Oracle数据库规划设计和运行维护方案

1 193 OracleOracle 数据库规划设计数据库规划设计 和运行维护方案和运行维护方案 V1 0V1 0 2 193 目 录 1 前言 7 1 1 编写目的 7 1 2 方案说明 7 1 3 预期读者 8 2 数据库部署模式 8 2 1 单机模式 8 2 2 双机热备模式 HA 模式 8 2 3 集群模式 RAC 9 2 4 主从模式 DataGuard 10 2 5 混合模式 DataGrard RAC 11 2 6 数据库运行模式选择 11 3 系统特点和数据库类型 12 3 1 业务系统的特点 12 3 1 1 OLTP 特点 12 3 1 2 OLAP 特点 13 3 2 数据库的规模 13 3 3 数据库版本建议 14 4 数据库运行环境规划 14 4 1 主机规划 14 4 2 网络规划 15 4 3 存储规划 17 5 数据库安装部署规划 18 5 1 软件安装路径 18 5 2 表空间设计 19 5 2 1 业务数据量估算 19 5 2 2 表空间使用规则 20 5 2 3 表空间的概念和分配原则 24 5 2 4 表空间的参数配置 25 5 2 5 Undo temp 表空间的估算 29 5 2 6 表的参数设置 29 5 2 7 索引的使用原则 30 5 3 文件设计 31 5 3 1 RAC 配置文件 31 5 3 2 参数文件 31 5 3 3 控制文件 33 5 3 4 重做日志文件 34 6 数据库应用规划 35 6 1 数据库用户设计 35 6 1 1 用户权限规划 35 6 1 2 用户安全实现 37 6 1 3 用户类型及角色命名规范 39 6 2 数据库分区 41 3 193 6 2 1 数据库分区介绍 41 6 2 2 逻辑分割 42 6 2 3 物理分割 42 6 2 4 数据分区的优点 42 6 2 5 数据分区的不足 43 6 2 6 Oracle 分区技术 43 6 2 7 分区使用建议 44 6 2 8 分区索引 44 6 3 数据库实例配置 45 6 4 数据库参数设置 46 6 4 1 必须修改的初始化参数 46 6 4 2 建议修改的初始化参数 51 6 4 3 不可修改的初始化参数 53 6 4 4 建议不可修改的初始化参数 54 6 4 5 与并行有关的参数 57 6 5 数据库连接服务 58 6 5 1 专用服务器连接 58 6 5 2 共享服务器连接 59 6 5 3 连接服务建议 59 6 6 数据库安全建议 59 6 7 数据库备份和恢复 60 6 7 1 RMAN 备份 60 6 7 2 EXP IMP 备份 61 6 7 3 存储级备份 61 6 7 4 数据库恢复 62 6 8 数据库网络配置 63 6 8 1 监听器的使用配置原则 63 6 8 2 TNSNAMES 的使用配置原则 63 6 8 3 RAC 环境下 TNSNAMES 的配置 63 7 业务系统开发建议 65 7 1 数据库模型设计规范 65 7 1 1 命名规则 65 7 1 2 数据库对象 66 7 2 PLSQL 开发规则 69 7 2 1 总体开发原则 69 7 2 2 程序编写规范 70 7 3 SQL 语句编写规则 97 7 3 1 查询语句的使用原则 97 7 3 2 DML 语句的调整原则 108 8 数据库体系结构 112 8 1 整体结构 112 8 2 内存结构 112 8 2 1 系统全局区 SGA 113 8 2 2 程序全局区 PGA 116 4 193 8 2 3 后台进程 116 8 3 存储结构 119 8 3 1 物理结构 119 8 3 2 逻辑结构 121 9 数据库基本管理 123 9 1 参数文件管理 123 9 2 表空间管理 124 9 2 1 用户表空间管理 124 9 2 2 临时表空间管理 127 9 2 3 回滚段表空间管理 131 9 3 重做日志文件管理 133 9 3 1 增加重做日志文件组 133 9 3 2 添加重做日志文件组成员 133 9 3 3 改变重做日志文件组成员 134 9 3 4 删除重做日志文件组成员 134 9 3 5 删除重做日志文件组 134 9 3 6 重做日志切换 135 9 3 7 重做日志清理 135 9 3 8 重做日志切换次数查询 135 9 4 归档模式设置 137 9 4 1 单实例数据库设置归档模式 137 9 4 2 RAC 数据库设置归档模式 137 9 4 3 归档路径设置 138 9 5 控制文件重建 139 9 6 内存参数管理 141 9 6 1 Oracle 内存管理发展阶段 141 9 6 2 自动内存管理 AMM 141 9 6 3 自动共享内存管理 ASMM 141 9 6 4 自动 PGA 管理 142 9 7 其它管理内容 142 9 7 1 查看数据库版本 142 9 7 2 数据库字符集 143 9 7 3 创建密码文件 143 9 7 4 关闭数据库审计功能 143 9 7 5 账号管理 144 9 7 6 Profile 管理 144 10 数据库集群 RAC 管理 144 10 1 RAC 状态检查 144 10 1 1 检查守护进程 144 10 1 2 检查资源状态 145 10 2 RAC 启动与关闭 145 10 3 管理 OCR 146 10 3 1 OCR 盘状态查看 146 10 3 2 OCR 备份与恢复 146 5 193 10 3 3 查看 OCR 内容 147 10 3 4 指定 OCR 盘 147 10 3 5 增加 OCR 盘 147 10 3 6 删除 OCR 盘 148 10 4 管理 VOTING DISK 148 10 4 1 检查 Voting Disl 盘 148 10 4 2 VOTING DISK 备份与恢复 148 10 4 3 添加 VOTING DISK 盘 149 10 4 4 删除 VOTING DISK 盘 149 10 5 CSS 管理 149 10 6 SRVCTL 管理工具 149 10 6 1 管理实例 150 10 6 2 管理监听程序 150 10 6 3 管理 ASM 151 10 6 4 管理 service 151 10 7 修改 RAC 的 IP 及 VIP 152 10 7 1 修改外网 IP 和心跳 IP 152 10 7 2 修改 VIP 152 10 7 3 查看与删除 IP 153 10 8 管理 ASM 154 10 8 1 管理 DiskGroup 154 10 8 2 ASM 兼容性管理 156 10 8 3 ASM 中添加 disk 的方法 158 10 8 4 ASMCMD 管理命令介绍 159 10 8 5 ASM 常用视图 162 11 数据库备份 164 11 1 备份概念说明 164 11 1 1 脱机备份 164 11 1 2 联机备份 165 11 1 3 RMAN 备份 166 11 2 备份策略规划 166 11 3 RMAN 备份和恢复案例 167 11 3 1 归档模式下的完全恢复 167 11 3 2 归档模式下的不完全恢复 170 12 数据库运维管理 172 12 1 运维职责 172 12 2 运维要求 172 12 3 技能要求 172 12 4 运维内容 173 12 4 1 检查数据库运行情况 173 12 4 2 检查操作系统和数据库日志文件 175 12 4 3 检查 Oracle 对象状态 176 12 4 4 检查数据库相关资源的使用 179 12 4 5 检查数据库备份 183 6 193 12 4 6 检查数据库的性能 183 12 4 7 数据库安全性检查 189 7 193 1 1 前言前言 1 1 1 1 编写目的编写目的 随着以使用 Oracle 数据库的应用系统不断增加 为了加强应用系统在规划 开发 实施 维护等环节工作的规范化 特编写本文档 力求对实际的设计 实施工作起到规范和指导作用 本方案以设计者的角度进行组织编写 其主要思路是 作为设计人员首先 要了解数据库系统的运行模式 如何选择运行模式 其次要考虑系统的规划设 计因素 有针对性的做好数据库的设计 提高数据库的性能 并对系统开发也 提出相关要求 1 2 1 2 方案说明方案说明 本方案分为两大部分 其中第一部分是第二到七章 主要介绍 Oracle 数据 库的运行方式和规划设计以及与开发相关内容 第二部分是第八到十二章 主 要介绍数据库的日常运行维护相关的内容 第一部分偏重于规划和开发 第二 部分偏重于实际管理及命令 其中 第二章介绍了 Oracle 数据库的部署运行方式 第三章介绍了业务系 统特点和数据库的类型规模以及部署前的建议 第四章介绍了数据库运行的物 理环境的配置规划 第五章介绍了 Oracle 数据库的安装部署规划以及命名原则 第六章介绍了数据库的应用规划 第七章介绍了系统开发的建议 第八章介绍 数据库的体系架构 第九章介绍数据库的基本管理方法 第十章介绍了数据库 集群的管理 第十一章介绍了数据库的备份和恢复 第十二章介绍了数据库的 日常运行维护管理 本方案编写过程中注重实际的可操作性 所提出的建议尽量覆盖系统生命 周期中的各个关键点 其中所涉及的参数和指标对系统的建设和运营起指导作 用 但是在实际工作中 每个系统都有各自的特点 所以建议在初期对系统进 行初始配置后 应根据系统的实际运行状态进行相应调整 8 193 1 3 1 3 预期读者预期读者 项目基础设施可行性研究 设计和实施人员 项目组系统设计开发人员 相关运行维护技术人员 2 2 数据库部署模式数据库部署模式 2 1 2 1 单机模式单机模式 数据库服务器采用单服务器模式 满足对可用性和性能要求不高的应用 具备以下特点 1 硬件成本低 单节点 硬件投入较低 满足非重要系统的需求 2 安装配置简单 由于是单节点 单实例 所以安装配置比较简单 3 管理维护成本低 单实例 维护成本低 4 对应用设计的要求较低 由于是单实例 不存在 RAC 系统应用设计时需 要注意的事项 所以应用设计的要求较低 5 可用性不高 由于是单服务器 单实例 所以服务器和实例的故障都会 导致数据库不可用 6 扩展性差 无法进行横向扩展 只能进行纵向扩展 当应用对性能有更 高的要求时 该模式的数据库服务器无法进行增加节点 实例等横向扩展 只 能进行增加硬件配置等纵向扩展 且扩展性有局限 7 根据该模式的特点有如下要求 1 硬件配置方面预留扩展量 由于该模式无法进行横向扩展 所以在选择 硬件配置时要为以后的纵向扩展预留扩展量 避免硬件无法满足性能需求的情 况 2 充分考虑该模式是否满足应用未来一段时间的需求 需要考虑应用在未 来一段时间是否会发生变化 该模式是否满足应用变化的需求 9 193 2 2 2 2 双机热备模式 双机热备模式 HAHA 模式 模式 数据库服务器采用双机热备模式 可以满足对可用性有一定要求的应用 具备以下特点 1 需要冗余的服务器设备 该模式需要有冗余的服务器硬件 以满足一备 一或者一备多的需求 硬件成本较高 2 需要 HA 软件的支持 该模式需要配合 HA 软件才可以实现 3 安装配置相对简单 该模式比单节点 单实例的模式配置复杂一些 需 要更多的配置步骤 但相比较 RAC DATAGUARD 等模式要简单 4 管理维护成本低 单实例 对维护人员的要求较低 维护成本低 5 对应用设计的要求较低 由于是单实例 不存在 RAC 系统应用设计时需 要注意的事项 所以应用设计的要求较低 6 具备一定的高可用性 由于是多服务器 单实例 所以服务器和实例有 故障时会发生实例在不同服务器上的切换 导致数据库的暂时不可用 无法满 足对可用性有严格要求的应用类型 7 扩展性差 无法进行横向扩展 只能进行纵向扩展 当应用对性能有更 高的要求时 该模式的数据库服务器无法进行增加节点 实例等横向扩展 只 能进行增加硬件配置等纵向扩展 且扩展性有局限 根据该模式的特点有如下要求 1 硬件配置方面预留扩展量 由于该模式无法进行横向扩展 所以在选择 硬件配置时要为以后的纵向扩展预留扩展量 避免硬件无法满足性能需求的情 况 2 充分考虑该模式是否满足应用未来一段时间的需求 需要考虑应用在未 来一段时间是否会发生变化 该模式是否满足应用变化的需求 2 3 2 3 集群模式 集群模式 RACRAC 数据库服务器采用 RAC 模式 满足对高可用性要求高的应用类型 具备以下特点 1 需要多个硬件服务器 根据节点的个数 相应的需要多个硬件服务器 10 193 硬件成本较高 2 某些数据库版本需要 HA 软件的支持 该模式下 某些数据库版本需要 配合 HA 软件才可以实现 3 安装配置复杂 该模式比起单实例模式 安装配置相对复杂 安装配置 周期长 4 管理维护成本高 该模式的管理维护 对管理维护人员的要求较高 管 理维护成本较高 5 对应用设计的要求较高 需要充分考虑业务的逻辑性 以避免在多节点 之间的信息交换和全局锁的产生 6 具备较高的高可用性 由于是多服务器 多实例 单服务器和实例有故 障不会影响数据库的可用性 可以满足对可用性有严格要求的应用类型 7 扩展性好 既可以进行横向扩展 也可以进行纵向扩展 当应用对性能 有更高的要求时 该模式的数据库可以通过增加节点的方式进行横向扩展 也 可以通过增加硬件配置等纵向扩展 具备良好的扩展性 根据该模式的特点有如下要求 1 硬件配置方面预留扩展量 预留一定的硬件扩展量 可以更灵活的进行 扩展 2 在应用设计时 充分考虑业务逻辑 减少多节点间的信息交换量 更好 的发挥 RAC 的优点 2 4 2 4 主从模式 主从模式 DataGuardDataGuard 数据库服务器采用 DataGuard 主从模式 可以满足对可用性有特殊需求的 应用 具备以下特点 1 需要冗余的服务器设备 该模式需要有冗余的服务器硬件 硬件成本较 高 2 需要冗余的存储设备 主机和备机都需要同样的存储空间 成本较高 3 安装配置比较复杂 该模式比单节点 单实例的模式配置复杂一些 需 要更多的配置步骤 4 管理维护成本高 该模式对维护人员的要求较高 维护成本高 11 193 5 具备一定的容灾特性 当主机整个数据库系统不可用并短期内无法恢复 时 可以把数据库系统切换到备机上 具备容灾的功能 6 备机可以用作只读查询 备机可以切换到只读状态供报表之类的查询操 作 减轻主机的压力 根据该模式的特点有如下要求 1 主机与备机在物理上要分开 为了实现容灾的特性 需要在物理上分割 主机和备机 2 进行合理的设计 充分实现 DATAGUARD 的功能 2 5 2 5 混合模式 混合模式 DataGrard RACDataGrard RAC 数据库服务器采用 DataGuard RAC 模式 可以满足对可用性和容灾都有特 定需求的应用 具备以下特点 1 需要冗余的服务器设备 该模式需要有冗余的服务器硬件 硬件成本较 高 2 需要冗余的存储设备 主机和备机都需要同样的存储空间 成本较高 3 安装配置比较复杂 该模式既需要配置 RAC 又需要配置 DATAGUARD 配 置过程比较复杂 配置周期长 4 管理维护成本高 该模式对维护人员的要求较高 维护成本高 5 具备很高的可用性和容灾性 该模式既满足高可用性也满足容灾的需求 6 备机可以用作只读查询 备机可以切换到只读状态供报表之类的查询操 作 减轻主机的压力 根据该模式的特点有如下要求 1 主机与备机在物理上要分开 为了实现容灾的特性 需要在物理上分割 主机和备机 2 进行合理的设计 充分实现 DataGuard 的功能 2 6 2 6 数据库运行模式选择数据库运行模式选择 在设计数据库时必须考虑系统的可用性 业务连续性 针对系统所能容忍 12 193 的最大业务中断时间 RTO 和最大数据丢失数量 RPO 需求 采用不同的数 据库部署模式 1 系统不能中断且不允许数据丢失的业务 建议数据库采用集群或混合模 式 数据库单台设备故障时对业务没有影响 并考虑灾备系统的设计 2 对于允许以分钟级别中断 数据不能丢失的系统 建议数据库采用双机 热备或主从的模式 设备故障时通过 HA 技术切换到备用设备 保证系统的可用 性 对重要的系统要考虑灾备的设计 3 对于允许以天为级别中断的业务系统 建议可采用双机热备模式 或单 机 4 对非关键系统 开发环境 测试环境 建议采用 PC 服务器 冷备或单 机的模式 3 3 系统特点和数据库类型系统特点和数据库类型 3 1 3 1 业务系统的特点业务系统的特点 业务系统处理数据的特点决定了设计人员规划和创建什么样的数据库 通 常来说 业务分为两类 在线事务处理系统 OLTP 和在线分析系统 OLAP 或者 DSS 决策支持系统 这两类系统在数据库的设计上是不同的 比如 OLTP 系统强调数据库的内存效率 强调各种内存指标的命中率 强调绑定变量 强 调并发操作 而 OLAP 系统则强调数据分析 强调 SQL 执行时长 强调磁盘 I O 强调分区等 3 1 1 3 1 1 OLTP 特点特点 通常 OLTP 在线事务处理系统 的用户并发数很多 但只对数据库做很小 的操作 数据库侧重于对用户操作的快速响应 这是对数据库最重要的性能要 求 对于一个 OLTP 系统来说 数据库内存设计非常重要 如果数据都可以在 内存中处理 那么数据库的性能会提高很多 13 193 内存的设计通常是通过调整 Oracle 和内存相关的初始化参数来实现的 比较重要的几个是内存相关的参数 包括 SGA 的大小 Data Buffer Shared Pool PGA 大小 排序区 Hash 区等 等 这些参数对一个 OLTP 系统是非常 重要的 OLTP 系统是一个数据块变化非常频繁 SQL 语句提交非常频繁的一个 系统 对于数据块来说 应尽可能让数据块保存在内存当中 对于 SQL 来说 尽可能使用变量绑定技术来达到 SQL 的重用 减少物理 I O 和重复的 SQL 解析 能极大的改善系统的性能 此外 没有绑定变量的 SQL 会对 OLTP 数据库造成极大的性能影响 还有 一些因素也会导致数据库的性能下降 比如热块 hot block 的问题 当一个 块被多个用户同时读取的时候 Oracle 为了维护数据的一致性 需要使用 Latch 来串行化用户的操作 当一个用户获得了这个 Latch 其他的用户就只 能被迫的等待 获取这个数据块的用户越多 等待就越明显 就造成了这种热 块问题 这种热块可能是数据块 也可能是回滚段块 对于数据块来讲 通常 是数据块上的数据分布不均匀导致 如果是索引的数据块 可以考虑创建反向 索引来达到重新分布数据的目的 对于回滚段数据块 可以适当多增加几个回 滚段来避免这种争用 3 1 2 3 1 2 OLAP 特点特点 OLAP 数据库在内存上可优化的余地很小 但提升 CPU 处理速度和磁盘 I O 速度是最直接的提高数据库性能的方式 实际上 用户对 OLAP 系统性能的期 望远远没有对 OLTP 性能的期望那么高 对于 OLAP 系统 SQL 的优化显得非常重要 如果一张表中只有几千数据 无论执行全表扫描或是使用索引 对用户来说差异都很小 几乎感觉不出来 但是当数据量提升到几亿或者几十亿或者更多的时候 全表扫描 索引可能导 致极大的性能差异 因此 SQL 语句的优化显得重要起来 分区技术在 OLAP 数据库中很重要 这种重要主要是体现在数据管理上 比如数据加载 可以通过分区交换的方式实现 备份可以通过备份分区表空间 删除数据可以通过分区进行删除 14 193 3 2 3 2 数据库的规模数据库的规模 对于数据库的规模 仅从数据量来衡量其规模的大小 因为数据量的规模 是反映数据库规模的主要指标 具体如下 1 数据库业务数据量小于 100GB 属小规模数据库 2 数据库业务数据量 1TB 以内属中大规模数据库 3 数据库业务数据量大于 1TB 属大规模数据库 3 3 3 3 数据库版本建议数据库版本建议 Oracle 数据库产品推出新的主要版本后 要经历一个版本不稳定期 在此 期间新版的数据库产品存在较多的 bug 在安装和运行过程中 会存在数据库 安装困难和运行不稳定现象 因此在选择版本时 要选择成熟稳定的版本 4 4 数据库运行环境规划数据库运行环境规划 根据用户需求在业务系统前期的实施规划上 需要做好详细的规划设计 包括主机 网络和存储环境规划等 要将整个软硬件融为一体 充分考虑系统 的安全性 可靠性 高可用性等因素 只有一个规划好的系统才能充分发挥其 优于单节点的优势 同时也为后期的运维管理提供方便 在评估数据库服务器性能时 最困难的事情是如何把握准确度问题 到底 考虑哪些因素等 理想情况下 应考虑下列要素 交易的复杂性 交易率 数 据读 写比例 并发连接数目 并发交易数目 数据库最大表的大小 性能度量 的目标 4 1 4 1 主机规划主机规划 主机规划主要需考虑服务器在不同的用户数量下 系统的响应时间和吞吐 量 并得出当前服务器的各种资源的利用情况 在规划系统配置时要预留做系 统管理时所消耗的资源 如在做备份 恢复 问题诊断 性能分析 系统维护 时都会对系统资源带来额外的消耗 对重要资源要考虑为将来留下升级和可扩 15 193 展的余地 在进行服务器配置规划时 要注意以下几点 1 CPU 要考虑业务高峰时处理器的能力 并适当保留一些缓冲 确保在 业务增长时 系统有扩展的余地 2 内存 要为运行在此服务器的所有应用软件考虑内存 所需要的内存主 要依赖于用户数 应用程序类型 进程的方式 和应用程序处理的数据量决定 3 磁盘 评估业务的实际用户的数据量 以此推算出磁盘的最小个数 不 要忘记选择备份设备 如磁带机 4 IO 槽 尽量保留更多的 IO 槽 防止将来插更多的 PCI 卡 5 网络 选择合适的网卡 保证网络不是系统的瓶颈 数据库服务器优先考虑使用小型机和 UNIX 操作系统 但是当前用户大都选 择 PC 服务器和 Linux 操作系统 推荐的数据库服务器配置如下 处理器 核心不低于 24 主频不低于 2 6GHz 三级缓存不低于 30MB 内存 容量不低于 256G DDR4 频率不低于 2133MHz 支持 ECC 纠错 内存 镜像 内存热备等功能 存储 双盘 单盘容量不低于 300GB 支持 RAID 网卡和 HBA 卡 2 个千兆网口 2 个万兆网口 2 个 FC 接口 网卡进行绑 定 操作系统 Linux 4 2 4 2 网络规划网络规划 网络规划的基本原则就是将业务生产网络 存储网络和管理网络分开 推 荐在生产网络使用万兆网 存储使用 SAN 存储网络 管理网可使用千兆网 对于数据库单机模式 HA 双机模式以及主备模式的生产环境 主要基本符 合网络规划的基本原则即可 对于集群模式 因 Oracle 有其特殊要求 所以在 结合网络规划基本原则的基础上 可进行细化实施 在 Oracle 11gR2 中 安装 RAC 发生了显著变化 在 10g 以及 11gR1 的时代 安装 RAC 的步骤是先安装 CRS 再安装 DB 而到了 11gR2 的时代 crs 与 asm 16 193 被集成在一起 合称为 GRID 必须先安装 GRID 后 才能继续安装 DB 本方案 以主流的 ORACLE 11g R2 RAC 的网络规划为例进行详细说明 假设服务器上有 4 块网卡 eth0 eth1 eth2 eth3 可以将 eth0 和 eth2 绑定成 bond0 作为 RAC 的 public ip 提供外部通信 然后将 eth1 和 eth3 绑定成 bond1 作为 RAC 的 private ip 提供内部心跳通信 服务器上的 HBA 卡通过光纤交换机与后端存储通信 4 2 1 1 4 2 1 1 公有公有 IP 和虚拟和虚拟 IP Oracle RAC 中每个节点都有一个虚拟 IP 简称 VIP 与公网 PUBLIC IP 在 同一个网段 VIP 附属在 public 网口接口 VIP 和 PUBLIC IP 最主要的不同之处在于 VIP 是浮动的 而 PUBLIC IP 是 固定的 在所有节点都正常运行时 每个节点的 VIP 会被分配到 public NIC 上 在 linux 下 ifconfig 查看 public 网卡上是 2 个 IP 地址 如果一个节点宕机 这个节点的 VIP 会被转移到还在运行的节点上 也就是幸存的节点的 public NIC 这个网卡上 会有 3 个 IP 地址 PUBLIC IP 地址是一个双网卡绑定的公有地址 用户通过交换机来进行访 问 4 2 1 2 4 2 1 2 RAC 中的私有中的私有 IP RAC 中的 Private 私有 IP 用于心跳同步 这个对于用户层面 可以直接忽 略 简单理解 这个 IP 用来保证数据库节点同步数据用的 属于 RAC 内部之间 通信 priv 与 public 不应同属一个接口 Metalink 上的 RAC 文档是推荐使用交换机作为内部网卡的连接 而不使用 交叉线 原因是避免因为对连节点关闭或重启而导致网卡检查到链接故障状态而 删除绑定的协议 导致高速缓存合并网络将会变为不可用 4 2 1 3 4 2 1 3 SCANSCAN IPIP 在 11gR2 中 SCAN IP 是作为一个新增 IP 出现的 SCAN IP 其实是 Oracle 17 193 在客户端与数据库之间 新加的一个连接层 当有客户端访问时 连接到 SCAN IP LISTENER 而 SCAN IP LISTENER 接收到连接请求时 会根据 LBA 算法将该 客户端的连接请求 转发给对应的 instance 上的 VIP LISTENER 从而完成了 整个客户端与服务器的连接过程 简化如下 client scan listener local listener local instance 也可以把 scan 理解为一个虚拟主机名 它对应的是整个 RAC 集群 客户端 主机只需通过这个 scan name 即可访问数据库集群的任意节点 当然访问的节 点是随机的 Oracle 强烈建议通过 DNS Server 的 round robin 模式配置解析 SCAN 实现负载均衡 即轮换连接 SCAN 对应的 IP 地址 4 3 4 3 存储规划存储规划 数据库一般使用磁盘阵列 RAID 保存数据 使用磁盘阵列有两个优点 首先 盘阵可以提供一个具有容错能力的 I O 系统 当系统中某个磁盘驱动器 出现故障时 可避免丢失数据 因此具有容错能力 其次 允许多个但磁盘驱 动器配置成为一个大的虚拟磁盘驱动器 从而方便管理 提高性能 盘阵 RAID 方式分为 RAID0 RAID1 RAID10 RAID2 RAID3 RAID4 RAID5 等 其逻辑和物理组合 方式各有差异 基于 Oracle 数据库配置 RAID 系统 有以下几种解决方案 1 最佳解决方案 对容错能力最好的解决方案就是最大限度地使用 RAID1 和 RAID10 规划部 署时遵循以下原则 1 对操作系统和 Oracle 程序使用 RAID1 2 对数据库重做日志文件使用 RAID1 可以优化性能 3 对归档日志文件使用 RAID01 既能保护数据 又不会影响性能 4 对数据文件使用 RAID10 并使用多个磁盘驱动器以保证不超过单块盘 的负载 2 较好的解决方案 对于容错能力 较好的解决方案是混合使用 RAID10 和 RAID5 遵循以下原 18 193 则 1 对操作系统和 Oracle 程序使用 RAID1 2 对数据库重做日志文件共享一个 RAID1 或 RAID10 3 对归档日志文件可使用 RAID10 或 RAID5 这两种方式均可保护数据且 不影响性能 4 对数据文件使用 RAID10 并使用过个磁盘驱动器以保证不超过单个磁 盘负载 混合使用 RAID10 和 RAID5 可实现很好的性能 容错能力也很高 3 经济型解决方案 对容错能力 此方案使用 RAID1 和 RAID5 遵循以下原则 1 对操作系统和 Oracle 程序使用 RAID1 2 对重做日志文件使用 RAID1 3 对归档日志文件使用 RAID10 或 RAID5 4 对数据文件使用 RAID5 或 RAID0 其中 RAID0 用来提供必要的性能 并 使用过个磁盘驱动器以保证不超过单盘的负载 此方案提供的系统性能比前两个方案要低 其价格是优势 在进行存储规划时 需要特别注意 1 若系统没有使用容错功能 那么只要有一块磁盘驱动器发生故障 就必 须恢复整个数据库 2 容错磁盘不能替代数据库备份策略 3 系统可能会发生变化 要紧跟用户的需求 4 以上的解决方案都要考虑磁盘驱动器的数量 应具备足够数量的磁盘驱 动器以防系统瓶颈的产生 5 对于硬件的保护不仅仅是磁盘驱动器 还包括冗余电源 磁盘控制卡和 风扇等等 如果存储系统没有冗余机制 则这其中任何一项故障都会导致业务 系统停机和丢失数据等损失 19 193 5 5 数据库安装部署规划数据库安装部署规划 5 1 5 1 软件安装路径软件安装路径 建立单独的文件系统来安装数据库软件 且文件系统的 mount 点不要直接 建立在根目录下 安装路径 home db oracle 各种环境变量设置 ORACLE BASE home db oracle CRS HOME home db oracle crs 数据库 release 版本 ORACLE HOME home db oracle product 数据库 release 版本 普通使用模式的 Oracle 数据库的服务名和实例名 SID 是相同的 RAC 模式下的 Oracle 数据库的服务名与实例名不同 数据库服务名的命名格式为 XXXYYdb m 数据库的 SID 的命名格式为 XXXYYdb m n 说明 1 其中 XXX 表示长度为 3 个字符的应用项目缩写 具体的见相关设计文档 2 YY 代表数据库用途 pd 代表生产库 hi 代表历史库 rp 代表报表库 cf 代表配置库 3 m 表示数据库序号 从 0 9 根据项目的数据库数量进行编号 4 n 表示 RAC 节点实例序号 1 2 3 用以区分多节点的 RAC 数据库的 不同实例 对于普通模式的数据库 该位不指定 5 2 5 2 表空间设计表空间设计 5 2 1 5 2 1 业务数据量估算业务数据量估算 估算所有业务对象下的所有表的尺寸 数据量估算的前提 20 193 1 数据库的物理表结构已经确定 并且设计已凝固 2 用户方提供较为准确的估算依据 例如业务变动的频率 数据需要保存 的周期等 该表是一个示例 可根据业务的不同有所变化 序号序号表名表名增长量增长量 小时小时 天天 周 周 增长量增长量 月月 半年 半年 年数据量年数据量数据库生命周数据库生命周 期内的总计期内的总计 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计合计 新上线或扩容时 对所申请的存储不得全部一次性挂上 应该预留出 30 左右的空间用于追加 以防止出现业务发展和预期不一致时剩余空间多寡不均 调整困难 操作系统上应该预先做好几个合适大小的逻辑卷备用 包括用于 system sysaux 等表空间的小尺寸的逻辑卷和用于数据表空间 索引表空间的 大尺寸逻辑卷 这些逻辑卷要求在 HA 两边主机都可见 不必单纯因为数据库增 加数据文件而需要重新同步 HA 21 193 5 2 2 5 2 2 表空间使用规则表空间使用规则 目前多数数据库系统采用数据 大集中 原则 对数据库的性能要求较高 这就要求对数据库进行必要的优化配置 在表空间的配置上 应遵循以下原则 1 最小化磁盘 I O 2 在不同的物理磁盘设备上 分配数据 3 尽可能使用本地管理表空间 多数系统采用 RAID1 0 或 RAID0 1 该技术很好的解决了最小化磁盘 I O 基本不必考虑在不同的物理磁盘设备上 分配数据的原则 5 2 2 1 5 2 2 1 表空间的类型表空间的类型 按照表空间所包含的数据文件类型 Oracle 表空间类型有三类 1 数据表空间 permanence tablespace 用来保存永久数据 包含永 久数据文件 强烈建议在永久表空间内创建永久数据文件 不要创建临时数据 文件 2 临时表空间 temporary tablespace 用来保存临时数据 多用于数 据的磁盘排序 强烈建议在临时表空间内创建临时数据文件 不要创建永久数 据文件 3 回滚表空间 rollback undo tablespace 仅用来保存回退信息 不 能在该表空间创建其他类型的段 如表 索引等 为了更好的管理表空间 同时提高 Oracle 数据库系统性能 在上述三类基 础上 针对数据的业务功能 进一步对其加以分类 因此 Oracle 数据库的表空 间划分为基本表空间和应用表空间 如下表 1 基本表空间 是指 Oracle 数据库系统为其自身运行而使用的表空间 表空间类别表空间类别表空间名称表空间名称存储内容存储内容说明说明 数据表空间SYSTEM 表空间存储 oracle 数据库系 统数据字典对象 Oracle 数据库系统自身生 成的和使用 基本表空间 22 193 表空间类别表空间类别表空间名称表空间名称存储内容存储内容说明说明 数据表空间 SYSAUX 存储 SYSAUX 数据Oracle 数据库系统自身生 成的和使用 基本表空间 回滚表空间UNDO 表空间容纳回滚数据如果 UNDO 表空间是自动管 理 则 Oracle 数据库系统 自身生成的 生产数据库不得有如 TOOLS XDB EXAMPLE 等 oracle 默认安装表空间 2 应用表空间 是指业务应用数据保存在此类表空间中 它由 DBA 或相关 的数据库规划设计人员创建和规划 表空间类别表空间类别表空间名称表空间名称存储内容存储内容说明说明 临时表空间TEMP 表空间容纳排序数据由 DBA 设定 应用表空间 数据表空间TABLES 表空间存储小数据表公用业 务数据 由 DBA 设定 应用表空间 数据表空间 TABLES PARTITION 表空间 存储巨型表数据由 DBA 设定 应用表空间 数据表空间INDEXS 表空间存储小数据表的索引由 DBA 设定 应用表空间 数据表空间 INDEXS PARTITION 表空间 存储巨型数据表的索 引 由 DBA 设定 应用表空间 数据表空间LOB 表空间存储 LOB 的数据由 DBA 设定 应用表空间 5 2 2 2 5 2 2 2 表空间和数据文件的命名规则表空间和数据文件的命名规则 数据文件都使用裸设备方式 使用固定大小 不得设置为自动扩展 1 基本表空间及其文件命名规范 表空间名称表空间名称裸设备连接文件名裸设备连接文件名普通文件名普通文件名说明说明 SYSTEMrsystem nn sizesystemnn dbf 总空间大小设置为 2G SYSAUXrsysaux nn sizesysauxnn dbf Oracle10g 中必须有 的表空间 总空间大 小设置为 4G 如果空 23 193 表空间名称表空间名称裸设备连接文件名裸设备连接文件名普通文件名普通文件名说明说明 间非常紧张 可设置 为 2G UNDOTBS1rundotbs nn sizeundotbsnn dbf 总空间不小于 8G TEMPrtemp nn sizetempnn dbf 总空间不小于 4G 说明 裸设备连接文件名 nn 为从 01 开始计数的序号 表示文件的个数 如 01 02 03 04 size 表示了设备的大小 由数字部分和单位部分组成 XU 其中 X 是一 个正整数 取值范围从 1 1023 U 是单位标识位 是 1 位的字符 取值范围为 k m g t 分别表示了 KByte MByte GByte TByte size 的值应该根据设 备的数据大小指定 普通文件名 即创建在文件系统上的文件 nn 为从 01 开始计数的两位整数序号 如 01 02 03 04 各表空间根据需求在建库时确定 数据文件路径 home db oracle oradata DB NAME 数据文件的使用方式 裸设备 适用于 RAC 及共享磁盘双机热备数据库架构 创建数据库前 在 指定的目录下创建指向裸设备的软连接文件 命令如下 ln s dev rxxxxx home db oracle oradata DB NAME xxxxx dbf 2 应用表空间和数据文件设计规范 应用表空间分类如下 表空间种类表空间种类表空间命名规则表空间命名规则裸设备连接文件名裸设备连接文件名普通文件名普通文件名 TABLES 公用表空 间 D D nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf TABLES PARTITION 分区表 空间 D D nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf 24 193 INDEXS 公用索引 表空间 I I nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf INDEXS PARTITION 大表索 引空间 I I nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf LOB 表空间B B nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf TEMP 表空间T T nn nnr 表空间名称 nn size表空间名称 nn dbf 说明 表空间的命名规则 nn 为从 01 开始计数的两位整数序号 表示表空间的数目 如 01 02 03 04 裸设备连接文件名 nn 为从 01 开始计数的两位整数序号 表示数据文件的数目 如 01 02 03 04 size 表示了设备的大小 由数字部分和单位部分组成 XU 其中 X 是一 个正整数 取值范围从 1 1023 U 是单位标识位 是 1 位的字符 取值范围为 k m g t 分别表示了 KByte MByte GByte TByte size 的值应该根据设 备的数据大小指定 普通文件名 即创建在文件系统上的文件 nn 为从 01 开始计数的两位整数 表示数据文件的数目 如 01 02 03 04 各表空间根据需求在建库时确定 数据文件路径 home db oracle oradata DB NAME 数据文件的使用方式 裸设备 适用于 RAC 及共享磁盘双机热备数据库架构 创建数据库前 在 指定的目录下创建指向裸设备的连接文件 命令如下 ln s dev rxxx home db oracle oradata DB NAME r 表空间名称 nn size 25 193 其中 xxx 为裸设备的名称 5 2 3 5 2 3 表空间的概念和分配原则表空间的概念和分配原则 5 2 3 1 5 2 3 1 表空间相关概念表空间相关概念 在规范表空间存储参数之前有必要澄清关于数据块 data block 区 extent 段 segment 的概念及其之间的关系 如下图 数据块 data block Oracle 存储数据最细粒度是数据块 它是操作系 统文件块的整数倍 有时也称逻辑块 Oracle 块 或页 一个数据块大小有 2k 4k 8k 16k 等 并以此单位大小保存在物理磁盘中 区 extent 是由一序列相邻连续的数据块组成的区域叫区 区存储特 定类型的数据 它比数据块高一级别 段 segment 比区 extent 高一逻辑存储级别的称作段 segment 26 193 段是由一系列区组成 用来存储一个特定的数据结构 并且该段只能分配在同 一表空间中 不能跨越表空间 如 每个表 table 的数据保存在自己的数据 段中 而每个索引保存在自己的索引段中 如果表或索引是分区的 则每个分 区拥有自己的段 5 2 3 2 5 2 3 2 表空间的分配原则表空间的分配原则 对于小规模数据库 I O 不是主要的性能瓶颈 可以不考虑物理分布的问 题 对于中规模数据库及大规模数据库 应当考虑 1 尽可能把应用数据表空间 应用的索引表空间以及相应得分区表空间分 布在独立的物理卷上 2 其次把 UNDO TEMP REDOLOG 分布在不同的物理卷上 5 2 4 5 2 4 表空间的参数配置表空间的参数配置 对于数据库的存储空间管理 Oracle 有以下的选择 5 2 4 1 5 2 4 1 ExtentExtent 管理管理 对 Extent 的管理有两种方式 一般情况下 推荐数据库管理员使用本地管 理中的指定大小 Uniform Size 的方式创建表空间 1 数据字典管理 Dictionary Management 在数据字典的管理方式中 数据库使用数据字典来跟踪数据对象的存储分 配 这样当出现数据对象的存储变化时 数据库需要更新数据字典以保证系统 可以跟踪数据库对象的存储变化 这在某种程度上会造成系统性能的下降 2 本地管理 Local Management 在本地管理方式中 数据库使用每一个数据文件的前面 8 个数据块中的每 一位来代表数据块的占用方式 由于这种方式跟踪数据对象的存储分配不需要 访问数据字典 这在一定程度上避免了递归调用的出现 提高了系统存储管理 的效率 27 193 对于本地的 Extent 管理有两种方式 1 自动分配 Autoallocate 自动分配的方式指由数据库系统按照数据对象的大小决定该对象的每一个 EXNENT 的大小 一般情况下 由于数据库系统并不能预先的确定该对象的总的 大小 数据库总是倾向于在初始的几个 Extent 使用较小的值 然后按照 8 128 1024 8192 个数据块的方式急剧的增大 这通常会造成系统过多的碎片和较低的存储空间的利用效率 2 指定大小 Uniform Size 指定大小的方式指由数据库管理员在创建表空间时间指定该表空间的所有 的 EXNENT 的大小 这样该表空间的所有的 Extent 具有同样的大小 一般情况下 由于数据库管理员能够预先的估计出该表空间的数据对象的 大小 所以数据库管理员通常能够确定合适的 UNIFORM SIZE 来创建数据表空间 通过指定合适的数据表空间 可以避免系统出现过多的碎片和提高存储空 间的利用效率 一般情况下 建议数据库管理员能够使用指定大小的方式来创建表空间 除非明确知道表空间中仅仅存储较小的数据对象 否则不要使用自动的 EXTENT 管理方式 5 2 4 2 5 2 4 2 SegmentSegment 管理管理 对 Segment 的管理可分为两种 推荐使用 ASSM 方式 1 手工管理方式 Manual 手工管理方式是指用户创建表空间时使用手工指定参数 Freelist Freelist Group 来控制表空间的段的空闲块 手工的管理管理可以带来更多的灵活性 2 自动管理方式 ASSM 自动的管理方式指数据库系统使用 BITMAP 的方式来管理空闲块 在这种情 况下如果多个对象需要分配空间 可能会造成对某一块的