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1.2.2 物理层次结构

《构建最高可用Oracle数据库系统:Oracle 11gR2 RAC管理、维护与性能优化》第1章认识Oracle RAC,本章对RAC的体系结构进行了介绍,RAC逻辑上是由存储层、集群层和数据库层构成,物理上是由存储设备、服务器和不同用途的网络构成。本节为大家介绍物理层次结构。

作者:刘炳林来源:机械工业出版社|2012-08-18 17:10

1.2.2   物理层次结构

图1-2是RAC物理结构图,主要包含SAN(Storage Area Network)存储结构和LAN(Local Area Network)网络结构。

 
图1-2   RAC物理结构图


下面对组成RAC最重要的两部分结构进行讨论。

1. 存储结构

RAC存储结构使用的方式必须是集群中所有节点都能同时并发访问相同设备,也就是说,所有的节点共享同一个存储设备(共享存储)。在实际的生产环境中,大多数使用SAN来构建服务器共享存储。如图1-2展示了SAN的基本结构。

如图1-2所示,SAN是存储区域网络,用于数据库服务器和存储设备交换数据,LAN是本地区域网络,用于应用服务器或客户端同数据库服务器交换数据。显然,用于交换数据的SAN比LAN要求更高,需要有更快的速度和更高的稳定性。目前,主流实现SAN技术的有两种,一种是传统的FC(Fibre Channel)SAN,另一种是IP SAN。

搭建FC SAN使用FC协议作为传输协议,使用光纤作为通信介质,使用FC HBA卡、光纤交换机作为连接设备,使用的存储设备是要支持FC协议的存储阵列。存储阵列中的磁盘可以是SATA磁盘、SCS磁盘、SAS磁盘和FC磁盘。FC光纤阵列性能***,SATA磁盘阵列性能最差。

搭建IP SAN使用TCP/IP协议作为传输协议,所以可以使用一般的网络通信设备作为通信介质,使用以太网网卡、网络交换机作为连接设备,使用一般的服务器或者支持iSCSI的存储设备作为存储。由于要在以太网上传送SCSI信号,所以这种技术称为iSCSI(internet SCSI)技术,即服务器将SCSI信号转换成TCP/IP包,通过以太网传送数据,接收端再将TCP/IP包转换成SCSI信号,它确保能够通过一般的网络来传输SCSI信号。

注意 搭建FC SAN的环境需要很多特殊的硬件设备,并不是工作、学习中常常能碰到的。本书希望读者尽可能用日常工作中很容易找到的硬件设备,搭建一个与生产环境结构类似的RAC。基于这点,第2章将讨论使用iSCSI技术来搭建SAN存储网络实现共享存储。这种方式将服务器的FC HBA卡换成了网卡,将光纤交换机换成了网络交换机,将支持FC协议的磁盘阵列换成了普通TCP/IP网卡通信的服务器。这样一来就能很容易地复制生产环境的结构,对于掌握RAC的整体结构是很有帮助的。

存储技术上,Oracle Clusterware支持NFS、iSCSI、DAS(Direct Attached Storage)、SAN存储和NAS(Network Attached Storage)。本书只讨论最常见的SAN,生产环境中使用的几乎都是FC SAN,它的特点是速度快、稳定性高、消耗服务器资源小,但成本也相对较高。通过iSCSI的方式,虽然成本较低,但稳定性、速度都没光纤的方式好,并且会消耗部分服务器资源,然而IP SAN作为一种低端的解决方案出现,可以应用于备份、测试、学习等方面。

2. 网络结构

如图1-2所示,在构建RAC的网络结构中,至少需要存在两个网络,所有的集群服务器都必须处在这两个网络中。一个是公共网络,用于对外接收连接请求服务的网络;另一个是私有网络,用于节点通信的网络。

在网络传输中,目前常用的都是千兆级别的网络,但是随着技术的发展,已经出现了万兆传输的网络,以及使用Infiniband技术来实现高速传输网络。Infiniband技术将在第15章讨论。在11gR2版本中,Oracle开始允许有多个公共网络,每个网络有自己的一个SCAN名称对外接收连接请求。

传统的网络结构是通过千兆网络来实现的,其中内联网络(私有网络)对于RAC来说非常重要,它关系到节点服务器间的心跳健康状况,以及Cache Fusion的性能。由于目前常用到的是千兆带宽的网络作为私有网络,所以速度并不是很快,在业务系统设计的过程中要充分利用Service的特性来减少对Cache Fusion的使用,这样才能提高对请求的响应速度。另外,还可以考虑将千兆网卡更换成光纤网卡,用光纤作为私有网络的传输介质可以提高心跳的稳定性,减少传输过程中受外界磁场等因素的干扰而影响传输性能。当然,也可以使用万兆的网络以及Infiniband技术来实现高速、低延迟的传输。

注意   Oracle不支持使用交叉电缆作为Clusterware私有网络传输介质,这是不受Oracle技术支持的,同时,在运行的过程中也可能会出现严重的心跳丢失,导致服务器自动重启等异常情况,这对RAC的稳定性极其不利。

内联网络使用一个或多个交换机连接集群中的所有服务器,集群中的节点之间能够通过该网络相互访问和通信。在Linux平台,可以使用UDP(User Datagram Protocol)或者RDS(Reliable Data Socket)协议配置Oracle Clusterware的通信方式,默认使用的是UDP协议,在Windows平台上默认使用TCP/IP协议进行通信。用户不能使用内联网络与数据库进行通信,因为Cache Fusion要使用内联网络来进行实例间的通信。

【责任编辑:book TEL:(010)68476606】

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