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外观

Oracle 从单机到RAC迁移 ​

迁移概述 ​

从单机到RAC（Real Application Clusters）的迁移是将Oracle数据库从单实例架构升级到集群架构的过程。RAC架构可以提供更高的可用性、可扩展性和性能，适用于关键业务系统和高并发应用。

RAC架构优势 ​

  • 高可用性：当一个节点故障时，其他节点可以继续提供服务，减少停机时间
  • 可扩展性：可以通过添加节点来线性扩展系统性能
  • 负载均衡：工作负载可以在多个节点之间自动分配
  • 更好的资源利用率：多个实例共享存储资源
  • 滚动升级：可以在不中断服务的情况下进行软件升级

迁移方法选择 ​

1. 使用DBCA（Database Configuration Assistant） ​

适用场景：中小型数据库、需要快速迁移、对RAC配置不太熟悉

优点：

  • 图形化界面，操作简单
  • 自动化程度高
  • 适合初次接触RAC的用户
  • 提供向导式配置

缺点：

  • 缺乏灵活性
  • 不适合超大型数据库
  • 定制化配置有限

关键步骤：

bash
# 1. 在RAC环境中创建相同名称的数据库
# 2. 使用DBCA的"Instance Management"功能
# 3. 选择"Convert to RAC"选项
# 4. 按照向导完成迁移

2. 使用RMAN备份恢复 ​

适用场景：中大型数据库、需要可靠的迁移方式、支持增量迁移

优点：

  • 支持大型数据库迁移
  • 可以利用RMAN的压缩和并行功能
  • 迁移过程相对可控
  • 支持增量备份和恢复

缺点：

  • 需要配置RMAN环境
  • 恢复时间取决于数据量
  • 手动配置步骤较多

关键步骤：

bash
# 1. 在单机数据库上进行全量备份
RMAN> backup as compressed backupset database plus archivelog;

# 2. 在RAC环境中创建ASM磁盘组
# 3. 恢复控制文件到ASM
RMAN> restore controlfile from '/backup/controlfile.bkp' to '+DATA';

# 4. 恢复数据库到ASM
RMAN> restore database to '+DATA';

# 5. 恢复归档日志并应用
RMAN> recover database;

# 6. 打开数据库并添加节点
SQL> alter database open;
SQL> execute dbms_clusutil.upgrade_to_rac;

3. 使用表空间传输 (TTS) ​

适用场景：大型数据库、需要最小化停机时间、需要迁移特定表空间

优点：

  • 可以选择性迁移表空间
  • 支持并行操作
  • 可以在迁移前准备，减少停机时间
  • 迁移速度快

缺点：

  • 配置复杂
  • 不支持SYS拥有的对象
  • 需要额外的元数据导出导入

关键步骤：

bash
# 1. 检查表空间自包含性
SQL> execute dbms_tts.transport_set_check('USERS,APPS', true);

# 2. 将表空间置为只读
SQL> alter tablespace USERS read only;
SQL> alter tablespace APPS read only;

# 3. 导出表空间元数据
$ expdp system/password@single_instance transport_tablespaces=USERS,APPS directory=exp_dir dumpfile=tts.dmp logfile=tts_exp.log

# 4. 复制数据文件到ASM磁盘组
ASMCMD> cp /u01/oradata/ORCL/users01.dbf +DATA/ORCL/datafile/
ASMCMD> cp /u01/oradata/ORCL/apps01.dbf +DATA/ORCL/datafile/

# 5. 导入表空间元数据到RAC数据库
$ impdp system/password@rac_cluster transport_tablespaces=USERS,APPS directory=imp_dir dumpfile=tts.dmp logfile=tts_imp.log transport_datafiles='+DATA/ORCL/datafile/users01.dbf','+DATA/ORCL/datafile/apps01.dbf'

# 6. 将表空间置为读写
SQL> alter tablespace USERS read write;
SQL> alter tablespace APPS read write;

4. 使用Data Guard转换 ​

适用场景：需要最小化停机时间、关键业务系统、需要实时数据同步

优点：

  • 停机时间极短（仅切换时间）
  • 迁移过程中数据持续同步
  • 可以进行演练验证
  • 支持回滚

缺点：

  • 配置复杂
  • 需要额外的存储资源
  • 支持的平台组合有限

关键步骤：

bash
# 1. 配置单机到RAC的Data Guard
# 2. 启用实时应用
SQL> alter database recover managed standby database using current logfile disconnect;

# 3. 验证数据同步状态
SQL> select name, open_mode, database_role from v$database;
SQL> select sequence#, applied from v$archived_log order by sequence#;

# 4. 执行切换操作
SQL> alter database commit to switchover to primary with session shutdown;

# 5. 添加其他RAC节点

迁移前准备 ​

1. RAC环境准备 ​

  1. 配置共享存储（ASM或NFS）
  2. 配置集群软件（Grid Infrastructure）
  3. 配置网络（公共网络和私有网络）
  4. 配置ASM磁盘组
  5. 安装Oracle数据库软件（RAC版本）

2. 单机数据库准备 ​

bash
# 1. 检查数据库健康状态
SQL> select status from v$instance;
SQL> select name, open_mode from v$database;

# 2. 检查无效对象
SQL> select count(*) from dba_objects where status != 'VALID';
SQL> @?/rdbms/admin/utlrp.sql

# 3. 检查数据库字符集
SQL> select * from nls_database_parameters where parameter like '%CHARACTERSET';

# 4. 检查归档日志状态
SQL> archive log list;

# 5. 收集数据库统计信息
SQL> exec dbms_stats.gather_database_stats(estimate_percent => dbms_stats.auto_sample_size);

3. 应用程序准备 ​

  1. 检查应用程序的RAC兼容性
  2. 修改连接字符串，使用SCAN（Single Client Access Name）
  3. 测试应用程序在RAC环境中的性能
  4. 调整应用程序配置，适应RAC架构

4. 备份策略 ​

  • 执行全库备份
  • 备份控制文件和参数文件
  • 备份归档日志
  • 确保备份可以恢复

迁移实施步骤 ​

1. 预迁移阶段 ​

  1. 制定详细的迁移计划和回滚计划
  2. 召开迁移启动会议，明确各角色职责
  3. 配置RAC环境
  4. 进行测试迁移
  5. 验证迁移流程

2. 迁移执行阶段 ​

根据选择的迁移方法执行具体操作，关键注意事项：

  • 实时监控迁移进度和性能
  • 记录迁移过程中的关键日志
  • 遇到问题及时调整迁移策略
  • 定期向相关人员汇报迁移状态

3. 迁移验证阶段 ​

  1. 验证RAC数据库状态

    sql
    SQL> select instance_name, status from gv$instance;
SQL> select name, open_mode, database_role from v$database;

  2. 验证集群状态

    bash
    $ crsctl stat res -t
$ srvctl status database -d ORCL

  3. 验证数据完整性

    sql
    -- 检查数据文件状态
SQL> select name, status from v$datafile;

-- 检查控制文件状态
SQL> select name, status from v$controlfile;

-- 检查日志文件状态
SQL> select member, status from v$logfile;

  4. 验证业务功能

    • 运行核心业务SQL脚本
    • 验证关键报表数据
    • 测试应用程序连接（使用SCAN）
    • 执行性能基准测试
    • 测试故障切换功能

4. 割接切换阶段 ​

  1. 停止单机数据库业务访问
  2. 同步最后一批数据
  3. 切换应用程序连接到RAC数据库（使用SCAN）
  4. 启动业务验证
  5. 监控RAC数据库性能

迁移后优化 ​

1. 统计信息收集 ​

sql
-- 收集全库统计信息
SQL> exec dbms_stats.gather_database_stats(estimate_percent => dbms_stats.auto_sample_size, method_opt => 'for all columns size repeat');

-- 收集字典统计信息
SQL> exec dbms_stats.gather_dictionary_stats;

2. 索引重建 ​

sql
-- 检查索引状态
SQL> select index_name, status from dba_indexes where status != 'VALID';

-- 重建无效索引
SQL> alter index <index_name> rebuild;

3. RAC参数调整 ​

根据RAC环境特性，调整数据库参数：

  • 启用服务端负载均衡
  • 配置连接负载均衡
  • 调整并行处理参数
  • 调整缓存融合参数
  • 配置实例间通信参数

4. 服务配置 ​

bash
# 创建RAC服务
$ srvctl add service -d ORCL -s ORCL_SVC -r ORCL1,ORCL2 -a ORCL3,ORCL4 -P BASIC

# 启动服务
$ srvctl start service -d ORCL -s ORCL_SVC

# 配置服务自动启动
$ srvctl enable service -d ORCL -s ORCL_SVC

5. 监控配置 ​

  • 配置RAC监控（OEM、Prometheus+Grafana等）
  • 设置集群告警阈值
  • 配置节点故障检测
  • 配置服务可用性监控

常见问题及解决方案 ​

1. 迁移过程中出现ASM磁盘组空间不足 ​

解决方案：

  • 提前扩展ASM磁盘组
  • 使用RMAN压缩备份
  • 清理不必要的数据
  • 调整临时表空间大小

2. 迁移后应用程序连接失败 ​

解决方案：

  • 检查SCAN配置
  • 检查监听器配置
  • 检查服务配置
  • 检查防火墙设置

3. 迁移后RAC节点负载不均衡 ​

解决方案：

  • 启用服务端负载均衡
  • 配置连接负载均衡
  • 调整服务的首选和可用节点
  • 检查应用程序连接池配置

4. 迁移后出现性能下降 ​

解决方案：

  • 调整RAC参数，优化缓存融合
  • 调整并行处理参数
  • 优化存储I/O性能
  • 收集统计信息和重建索引

最佳实践 ​

  1. 充分测试：在生产迁移前，进行多次测试迁移
  2. 制定详细计划：包括迁移步骤、时间窗口、回滚计划
  3. 使用自动化工具：如RMAN、脚本等，减少人为错误
  4. 监控迁移过程：实时监控迁移进度和性能，及时发现和解决问题
  5. 备份优先：在迁移前确保源数据库有完整备份
  6. 验证彻底：迁移后进行全面的功能和性能验证，包括故障切换测试
  7. 文档记录：详细记录迁移过程和问题解决方案
  8. 培训准备：确保DBA团队熟悉RAC管理和维护

19c 与 21c RAC迁移差异 ​

Oracle 19c 特性 ​

  • 支持Oracle RAC One Node
  • 增强了SCAN功能
  • 改进了集群件的故障检测和恢复
  • 支持滚动升级

Oracle 21c 特性 ​

  • 引入了RAC的自动扩展功能
  • 增强了服务管理
  • 改进了缓存融合算法
  • 支持更多的云原生特性
  • 增强了自动化管理功能

迁移案例 ​

案例1：使用RMAN迁移500GB数据库到RAC ​

环境：Oracle 19c，从单机Linux服务器迁移到2节点RAC 迁移时间：业务低峰期（凌晨2点-6点） 实施步骤：

  1. 在单机数据库上进行全量备份
  2. 在RAC环境中创建ASM磁盘组
  3. 恢复数据库到ASM
  4. 添加第二个节点
  5. 配置SCAN和服务
  6. 进行业务验证 结果：迁移成功，停机时间3小时45分钟

案例2：使用Data Guard迁移1TB数据库到RAC ​

环境：Oracle 21c，从单机Linux服务器迁移到3节点RAC 迁移时间：业务低峰期（凌晨1点-3点） 实施步骤：

  1. 配置Data Guard
  2. 同步数据到RAC环境
  3. 执行切换操作
  4. 添加第三个节点
  5. 配置服务和负载均衡
  6. 进行业务验证 结果：迁移成功，停机时间仅25分钟

结论 ​

从单机到RAC的迁移是Oracle数据库架构升级的重要方式，可以显著提高系统的可用性、可扩展性和性能。选择合适的迁移方法、充分的准备、详细的计划和彻底的测试是迁移成功的关键。迁移后，还需要进行适当的优化和监控，以确保RAC环境的稳定运行。通过RAC架构，企业可以获得更好的业务连续性和系统性能，满足关键业务系统的高可用需求。