很多人都知道,Oracle IO子系统是数据库中一个非常重要的组成部分。由于很多软件系统的瓶颈都是由DISK IO引起的,系统花费了大量的CPU_TIMES用于等待I/O行为的完成。
在我们设计数据库的IO子系统的时候,应该考虑以下因素:
■ 存储,最小的磁盘容量
■ 可用性,诸如(24 x 7) 不间断的服务
■ 性能,诸如I/O的吞吐量和系统响应时间
基本的IO设计
使用操作系统或者硬件来条带化文件存储,如果你的操作系统有类似LVM和硬件striping,的化,那么使用它们来尽可能的分散IO。在striping中,要考虑两个要素:stripe width 和stripe depth
■ Stripe depth 指的stripe的大小,也被称为stripe unit。
■ Stripe width 指的stripe depth 和 stripe设定中驱动器的数目的乘积。
在Oracle数据库中,一个合理的stripe depths 应该在256KB到1M。不同类型的应用需要不同stripe depth,最理想的stripe depth 和 stripe width应该考虑以下:
■ I/O请求的大小
■ 同时发生I/O
■ Physical Stripe Boundaries 和 Block Size Boundaries
■ Manageability of the Proposed System
I/O请求的大小
下面是在配置I/O会用DB和OS参数:
DB_BLOCK_SIZE:单块I/O请求的大小,也被用于诊断多块I/O请求。
OS block size:操作系统块的大小
Maximum OS I/O size:OS能提供的最大单块I/O的大小
DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_count:它和DB_BLOCK_SIZE的积用于计算全表扫描最大I/O,注意能超过OS限制。默认为8。
SORT_AREA_SIZE:排序操作需要的I/O大小
HASH_AREA_SIZE:hash操作需要的I/O大小
出了I/O大小外,并发度也决定了stripe的depth。在选择stripe width和stripe depth的时候请考虑以下因素:
■在低并发的系统中,确保在同一磁盘上不会发生重复单一的I/O。这是什么意思呢?例如,假设stripe width有4个磁盘,stripe depth
是32KB,这时候Oracle server process发出一个1MB的I/O请求,那么每个磁盘都会返回8次I/O请求。为了尽量避免这种情况,平均I/O请求的大小应该小于stripe width×stripe depth,在这里是32KB×4,否则就会在一个磁盘发生第二次I/O。
这是完全理想化的设计。
■在高并发的系统中,要确保单一的I/O请求会被分散到多个物理I/O中完成,如果不行,则会严重的影响系统响应时间。
并发的I/O
在OLTP系统中,特点是高并发和低I/O需求,这时最好Stripe depth大于一个单独I/O的大小,这种被称为粗颗粒stripe。
在高并发的系统中,一般stripe depth设计为n×DB_BLOCK_SIZE,n>1.
粗颗粒stripe设计使得磁盘可以以队列的方式同时执行多个I/O,这样就可以以最小的成本处理大量的并发I/O。不过,一旦系统不具备并发足够并发,就会导致磁盘热点。
粗颗粒stripe设计也同样有益于DSS系统,但它应该设计得小一点,同样它大小也为n×DB_BLOCK_SIZE,但n应该小于DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_count。
而细颗粒设计能够获得最好的响应时间。
Alignment of Physical Stripe Boundaries with Block Size Boundaries
如果物理stripe颗粒和块大小一致的化,就可能会导致一个单独I/O分散到两个物理IO中。这不是最优化的OLTP环境,所以stripe最好是两倍BLOCK的大小。下面是关于大小的建议:
Random reads and writes 两倍BLOCK大小
Sequential reads 两倍DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_count×DB_BLOCK_SIZE
Manageability of the Proposed System
使用LVM可以更加容易配置所有可用磁盘的stripe,在大多数环境下,单卷就可以提供良好的性能。不过单卷只在使用RAID技术的时候可用,如RAID 1,不过丢失一个卷卷意味着丢失所有卷。
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