Oracle RAC

Oracle Real Application Clusters ( RAC ) es una opción ^{[ 1 ]} para el software de base de datos Oracle producido por Oracle Corporation e introducido en 2001 con Oracle9i . Proporciona software para la agrupación en clústeres y la alta disponibilidad en entornos de bases de datos Oracle . Oracle Corporation incluye RAC con la edición Enterprise, siempre que los nodos estén agrupados en clústeres mediante Oracle Clusterware . ^{[ 2 ]}

Oracle RAC permite que varios ordenadores ejecuten el software Oracle RDBMS simultáneamente mientras acceden a una única base de datos , proporcionando así funcionalidad de clúster .

En una base de datos Oracle que no sea RAC, una única instancia accede a una única base de datos. Esta base de datos consta de un conjunto de archivos de datos , archivos de control y registros de rehacer ubicados en el disco . La instancia comprende el conjunto de procesos en segundo plano y de memoria relacionados con Oracle que se ejecutan en un sistema informático.

En un entorno Oracle RAC, dos o más instancias acceden simultáneamente a una única base de datos. Esto permite que una aplicación o un usuario se conecte a cualquiera de los equipos y acceda a un conjunto de datos único y coordinado. Las instancias se conectan entre sí mediante una interconexión que permite que todas accedan a los datos de forma sincronizada.

El objetivo principal de Oracle RAC es implementar una base de datos en clúster para proporcionar rendimiento, escalabilidad , resiliencia y alta disponibilidad de datos a nivel de instancia.

Oracle RAC depende del componente de infraestructura Oracle Clusterware para coordinar múltiples servidores y su compartición de almacenamiento de datos. ^{[ 3 ]} La tecnología FAN (Fast Application Notification) detecta estados inactivos. ^{[ 4 ]} Los administradores de RAC pueden usar la srvctlherramienta para administrar las configuraciones de RAC, ^{[ 5 ]}

Antes de Oracle 9, las bases de datos Oracle en clúster de red utilizaban un dispositivo de almacenamiento como medio de transferencia de datos (lo que significa que un nodo escribía un bloque de datos en el disco y otro nodo leía esos datos del mismo disco), lo que tenía la desventaja inherente de un rendimiento deficiente. Oracle 9i solucionó este problema: RAC utiliza una conexión de red dedicada para las comunicaciones internas del clúster.

Dado que todos los equipos/instancias de un RAC acceden a la misma base de datos, el sistema debe garantizar la coordinación de los cambios de datos en los distintos equipos, de modo que, cada vez que un equipo consulte datos, reciba la versión actual, incluso si otro equipo los ha modificado recientemente. Oracle RAC denomina a esta funcionalidad Cache Fusion . Cache Fusion implica la capacidad de Oracle RAC para "fusionar" los datos en memoria, almacenados físicamente por separado en cada equipo, en una única caché global.

El Oracle Grid Naming Service (GNS) gestiona la resolución de nombres en el registro del clúster. ^{[ 6 ]}

El analizador de archivos de rastreo (TFA) ayuda a recopilar datos de diagnóstico de RAC. ^{[ 7 ]}

• Oracle Real Application Clusters 12c Release 1 Enterprise Edition. ^{[ 8 ]}
• Oracle Real Application Clusters One Node (RAC One Node) aplica RAC a instalaciones de un solo nodo que ejecutan Oracle Database 11g Release 2 Enterprise Edition. ^{[ 9 ]}

En comparación con las bases de datos Oracle de instancia única, Oracle RAC añade una complejidad adicional. Si bien la automatización de bases de datos tiene sentido para las bases de datos de instancia única, se vuelve aún más necesaria para las bases de datos en clúster debido a su mayor complejidad.

Oracle Real Application Clusters (RAC), introducido con Oracle 9i en 2001, reemplaza la opción de base de datos Oracle Parallel Server (OPS). Mientras que Oracle 9i requería un software de clúster externo (conocido como software de clúster de proveedor, como TruCluster Veritas Cluster Server o Sun Cluster ) para la mayoría de las variantes de Unix (excepto Linux y Windows, donde Oracle proporcionaba software de clúster gratuito llamado Cluster Ready Services o CRS ), a partir de Oracle 10g, el producto de software de clúster de Oracle estaba disponible para todos los sistemas operativos. Con el lanzamiento de Oracle Database 10g Release 2 (10.2), Cluster Ready Services pasó a llamarse Oracle Clusterware. Al usar Oracle 10g o superior, Oracle Clusterware es el único software de clúster que necesita para la mayoría de las plataformas en las que opera Oracle RAC (excepto Tru Cluster, en cuyo caso necesita software de clúster de proveedor). Aún puede usar software de clúster de otros proveedores, siempre que esté certificado para Oracle RAC.

En RAC, la transacción de escritura debe tomar posesión del área correspondiente de la base de datos: normalmente, esto implica una solicitud a través de la interconexión del clúster (red IP local) para transferir la propiedad del bloque de datos de otro nodo al que desea realizar la escritura. Esto lleva un tiempo relativamente largo (de unos pocos a decenas de milisegundos ) en comparación con un único nodo de base de datos que utiliza operaciones en memoria. Para múltiples tipos de aplicaciones, el tiempo empleado en coordinar el acceso a los bloques entre sistemas es bajo en relación con las múltiples operaciones en el sistema, y ​​RAC escalará de forma comparable a un único sistema. Además, las bases de datos con un alto volumen de transacciones de lectura (como las aplicaciones de almacenamiento de datos ) funcionan muy bien con RAC, ya que no existe la necesidad de transferencia de propiedad. (Oracle 11g ha introducido varias mejoras en este aspecto y ofrece un rendimiento mucho mejor que las versiones anteriores para cargas de trabajo de solo lectura).

La sobrecarga en la gestión de recursos (o transferencia de propiedad) es mínima para menos de tres nodos, ya que la solicitud de cualquier recurso en el clúster se puede obtener en un máximo de tres saltos (propietario-maestro-solicitante). Esto hace que Oracle RAC sea escalable horizontalmente con un número de nodos. Los proveedores de aplicaciones (como SAP ) utilizan Oracle RAC para demostrar la escalabilidad de sus aplicaciones. La mayoría de los principales benchmarks OLTP se realizan en Oracle RAC. Oracle RAC 11g admite hasta 100 nodos. ^{[ 10 ]}

Para algunas aplicaciones, RAC puede requerir una partición cuidadosa para optimizar el rendimiento . Una aplicación que escala linealmente en una máquina SMP también puede escalar linealmente en RAC. Sin embargo, si la aplicación no puede escalar linealmente en SMP, no escalará al migrarla a RAC. En resumen, la escalabilidad de la aplicación depende de su rendimiento en una sola instancia .

Las arquitecturas sin recursos compartidos y las arquitecturas con recursos compartidos tienen ventajas sobre las otras. Los proveedores de sistemas de gestión de bases de datos (DBMS) y los analistas del sector debaten regularmente sobre este tema; por ejemplo, Microsoft promociona una comparación entre su SQL Server 2005 y Oracle 10g RAC. ^{[ 11 ]}

Oracle Corporation ofreció una arquitectura RDBMS de Shared Nothing con la llegada de IBM SP y SP2, junto con el lanzamiento de las ediciones MPP 7.x, en las que se utilizaron unidades virtuales compartidas (VSD) para crear una implementación de Shared Everything en una arquitectura de Shared Nothing.

Las arquitecturas de "compartición total" comparten tanto los datos en disco como los datos en memoria entre los nodos del clúster. Esto contrasta con las arquitecturas de "nada compartido", que no comparten ninguno de estos datos.

Algunas bases de datos comerciales ofrecen una arquitectura de "compartición total". IBM Db2 para z/OS (el sistema operativo para mainframes de IBM ) ha proporcionado una opción de compartición de datos de alto rendimiento desde mediados de la década de 1990, cuando IBM lanzó su infraestructura de clústeres de hardware y software para mainframes. A finales de 2009, IBM anunció DB2 pureScale, un esquema de clústeres de disco compartido para DB2 9.8 en AIX que imita la implementación de sysplex paralelo que sustenta la compartición de datos de Db2 en el mainframe.

En febrero de 2008, Sybase lanzó su Adaptive Server Enterprise , Cluster Edition. Se asemeja a Oracle RAC en su diseño de recursos compartidos. ^{[ 12 ]}

Aunque técnicamente no se trata de una base de datos compartida en su totalidad, Sybase también ofrece una base de datos relacional basada en columnas, centrada en aplicaciones analíticas y de almacenamiento de datos, llamada Sybase IQ , que se puede configurar para que se ejecute en modo de disco compartido.

Las bases de datos nativas de la nube, como Amazon Aurora y POLARDB de Alibaba Cloud , se implementan con una arquitectura de "todo compartido" sobre un sistema de archivos distribuido basado en la nube. ^{[ 13 ] [ 14 ]}

Las arquitecturas sin recursos compartidos no comparten ni los datos en disco ni los datos en memoria entre los nodos del clúster. Esto contrasta con las arquitecturas que comparten todo, que sí comparten ambos.

Entre los productos de la competencia que ofrecen arquitecturas sin recursos compartidos se incluyen:

• EDB Postgres Distributed está disponible para PostgreSQL, EDB Postgres Extended Server y EDB Postgres Advanced Server (que ofrece compatibilidad nativa con Oracle).
• MySQL Cluster (Oracle Corporation es propietaria de MySQL desde 2009) ^{[ 15 ]}
• Clustrix
• HP NonStop
• Ediciones de IBM InfoSphere Warehouse que incluyen la función de particionamiento de base de datos (anteriormente conocida como DB2 Extended Enterprise Edition).
• MarkLogic
• Ciruela verde
• Base de datos NoSQL de Oracle
• Paraccel
• Netezza ( también conocido como Netezza Performance Server)
• Teradata
• Vértica
• Apache Cassandra , base de datos NoSQL de almacenamiento en columnas anchas.
• Apache HBase
• MongoDB , base de datos orientada a documentos.
• Servidor Couchbase
• Riak
• SAP HANA
• CÚBRIDO

• Oracle Data Guard
• Oracle Active Data Guard
• Escalabilidad de la base de datos

• Documentación de Oracle RAC archivada el 3 de marzo de 2016 en Wayback Machine.
• Oracle Real Application Clusters (sitio web oficial de Oracle Corporation )
• Guía paso a paso para la implementación de Oracle RAC
• Oracle Real Application Clusters y tendencias del sector en paralelismo y disponibilidad de clústeres.