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Oracle 資料庫和 NFS 會租用和鎖定
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NFSv3 無狀態。這實際上意味著 NFS 伺服器（ ONTAP ）無法追蹤哪些檔案系統是掛載的、由誰掛載、或哪些鎖定是真的就位。
ONTAP 確實有一些功能會記錄掛載嘗試、因此您可以知道哪些用戶端可能正在存取資料、而且可能會出現諮詢鎖定、但這項資訊並不保證 100% 完整。無法完成、因為追蹤 NFS 用戶端狀態並非 NFSv3 標準的一部分。
NFSv4 狀態
相反地、 NFSv4 是有狀態的。NFSv4 伺服器會追蹤哪些用戶端正在使用哪些檔案系統、哪些檔案存在、哪些檔案和 / 或檔案區域被鎖定等 這表示 NFSv4 伺服器之間需要定期通訊、才能保持狀態資料最新。
NFS 伺服器所管理的最重要狀態是 NFSv4 鎖定和 NFSv4 租賃、它們彼此之間有很大的關聯。您必須瞭解每個項目本身的運作方式、以及它們彼此之間的關係。
NFSv4 鎖定
有了 NFSv3 、鎖定是建議事項。NFS 用戶端仍可修改或刪除「鎖定」檔案。NFSv3 鎖本身不會過期、必須將其移除。這會造成問題。例如、如果叢集式應用程式會建立 NFSv3 鎖定、而其中一個節點發生故障、您該怎麼做？您可以在仍在運作的節點上對應用程式進行編碼、以移除鎖定、但您如何知道這是安全的？可能是「故障」節點可以運作、但無法與叢集的其他部分通訊？
有了 NFSv4 、鎖定的持續時間有限。只要持有鎖定的用戶端繼續與 NFSv4 伺服器簽入、就不允許其他用戶端取得這些鎖定。如果用戶端無法使用 NFSv4 進行存回、伺服器最終會撤銷鎖定、而其他用戶端則能要求並取得鎖定。
NFSv4 租賃
NFSv4 鎖定與 NFSv4 租用相關聯。當 NFSv4 用戶端與 NFSv4 伺服器建立連線時、它會取得租用。如果用戶端取得鎖定（鎖定類型眾多）、則鎖定會與租用相關聯。
此租用具有定義的逾時時間。根據預設、 ONTAP 會將逾時值設為 30 秒：
Cluster01::*> nfs server show -vserver vserver1 -fields v4-lease-seconds vserver v4-lease-seconds --------- ---------------- vserver1 30
這表示 NFSv4 用戶端需要每 30 秒與 NFSv4 伺服器簽入一次、才能續約。
租賃會自動由任何活動續約、因此如果用戶端正在工作、就不需要執行額外作業。如果某個應用程式變得很安靜、而且沒有真正的工作、則需要改為執行某種保持活動狀態的作業（稱為順序）。基本上只是說：「我還在這裏、請重新整理我的租約。」
*Question:* What happens if you lose network connectivity for 31 seconds? NFSv3 無狀態。這並不需要用戶端的通訊。NFSv4 可設定狀態、一旦租用期間結束、租用即會過期、鎖定會被撤銷、而鎖定的檔案會提供給其他用戶端使用。
有了 NFSv3 、您可以四處移動網路纜線、重新啟動網路交換器、進行組態變更、並確保不會發生任何問題。應用程式通常只會耐心等待網路連線再次運作。
有了 NFSv4 、您有 30 秒的時間（除非您已在 ONTAP 中增加該參數的值）來完成工作。如果您超過此上限、您的租約將會逾時。這通常會導致應用程式當機。
舉例來說、如果您有 Oracle 資料庫、而且網路連線中斷（有時稱為「網路分割區」）超過租用逾時、您就會使資料庫當機。
以下是 Oracle 警示記錄中發生這種情況的範例：
2022-10-11T15:52:55.206231-04:00 Errors in file /orabin/diag/rdbms/ntap/NTAP/trace/NTAP_ckpt_25444.trc: ORA-00202: control file: '/redo0/NTAP/ctrl/control01.ctl' ORA-27072: File I/O error Linux-x86_64 Error: 5: Input/output error Additional information: 4 Additional information: 1 Additional information: 4294967295 2022-10-11T15:52:59.842508-04:00 Errors in file /orabin/diag/rdbms/ntap/NTAP/trace/NTAP_ckpt_25444.trc: ORA-00206: error in writing (block 3, # blocks 1) of control file ORA-00202: control file: '/redo1/NTAP/ctrl/control02.ctl' ORA-27061: waiting for async I/Os failed
如果您查看系統記錄檔、您應該會看到以下幾個錯誤：
Oct 11 15:52:55 host1 kernel: NFS: nfs4_reclaim_open_state: Lock reclaim failed! Oct 11 15:52:55 host1 kernel: NFS: nfs4_reclaim_open_state: Lock reclaim failed! Oct 11 15:52:55 host1 kernel: NFS: nfs4_reclaim_open_state: Lock reclaim failed!
記錄訊息通常是問題的第一個徵象、而非應用程式凍結。通常、在網路中斷期間、您完全看不到任何內容、因為程序和作業系統本身都遭到封鎖、無法嘗試存取 NFS 檔案系統。
網路重新運作後、就會出現錯誤。在上述範例中、一旦重新建立連線、作業系統就會嘗試重新取得鎖定、但時間太晚了。租約已到期、鎖定已移除。這會導致一個錯誤、該錯誤會傳播到 Oracle 層、並導致警示記錄中出現訊息。根據資料庫的版本和組態、您可能會看到這些模式的變化。
總之、 NFSv3 可容忍網路中斷、但 NFSv4 更敏感、並規定了一段定義的租用期。
如果無法接受 30 秒的逾時、該怎麼辦？如果您管理一個動態變化的網路、在其中重新啟動交換器或重新放置纜線、導致網路偶爾中斷、該怎麼辦？您可以選擇延長租用期、但是否需要說明 NFSv4 寬限期。
NFSv4 寬限期
如果 NFSv3 伺服器重新開機、幾乎可以立即為 IO 服務。它並未維持任何形式的用戶端狀態。結果是、 ONTAP 接管作業通常似乎接近即時。當控制器準備好開始提供資料時、就會傳送 ARP 給網路、以表示拓撲的變化。客戶端通常幾乎立即檢測到這種情況，數據恢復流動。
不過 NFSv4 會短暫暫停。這只是 NFSv4 運作方式的一部分。
NFSv4 伺服器需要追蹤租用、鎖定、以及使用何種資料的人員。如果 NFS 伺服器出現問題並重新開機、或停電一段時間、或在維護活動期間重新啟動、則會導致租約 / 鎖定、而其他用戶端資訊也會遺失。伺服器需要先找出哪個用戶端正在使用哪些資料、才能恢復作業。這就是寬限期的開始。
如果您突然關閉 NFSv4 伺服器的電源、當恢復 IO 時、嘗試恢復 IO 的用戶端會收到回應、基本上說：「我遺失了租用 / 鎖定資訊。您是否要重新登錄鎖定？」 這就是寬限期的開始。ONTAP 預設為 45 秒：
Cluster01::> nfs server show -vserver vserver1 -fields v4-grace-seconds vserver v4-grace-seconds --------- ---------------- vserver1 45
結果是、在重新啟動之後、控制器會暫停 IO 、而所有用戶端都會回收租用和鎖定。寬限期結束後、伺服器將恢復 IO 作業。
租用逾時與寬限期比較
寬限期與租用期間已連線。如上所述、預設的租用逾時為 30 秒、這表示 NFSv4 用戶端必須至少每 30 秒與伺服器簽入一次、否則就會遺失租約、進而導致鎖定。存在寬限期、可讓 NFS 伺服器重建租用 / 鎖定資料、預設為 45 秒。ONTAP 要求寬限期比租用期長 15 秒。如此可確保設計為至少每 30 秒續約的 NFS 用戶端環境、在重新啟動後能夠與伺服器簽入。45 秒的寬限期可確保所有預期至少每 30 秒續約一次的客戶都有機會續約。
如果無法接受 30 秒的逾時、您可以選擇延長租用期。如果您想要將租用逾時延長至 60 秒、以便承受 60 秒的網路中斷、您必須將寬限期延長至至少 75 秒。ONTAP 要求比租用期高 15 秒。這表示您將會在控制器容錯移轉期間經歷更長的 IO 暫停時間。
這通常不是問題。一般使用者每年只會更新 ONTAP 控制器一或兩次、而且由於硬體故障而造成的非計畫性容錯移轉極少。此外、如果您的網路發生 60 秒網路中斷的可能性、而您需要將租用逾時時間延長至 60 秒、那麼您可能不會反對罕見的儲存系統容錯移轉、導致暫停時間也達 75 秒。您已確認網路暫停超過 60 秒、而且速度較快。