合 Oracle rac集群中的IP类型简介

Oracle rac集群中的IP类型简介

在Oracle RAC中，Public IP、Private IP、Virtual IP、SCAN IP、GNS VIP及HAIP的作用分别是什么？

从Oracle 11g开始，安装RAC至少需要7个IP地址，两块网卡（一块公网网卡，一块私网网卡），其中public、vip和scan都在同一个网段，使用的是公网网卡，private在另一个网段，使用的是私网网卡。主机名不能包含下横线，如：RAC_01是不允许的。通过执行ifconfig -a检查两个节点的网络设备名称是否一致。另外，在配置了/etc/hosts文件后，在安装RAC之前，公网、私网共4个IP可以ping通，其它3个IP不能ping通才是正常的。

从Oracle 18c开始，scan建议至少为3个。

在安装RAC时，其IP地址的规划类似于下表所示：

其在/etc/hosts文件中的配置如下所示：

下面分别介绍一下RAC环境中的几种IP及其作用。

（一）Public IP

Public IP称为公网IP，它是网卡上的真实IP。每个节点在安装Oracle软件之前都需要事先配置Public IP。Oracle通过Public IP对外提供网络服务。如果RAC中Public IP所在的网卡设备故障，那么该节点将无法继续对外提供服务，所以，建议通过开启操作系统层面的多网卡绑定技术来实现IP Failover。如果是双节点RAC环境，那么需要在tnsnames.ora文件中写入对应两个节点的Public IP、端口号以及通信协议。如果没有开启负载均衡功能（软/硬件），那么当tnsnames.ora文件中第一个ADDRESS对应的主机故障或关机，那么在客户端连接时，Oracle会等待一个网络超时，然后继续连接第二个ADDRSS对应的数据库实例。即使RAC一个节点依然可以对外提供服务，用户每次连接都需要等待几秒钟。网络超时会让用户体验相当不好。所以，在Oracle 10g RAC中VIP（Virtual IP）的出现完美地解决了这个问题。

需要注意的是，这里的Public IP不是云平台上的弹性公网IP（Elastic IP，简称EIP），在云平台上，EIP提供独立的公网IP资源，包括公网IP地址与公网出口带宽服务。可以与弹性云服务器、裸金属服务器、虚拟IP、弹性负载均衡、NAT网关等资源灵活地绑定及解绑。一个弹性公网IP只能绑定一个云资源使用。

使用EIP就可以连接到公共的网络资源，该IP是对外开放的IP，是属于收费的内容。

（二）Private IP

对于Oracle集群来说，私网通信是非常重要的，因为节点和节点之间的通信绝大部分都是要通过私网来实现的。私网通信基本上可以分为两种：第一种是集群层面之间的通信；第二种是数据库实例之间的通信。第一种通信（例如：节点间的网络心跳）的主要特点是持续存在、实时性要求高，但是数据量比较小，所以通过TCP/IP协议传递就可以了。第二种通信是缓存融合（Cache Fusion）造成的实例之间的数据传输，其特点是数据量很大，而且速度要求非常高，TCP/IP协议此时已经不能满足要求了，所以需要使用UDP或者RDS，同时Oracle也一直建议用户对集群的私网进行高可用性和负载均衡的配置。

与Public IP一样，Private IP称为私网IP或心跳IP，它也是网卡上的真实IP，每个节点在安装Oracle集群软件之前都需要事先配置Private IP。Private IP用于集群间多节点心跳同步和Cache Fusion等任务，在Oracle 12c中还需要担任Flex ASM的任务。当然，如果不设置Private IP而是由Public IP也可以去完成这些任务。但是，这样做只会使Public IP所在网卡负载过大，一旦网卡设备发生故障，集群将会分裂踢出掉一部分节点保证一致性，使RAC性能不稳定。从Oracle 11g开始，都需要配置Private IP。

对于Oracle 10g和11gR1版本的集群，Oracle并不提供私网的高可用性和负载均衡特性，而是建议用户在操作系统层面配置（例如Linux bonding、AIX etherchannel等），从而开启操作系统层面的多网卡绑定技术实现IP Failover。从Oracle 11.2.0.2版本开始推出的HAIP技术提供了私网的高可用性和负载均衡特性，从而替代了操作系统层面的网卡绑定技术，功能更强大更兼容，但是HAIP的bug较多，在云平台上安装rac，一般会禁用掉HAIP。

（三）Virtual IP（VIP）

VIP是Oracle 10g RAC的新特性，称为虚拟IP。VIP是在Public IP所在的网卡上由Oracle集群软件虚拟出来的一个IP，需要和Public IP设置在同一个子网网段中。Oracle集群软件安装之前只需定义好（/etc/hosts文件）即可，而无需事先配置。在正常情况下，VIP和Public IP的功能是一模一样的。后台进程PMON对每个节点的VIP所在的监听器注册实例信息，本地监听器中会看到两个地址host，一个是Public IP，一个是VIP。当节点故障时，Oracle集群软件会把VIP自动飘逸到其它节点上，但是本地监听器却没有飘逸到其它节点上。客户端tnsnames.ora文件中host选项不再需要配置Public IP而选择配置VIP，这样做的好处是在双节点RAC架构中当第一个节点故障时，第二个节点会有两个VIP，客户端连接第一个VIP失败后会立即连接第二个VIP对应的实例，整个切换过程是非常短暂的，用户完全感受不到RAC架构中有节点故障。整个连接过程可以说对用户是透明了。但是并非真正意义上的透明，用户还是可以知道整个RAC架构是由多少个节点组成，所以，Oracle 11g RAC中推出了SCAN IP的新概念，可以实现对用户连接的透明性，用户不再需要知道整个RAC架构中是由多少个节点组成的。

VIP的特点：

（1）VIP是通过VIPCA脚本创建的。

（2）VIP作为Nodeapps类型的CRS Resource注册到OCR中，并由CRS维护状态。

（3）VIP会绑定到节点的Public网卡上，故Public网卡有两个地址。

（4）当某个节点发生故障时，CRS会把故障节点的VIP转移到其它节点上。

（5）每个节点的LISTENER会同时监听Public网卡上的Public IP和VIP。

（6）客户端的tnsnames.ora一般会配置指向节点的VIP。

可以使用如下命令让节点1的VIP强制漂移到节点2上去：

以下命令针对Oracle 11g版本之前：

（四）SCAN IP

从Oracle 11gR2 RAC开始引入SCAN（Single Client Access Name，集群的单客户端访问名称）IP的概念，相当于在客户端和数据库之间增加一层虚拟的网络服务层，即是SCAN IP和SCAP IP LISTENER。在客户端的tnsnames.ora配置文件中，只需要配置SCAN IP，然后用户即可访问数据库，并且实现了负载均衡的功能。客户端通过SCAN IP、SCAN IP LISTENER来负载均衡地连接到RAC数据库。同之前各版本的RAC相比，使用SCAN IP的好处就是，当后台RAC数据库添加、删除节点时，客户端配置信息无需修改。SCAN提供一个域名来访问RAC，域名可以解析1个到3个（注意，最多3个）SCAN IP，可以通过DNS、GNS或/etc/hosts文件来解析实现。需要注意的是，SCAN IP、VIP和Public IP必须属于同一子网。

SCAN监听器可以监听到集群中运行的所有数据库，它是实现SCAN负载均衡的原理所在。SCAN监听器跟着SCAN VIP随机分配到节点服务器上，如果某个节点发生故障，那么运行在此节点上的SCAN VIP会进行漂移，这时候SCAN监听器也跟着漂移到正常的节点上，继续为SCAN VIP监听连接请求。当PMON进程下次动态更新实例信息到该SCAN监听器之后，它又重新接收客户端的连接。这和VIP产生漂移的时候是有所区别的。

要使用SCAN IP来连接rac数据库，并且实现负载均衡的功能，那么需要在数据库中配置参数remote_listener：

其中，raclhr-19c-scan是集群的scan名称。

通过设置这个参数，任何数据库实例都会向SCAN监听器注册，主要用于注册远程数据库实例，所以SCAN监听器能够负载均衡地分发连接请求到节点本地监听器上，也就是连接到其本地节点上实例上。

scan监听器的监听状态如下：

接下来做负载均衡测试：

可以看到，通过SCAN IP基本上是负载均衡的连接到rac的2个节点上。

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