概述：写下本文档的初衷和动力，来源于上篇的《oracle基本操作手册》。oracle基本操作手册是作者研一假期对oracle基础知识学习的汇总。然后形成体系的总结，一则进行回顾复习，另则便于查询使用。本图文文档亦源于此。阅读Oracle RAC安装与使用教程前，笔者先对这篇文章整体构思和形成进行梳理。由于阅读者知识储备层次不同，我将从Oracle RAC安装前的准备与规划开始进行整体介绍安装部署Oracle RAC。始于唐博士指导，对数据库集群进行配置安装，前后经历2，3个月的摸索。中间遇到不少问题。此文档也将一一记录整理。(本文原创/整理，转载请标注原文出处:)

2015年7月16日

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RAC 工作原理和相关组件

OracleRAC 是多个单实例在配置意义上的扩展，实现由两个或者多个节点(实例)使用一个共同的共享数据库(例如，一个数据库同时安装多个实例并打开)。在这种情况下，每一个单独的实例有它自己的 cpu 和物理内存，也有自己的 SGA 和后台进程。和传统的 oracle 实例相比，在系统全局区(SYSTEM CLOBAL AREA,SGA)与后台进程有着显著的不同。最大的不同之处在于多了一个GRD,GRD内存块主要是记录此rac有多少个集群数据库与系统资源，同时也会记录数据块的相关信息，因为在 rac 架构中，每个数据块在每一个 SGA 中都有一份副本，而 rac 必须知道这些数据块的位置，版本，分布以及目前的状态，这些信息就存放在 GRD 中，但 GRD 只负责存放不负责管理，管理的责任则交给后台进程 GCS 和 GES 来进行。Oracle 的多个实例访问一个共同的共享数据库。每个实例都有自己的 SGA、PGA 和后台进程，这些后台进程应该是熟悉的，因为在 RAC 配置中，每个实例将需要这些后台进程运行支撑的。可以从以下几个方面了解 RAC工作原理和运行机制。

(一) SCN

SCN 是 Oracle 用来跟踪数据库内部变化发生先后顺序的机制，可以把它想象成一个高精度的时钟，每个 Redo日志条目，Undo Data Block，Data Block 都会有 SCN 号。 Oracle 的Consistent-Read， Current-Read，Multiversion-Block 都是依赖 SCN 实现。在 RAC 中，有 GCS 负责全局维护 SCN 的产生，缺省用的是 Lamport SCN 生成算法，该算法大致原理是： 在所有节点间的通信内容中都携带 SCN， 每个节点把接收到的 SCN 和本机的 SCN 对比，如果本机的 SCN 小，则调整本机的 SCN 和接收的一致，如果节点间通信不多，还会主动地定期相互通报。 故即使节点处于 Idle 状态，还是会有一些 Redo log 产生。 还有一个广播算法(Broadcast)，这个算法是在每个 Commit 操作之后，节点要想其他节点广播 SCN，虽然这种方式会对系统造成一定的负载，但是确保每个节点在 Commit 之后都能立即查看到 SCN.这两种算法各有优缺点，Lamport 虽然负载小，但是节点间会有延迟，广播虽然有负载，但是没有延迟。Oracle 10g RAC 缺省选用的是 BroadCast 算法，可以从 alert.log 日志中看到相关信息：Picked broadcast on commit scheme to generate SCNS

(二) RAC 的 GES/GCS 原理

全局队列服务(GES)主要负责维护字典缓存和库缓存的一致性。字典缓存是实例的 SGA 内所存储的对数据字典信息的缓存，用于高速访问。由于该字典信息存储在内存中，因而在某个节点上对字典进行的修改(如DDL)必须立即被传播至所有节点上的字典缓存。GES 负责处理上述情况，并消除实例间出现的差异。处于同样的原因，为了分析影响这些对象的 SQL 语句，数据库内对象上的库缓存锁会被去掉。这些锁必须在实例间进行维护，而全局队列服务必须确保请求访问相同对象的多个实例间不会出现死锁。LMON、LCK 和 LMD 进程联合工作来实现全局队列服务的功能。GES 是除了数据块本身的维护和管理(由 GCS 完成)之外，在 RAC 环境中调节节点间其他资源的重要服务。为了保证集群中的实例的同步，两个虚拟服务将被实现：全局排队服务(GES)，它负责控制对锁的访问。

全局内存服务(GCS)，控制对数据块的访问。GES 是 分布式锁管理器(DLM)的扩展，它是这样一个机制，可以用来管理 oracle 并行服务器的锁和数据块。在一个群集环境中，你需要限制对数据库资源的访问，这些资源在单 instance 数据库中被 latches 或者 locks 来保护。比如说，在数据库字典内存中的对象都被隐性锁所保护，而在库高速缓存中的对象在被引用的时候，必须被 pin 所保护。在 RAC 群集中，这些对象代表了被全局锁所保护的资源。GES 是一个完整的 RAC 组件，它负责和群集中的实例全局锁进行沟通，每个资源有一个主节点实例，这个实例记录了它当前的状态。而且，资源的当前的状态也记录在所有对这个资源有兴趣的实例上。GCS,是另一个 RAC 组件，负责协调不同实例间对数据块的访问。对这些数据块的访问以及跟新都记录在全局目录中(GRD),这个全局目录是一个虚拟的内存结构，在所有的实例中使用扩张。每个块都有一个master实例，这个实例负责对GSD的访问进行管理，GSD里记录了这个块的当前状态信息。GCS 是 oracle 用来实施 Cache fusion 的机制。被 GCS 和 GES 管理的块和锁叫做资源。对这些资源的访问必须在群集的多个实例中进行协调。这个协调在实例层面和数据库层面都有发生。实例层次的资源协调叫做本地资源协调；数据库层次的协调叫做全局资源协调。

本地资源协调的机制和单实例 oracle 的资源协调机制类似，包含有块级别的访问，空间管理，dictionary cache、library cache 管理，行级锁，SCN 发生。全局资源协调是针对 RAC 的，使用了 SGA 中额外的内存组件、算法和后台进程。GCS 和 GES 从设计上就是在对应用透明的情况下设计的。换一句话来说，你不需要因为数据库是在 RAC上运行而修改