Oracle RAC Failover机制分析

          Oracle  RAC 同时具备HA(High Availiablity) 和LB(LoadBalance). 而其高可用性的基础就是Failover(故障转移). 它指集群中任何一个节点的故障都不会影响用户的使用，连接到故障节点的用户会被自动转移到健康节点，从用户感受而言， 是感觉不到这种切换。

          Oracle 10g RAC 的Failover 可以分为3种：
                 1. Client-Side Connect time Failover
                 2. TAF
                 3. Service-Side TAF

一．Client-Side Connect Time Failover
          Client-Side Connect Time Failover的含义：如果用户端tnsname 中配置了多个地址，用户发起连接请求时，会先尝试连接地址表中的第一个地址，如果这个连接尝试失败，则继续尝试使用第二个地址，直至连接成功或者遍历了所有的地址。
这种Failover的特点： 只在建立连接那一时刻起作用，也就是说，这种Failover方式只在发起连接时才会去感知节点故障，如果节点没有反应，则自动尝试地址列表中的下一个地址。一旦连接建立之后，节点出现故障都不会做处理，从客户端的表现就是会话断开了，用户程序必须重新建立连接。
启用这种Failover的方法就是在客户端的tnsnames.ora中添加FAILOVER=ON 条目，这个参数默认就是ON，所以即使不添加这个条目，客户端也会获得这种Failover能力。
          示例：

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，rac2-vip要添加到hosts 文件中，不然可能解析不了。

二． TAF(Transparent Application Failover)

        现在的大部分流行的应用系统(如：Tomcat, Weblogic, Jboss), 都是启动时就建立若干到数据库的长连接，在应用程序整个生命周期内重用这些连接。 而Client-Side Connet Time Failover的工作方式是它对应用程序的可用性没有太大帮助。

        所以从Oracle 8.1.5 版本只有引入了新的Failover 机制—TAF。 所谓TAF，就是连接建立以后，应用系统运行过程中，如果某个实例发生故障，连接到这个实例上的用户会被自动迁移到其他的健康实例上。对于应用程序而言，这个迁移过程是透明的，不需要用户的介入，当然，这种透明要是有引导的，因为用户的未提交事务会回滚。 相对与Client-Side Connect Time Failover的用户程序中断，抛出连接错误，用户必须重启应用程序，TAF 这种方式在提高HA上有了很大的进步。
TAF 的配置也很简单，只需要在客户端的tnsnames.ora中添加FAILOVER_MODE配置项。这个条目有4个子项目需要定义。

       1. METHOD: 用户定义何时创建到其实例的连接，有BASIC 和 PRECONNECT 两种可选值。
               BASIC： 是指在感知到节点故障时才创建到其他实例的连接。
               PRECONNECT: 是在最初建立连接时就同时建立到所有实例的连接，当发生故障时，立刻就可以切换到其他链路上。
               两种方法比较： BASIC方式在Failover时会有时间延迟，PRECONNECT方式虽然没有时间延迟，但是建立多个冗余连接会消耗更多资源，两者就是是用时间换资源和用资源换时间的区别。
       2. TYPE： 用于定义发生故障时对完成的SQL 语句如何处理，其中有2种类型：session 和select.
              这2种方式对于未提交的事务都会自动回滚，区别在于对select 语句的处理，对于select，用户正在执行的select语句会被转移到新的实例上，在新的节点上继续返回后续结果集，而已经返回的记录集则抛弃。
              假设用户正在节点1上执行查询，整个结果集共有100条记录，现在已从节点1上返回10条记录，这时节点1宕机，用户连接被转移到节点2上，如果是session模式，则需要重新执行查询语句；如果是select方式，会从节点2上继续返回剩下的90天记录，而已经从节点1返回的10条记录不会重复返回给用户，对于用户而言，感受不到这种切换。
              显然为了实现select 方式，Oracle 必须为每个session保存更多的内容，包括游标，用户上下文等，需要更多的资源也是用资源换时间的方案。
       3. DELAY 和 RETRIES: 这2个参数分别代表重试间隔时间和重试次数。

       示例：

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)
 (
    FAILOVER_MODE=
(TYPE=session)
(METHOD=basic)
(RETRIES=180)
(DELAY=5)
 )
      )
    )

总结：

1.   客户端TAF方式实现了Oracle客户端到服务器透明故障转移  
2.   主要在客户端tnsnames.ora配置FAILOVER_MODE来实现基于客户端的TAF  
3.   FAILOVER_MODE中基于连接方式(METHOD)可以分为BASIC与PRECONNECT两种方式，后者开销更大，延迟小，与前者相反  
4.   FAILOVER_MODE中TYPE可以分为select与session两种方式，两者所有未提交的事务全部回滚，select方式会failover查询， session方式不会。select方式多用在OLAP类型数据库，而session多用在OLTP类型数据库  
5.   一旦所在的实例发生故障，会自动failover，无需手动重新连接，这就是与连接时故障转移所不同的。 

三． Service-Side TAF

      Service-Side TAF的配置参考： How To Configure Server Side Transparent Application Failover [ID 460982.1]