个集群节点通过专用高速网络连接到所有其他节点，这种专用高速网络也称为集群互联或高速互联 (HSI)或心跳检查(Heart Check)。 Oracle 的 Cache Fusion 技术使用这种网络将每个主机的物理内存 (RAM) 有效地组合成一个高速缓存。 Oracle Cache Fusion 通过在专用网络上传输某个 Oracle 实例高速缓存中存储的数据允许其他任何实例访问这些数据。它还通过在集群节点中传输锁定和其他同步信息保持数据完整性和高速缓存一致性。

公共网络(Public Network)

为维持高可用性，为每个集群节点分配了一个虚拟 IP 地址 (VIP)。如果主机发生故障，则可以将故障节点的 IP 地址重新分配给一个可用节点，从而允许应用程序通过相同的 IP 地址继续访问数据库。

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