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Oracle RAC LoadBalance

原创 Linux操作系统 作者:roominess 时间:2012-05-08 14:52:16 0 删除 编辑

LoadBalance 就是把负载平均的分配到集群中的各个节点,从而提高整体的吞吐能力。 Oracle 10g RAC 提供了两种不同的方法来分散负载:

1. 通过Connection Balancing,按照某种算法把用户分配到不同的节点。也可认为是纯技术的分散负载。

2. 通过Service,在应用层上进行分散,也可认为是面象业务的分散负载。

 

 

一.Connection Balancing

Connection Balancing 这种负载均衡是在用户连接这个层次进行的,也就是在用户请求建立连接时,根据每个节点的负载决定把连接分配给哪个实例,而一旦连接建立之后,会话的所有操作就都在这个实例上完成,而不会再分派给其他节点了。

Connection Balancing 有客户端和服务端两种实现方法。

 

 

1.1 客户端均衡(Client-Side LB

客户端均衡(Client-Side LB)是Oracle 8 使用的方法,配置方法是在客户端的tnsnames.ora 文件中加入:

LOAD_BALANCE=YES 条目。当客户端发起连接时,会从地址列表中随机的选取一个,在使用随即算法把连接 请求分配到各个实例。

一个Clint-Side LBTNS 配置文件如下:

RAC =

  (DESCRIPTION =

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac1-vip)(PORT = 1521))

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac2-vip)(PORT = 1521))

    (LOAD_BALANCE = YES)

    (CONNECT_DATA =

      (SERVER = DEDICATED)

      (SERVICE_NAME = RAC)

      )

    )

  )

注: rac1-vip 需要添加到hosts 文件中

 

这种方法缺点很明显,因为在分配连接时没有考虑每个节点的真实负载,最后分配结果不一定是平衡的;并且随即算法需要长时间片,如果在短时间内同时发起多个连接,这些连接有可能都被分配到一个节点上,甚至更坏的情况下,连接可能被分配到故障节点上。因此Oracle 引入了服务端均衡(Sevice-Side LB)方式。

 

 

1.2 服务器端均衡(Server-Side LB

Server-Side LB 是从Oracle 9引入的。 它的实现依赖于Listener收集负载信息。 在数据库运行过程中,PMON后台进程会收集系统的负载信息,然后登记到Listener中。 最少1分钟,最多10分钟PMON就要做一个信息更新,并且如果节点的负载越高,更新频率就越高,以保证Listener能掌握每个节点准确的负载情况。如果Listener关闭了,PMON进程会每隔1秒钟检查Listener是否重启。除了这个自动的,定时的更新任务外,用户也可以使用alter system register 命令来手工进行这个过程。

这个自动更新动作,可以从Listener的日志中看到,比如下面这个Listener日志片段很清楚的记录了这些动作。注意,实例启动时PMON进程进行的第一次登记过程叫作Server-register,而后的更新过程叫作service-update

[root@rac1 log]# pwd

/u01/app/oracle/product/10.2.0/db_1/network/log

[root@rac1 log]# more *.log

.....

27-FEB-2010 02:15:10 * service_register * rac1 * 0

27-FEB-2010 02:15:11 * service_update * rac1 * 0

27-FEB-2010 02:15:11 * service_update * rac1 * 0

27-FEB-2010 02:15:23 * service_update * +ASM1 * 0

27-FEB-2010 02:15:32 * service_update * +ASM1 * 0

.....

 

Listener 日志虽然记录了PMON 进程的注册和更新动作,但是注册的内容却没有体现,要想获得这些内容,可以通过跟踪10257 时间来获得,这个事件就是跟踪PMON活动。 

Event="10257 trace name context forever,levl 16"

 

关于event 的具体使用,参考我的blog

http://space.itpub.net/?uid-15880878-action-viewspace-itemid-723032

 

 

PMON 进程不仅会向本地的Listener注册,还可以向其他节点上的Listener注册。但到底要想何处注册,是由Remote_Listeners Local_Listener 两个参数决定。 Local_Listener 不用设置,而Remote_Listener 需要设置,参数值是一个tnsnames项。

 

[oracle@rac1 ~]$ set ORACLE_SID=RAC1

[oracle@rac1 ~]$ sqlplus /nolog

SQL*Plus: Release 10.2.0.1.0 - Production on Fri Mar 5 00:52:19 2010

Copyright (c) 1982, 2005, Oracle.  All rights reserved.

SQL> conn / as sysdba

Connected.

SQL> show parameter listener

NAME                                 TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

local_listener                       string

remote_listener                      string      LISTENERS_RAC

SQL>

 

本机的tnsnames.ora 中对应的LISTENERS_RAC 内容如下:

LISTENERS_RAC =

  (ADDRESS_LIST =

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac1-vip)(PORT = 1521))

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac2-vip)(PORT = 1521))

  )

 

有了PMON的自动注册机制后,集群的每个节点的Listener都掌握所有节点的负载情况,当收到客户端连接请求时,就会把连接转给负载最小的节点,这个节点有可能是自己也有可能是其他节点,也就是Listener 会转发用户的请求。

Listener的节点选择方法根据用户所请求的连接方式会有所不同:

 1). 如果用户请求的是Delicate 专有连接Listener首先选择负载最小的节点,如果多个节点负载相同,则从节点选择负载最小的实例。

 2). 如果用户请求的是Shre Server共享功能连接,除了做节点负载比较和实例负载比较之外,还要在锁选择实例上,选择负载最小的Dispatcher进行转发。

 

Server-Side LB 和Client-Side LB 不是互斥的,它们可以一起工作,这是用户的连接请求会先从地址列表中随机选取一个地址,然后向改地址的Listener 发出请求;Listener 接到请求后,根据各节点负载情况挑选出最合适的节点转发连接请求。

 

1.3 两种LB 的配置方法

对于Client-Side LB,需要在客户的tnsnames条目中加入LOAD_BALANCE=YES,对于Server-side LB,需要配置REMOTE_LISTENER这个参数。、

注意事项:在配置LB时,需要从各个节点实例的listener.ora文件中删除缺省产生的

SID_LIST_LISTENER_NodeName条目,这样才能保证Listener获得的信息是动态注册的,而不是从文件中读取的静态信息。

 

我们要删除:

SID_LIST_LISTENER_RAC1 =

  (SID_LIST =

    (SID_DESC =

      (SID_NAME = PLSExtProc)

      (ORACLE_HOME = /u01/app/oracle/product/10.2.0/db_1)

      (PROGRAM = extproc)

    )

  )

 

仅保留:

LISTENER_RAC1 =

  (DESCRIPTION_LIST =

    (DESCRIPTION =

      (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac1-vip)(PORT = 1521)(IP = FIRST))

      (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = 10.85.10.119)(PORT = 1521)(IP = FIRST))

    )

  )

 

 

 

二. 利用Service分散负载

先来分析下Connection Balancing 方法的不足之处。 Oracle 的集群是"共享一切"的架构,所有的节点都共享一份磁盘数据。实例间通过Cache Fusion机制进行数据同步,所以RAC的性能在很大程度上受限于Cache Fusion的性能。 因此,要提高RAC的性能,可以从两方面入手
     1. 提高Cache Fusion的能力,这个可以使用更好的互联设备,比如G级的private network,或者使用InfinibandDRA技术。

2. 可以尽量减少Cache Fusion的流量,减少实例间的互相依赖。而Service就是后一种思路基础删发展出来的。

 

在来看一下与Service非常类似的Partition技术。如果一个表中的数量巨大,Oracle会建议采用Partition Table,把数据按照一定的规律(比如时间)分散到多个物理段上,这样访问数据时就限制在某些局部的Segment上。

"分散数据"的思想进一步提升,在RAC环境上,如果能够把数据按照应用进行分离。比如: 一个ERP 应用包括生产,销售,供应链管理多个模块。假设这个数据库采用了2个节点的RAC,在没有进行“分散数据”之前,两个用户都使用销售模块,那么这两个用户就可能被分配到两个节点上,在操作过程中,销售数据就要在Cache Fusion的作用下,不断在两个字节间传递。如果又来了另外两个生产模块的用户,在两个用户被分配到两个节点上,在操作过程中,生产部分又要在Cache Fusion的协助下在两个实例间同步。

可见,如果仅有Connection Balancing一种机制,表面上看起来用户是被分散到了不同的Instance上,似乎负载被分散了。 但是这种分散是没有结合每个用户的业务需求下进行的,是一种纯技术手段。这种分散反而可能加重了系统间的负担。

如果换一种思路,假如把销售模块的用户都分配到节点1上,生产模块的用户都分配到节点2上,在假设这两个模块之间的数据交叉不。 这时销售模块的数据都集中在节点1上,生产模块的数据都集中在节点2上, Cache Fusion的工作量就会急剧较少,就能从根本上解决了性能问题。

这个思想就是借助Service 分散负载的基本思想。通过把应用按照功能模块进行划分成Service,进而把每个Service固定在某个RAC 节点上,从而从根本上体统系统的性能。 这种分散负载的方法不是仅靠DBA进行配置就能完成的,需要DBA 和开发人员合作,在了解业务数据特点之后才可能看到效果。

RAC环境下,Service 并不是必须的,但是如果能借助Service 对应的划分,相信对整个系统性能的提升是有很大好处的。使用Service还有另一个好处:可以在数据库内部创建Service TAF参数,如果客户通过Service 连接数据库,客户端的tnsnames.ora 中就不再需要FAIL-OVER 的许多设置。只需要添加如下条目即可:

RAC =

  (DESCRIPTION =

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac1-vip)(PORT = 1521))

    (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = rac2-vip)(PORT = 1521))

    (LOAD_BALANCE = YES)

    (CONNECT_DATA =

      (SERVER = DEDICATED)

      (SERVICE_NAME = RAC)

      )

    )

  )

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