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教你設(shè)計大型Oracle數(shù)據(jù)庫

一、概論
　　超大型系統(tǒng)的特點為：
　　1、處理的用戶數(shù)一般都超過百萬，有的還超過千萬，數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量一般超過1TB;
　　2、系統(tǒng)必須提供實時響應(yīng)功能，系統(tǒng)需不停機(jī)運行，要求系統(tǒng)有很高的可用性及可擴(kuò)展性。
　　為了能達(dá)到以上要求，除了需要性能優(yōu)越的計算機(jī)和海量存儲設(shè)備外，還需要先進(jìn)的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計和優(yōu)化的應(yīng)用系統(tǒng)。
　　一般的超大型系統(tǒng)采用雙機(jī)或多機(jī)集群系統(tǒng)。下面以數(shù)據(jù)庫采用Oracle 8.0.6并行服務(wù)器為例來談?wù)劤笮蛿?shù)據(jù)庫設(shè)計方法：
　　確定系統(tǒng)的ORACLE并行服務(wù)器應(yīng)用劃分策略
　　數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計
　　系統(tǒng)硬盤的劃分及分配
　　備份及恢復(fù)策略的考慮
　　二、Oracle并行服務(wù)器應(yīng)用劃分策略
　　Oracle并行服務(wù)器允許不同節(jié)點上的多個INSTANCE實例同時訪問一個數(shù)據(jù)庫，以提高系統(tǒng)的可用性、可擴(kuò)展性及性能。Oracle并行服務(wù)器中的每個INSTANCE實例都可將共享數(shù)據(jù)庫中的表或索引的數(shù)據(jù)塊讀入本地的緩沖區(qū)中，這就意味著一個數(shù)據(jù)塊可存在于多個INSTANCE實例的SGA區(qū)中。那么保持這些緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)的一致性就很重要。Oracle使用 PCM( Parallel Cache Management)鎖維護(hù)緩沖區(qū)的一致性，Oracle同時通過I DLM(集成的分布式鎖管理器)實現(xiàn)PCM 鎖,并通過專門的LCK進(jìn)程實現(xiàn)INSTANCE實例間的數(shù)據(jù)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(wù)器利用PCM鎖機(jī)制，使BLOCK X從INSTANCE 1的SGA區(qū)寫入數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)文件中，又從數(shù)據(jù)文件中把BLOCK X塊讀入INSTANCE2的SGA區(qū)中。發(fā)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(tǒng)中有過多的PING，將大大降低系統(tǒng)的性能。
　　Oracle并行服務(wù)器中的每個PCM鎖可管理多個數(shù)據(jù)塊。PCM鎖管理的數(shù)據(jù)塊的個數(shù)與分配給一個數(shù)據(jù)文件的PCM鎖的個數(shù)及該數(shù)據(jù)文件的大小有關(guān)。當(dāng)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(fā)生PING。這些PING稱為FALSE PING。當(dāng)多個INSTANCE訪問相同的BLOCK而產(chǎn)生的PING是TRUE PING。
　　合理的應(yīng)用劃分使不同的應(yīng)用訪問不同的數(shù)據(jù)，可避免或減少TRUE PING;通過給FALSE PING較多的數(shù)據(jù)文件分配更多的PCM鎖可減少 FALSE PING的次數(shù)，增加PCM鎖不能減少TRUE PING。
　　所以，Oracle并行服務(wù)器設(shè)計的目的是使系統(tǒng)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(shè)計的關(guān)鍵是找出可能產(chǎn)生的沖突，從而決定應(yīng)用劃分的策略。應(yīng)用劃分有如下四種方法：
　　1、根據(jù)功能模塊劃分，不同的節(jié)點運行不同的應(yīng)用
　　2、根據(jù)用戶劃分，不同類型的用戶運行在不同的節(jié)點上
　　3、根據(jù)數(shù)據(jù)劃分，不同的節(jié)點訪問不同的數(shù)據(jù)或索引
　　4、根據(jù)時間劃分，不同的應(yīng)用在不同的時間段運行
　　應(yīng)用劃分的兩個重要原則是使PING最小化及使各節(jié)點的負(fù)載大致均衡。
　　三、數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)的設(shè)計
　　數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計包括確定表及索引的物理存儲參數(shù)，確定及分配數(shù)據(jù)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(shù)。物理設(shè)計的目的是提高系統(tǒng)的性能。整個物理設(shè)計的參數(shù)可以根據(jù)實際運行情況作調(diào)整。
　　表及索引數(shù)據(jù)量估算及物理存儲參數(shù)的設(shè)置
　　表及索引的存儲容量估算是根據(jù)其記錄長度及估算的最大記錄數(shù)確定的。在容量計算中考慮了數(shù)據(jù)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(shù)一般設(shè)為相等，pctincrease設(shè)為0。

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