快速部署可用于搭建 Oracle RAC 集群的虚拟机

背景

最近，某项目需要搭建一套 Oracle RAC 环境用于测试。以往常用 OpenNebula 平台申请虚拟机就可以了，但 Oracle RAC 涉及到共享磁盘的使用，配置起来会比较麻烦，因此考虑采用其他方式来实现。

本文分享将如何采用 VirtualBox + Vagrant 来实现快速部署 Oracle RAC 测试环境。

软件介绍

• VirtualBox 是一个轻量级虚拟化引擎（类似 VMWare），可以在宿主机上创建隔离的虚拟机环境，模拟完整的计算机系统（CPU/内存/磁盘/网络）。
• Vagarant 是一个自动化环境编排工具（类似 docker-compose），通过声明式配置文件（Vagrantfile）自动化管理虚拟机生命周期，实现快速创建、销毁虚拟机环境。

当前使用版本：VirtualBox：7.1.10^[1]，Vagarant：2.4.7^[2]。

为何不用 Docker？

有以下几个层面的考虑：

物理存储层面

Oracle RAC 依赖 ASM（自动存储管理），要求直接访问裸磁盘设备（如/dev/sdb），而 Docker Volume 本质是目录挂载，无法模拟块设备，即便使用 --privileged
 权限，也无法突破 cgroups 对设备管理的限制。

网络架构层面

首先，Oracle RAC 集群的网络需求包括：专用心跳网络（高速互联），虚拟IP（VIP）漂移和 SCAN（Single Client Access Name）解析。

其次，Docker 存在一些缺陷：Overlay 网络有性能损耗（影响 Cache Fusion），VIP 切换依赖第三方工具（如 Keepalived），且与 Docker 网络栈冲突。

内核与资源隔离层面

Oracle RAC 集群要求节点间需严格资源隔离（CPU/Memory 锁机制），而在 Docker 中，cgroups 虽可隔离资源，但共享内核导致无法安装 Oracle 内核模块（如 oracleasm），信号量等 IPC 资源也可能会存在冲突。

VirtualBox 方案的优势

• 真虚拟机级隔离：每个节点有独立内核
• 原生块设备支持：通过 VirtualBox 共享磁盘（VBoxManage 创建）
• 网络自由配置：Host-Only 网络实现零损耗通信

配置 Vagrant

1. 初始化 Vagrant 环境

以管理员身份运行 cmd，在 Vagrant 安装目录（C:\Program Files\Vagrant
）中执行初始化命令，生成 vagrantfile，如原来就有现成的 vagrantfile，也可直接替换新生成的文件。

2. 创建 Vagrant 配置文件

可直接编辑由初始化命令生成的 vagrantfile（默认在 Vagrant 的安装目录）。

以下内容已移除注释项，只列出生效的配置，并做相应说明。

Vagrant.configure("2") do |config|    // 指定配置 2 台虚拟机
  config.vm.box = "CentOS7u2"     指定使用的操作系统的 box 镜像名（需在 Vagrant 环境中进行添加）
  config.disksize.size = "20GB"     指定虚拟机根目录磁盘的大小（需安装 vagrant-disksize 插件）
# RAC 节点 1 配置
  config.vm.define :rac1 do |rac1|    // 定义一个名为 rac1 的虚拟机，这个块内的所有配置都与其对应
    rac1.vm.provider "virtualbox"do |v|    // 指定为 VirtualBox 的专有配置
          v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "rac1", "--memory", "2048"]    // 配置 rac1 为 2G 内存
    end
    rac1.vm.box = "CentOS7u2"     指定 rac1 使用的操作系统镜像名（与 config.vm.box 内容保持一致）
    rac1.vm.hostname = "rac1"     指定虚拟机内部的主机名为 rac1 （集群节点必须通过主机名相互解析）
    rac1.vm.network :public_network, ip: "192.168.56.11", :adapter => 2    // 配置第二块网卡为桥接/公共网络并指定 IP
    rac1.vm.network :private_network, ip: "10.10.10.11", :adapter => 3    // 配置第三块网卡为私有网络并指定 IP
  end
# RAC 节点 2 配置
  config.vm.define :rac2 do |rac2|
    rac2.vm.provider "virtualbox"do |v|
          v.customize ["modifyvm", :id, "--name", "rac2", "--memory", "2048"]
    end
    rac2.vm.box = "CentOS7u2"
    rac2.vm.hostname = "rac2"
    rac2.vm.network :public_network, ip: "192.168.56.12", :adapter => 2
    rac2.vm.network :private_network, ip: "10.10.10.12", :adapter => 3
  end
end

3. 安装 vagrant-disksize 插件

使用 box 镜像创建的虚拟机，根目录默认只有 9.77G ，当安装到 GI 软件时，会提示磁盘空间不足，使用该插件后，可在 vagrantfile 文件中，通过增加参数：config.disksize.size
 来指定 “/” 目录的默认大小，建议至少配置 20-30G。

4. 下载 box 镜像并添加到 Vagrant 环境中

可选择 bento/centos-7.2 的 box，可以看到，除了 VirtualBox 以外，该 box 也支持 VMWare。

也可用本地环境已有的 box 文件（同样地，需放在 Vagrant 的安装目录），注意在添加 box 时，要与之前在 vagrantfile 中配置的名称保持一致，此处名为 CentOS7u2。

5. 创建共享磁盘

使用 VBoxManage 命令即可，如果提示未找到可执行的命令，需要修改 Path 系统变量，添加 VirtualBox 的路径。

如果在命令中不加 --variant Fixed
 参数，默认会采用动态分配磁盘，将无法设置“可共享”的属性。

VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\ocr1.vdi" --size 1024 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\ocr1.vdi" --type shareable
VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\ocr2.vdi" --size 1024 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\ocr2.vdi" --type shareable
VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\ocr3.vdi" --size 1024 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\ocr3.vdi" --type shareable
VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\data1.vdi" --size 2048 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\data1.vdi" --type shareable
VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\data2.vdi" --size 2048 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\data2.vdi" --type shareable
VBoxManage createhd --filename "D:\VirtualBox VMs\data3.vdi" --size 2048 --format VDI --variant Fixed
VBoxManage modifyhd "D:\VirtualBox VMs\data3.vdi" --type shareable

命令执行完毕后，就可在 VirtualBox 的虚拟硬盘中看到刚才创建的共享盘。

6. 创建并启动虚拟机

在 vagrantfile 中配置好 2 个虚拟机后，就可以直接通过 vagrant up
 命令来创建并启动虚拟机了。

创建完成后，会多出两个以太网适配器，分别对应第二、第三块网卡。

7. 登录虚拟机

可在 cmd 窗口中用 Vagrant 提供的命令直接登录虚拟机（默认用 vagrant 用户连接到虚拟机，密码同用户名）。

也可用其他 Shell 工具（如：Git Bash）连到虚拟机。

至此，可用于搭建 Oracle RAC 集群的基础环境已创建完毕，接下来就可以按 Oracle 的官方手册进行 GI/DB 软件以及 ASM/DB 实例的部署了，不再赘述。

总结

本篇文章主要介绍了如何用 VirtualBox + Vagrant 快速部署适用于 Oracle RAC 集群的虚拟机环境，与单机版虚拟机不同，RAC 环境要注意多块网卡的配置，以及共享磁盘的创建和绑定（使用 ASMLib 或 UDEV 进行绑定）

此外，还要注意虚拟机资源配置不可过低，否则在安装部署过程中可能会出现各种问题。由于本次单节点仅给了 2G 内存，在实际安装测试中，踩了不少坑，走了一些弯路。