最近整理了一下公司内部用到的Oracle数据库，1/3是单节点，1/2是一主一从，1/6是一主多从。单节点的数据是2-3个实例的RAC实现的高可用，一主一从和一主多从是基于Oracle自带的DataGuard+RAC实现的。
作为开发人员，长期习惯了直接使用DBA准备的数据库，对数据库的内部原理却不求甚解。今天偶有空闲，准备看看RAC和DataGuard是怎么个原理。
一、RAC的原理
RAC通过共享存储和锁的方式来提供Oracle数据库的双主特性。
每个实例有下述特点
1）每个实例有自己的SGA
SGA里面的数据都是需要相互传递
SGA的结构：
a）Database buffer cache :缓存了从磁盘上检索的数据块
b）Redo log Buffer：缓存了写到磁盘之前的重做信息
c）Shared Pool：可共享的数据结构
d）Large Pool:缓存大的I/O请求,以支持并行查询、共享服务器模式以及某些备份操作
e）Java pool:保存java虚拟机中特定会话的数据与java代码
f） Keep buffer cache：保存buffer cache中存储的数据，使其时间尽可能长
g）Recyle buffer cache：保存buffer cache 中即将过期的数据
h）nK block size buffer：为与数据库默认数据块大小不同的数据块提供缓存。用来支持表 空间传输
i） Streams pool：由Oracle streams使用
2）每个实例有自己的后台进程
a）LMSn--Lock Monitor Services 管理集群内的数据访问
b）LCK –Lock Process 管理实例间资源请求和跨实例调用操作，主要负责锁管理功能
c）LMD –Lock Monitor Daemon Process 管理对全局队列和资源的访问，并更新队列的状态，处理来自其他实例的请求
d）DIAG 例行健康检查，同时也监控是否挂起或者出现死锁
3）每个实例有自己的redologs
如果一个节点挂掉，其他节点读取failed节点redo中最后一次checkpoint之后的信息。应用这些信息（数据块和回滚块），回滚未提交事务。
4）每个实例有自己的undo表空间
RAC的服务进程
1）CRS-- 集群资源服务
管理集群内高可用操作（数据库、实例、监听、虚拟IP地址、应用进程）的基本程序。
2）CSS – 集群同步服务
管理集群内节点的成员资格（控制哪个节点为集群的成员，节点加入或离开集群时通知集群成员来控制集群的配置信息），此进程发生故障导致集群重启
3）EVMD – 事件管理服务
事件管理守护进程，发布CRS创建事件的后台进程
4）ONS --事件的发布及订阅服务
DataGuard的原理
DataGuard的架构：1个primary数据库及一个或多个（最大9个）standby数据库。
1）Primary数据库可以是单实例也可以是RAC
2）Standby数据库类型
逻辑standby是通过接收primary数据库的redo log并转换成sql语句，然后在standby数据库上执行SQL语句实现同步。
物理standby是通过接收并应用primary数据库的redo log以及介质恢复的方式实现同步，不仅文件的物理结构相同，连块在磁盘上的存储位置都是一模一样。
3）服务
重做传输服务（Redo Transport Services）
控制redo数据库的传输到一个或多个归档目的地。
b.日志应用服务（Log Apply Services）
应用redo数据到standby数据库，以保持与primary数据库的事务一致。redo数据即可从standby数据库的归档文件读取，也可直接应用备用日志文件读取。
c.角色转换服务（Role Transitions)
switchover：转换primary数据库与standby数据库。switchover可以确保不会丢失数据
切换步骤如下图所示：
failover：当primary数据库出现故障并且不能被及时恢复时，会调用failover将一个standby数据库转换为新的primary数据库。在最大保护模式或最高可用性模式下，failover可以保证不会丢失数据。
切换步骤如下图所示：
4）保护模式
a）最大保护
这种模式是默认的数据保护模式，在不影响源数据库性能的条件下提供尽可能高的数据保护等级。在该种模式下，一旦日志数据写到了源数据库的联机日志文件，事务即可提交，不必等待日志写到目标数据库，如果网络带宽充足，该种模式可提供类似于最大可用模式的数据保护等级。
除非REDO在至少一个STANDBY中可用，否则事务不能提交。如果在某个STANDBY中不可用，则主数据库的操作被停止。通常受制约比较多，在生产环境中不是很常用（性价比不好）。
b）最大可用性
这种模式和“最大保护”基本上差不多。正常情况下，主备库之间是同步的。
当网络或者备库出现问题时，不会影响到主库的宕机，主库会自动转换为“最大性能”模式，等待备库可用时，将归档日志传输到备库做恢复。当备库宕机恢复后处于再同步期间，如果发生failover时，可能会丢失部分数据。
c）最大性能
这种模式保证主库性能最大化，主备库之间数据是异步传输的。即主库日志归档以后才会传输到备用库。
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