【儲存】裸裝置和Oracle

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  【OS】Linux下常見特殊裝置介紹與應用[loop] ：http://blog.itpub.net/26736162/viewspace-2142668/

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1、什麼是字元裝置、塊裝置和裸裝置？

答案：字元裝置：對字元裝置的讀寫不需要透過OS的緩衝區（Buffer），它不可被檔案系統MOUNT。字元特殊檔案與外設進行I/O操作時每次只傳輸一個字元，通常不支援隨機存取資料。

塊裝置：對塊裝置的讀寫需要透過OS的緩衝區（Buffer），它可以被MOUNT到檔案系統中。塊裝置檔案用來同外設進行定長的包傳輸，它使用了Cache機制，在外設和記憶體之間一次可以傳送一整塊資料。塊裝置通常支援隨機存取和定址，並使用快取器。

裸裝置：也叫裸分割槽（原始分割槽），是一種沒有經過格式化，不被Unix/Linux透過檔案系統來讀取的特殊字元裝置。裸裝置可以繫結一個分割槽，也可以繫結一個磁碟。裸裝置使用字元特殊檔案，它由應用程式負責對它進行讀寫操作，不經過檔案系統的緩衝。

2、使用裸裝置的好處有哪些？

答案：因為使用裸裝置避免了再經過Unix作業系統這一層，資料直接從Disk到Oracle進行傳輸，所以使用裸裝置對於讀寫頻繁的資料庫應用來說，可以極大地提高資料庫系統的效能。當然，這是以磁碟的I/O非常大，磁碟I/O已經成為系統瓶頸的情況下才成立。如果磁碟讀寫確實非常頻繁，以至於磁碟讀寫成為系統瓶頸的情況成立，那麼採用裸裝置確實可以大大提高效能，最大甚至可以提高至40％，非常明顯。而且，由於使用的是原始分割槽，沒有采用檔案系統的管理方式，對於Unix維護檔案系統的開銷也都沒有了，比如不用再維護I-node，空閒塊等，這也能夠導致效能的提高。

3、如何決定是否應該使用裸裝置？

答案：判斷是否使用裸裝置要從以下方面進行考慮：首先，資料庫系統本身需要已經被比較好的經過了最佳化。最佳化是一門很有些技術的話題，很難簡單地講述。其次，使用Unix命令來辨別是否存在磁碟讀寫瓶頸。比如Unix的vmstat、sar等命令都可以較好的進行鑑別。如果決定採用裸裝置，需要磁碟上還有空閒的分割槽。否則，就要新添磁碟，或者對原有系統重新規劃。

4、什麼系統必須使用裸裝置？

答案：如果使用了Oracle並行伺服器選項，那麼就必須採用裸裝置來存放所有的資料檔案，控制檔案，重做日誌檔案。只有把這些檔案放到裸裝置上，才能保證所有Oracle例項都可以讀取這個資料庫的檔案。這是由Unix作業系統的特性決定的。還有一種情況是，如果你想使用非同步I/O，那麼在有些Unix上也必須採用裸裝置。這個需要參考具體Unix的相關文件。

5、能夠使用一個磁碟的第一個分割槽作為裸裝置嗎？

答案：可以，但是不推薦。在Unix的比較舊的版本是銀行，磁碟的第一個分割槽常常包含這個磁碟的一些資訊，以及邏輯卷的一些控制資訊。若這些部分被裸裝置覆蓋的話，磁碟就會變得不可識別，導致系統崩潰。較新的Unix版本不會發生這樣的情況，因為它們採用了更復雜的技術來管理磁碟，邏輯卷的一些資訊。但是，除非很確信不要使用磁碟的第一個分割槽來作為裸裝置。

6、我可以把整個裸裝置都作為Oracle的資料檔案嗎？

答案：不行。必須讓資料檔案的大小稍微小於該裸裝置的實際大小，至少要空出兩個Oracle塊的大小來。

7、裸裝置應該屬於那個使用者？

答案：應該由root來建立裸裝置，然後再分配給Oracle使用者以供使用。同時還要把它歸入Oracle使用者所在的那個組裡邊（通常都是DBA）。

8、在建立資料檔案時如何指定裸裝置？

答案：和普通檔案沒有什麼太大的區別，一樣都是在單引號裡邊寫上裸裝置的詳細路徑就可以了。舉一個例子：要在建立一個表空間，使用兩個裸裝置，每個分別為30M的大小，Oracle塊的大小為4K，可以用下面的命令：

CREATE TABLESPACE RAW_TS

DATAFILE '/dev/raw1' SIZE 30712k

DATAFILE '/dev/raw2' SIZE 30712k;

9、Oracle塊的大小和裸裝置有什麼關係嗎？

答案：Oracle會必須是裸裝置上物理塊大小的倍數。

10、如何在裸裝置上進行備份？

答案：在裸裝置上，不能使用Unix實用程式來進行備份，唯一的辦法是使用最基本的Unix命令：dd來進行備份。比如：dd if=/dev/raw1 of=/dev/rmt0 bs=16k。dd的具體語法可以參考Unix手冊，或者聯機幫助。你也可以先用dd把裸裝置上的資料檔案備份到磁碟上，然後再利用Unix實用程式進一步處理。

12．如果我沒有使用Oracle並行伺服器選項，我可以在資料庫上讓一部分資料檔案使用檔案系統，另一部分使用裸裝置嗎？

答案：可以。但是這樣的話，會使備份過程更加複雜。

11、我應該把聯機重做日誌檔案放到裸裝置上嗎？

答案：這是一個極好的選擇。聯機重做日誌檔案是寫操作非常頻繁的檔案，放到裸裝置上非常合適。如果你使用了並行伺服器選項，那麼聯機重做日誌檔案必須放到裸裝置上面。

12、可以把歸檔日誌檔案放到裸裝置上嗎？

答案：不行。歸檔日誌檔案必須放到常規的Unix檔案系統上面，或者直接放到磁帶上面去。

13、我可以在裸裝置上邊放置多個資料檔案嗎？

答案：不行。所以你必須在設定裸裝置時非常小心。太小的話，會導致空間很快用完，太大的話，空間就白白浪費了。

14、因應該把幾個裸裝置放到同一個物理磁碟上嗎？

答案：這樣做不好。因為使用裸裝置就是為了提高磁碟讀寫速度。而把多個裸裝置放到同一個物理磁碟上會導致讀寫競爭，這樣對於提高I/O速度是不利的。應該儘量分散裸裝置到不同的物理磁碟上，最好是分散到不同的磁碟控制器上。這是最佳選擇。

15、需要把所有裸裝置都定義成同樣的大小嗎？

答案：這不是必須得，但是劃分成同樣的大小對於管理資料庫比較有利。

16、為了在Unix上使用裸裝置，我需要改變Unix核心引數嗎？

答案：不需要。但可以選擇減小緩衝區的大小，如果沒有別的應用也在同一臺Unix機器上執行。因為運用了裸裝置以後，不再使用Unix的系統緩衝區。

17、為了提高讀寫速度，在作業系統級別上，還有什麼辦法可以採取嗎？

答案：使用RAID(廉價冗餘磁碟陣列)也是非常有效的辦法，尤其實那種讀寫非常頻繁的系統。

18、在考慮了以上所有方面後，還能有什麼辦法可以提高效能的嗎？

答案：這就需要對Oracle進行最佳化，並且購買更多的磁碟和磁碟控制器，來分散I/O到不同的磁碟上。

19、一個系統可以有多少個裸裝置？

答案：這個與Linux的版本相關，在舊版本中，最多隻可以有256個裸裝置，Linux 4下做多可以繫結8192個裸裝置。但是在Linux下，最多隻能有255個分割槽，所以，如果用裸裝置繫結分割槽，那麼最多隻能繫結255個裸裝置。如果是用LVM，那麼沒有這個限制。

20、Linux下單個磁碟最多可以有多少個分割槽？

答案：15個。3個主分割槽 + 1個擴充套件分割槽 + 11個邏輯分割槽。

建議的分割槽方法是：先分3個主分割槽，第四個分割槽為擴充套件分割槽，然後在擴充套件分割槽中再分成11個邏輯分割槽。注意，裸裝置不要繫結在擴充套件分割槽上。

21、Linux下是否需要繫結裸裝置？Unix呢？

答案：Linux下如果需要使用裸裝置，則需要手工進行繫結。在Linux中rawio的則實現了一套非繫結（unbound）的裸裝置/dev/rawN或者/dev/raw/rawN和一個控制裝置/dev/rawct用來把他們繫結到塊裝置上。所以當需要使用一個裸裝置的時候，就需要把他和一個真實存在的塊裝置對應起來，這一個步驟實際上就是完成了Unix裡的自動對應一個非快取字元裝置。Unix下則不用。因為Unix中每一個塊裝置都會有一個對應的字元裝置用於非快取（Unbuffered） I/O，這就是他對應的裸裝置了。

22、Linux如何繫結裸裝置？

答案：兩種方式：

1）命令繫結

raw /dev/raw/raw[n] /dev/xxx

其中n的範圍是0-8191。raw目錄不存在可以建立。

執行這個命令，就會在/dev/raw下生成一個對應的raw[n]檔案

用命令方式繫結裸裝置在系統重啟後會失效。

2）修改檔案

修改/etc/sysconfig/rawdevices檔案如下，以開機時自動載入裸裝置，如：

/dev/raw/raw1 /dev/sdb1

這種方式是透過啟動服務的方式來繫結裸裝置。

也可以把這個命令寫在/etc/rc.local上，使每次啟動都執行這些命令。

23、如何把裸裝置作為Oracle資料檔案？有什麼需要注意的？

答案：步驟如下所示：

1）繫結裸裝置

2）改變裸裝置屬主

兩種方法：

把命令加入/etc/rc.local上

chown oracle:oinstall /dev/raw/raw1

修改/etc/udev/permissions.d/50-udev.permissions檔案

將/etc/udev/permissions.d/50-udev.permissions的113行，

從

raw/*:root:disk:0660

修改為

raw/*:oracle:oinstall:0660

這個的意思是修改裸裝置的預設屬主為oracle:oinstall，預設的mode是0660。如果是用lvm，也需要把邏輯卷繫結到裸裝置上，過程和繫結到普通分割槽類似。

24、使用裸裝置作為Oracle資料檔案有什麼需要注意的？

答案：使用裸裝置作為Oracle的資料檔案必須注意以下幾點：

1）一個裸裝置只能放置一個資料檔案。

2）資料檔案的大小不能超過裸裝置的大小

l 如果是日誌檔案，那麼裸裝置最大可用大小=裸裝置對應分割槽大小 - 1 * 512 （保留一個redo lock）；

l 如果是資料檔案，那麼裸裝置最大可用大小=裸裝置對應分割槽大小 - 2 * db_block_size（保留兩個block）；

為了簡單起見，對所有的檔案設定稱比裸裝置小1M即可。

3）資料檔案最好不要設定稱自動擴充套件，如果設定稱自動擴充套件，一定要把maxsize設定設定為比裸裝置小。

25、是否可以直接用邏輯卷作為oracle資料檔案？

答案：Linux下Oracle不能直接把邏輯卷作為裸裝置，也要進行繫結。unix下就不需要。

26、如何知道當前繫結了什麼裸裝置？

答案：“raw -qa”命令列出當前繫結的所有裸裝置。

27、如何知道某個裸裝置的大小

答案：比較笨的辦法是，找出看裸裝置對應的是那個實際的塊裝置，然後用fdisk -l /dev/[h,s]dXN看那個塊裝置的大小就好了。比較簡單的辦法是用blockdev命令來計算，如：

#blockdev --getsize /dev/raw/raw1

11718750

11718750表示有多少OS BLIOCK。

一般一個OS BLOCK大小是512位元組，所以11718750*512/1024/1024/1024 = 5722(m) 就是裸裝置的大小。

28、資料庫中可以同時以檔案和裸裝置作為資料檔案嗎？

答案：可以。甚至在同一個表空間中，也可以部分資料檔案用檔案系統，部分檔案用裸裝置。但是不建議這樣做，因為會增加管理的複雜度。

29、可以把至於裸裝置的資料檔案設成自動擴充套件嗎？

答案：可以，但同時要設定maxsize，且maxsize不能超過：裸裝置大小 - 2*db_block_size

30、如何修改裸裝置的預設許可權

答案：兩種方法：

1）要修改/etc/rc.d/rc.local檔案，加入如下：

chown root:oinstall /dev/raw/raw1

chown root:oinstall /dev/raw/raw2

chown root:oinstall /dev/raw/raw3

...

chmod 660 /dev/raw/raw1

chmod 660 /dev/raw/raw2

chmod 660 /dev/raw/raw3

...

2）實際上還有更簡單的方法就是，修改/etc/udev/permissions.d/50-udev.permissions檔案:

raw/*:root:disk:0660

為

raw/*:root:oinstall:0660

這樣就可以了!

31、如何取消裸裝置的繫結

答案：用raw把major和minor設成0就可以取消裸裝置的繫結。如：

raw /dev/raw/raw1 0 0

這個命令取消繫結裸裝置的繫結，/dev/raw/raw1會被刪除。

32、裸裝置可以繫結的物件可以什麼？

答案：可以繫結整個沒有分割槽的硬碟、可以繫結硬碟的某個分割槽、可以繫結邏輯卷等。

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