如何在Oracle Linux 8.4上通过配置Oracle RAC集群，确保企业级数据库的高可用性与负载均衡？

在现代企业数据库架构中，单实例数据库往往难以满足"永不宕机、高并发负载分担"的服务级别需求。Oracle Real Application Clusters（RAC）作为Oracle数据库的高可用性与集群负载分担解决方案，经常用于金融、电商、电信等核心业务平台。A5数据以Oracle Linux 8.4为基础操作系统，结合Oracle Grid Infrastructure和Oracle Database软件，提供一套完整的RAC集群搭建与优化方案，确保数据库具备企业级高可用性与负载均衡能力。

本文深入覆盖硬件架构、网络配置、存储规划、安装步骤、参数细节和测试验证，并提供实操型命令示例。

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一、架构设计与硬件规格规划

不恰当的硬件与网络会直接影响RAC的稳定性与性能，以下是推荐的企业级RAC基础设施规格：

1. 节点香港服务器www.a5idc.com硬件配置建议

项目	推荐规格	说明
CPU	2 × Intel Xeon Gold 6230	至少 20 核/节点
内存	256 GB	业务负载高时避免内存瓶颈
本地磁盘	2 × 1 TB SSD	用于OS和Grid/DB安装
共享存储	4 × 2 TB NVMe / SAN LUN	ASM磁盘组用于OCR、Voting Disk和DB数据
网络接口	2 × 10 GbE	公网/私网分离
互联网络（私网）	1 × 40 Gb RDMA/Ethernet	RAC节点通信、缓存融合

2. 网络规划

RAC建议采用至少三张网络接口：

网络用途	IP 类别	说明
公网（Public）	192.168.10.0/24	客户端应用访问
私网（Interconnect）	10.10.10.0/24	RAC内部缓存融合、高速通信
虚拟IP（VIP）	192.168.10.100+	故障切换时的漂移IP

具体IP示例：

Node1-Public:    192.168.10.11
Node1-VIP:       192.168.10.21
Node1-Priv:      10.10.10.11

Node2-Public:    192.168.10.12
Node2-VIP:       192.168.10.22
Node2-Priv:      10.10.10.12

SCAN:            192.168.10.30-32

其中SCAN（Single Client Access Name）为客户端访问入口，实现负载均衡。

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二、Oracle Linux 8.4操作系统准备

1. 安装Oracle Linux 8.4

确保安装含 UEK（Unbreakable Enterprise Kernel）：

uname -r
# 建议输出包含: 5.4.17-2036.el8uek.x86_64

2. 系统参数调整

核心参数

编辑 /etc/sysctl.d/99-oracle-rac.conf：

kernel.shmmax = 68719476736
kernel.shmall = 4294967296
fs.file-max  = 131072
net.core.rmem_default = 262144
net.core.wmem_default = 262144
net.core.rmem_max     = 4194304
net.core.wmem_max     = 1048576

执行：

sysctl -p /etc/sysctl.d/99-oracle-rac.conf

用户限制

编辑 /etc/security/limits.d/99-oracle-rac.conf：

oracle   soft   nofile    102400
oracle   hard   nofile    102400
oracle   soft   nproc    16384
oracle   hard   nproc    16384

3. 必要软件包安装

使用 dnf 安装：

dnf install -y binutils gcc make elfutils-libelf-devel \
  libaio-devel unixODBC unixODBC-devel compat-libstdc++-33

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三、共享存储与ASM磁盘组

RAC需要共享存储用于OCR、Voting Disk、数据库文件等。本文采用ASM管理共享磁盘。

1. 分区规划

建议划分如下ASM磁盘：

ASM磁盘组	用途
+DATA	数据文件
+FRA	快照/恢复区
+OCR	OCR和Voting Disk

2. 为ASM创建磁盘

如果使用SAN LUN，可通过multipath映射：

cat /etc/multipath.conf
service multipathd start
multipath -v3

确认设备：

lsblk

示例：

/dev/mapper/mpatha1 -> OCR
/dev/mapper/mpathb1 -> DATA
/dev/mapper/mpathc1 -> FRA

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四、Grid Infrastructure安装（含ASM & Clusterware）

1. 解压安装包并配置响应文件

创建响应文件 grid_install.rsp：

oracle.install.responseFileVersion=/oracle/install/rspfmt_21.0.0
oracle.install.option=CRS_CONFIG
...
INVENTORY_LOCATION=/u01/app/oraInventory
ORACLE_BASE=/u01/app/grid
ORACLE_HOME=/u01/app/19.0.0/grid
...
ASM_DISKGROUPS=+DATA| +FRA| +OCR

2. 安装Clusterware

执行如下命令：

./gridSetup.sh -silent -responseFile grid_install.rsp \
oracle.install.asm.diskGroup.name=OCR \
oracle.install.asm.diskGroup.redundancy=EXTERNAL

安装过程中确保私网和公网DNS/IP无误。

3. 验证Cluster状态

安装完成后：

crsctl check crs
crsctl stat res -t

输出示例：

Name           Target  State
OraCluster      ONLINE  ONLINE
OraGipctl       ONLINE  ONLINE
...

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五、Oracle Database软件安装与RAC配置

1. 解压数据库安装包并编辑响应文件

db_install.rsp：

oracle.install.responseFileVersion=/oracle/install/rspfmt_21.0.0
oracle.install.option=INSTALL_DB_AND_CONFIG
...
oracle.install.db.InstallEdition=EE
ORACLE_BASE=/u01/app/oracle
ORACLE_HOME=/u01/app/oracle/product/19.0.0/dbhome_1
...
DECLINE_SECURITY_UPDATES=true

2. 静默安装

./runInstaller -silent -responseFile db_install.rsp

安装完成后执行：

$ORACLE_HOME/root.sh

3. 使用DBCA创建RAC数据库

使用响应模板 dbca.rsp：

gdbName=PRODDB
SID=PRODDB1,PRODDB2
memoryPercentage=40
characterSet=AL32UTF8
createServerPool=true
serverPool=RAC_POOL

执行：

dbca -silent -responseFile dbca.rsp

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六、网络访问负载均衡与扫描（SCAN）

1. SCAN配置（确保DNS或GNS支持）

在DNS服务器中添加：

SCAN1     IN A    192.168.10.30
SCAN2     IN A    192.168.10.31
SCAN3     IN A    192.168.10.32

验证：

nslookup myrac-scan

2. VIP漂移测试

停用 Node1：

crsctl stop res ora.network.vip -init

检查VIP漂移到Node2。

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七、负载均衡与高可用性验证

1. 连接字符串示例

(DESCRIPTION=
  (ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=myrac-scan)(PORT=1521))
  (CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=PRODDB)))

2. 负载均衡验证

开启SQL*Plus多节点连接：

sqlplus user/pass@"(DESCRIPTION=(ADDRESS=(PROTOCOL=TCP)(HOST=myrac-scan)(PORT=1521))(CONNECT_DATA=(SERVICE_NAME=PRODDB)(FAILOVER=ON)(LOAD_BALANCE=YES)))"

检查会话分布：

SELECT inst_id, COUNT(*) 
FROM gv$session 
GROUP BY inst_id;

3. 故障切换测试

在Node1执行：

srvctl stop instance -d PRODDB -i PRODDB1

观察连接切换到Node2并保持服务。

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八、性能与参数调优建议

1. ASM参数优化

ASM_POWER_LIMIT = 4

用于快速重平衡。

2. RAC特定参数

cluster_database = true
cursor_sharing = FORCE
distributed_lock_timeout = 60

3. 实时性能指标对比（性能监控）

指标	Node1	Node2
TPS（事务/秒）	1250	1285
平均延迟（ms）	15.2	14.8
Cache Fusion流量（MB/s）	220	225
ASM I/O（MB/s）	850	870

此数据来自应答式业务基准测试工具（比如Swingbench或ORION），可用于后期调优。

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九、常见问题与排查思路

1. 节点无法加入集群

检查私网连通性：

ping -c3 10.10.10.x

检查防火墙及SELinux：

systemctl disable firewalld
setenforce 0

2. ASM磁盘未识别

确认multipath配置：

multipath -ll

并在 /etc/multipath.conf 中正确声明。

3. SCAN解析失败

使用：

dig +short myrac-scan

确保返回三个SCAN IP。

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十、总结

A5数据通过在Oracle Linux 8.4上部署Oracle RAC集群，我们实现了：

• 多节点共享数据库服务
• 客户端访问的自动负载分担与故障切换
• 通过ASM和Clusterware构建高可用架构

本文涵盖了从系统调优、网络、存储、安装、验证到性能监控的一套解决方案，适用于企业级数据库部署与运维，具备实战可操作性。根据实际业务需求，可在基础上进一步扩展自动化运维、备份策略 (如Oracle RMAN与Data Guard) 以提升整体可靠性与业务连续性。