裸设备知识
1.什么叫做裸设备?
裸设备,也叫裸分区(原始分区),是一种没有经过格式化,不被Unix通过文件系统来读取的特殊字符设备。它由应用程序负责对它进行读写操作。不经过文件系统的缓冲。
2.如何辨别裸设备?
在Unix的/dev 目录下,有许多文件,其中有两个大类:字符设备文件和块设备文件。
字符设备特殊文件进行I/O操作不经过操作系统的缓冲区,而块设备特殊文件用来同外设进行定长的包传输。字符特殊文件与外设进行I/O操作时每次只传输一个字符。而对于块设备特殊文件来说,它用了cache机制,在外设和内存之间一次可以传送一整块数据。裸设备使用字符特殊文件。在/dev 目录下,你可以看到许多这样的文件。
[摘要:
字符设备是裸设备通过查看 ll /dev/vg00/ 下的内容若开头带c字符的则为字符设备
块设备是文件设备通过查看 ll /dev/vg00/ 下的内容若开头带b字符的则为块符设备
在使用上,只要在对数据库方面的应用需要考虑是选择块设备还是字符设备。一般数据库厂商会建议你建库时使用裸设备(字符设备),空间管理完全由数据库引擎进行管理,这样所有数据和日志直接写盘,当发生系统故障时,系统安全性较强,不至于丢失数据。但还有一种说法是使用块设备便于管理维护人员的系统管理,因为使用裸设备在第一次分配出去之后,这个设备的空间就不能做任何其他用途了,但块设备则不然,你想使用多少空间就分配多少,你可以进行自由的扩展,而无需一次性的全部分配出去。所以我建议在创建数据库master库使用裸设备,而业务数据库及tempdb则使用块设备。]
3.使用裸设备的好处
因为使用裸设备避免了再经过Unix操作系统这一层,数据直接从Disk到Oracle进行传输,所以使用裸设备对于读写频繁的数据库应用来说,可以极大地提高数据库系统的性能。当然,这是以磁盘的I/O 非常大,磁盘I/O已经为系统瓶颈的情况下才成立。如果磁盘读写确实非常频繁,以至于磁盘读写成为系统瓶颈的情况成立,那么采用裸设备确实可以大大提高性能,最大甚至可以提高至40%,非常明显。
而且,由于使用的是原始分区,没有采用文件系统的管理方式,对于Unix维护文件系统的开销也都没有了,比如不用再维护I-node,空闲块等,这也能够导致性能的提高。
4.如何决定是否应该使用裸设备?
判断是否使用裸设备要从以下方面进行考虑:首先,数据库系统本身需要已经被比较好的经过了优化。优化是一门很有些技术的话题,很难简单地讲述。其次,使用Unix命令来辨别是否存在磁盘读写瓶颈。比如Unix的vmstat, sar 等命令都可以较好的进行鉴别。如果决定采用裸设备,需要磁盘上还有空闲的分区。否则,就要新添磁盘,或者对原有系统重新规划。
5.什么系统必须使用裸设备?
如果使用了Oracle 并行服务器选项,则必须采用裸设备来存放所有的数据文件,控制文件,
重做日志文件。只有把这些文件放到裸设备上,才能保证所有Oracle 实例都可以读取这个数据库的文件。这是由Unix操作系统的特性决定的。
还有一种情况是,如果你想使用异步I/O,那么在有些Unix上也必须采用裸设备。这个需要参考具体Unix的相关文档。
6.能够使用一个磁盘的第一个分区作为裸设备吗?
可以,但是不推荐。在Unix的比较旧的版本,磁盘的第一个分区常常包含这个磁盘的一些信息,以及逻辑卷的一些控制信息。若这些部分被裸设备覆盖的话,磁盘就会变得不可识别,导致系统崩溃。
较新的Unix版本不会发生这样的情况,因为它们采用了更复杂的技术来管理磁盘,逻辑卷的一些信息。
但是,除非很确信不要使用磁盘的第一个分区来作为裸设备。
7.我可以把整个裸设备都作为Oracle的数据文件吗?
不行。必须让数据文件的大小稍微小于该裸设备的实际大小。至少要空出两个oracle块的大小来。
8.裸设备应该属于那个用户?
应该由root来创建裸设备,然后再分配给Oracle用户以供使用。同时还要把它归入Oracle 用户所在的那个组里边(通常都是DBA)。
9.在创建数据文件时如何指定裸设备?
和普通文件没有什么太大的区别,一样都是在单引号里边写上裸设备的详细路径就可以了。举一个例子:要在创建一个表空间,使用两个裸设备,每个分别为30M的大小,Oracle块的大小为4K,可以用下面的命令:
CREATE TABLESPACE RAW_TS
DATAFILE '/dev/raw1' size 30712k
unix文件系统DATAFILE '/dev/raw2' size 30712k;
10.Oracle块的大小和裸设备有什么关系吗?
Oracle块必须是裸设备上物理块大小的倍数。
11.如何在裸设备上进行备份?
在裸设备上,不能使用Unix实用程序来进行备份,唯一的办法是使用最基本的Unix命令:DD来进行备份。比如:dd if=/dev/raw1 of=/dev/rmt0 bs=16k。dd的具体语法可以参考unix手册,或者联机帮助。你也可以先用dd把裸设备上的数据文件备份到磁盘上,然后再利用Unix实用程序进一步处理。
12.如果我没有使用Oracle并行服务器选项,我可以在数据库上让一部分数据文件使用文件系统,另一部分使用裸设备吗?
可以。但是这样的话,会使备份过程更加复杂。
13.我应该把联机重做日志文件放到裸设备上吗?
这是一个极好的选择。联机重做日志文件是写操作非常频繁的文件,放到裸设备上非常合适。如果你使用了并行服务器选项,那么联机重做日志文件必须放到裸设备上面。
14.可以把归档日志文件放到裸设备上吗?
不行。归档日志文件必须放到常规的Unix文件系统上面,或者直接放到磁带上面去。
15.我可以在裸设备上边放置多个数据文件吗?
不行。所以你必须在设置裸设备时非常小心。太小的话,会导致空间很快用完,太大的话,空间就白白浪费了。
16.因应该把几个裸设备放到同一个物理磁盘上吗?
这样做不好。因为使用裸设备就是为了提高磁盘读写速度。而把多个裸设备放到同一个物理磁盘上会导致读写竞争,这样对于提高I/O速度是不利的。应该尽量分散裸设备到不同的物理磁盘上,最好是分散到不同的磁盘控制器上。这是最佳选择。
17.需要把所有裸设备都定义成同样的大小吗?
这不是必须,但是划分成同样的大小对于管理数据库比较有利。
18.为了在Unix上使用裸设备,我需要改变Unix核心参数吗?
不需要。但可以选择减小缓冲区的大小,如果没有别的应用也在同一台Unix机器上运行。因为运用了裸设备以后,不再使用Unix的系统缓冲区。
19.为了提高读写速度,在操作系统级别上,还有什么办法可以采取吗?
使用RAID(廉价冗余磁盘阵列)也是非常有效的办法,尤其实那种读写非常频繁的系统。
20.在考虑了以上所有方面后,还能有什么办法可以提高性能的吗?
这就需要对Oracle 进行优化,并且购买更多的磁盘和磁盘控制器,来分散I/O到不同的磁盘上。
裸设备(关于AIX )
指硬盘上的一块物理分区,即逻辑卷.通常数据库使用裸设备存放数
据以提高性能. 它不是由AIX及文件系统控制及管理.
注意:裸设备不是文件系统
逻辑卷控制块(LVCB):
LVCB用于保存逻辑卷的信息.每一个AIX逻辑卷在开始都保留512字
节作为LVCB.一些数据库厂商利用他们自己的方法管理逻辑卷,覆盖了LVCB.AIX只可以使用"dd"命令备份裸设备, 在用"dd"备份时,一定注意数据库厂商是否覆盖LVCB
21.裸设备转换成数据文件
最简单的方法是用rman移动,免去跨平台header block的计算。
SQL> create tablespace test_ts datafile '/dev/drd20' size 1m;
SQL> alter tablespace test_ts offline;
$rman nocatalog target sys/manager
RMAN> run {
2> allocate channel c1 type disk;
3> copy datafile '/dev/drd20' to '/u01/oradata/test_ts.dbf';
4> }
SQL>alter database rename datafile '/dev/drd20' to '/u01/oradata/test_ts.dbf'; SQL>alter tablespace test_ts online;
在UNIX裸设备和文件系统之间移动ORACLE
一、关于裸设备
1.1 什么是裸设备(RAW DEVICE)
裸设备是指未创建文件系统的磁盘分区(raw partition)或逻辑卷(raw logical volume),应用程序直接通过一个字符设备驱动程序对它进行访问。如何对设备上的数据读写决定于使用它的应用程序。由于对裸设备的操作不通过UNIX的缓冲区,数据在ORACLE的数据缓冲区(BUFFER CACHE)和磁盘之间直接传递,所以使用裸设备在一定程度上能够提高I/O性能,适合I/O量大的系统。另外OPS/RAC (Oracle Parallel Server/Real Application Cluster)环境下,多个节点同时访问同一个数据库,所以CONTROL FILE、DATA FILE、REDO LOG都必须建在RAW DEVICE上。
1.2 裸设备的可用空间
不同的UNIX对裸设备的管理不完全相同,特别要注意的是某些UNIX在每个裸设备的头部要保留一定的空间,应用程序在使用裸设备时不可以覆盖这一部分,否则会对裸设备造成损坏。所以一个裸设备的实
际可用空间是分配给裸设备的空间再减去这部分操作系统保留空间。下面是常用UNIX的OS Reserved Size列表:
UNIX     OS Reserved Size
------------ ----------------
SUN Solaris       0
HP-UX          0
IBM AIX         4k
Tru64 UNIX       64k
Linux          0
1.3 dd命令
UNIX上读写裸设备不能使用cp, cpio, tar等命令,必须用dd,下面是几个dd常用参数的简单说明,更详细的信息请参考UNIX使用手册或用命令man dd。
dd [ operand=value ... ]
if=file 指定输入文件,缺省值是标准输入
of=file 指定输出文件,缺省值是标准输出
bs=n 设置输入和输出的块大小为n字节,也可以用“k”作单位
skip=n 在拷贝之前跳过n个输入块,缺省值是0
seek=n 在拷贝之前从输出文件首部跳过n块,缺省值是0
count=n 指定拷贝的块数,缺省拷贝到输入文件结束
1.4 对本文中示例的说明
a. 所有例子中ORACLE的DB_BLOCK_SIZE都是8k
b. /oradata是一文件系统目录
c. /dev/rlv_data,/dev/rlv_redo和/dev/rlv_ctrl是三个RAW DEVICE,大小均为8MB(8192k)
d. 在未提到操作系统时,默认是AIX,OS_RESERVED_SIZE=4K
二、移动数据文件(DATAFILE)
2.1 在裸设备上建立数据文件
用以下命令建立表空间:

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