【技术干货】Oracle RAC上云怎么玩？

只看该作者 · 发表于 2017-3-27 15:41

技术干货｜Oracle RAC上云怎么玩？

众所周知，Oracle数据库作为数据中心的核心业务系统，在企业、政府、金融、教育、医疗等行业被广泛应用。Oracle RAC（实时应用集群）是Oracle数据库完全高可用体系解决方案中的一个关键产品，也是Oracle数据库支持网格计算环境的核心技术。目前，大量大型企业的核心ERP、政府的重要业务、医院的HIS等系统都采用了Oracle RAC以保障其稳定运行。

科普：OracleRAC是什么样的架构？

我们来了解下，Oracle RAC实时应用集群是一个什么样的架构呢，当前Oracle 主流使用是的Oracle9i、10g、11g版本，可以支持24 x 7 有效的数据库应用系统，能在低成本服务器上构建高可用性数据库系统，并且应用无需修改代码可以自由部署，Oracle RAC架构如下：

图示：RAC的数据放在共享存储上，计算由数台服务器提供

图示：RAC在传统物理环境下的部署结构

由上可看出Oracle RAC既有它的优势也有不足之处：

RAC方案优点：1、多节点并发处理，高性能；2、高可用，跨四切换；3、高扩展性

RAC方案不足：1、相对单机管理更复杂;2、如果系统规划设计能力不足，性能可能不如单节点;

传统的Oracle RAC在管理、监控、硬件性能扩展、存储扩容方面有明显局限性，超融合架构具有随需应变、灵活扩展、高可用、高可靠等天然优势，如果Oracle RAC与超融合架构相结合，则可以很好地解决这些问题。而某公司超融合实现了计算、存储、网络、安全的完全软件定义和融合，不仅极大简化IT的运维工作，还能够为业务的快速变化提供快速的响应能力。

某公司企业级云正是基于超融合架构构建，能够承载Oracle RAC、MySQL、HIS等关键应用的企业级云解决方案。这里我们重点分享Oracle RAC在某公司超融合环境中的最佳实践，通过不断的技术创新，一方面，结合 Oracle数据库系统原本就具备的可移植性好、使用方便、功能强、适应高吞吐量的特点，实现了某公司超融合对Oracle 及 Oracle RAC的完美支持；另一方面，通过在I/O、网络、共享盘等领域的重大技术突破，解决了超融合架构的虚拟化环境中运行Oracle RAC数据库集群原本存在的性能问题。

实践：超融合如何支持Oracle RAC上云？

实现Oracle RAC在云化环境下的部署，有几个关键因素需要考虑：1、数据库可用性；2、数据库磁盘配置和数据安全；3、数据库性能保障。

这些要素在没有进行定向优化的虚拟化环境中难以被满足的，因此某公司超融合针对Oracle RAC场景进行了大量创新，形成了一套最佳实践：

1、数据库可用性设计

平台创建2台虚拟机部署Oracle服务并分配在不同物理服务器上，超融合为RAC集群虚拟机提供互斥策略，充分避免单台物理节点承载业务的可用性风险。

当某个承载Oracle业务的物理节点发生故障时，RAC机制实现应用层访问切换。同时，超融合会在第三台主机中拉起发生故障的Oracle虚拟机，恢复RAC集群健壮性。

对于突发访问的可用性考虑，超融合提供DRS、DRX策略，一旦数据库出现高峰访问导致性能瓶颈，Oracle虚拟化机可以自动热扩容。

Oracle RAC业务环境需求

2、数据库磁盘配置和数据安全设计

RAC集群为了保证数据的一致性，所有Oracle虚拟机都是访问统一的共享存储空间，某公司超融合在创建Oracle虚拟磁盘的过程中，提供了专用的Oracle共享磁盘选项。

超融合采用分布式存储架构，数据在磁盘中是多副本存储。Oracle的共享磁盘数据会被同时写入并分配到不同物理节点的不同磁盘内，确保数据的安全性。

为了避免误操作或者逻辑错误导致的数据安全问题，超融合平台还提供了自动备份策略。

Oracle RAC业务超融合部署

3、数据库性能设计

超融合平台提供SSD+HDD的混合磁盘，大幅提升磁盘IO性能，Oracle的集群业务可以实现高性能业务发布。

超融合通过平台的Hugepages并结合linux操作系统的内核特性，提升了在大量业务并发的压力下Oracle RAC的事务性能。

基于某公司超融合架构部署oracle RAC的平台效果图

对于Oracle RAC，某公司超融合主要创新：

对于Oracle RAC场景，某公司超融合架构不仅仅是满足基础需求，而是提供了一整套便于部署、高性能、高稳定的解决方案，这些特性源自于对云平台的创新：

简单高效的部署Oracle RAC

某公司超融合平台提供简单易用的OracleRAC配置向导，只需六步，即可完成配置，帮助用户快速搭建/迁移RAC环境，快速上线业务，极大减轻了DBA的运维工作量，让IT管理人员能够把精力更多地投入到业务本身，产出更多的效益。

超融合上Oracle RAC配置向导

超融合的高性能I/O

传统的存储架构通常是采用SAS盘组RAID的来提升性能，但是这种方式对于随机读写的性能效果一般。

某公司超融合架构的会在数据写操作时将数据分割为64k大小的数据块，并将这些数据块进行计算后缓存到SSD缓存盘中，并且数据写入后不需要等待底层的机械磁盘的读写确认，大幅的提升了虚拟机的读写性能。

通过使用iometer实际测试一台中低配置的超融合，单机的iops性能的8K随机写能到13000，随机读能到60000，随机读写（7:3）能到30000，最大吞吐可以达到2G/s。相对于传统的FC存储设备的性能有非常大的提升。

经过优化后的缓存命中率达99%，性能得到极大提升：

虚拟共享盘

过去的RAC部署，管理员都需要在已有的存储中规划好存储的磁盘、划分不同的Lun来给做数据盘、日志盘、仲裁盘。

而某公司超融合可以通过虚拟存储资源池直接提供虚拟的共享盘，充分利用已有的磁盘资源。这种方案使得RAC节点数量和容量的扩容也变得非常方便，节点方面只需要添加一个虚拟机节点加入到现有的集群就实现扩容；而容量方面用户直接新建一块共享盘挂载到虚拟机上即可，扩容过程非常的简洁高效。

心跳网络优化

OracleRAC的心跳线，不但会用来检测集群节点间的网络健康状态，还会做缓存同步刷新及全局资源维护，在gridcontrol出现后还传输数据块，所以心跳网络要做到吞吐高性能和巨帧支持。

超融合平台在部署OracleRAC的情况下会单独创建一个分布式交换机来连接不同节点的心跳线，防止因为心跳线网络不稳定导致集群的故障。同时超融合可以把多个网络接口进行聚合来提升现有的物理带宽，让心跳网络拥有更高的带宽来满足数据块的同步。并且平台支持开启高性能模式，解决因为MTU的原因导致的网络分片包过多影响虚拟机节点性能的问题。

高可靠性

超融合上我们针对RAC的特性专门做了高可用性的优化，任务的RAC节点都不会运行在同一个物理节点上，防止了单一物理节点的故障导致整个RAC集群的故障。超融合平台的HA功能在任一节点出现故障的情况下会在5分钟内重新拉起一个虚拟节点，这样可以保证在出现故障的情况下，减小用户访问的并发影响。

DRS

大型数据库对于内存和CPU资源的消耗非常大，如果突发情况业务访问增加，超融合平台可以针对Oracle的RAC节点自动添加计算资源和内存资源，防止因为业务访问压力增大，系统资源消耗过度导致的RAC节点宕机问题。这些资源的调度是自动进行的，不需要管理员的介入操作，大大简化了IT管理的复杂度。

Oracle选型参考：

技术架构在核心业务系统的采纳及应用状况，可以很好地评判出其技术成熟度和市场认可度。据了解，目前市场上能够承载OracleRAC这样关键应用的企业级云方案非常少，某公司超融合正在为某公司等越来越多的高端用户提供核心业务系统支撑的企业级云解决方案，保障用户的业务系统能够稳定运行且满足业务需求的各项性能。