Oracle在CentOS上的高可用方案

Oracle数据库在CentOS平台上的高可用部署主要依赖Oracle Real Application Clusters (RAC) 和 Oracle Data Guard 两大核心技术，两者分别针对不同的故障场景设计，可单独或组合使用以实现全方位的高可用保障。

一、Oracle Real Application Clusters (RAC)：集群级高可用

Oracle RAC是Oracle针对集群环境设计的数据库解决方案，允许多个服务器节点（物理机或虚拟机）同时运行同一个数据库实例，通过共享存储和集群管理实现负载均衡、故障转移和在线扩展。其核心价值在于消除单点故障——即使某节点发生硬件故障或软件崩溃，其他节点仍可继续提供服务，确保业务连续性。

1. 核心组件

• Oracle Clusterware：集群管理框架，负责节点监控、心跳检测、资源调度（如实例重启）和集群状态同步，是RAC的“大脑”。
• Automatic Storage Management (ASM)：Oracle提供的集群级存储管理工具，统一管理共享磁盘（如SAN、iSCSI），支持自动磁盘修复、数据再平衡，简化存储配置并提高可靠性。

2. 部署前提（CentOS环境）

• 操作系统要求：推荐使用CentOS 7及以上版本（需与Oracle版本兼容，如Oracle 19C支持CentOS 7.6+）；关闭不必要的服务（如firewalld、NetworkManager），避免干扰Oracle运行。
• 硬件配置：至少2台服务器（多节点提升容错能力），配备共享存储（如SAN阵列）用于存放数据文件、控制文件、重做日志等；建议使用RAID 10或RAID 5提升存储可靠性。
• 网络规划：需配置公共网络（客户端访问）和私有网络（节点间通信，如心跳检测、缓存同步），确保低延迟（建议<1ms）和高带宽（建议≥1Gbps）。

3. 关键部署步骤（以CentOS 7为例）

• 环境准备：安装依赖包（gcc、make、binutils、compat-libstdc++等）；创建专用Oracle用户（oinstall组、dba组）和软件目录（如/u01/app/oracle/product/19.0.0/dbhome_1）；配置系统内核参数（如shmmax、shmall、semmsl等，位于/etc/sysctl.conf）和用户限制（如nofile、nproc，位于/etc/security/limits.conf）。
• 共享存储配置：通过SAN或iSCSI创建共享磁盘组（如DATA、FRA），使用ASM管理；确保所有节点均可访问共享存储（权限设置为oracle:oinstall）。
• 安装Oracle Grid Infrastructure：运行Oracle Universal Installer（OUI），选择“安装Grid Infrastructure for a Cluster”，依次完成Clusterware和ASM的安装；配置OCR（Oracle Cluster Registry，存储集群配置信息）和Voting Disk（集群成员投票磁盘，用于节点仲裁）。
• 安装Oracle Database软件：在所有节点上运行OUI，选择“安装Oracle Database软件”，指定Grid Infrastructure作为集群管理器；完成软件安装后，无需创建数据库（可在后续步骤中创建RAC数据库）。
• 创建RAC数据库：使用dbca（数据库配置助手）或命令行工具创建RAC数据库，配置全局数据库名称（如orcl）、实例数量（与节点数一致）、字符集（如AL32UTF8）；确保所有实例均能正常启动（通过crsctl status resource验证）。

4. 高可用特性验证

• 故障转移测试：手动停止某节点的Oracle实例（sqlplus / as sysdba → shutdown abort），观察其他节点是否自动接管该实例（通过crsctl stat res -t查看资源状态）。
• 负载均衡测试：通过JDBC连接串指定LOAD_BALANCE=on，验证客户端请求是否均匀分配到各节点（可通过v$instance视图查看各节点的活动实例数）。

二、Oracle Data Guard：数据级高可用与灾难恢复

Oracle Data Guard是Oracle提供的物理/逻辑备用数据库解决方案，通过实时或近实时数据同步（Redo日志传输与应用）确保主备数据库一致性，主要用于灾难恢复和读写分离。其核心价值在于保护数据完整性——即使主库发生严重故障（如磁盘损坏、数据中心断电），备库仍可作为备用数据库提供服务。

1. 主要模式

• 物理备用数据库：与主库结构完全一致（数据文件、控制文件、重做日志），采用物理复制（Redo日志应用），性能高，适用于灾难恢复场景（如主库宕机时快速切换）。
• 逻辑备用数据库：通过SQL语句重新生成数据（基于Redo日志解析），结构可与主库不同（如添加索引、视图），适用于读写分离（如报表查询）和数据同步（如异地数据中心）。

2. 部署前提（CentOS环境）

• 版本一致性：主库与备库的Oracle版本、操作系统版本（如CentOS 7.6）、字符集（如AL32UTF8）必须完全一致。
• 网络配置：主库与备库之间需配置专用网络（用于Redo日志传输），确保低延迟（建议<5ms）；修改/etc/hosts文件或配置DNS解析，确保主机名可互相访问（如primarynode对应主库IP，standbynode对应备库IP）。
• 存储配置：备库需配置与主库相同的目录结构（如/u01/app/oracle/oradata/orcl），确保数据文件路径一致（或通过DB_FILE_NAME_CONVERT参数转换）。

3. 关键部署步骤（以CentOS 7 + Oracle 11g为例）

• 环境准备：在主库和备库上安装Oracle数据库软件（仅备库安装软件，不创建数据库）；配置SSH免密登录（主库到备库、备库到主库），便于日志传输。
• 主库配置：
  • 开启归档模式：shutdown immediate → startup mount → alter database archivelog → alter database open；
  • 启用强制日志记录：alter database force logging；
  • 配置参数文件（spfile）：设置db_unique_name（如orcl11g）、log_archive_config（DG_CONFIG=(orcl11g,orcl11gdg)）、log_archive_dest_1（主库本地归档路径）、log_archive_dest_2（备库Redo日志传输路径，如SERVICE=standbynode LGWR SYNC AFFIRM）、log_archive_dest_state_1/2=enable；
  • 重启主库使参数生效。
• 备库配置：
  • 安装Oracle软件后，创建备用控制文件：alter database create standby controlfile as '/u01/standby/standby.ctl'；
  • 将主库数据文件、控制文件、Redo日志复制到备库对应目录；
  • 配置备库参数文件（pfile）：设置db_unique_name（如orcl11gdg）、log_archive_config（同主库）、log_archive_dest_1（备库本地归档路径）、log_archive_dest_2（主库Redo日志接收路径，如SERVICE=primarynode LGWR ASYNC）、fal_server=primarynode（主库别名）、fal_client=standbynode（备库别名）；
  • 启动备库到mount状态：startup nomount → restore standby controlfile from '/u01/standby/standby.ctl' → alter database mount standby database；
  • 启动Redo日志应用：alter database recover managed standby database using current logfile disconnect from session。

4. 角色转换与高可用验证

• Switchover（计划内切换）：将主库切换为备库，备库切换为主库，适用于数据库升级、维护等场景。步骤：主库执行alter database commit to switchover to standby → 备库执行alter database commit to switchover to primary → 重启原主库（shutdown immediate → startup）。
• Failover（故障切换）：主库发生故障时，将备库提升为主库，适用于非计划内故障（如主库宕机）。步骤：备库执行alter database recover managed standby database cancel → alter database activate standby database → 重启备库（shutdown immediate → startup）。
• 高可用验证：通过alter system switch logfile命令切换主库Redo日志，观察备库是否及时应用（select sequence#, applied from v$archived_log order by sequence#）；模拟主库故障（如停止主库实例），执行failover，验证备库是否能正常提供服务。

三、组合使用：RAC + Data Guard实现端到端高可用

在实际生产环境中，RAC与Data Guard组合使用可实现更高级别的高可用：RAC负责集群内的故障转移（节点级），Data Guard负责数据中心级的灾难恢复（站点级）。例如，主库采用RAC部署（多节点），备库采用物理备用数据库部署（异地数据中心），当主库节点故障时，RAC自动切换到其他节点；当主库数据中心故障时，Data Guard将备库提升为主库，确保业务连续性。