Oracle RAC结构

Oracle真正集群的出现是在Oracle公司收购Rdb并吸收了相关技术优势后，才正在推出了属于自己的RAC集群解决方案。RAC​和集群分类章节提到的集群系统有很多相似之处，从下图我们大概了解一下RAC集群的层次结构和所需的软硬件环境。

Oracle Rac 结构

从上图可以看出，RAC集群是由若干个物理计算机组成( 每个叫作一个节点)，这些节点间通过网线(心跳线)连接。每个节点上都运行一个Oracle实例(Instance)， 这些实例通过一个集群管理软件(Clusterware, 集群件)的协助，共同操作一个数据库。从用户(使用者)的视角来看，他们看到的只是一个数据库。

我们从逻辑上可以把RAC集群分为存储层、网络层、集群件层、应用层4层结构，下面我们逐一讲解一下各分层的概念。

存储层

Oracle RAC其实是一个多实例、单数据库的系统。其中数据文件、联机日志、控制文件等文件在集群中只有一份。集群当中不管有多少个节点，这些节点都平等地使用着同样的数据文件，每个节点服务器通过光纤线连接到存储上。虽然RAC中有多个实例，但是只有一个数据库，这个数据库就保存在共享存储的磁盘上。

在Oracle中，实例和数据库这两个概念是不同的。实例特指由SGA内存结构和后台进程组成的运行时环境，因此Oracle实例是一个动态的概念，而数据库指的是数据文件、控制文件、日志文件这些保存在存储上的永久文件，是一个静态的概念。

因此，Oracle的实例和数据库是多对一的关系，在单实例环境中，二者是一对一的关系，所以二者经常会混淆使用，会被认为是同一个概念。但是在RAC集群环境中，可以有多个实例，但是数据库就只有一个，所以区分这两个概念有重要意义。

网络层

通过上图的RAC的结构图，我们可以发现在整个RAC集群环境中，是有3个网络存在的。一个是访问者访问数据库时，提供的一个公共网络，主要用于提供数据库查询和操作等服务；另一个是由私有网卡组成的私有网络，用于RAC集群各个节点间的互联，既是心跳线；第三个是各个节点和存储设备进行连接的存储网络。

集群键层

Oracle在单机环境下是运行在OS操作系统的内核之上的，操作系统负责和硬件设备进行交互，并通过访问接口。Oracle系统是不会直接操作硬件的，而是有操作系统替代完成的。

但是，到了RAC集群环境下，虽然会有多个实例(节点或计算机)，但是Oracle的存储设备是共享的。这个时候如果还依赖OS操作系统，只能控制单机上的多个进程间的访问，无法实现多个节点间的协调工作。因此，Oracle RAC引进额外的控制机制，这个机制就是位于Oracle和OS操作系统之间的多了一集群管理软件(Clusterware)，它会在OS操作系统之前截获请求，然后和其他节上的Clusterware协商，最终完上层的请求。

应用层

Oracle RAC应用层，必须要提到一个软件CRS，CRS是Oracle Cluster Ready Service(Oracle集群就绪服务)。CRS是Oracle 10gR2开始的，用以提供标准的群集服务接口，用来搭建一般应用程序的高可用集群。之后从Oracle 10.2版本开始把CRS改名为上面的Oracle Clusterware。并且这个产品不局限于搭建Oracle数据库的集群，其它软件可以借助其API搭建集群功能。

集群环境之所以能够提供高可用性，是因为集群软件(CRS)对运行于其上的应用进行监视，并在发生异常时进行重启、切换等干预手段，这些被CRS监控的对象就叫作CRS Resource。可以简单的理解，CRS Resource通常是一个进程或者有一组进程组成的服务。通过这些服务提供应用。

其中，RAC集群的CRS Resource主要有GSD ( Global Service Daemon)、ONS (Oracle Notification Service Daemon)、VIP、 Database、 Instance、 Listener 和Service。

总结：

本节主要大概介绍Oracle RAC的结构和逻辑层次，主要目的为了读者可以对Oracle RAC集群有一个宏观的了解。

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