印刻数据库

外观

Oracle 存储配置建议 ​

存储技术选型 ​

存储介质选择 ​

  • SSD (固态硬盘)：

    • 适用场景：OLTP 系统、高并发交易、关键业务应用
    • 优势：极低的读写延迟、高IOPS、能耗低
    • 劣势：成本较高、容量相对较小、写入寿命有限
    • 建议：用于数据文件、重做日志、临时表空间

  • HDD (机械硬盘)：

    • 适用场景：OLAP 系统、数据仓库、备份存储
    • 优势：成本低、容量大、写入寿命长
    • 劣势：读写延迟高、IOPS 低、能耗较高
    • 建议：用于归档日志、备份文件、只读数据

  • NVMe SSD：

    • 适用场景：超高性能要求的系统、大规模并发处理
    • 优势：比传统 SSD 更高的性能、更低的延迟
    • 劣势：成本高、需要支持 NVMe 的硬件
    • 建议：用于核心业务数据文件、重做日志

存储类型选择 ​

  • DAS (直接附加存储)：

    • 适用场景：小型数据库、测试环境、单节点部署
    • 优势：部署简单、成本低、性能好
    • 劣势：扩展性差、无冗余、管理复杂
    • 建议：用于小型应用或测试环境

  • NAS (网络附加存储)：

    • 适用场景：文件共享、备份存储、非关键业务
    • 优势：易于扩展、集中管理、多主机共享
    • 劣势：性能相对较低、网络依赖
    • 建议：用于备份存储、只读数据

  • SAN (存储区域网络)：

    • 适用场景：企业级应用、高可用性要求、RAC 集群
    • 优势：高性能、高可靠性、易于扩展、多路径支持
    • 劣势：成本高、部署复杂、需要专业管理
    • 建议：用于生产环境、RAC 集群、关键业务应用

存储架构设计 ​

存储拓扑结构 ​

  • 分层存储架构：

    • 热数据：使用 SSD 存储
    • 温数据：使用 SAS HDD 存储
    • 冷数据：使用 SATA HDD 存储或归档存储

  • RAID 级别选择：

    • RAID 0：条带化，无冗余，高性能
    • RAID 1：镜像，100% 冗余，读性能好
    • RAID 5：条带化+奇偶校验，适合读密集型应用
    • RAID 6：条带化+双重奇偶校验，更高的可靠性
    • RAID 10：镜像+条带化，最佳性能和可靠性

Oracle 数据文件布局 ​

  • 数据文件：

    • 按表空间分离存储
    • 大表空间使用多个数据文件，分布在不同物理设备
    • 关键表空间（如 SYSTEM、SYSAUX）单独存储

  • 重做日志：

    • 至少 3 个重做日志组，每组至少 2 个成员
    • 不同组的成员分布在不同物理设备
    • 建议使用 SSD 存储以提高写入性能

  • 控制文件：

    • 至少 3 个控制文件副本
    • 分布在不同物理设备
    • 定期备份控制文件

  • 归档日志：

    • 存储在与数据文件分离的设备
    • 建议使用 HDD 存储
    • 实施归档日志轮换和清理策略

  • 临时表空间：

    • 单独存储
    • 建议使用 SSD 存储以提高排序性能
    • 根据需要设置多个临时表空间

文件系统配置 ​

Linux 文件系统 ​

  • ext4：

    • 优势：稳定可靠、广泛使用、支持大文件
    • 劣势：性能一般
    • 建议：用于中小型数据库

  • XFS：

    • 优势：高性能、高可扩展性、支持大文件系统
    • 劣势：恢复时间较长
    • 建议：用于大型数据库、高并发场景

  • Btrfs：

    • 优势：支持快照、校验和、RAID 功能
    • 劣势：相对较新，稳定性待验证
    • 建议：谨慎使用，适合测试环境

文件系统挂载选项 ​

  • ext4 挂载选项：
txt
/dev/sdb1 /u01 ext4 defaults,noatime,nodiratime,barrier=0,data=writeback 0 2
  • XFS 挂载选项：
txt
/dev/sdb1 /u01 xfs defaults,noatime,nodiratime,logbufs=8,logbsize=256k 0 2

文件系统参数调优 ​

  • Linux 内核参数：
txt
# 文件系统缓存
vm.dirty_background_ratio = 5
vm.dirty_ratio = 10
vm.swappiness = 10

# 内存管理
vm.min_free_kbytes = 1048576

# I/O 调度器
# 对于 SSD：deadline 或 none
# 对于 HDD：cfq 或 deadline

ASM 存储配置 ​

ASM 存储管理 ​

ASM (Automatic Storage Management) 提供以下核心功能：

  • 自动条带化和镜像
  • 动态存储重平衡
  • 简化的存储管理
  • 与 Oracle 数据库深度集成
  • 支持大文件和大存储容量

ASM 磁盘组配置 ​

  • 数据磁盘组：

    • 冗余级别：EXTERNAL、NORMAL 或 HIGH
    • 条带大小：1MB（默认），适合数据文件
    • 建议：使用 NORMAL 冗余（至少 2 路镜像）

  • 重做日志磁盘组：

    • 冗余级别：至少 NORMAL 冗余
    • 条带大小：128KB，适合重做日志
    • 建议：使用 SSD 存储

  • 快速恢复区磁盘组：

    • 冗余级别：EXTERNAL 或 NORMAL
    • 条带大小：1MB
    • 建议：使用 HDD 存储

ASM 实例参数 ​

  • ASM 内存参数：
txt
ASM_PAGING_FILE = +DATA
ASM_PROCESSES = 50
LARGE_POOL_SIZE = 128M
SHARED_POOL_SIZE = 256M
  • ASM 性能参数：
txt
ASM_DISKSTRING = '/dev/oracleasm/disks/*'
ASM_POWER_LIMIT = 11
ASM_PREFERRED_READ_FAILURE_GROUPS = ''

ASM 磁盘管理 ​

  • 磁盘添加：
sql
ALTER DISKGROUP DATA ADD DISK '/dev/oracleasm/disks/DISK4';
  • 磁盘删除：
sql
ALTER DISKGROUP DATA DROP DISK DISK3;
  • 磁盘重平衡：
sql
ALTER DISKGROUP DATA REBALANCE POWER 11;

存储性能优化 ​

I/O 性能优化 ​

  • 条带化优化：

    • 数据文件：使用较大的条带大小（1MB）
    • 重做日志：使用较小的条带大小（128KB）
    • 确保跨物理设备条带化

  • 缓存优化：

    • 调整文件系统缓存参数
    • 合理设置数据库缓存大小
    • 使用存储系统缓存

  • I/O 调度：

    • SSD：使用 deadline 或 none 调度器
    • HDD：使用 cfq 或 deadline 调度器
    • 调整 I/O 调度器参数

存储配置最佳实践 ​

  • 分离 I/O 类型：

    • 将数据文件、重做日志、归档日志分离到不同存储设备
    • 避免不同类型的 I/O 竞争同一存储资源

  • 合理分配存储：

    • 为数据文件预留足够的空间（至少 30% 空闲）
    • 监控存储使用情况，提前规划扩容
    • 实施存储配额管理

  • 存储监控：

    • 监控存储使用率、I/O 吞吐量、响应时间
    • 设置存储使用告警阈值
    • 定期分析存储性能趋势

存储监控和管理 ​

监控工具 ​

  • Oracle 工具：

    • asmcmd：ASM 存储管理
    • v$asm_* 视图：ASM 性能监控
    • dba_data_files：数据文件信息
    • Oracle Enterprise Manager：图形化监控

  • 系统工具：

    • iostat：磁盘 I/O 监控
    • vmstat：虚拟内存和 I/O 监控
    • df：文件系统使用情况
    • du：目录空间使用情况

存储管理任务 ​

  • 定期检查：

    • 存储使用率检查
    • 文件系统完整性检查
    • ASM 磁盘组状态检查
    • 存储性能分析

  • 维护任务：

    • 文件系统碎片整理
    • 存储容量规划和扩容
    • 存储设备健康检查
    • 备份存储介质轮换

常见存储问题和解决方案 ​

存储空间不足 ​

  • 症状：出现 ORA-1653 或 ORA-1654 错误
  • 原因：数据文件空间耗尽、表空间未自动扩展
  • 解决方案：
    • 扩展数据文件或表空间
    • 启用表空间自动扩展
    • 清理不必要的数据
    • 实施存储容量监控和预警

I/O 性能下降 ​

  • 症状：SQL 执行缓慢、数据库响应时间变长
  • 原因：存储设备性能下降、I/O 竞争、存储带宽不足
  • 解决方案：
    • 识别 I/O 密集型 SQL 并优化
    • 调整存储缓存参数
    • 增加存储带宽
    • 实施 I/O 优先级管理

存储设备故障 ​

  • 症状：数据库连接中断、I/O 错误
  • 原因：硬盘故障、存储控制器故障、连接线缆松动
  • 解决方案：
    • 利用 RAID 冗余恢复
    • 更换故障设备
    • 实施存储设备监控
    • 定期备份数据

ASM 磁盘组故障 ​

  • 症状：ASM 实例无法启动、磁盘组挂载失败
  • 原因：磁盘故障、ASM 配置错误、磁盘访问权限问题
  • 解决方案：
    • 检查 ASM 日志获取详细错误信息
    • 修复或更换故障磁盘
    • 验证 ASM 配置
    • 确保磁盘访问权限正确

版本差异 ​

Oracle 11g ​

  • ASM 功能相对基础
  • 支持基本的磁盘组管理
  • 存储配置相对简单
  • 对 SSD 支持有限

Oracle 12c ​

  • 引入了 Flex ASM
  • 支持 ASM 集群文件系统 (ACFS)
  • 增强了 ASM 存储管理功能
  • 改进了对 SSD 的支持

Oracle 19c/21c ​

  • 进一步增强了 ASM 性能
  • 支持更多存储类型和协议
  • 提供了更详细的存储监控指标
  • 改进了存储管理的自动化程度

最佳实践 ​

  • 存储架构设计：根据业务需求选择合适的存储架构
  • 冗余设计：实施适当的 RAID 级别和存储冗余
  • 分离存储：将不同类型的数据分离到不同存储设备
  • 性能优化：根据 I/O 特性调整存储配置
  • 监控预警：建立存储性能监控和预警机制
  • 定期维护：定期检查存储设备和配置
  • 容量规划：实施存储容量规划和管理
  • 备份策略：确保存储备份策略的有效性

常见问题（FAQ） ​

Q1: 如何选择合适的 RAID 级别？ ​

A1: RAID 级别的选择应考虑：

  • 性能需求：RAID 0/10 提供最佳性能
  • 可靠性需求：RAID 1/5/6/10 提供不同级别的冗余
  • 成本预算：RAID 10 成本最高，RAID 5 成本较低
  • 应用类型：OLTP 系统建议使用 RAID 10，OLAP 系统可考虑 RAID 5

Q2: ASM 和传统文件系统哪个更好？ ​

A2: 选择取决于具体场景：

  • ASM 优势：自动条带化和镜像、动态重平衡、与 Oracle 深度集成
  • 传统文件系统优势：通用性强、管理工具丰富、适合混合工作负载
  • 建议：Oracle 数据库优先使用 ASM，尤其是 RAC 集群环境

Q3: 如何优化临时表空间的存储配置？ ​

A3: 临时表空间优化建议：

  • 使用 SSD 存储以提高排序性能
  • 设置适当的临时表空间大小
  • 为不同用户组创建专用临时表空间
  • 监控临时表空间使用情况
  • 避免临时表空间不足导致的性能问题

Q4: 如何监控存储性能？ ​

A4: 存储性能监控建议：

  • 使用 iostat 监控磁盘 I/O 性能
  • 使用 Oracle 的 v$asm_* 视图监控 ASM 性能
  • 使用 Oracle Enterprise Manager 进行图形化监控
  • 设置存储使用和性能告警阈值
  • 定期分析存储性能趋势

Q5: 如何处理存储碎片？ ​

A5: 存储碎片处理建议：

  • 对于 ASM：利用 ASM 的自动重平衡功能
  • 对于传统文件系统：定期进行碎片整理
  • 实施合理的数据文件管理策略
  • 避免频繁的小文件创建和删除
  • 考虑使用大文件表空间减少文件数量