教你設計大型Oracle數據庫

一、概論
  超大型系統的特點為:
  1、處理的用戶數一般都超過百萬,有的還超過千萬,數據庫的數據量一般超過1TB;
  2、系統必須提供實時響應功能,系統需不停機運行,要求系統有很高的可用性及可擴展性。
  為了能達到以上要求,除了需要性能優越的計算機和海量存儲設備外,還需要先進的數據庫結構設計和優化的應用系統。
  一般的超大型系統采用雙機或多機集群系統。下面以數據庫采用Oracle 8.0.6并行服務器為例來談談超大型數據庫設計方法:
  確定系統的ORACLE并行服務器應用劃分策略
  數據庫物理結構的設計
  系統硬盤的劃分及分配
  備份及恢復策略的考慮
  二、Oracle并行服務器應用劃分策略
  Oracle并行服務器允許不同節點上的多個INSTANCE實例同時訪問一個數據庫,以提高系統的可用性、可擴展性及性能。Oracle并行服務器中的每個INSTANCE實例都可將共享數據庫中的表或索引的數據塊讀入本地的緩沖區中,這就意味著一個數據塊可存在于多個INSTANCE實例的SGA區中。那么保持這些緩沖區的數據的一致性就很重要。Oracle使用 PCM( Parallel Cache Management)鎖維護緩沖區的一致性,Oracle同時通過I DLM(集成的分布式鎖管理器)實現PCM 鎖,并通過專門的LCK進程實現INSTANCE實例間的數據一致。
  考慮這種情況:INSTANCE1對BLOCK X塊修改,這時INSTANCE2對BLOCK X塊也需要修改。Oracle并行服務器利用PCM鎖機制,使BLOCK X從INSTANCE 1的SGA區寫入數據庫數據文件中,又從數據文件中把BLOCK X塊讀入INSTANCE2的SGA區中。發生這種情況即為一個PING。PING使原來1個MEMORY IO可以完成的工作變成2個DISK IO和1個 MEMORY IO才能夠完成,如果系統中有過多的PING,將大大降低系統的性能。
  Oracle并行服務器中的每個PCM鎖可管理多個數據塊。PCM鎖管理的數據塊的個數與分配給一個數據文件的PCM鎖的個數及該數據文件的大小有關。當INSTANCE 1和INSTANCE 2要操作不同的BLOCK,如果這些BLOCK 是由同一個PCM鎖管理的,仍然會發生PING。這些PING稱為FALSE PING。當多個INSTANCE訪問相同的BLOCK而產生的PING是TRUE PING。
  合理的應用劃分使不同的應用訪問不同的數據,可避免或減少TRUE PING;通過給FALSE PING較多的數據文件分配更多的PCM鎖可減少 FALSE PING的次數,增加PCM鎖不能減少TRUE PING。
  所以,Oracle并行服務器設計的目的是使系統交易處理合理的分布在INSTANCE實例間,以最小化PING,同時合理的分配PCM鎖,減少FALSE PING。設計的關鍵是找出可能產生的沖突,從而決定應用劃分的策略。應用劃分有如下四種方法:
  1、根據功能模塊劃分,不同的節點運行不同的應用
  2、根據用戶劃分,不同類型的用戶運行在不同的節點上
  3、根據數據劃分,不同的節點訪問不同的數據或索引
  4、根據時間劃分,不同的應用在不同的時間段運行
  應用劃分的兩個重要原則是使PING最小化及使各節點的負載大致均衡。
  三、數據庫物理結構的設計
  數據庫物理結構設計包括確定表及索引的物理存儲參數,確定及分配數據庫表空間,確定初始的回滾段,臨時表空間,redo log files等,并確定主要的初始化參數。物理設計的目的是提高系統的性能。整個物理設計的參數可以根據實際運行情況作調整。
  表及索引數據量估算及物理存儲參數的設置
  表及索引的存儲容量估算是根據其記錄長度及估算的最大記錄數確定的。在容量計算中考慮了數據塊的頭開銷及記錄和字段的頭開銷等等。表及索引的initial和next存儲參數一般設為相等,pctincrease設為0。

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