文档介绍：Oracle 11g RAC OLTP 海量数据库的存储架构设计及性能分析
1 绪论
随着近几年信息管理自动化的高速发展,数据库技术已经成为现代计算机应用系统的核心。在
社会的信息化过程中,数据库中往往存储着业务系统的关键信息。过去,中小型企业的信息化数据
存储单位一般在 GB(GigaByte)级,超过 TB(TeraByte)的海量数据库非常少。近年来,随着信
息化的进一步普及以及迅速发展,这些数据存储单位都从最初 TB 级发展到了 PB(PetaByte)级,
EB(ExaByte)级,甚至是 ZB(ZetaByte)级。毫无疑问,海量数据库的出现,对于大部分企业原
有的系统架构是一个巨大的挑战。
数据库的现状
传统的 OLTP(Online Transaction Processing)[1]数据库处理事务的方法,在面对海量数据的时
候,效率显得非常低下,并且难以满足不断增长的并发用户的业务需求。
Oracle 11g 真正应用集群(RAC)为企业网格环境提供了强有力的支持,尤其是大幅提高了 OLTP
数据库应用的性能。RAC 技术为企业数据库提供了最高级别的可用性,可伸缩性和低成本计算能力。
Oracle 真正应用集群作为 Oracle 企业网格计算体系的基础,可以为低成本的硬件平台提供支持,并
达到或超出昂贵的大型 SMP(Symmetrical Multi-Processing)计算机所能提供的可用性和可伸缩等级
[2]。伴随业务发展,如果需要更强的服务器处理能力,如 CPU 和内存,可以轻松添加新的服务器节
点到原有集群中。从而利用了原有的服务器硬件,不会造成硬件重复投资,节省了企业开支[2]。
Oracle 数据库 11g RAC 还可以将计划停机时间缩至最短,这对于全天候环境中的所有交互都
非常关键。新的滚动升级功能实现了数据库软件补丁程序的在线应用。不需要使整个数据库停止工
作来应用一个补丁程序。可以将补丁程序应用到集群化的数据库上,每次一个例程,从而在应用补
丁程序时保持数据库在线。此外,即使集群中的一个节点发生硬件故障,Oracle 数据库也可以继续
在其他节点运行。
同时,随着智能存储系统(Intelligent Storage System)[3]的推出,不但可以缓解数据存储压力,
提高存储维护效率,还可以通过存储阵列独立的操作系统以及缓存机制,来优化数据在存储设备上
的读写性能。比如 EMC® Celerra® NS-960 统一存储既可以作为基于 TCP/IP 协议的网络附属存储
(NAS)[3],又可以作为基于光纤协议的存储区域网络(SAN)[3]与 Oracle 11g RAC 数据库相集成,
从而达到针对不同业务特点,为数据库提供更高可用性和更高性能的需求。
目前许多公司的 OLTP 数据库的成功案例都建立在 Oracle 数据库与智能存储的集成之上,以实
现优化 IT 资源并最大程度提高效率和节省成本的目标。
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Oracle 11g RAC OLTP 海量数据库的存储架构设计及性能分析
对于数据库的优化研究工作,目前主要集中在数据库内存优化、索引优化、SQL 语句优化这些
方面。而在现实的应用系统中,除了需要考虑数据库本身可能出现的问题,也要考虑平台部署的策
略。如果在最初时部署不当,出现数据库性能问题时通过增加资源可以缓解性能压力,但是用这种
方法解决问题成本相当高。并且在新增资源被消耗之后,问题还会重现。而平台部署需要考虑的因
素非常多,存储系统的规划设计是非常重要的一个环节。
本文的研究内容
本文主要针对 OLTP 业务类型的海量数据库,对其进行架构设计和性能分析。将优化融合到设
计,以减少在部署后出现的性能问题,降低解决问题的成本。
首先需要了解目前的主流存储技术和 Oracle 数据库技术。通过分析各种不同接口磁盘的特性、
RAID(Redundant Array of Independent Disks)[3] 独立冗余磁盘阵列技术以及了解存储子系统性能的
相关影响因素和性能法则,建立一个性能优化的数据库系统需要从数据库存储系统规划设计开始。
通过研究 Oracle RAC 数据库的架构和核心技术,结合实际需求,使设计出来的海量数据库能够满足
性能和可扩展性的要求。此外,还需要了解目前业界流行的数据库性能基准测试方法,以验证最终
设计并实现的数据库系统的整体架构。
在这些理论知识的基础上,进一步对基于 SAN 和 NAS 的不同存储架构的 RAC 数据库系统进行
详细的架构设计。整个系统架构设计包括 RAC 数据库物理架构设计、磁盘子系统设计