基于OracleExadata的数据库整合及性能优化

基于OracleExadata的数据库整合及性能优化摘要：OracleExadata将智能存储软件和标准化硬件相结合，提供了高性能及高稳定性的数据库存储服务。对其配置及有特色的功能进行了介绍，在使用及深入研究之后，通过对数据库整合及其参数配置性能优化的方式，提高了其整体运行效率。关键词：OracleExadata；数据库整合；性能优化0引言随着数据库系统规模的增加，传统的系统架构的瓶颈问题越来越突出。首先在存储层，随着长时间的运行会带来数据分布不均及IO瓶颈，其次在网络层由于带宽的不足会导致大量数据无法快速传达，最后在服务器层由于接收过多的数据处理，内存优势无法发挥。具体而言就是传统的存储设备不知道数据库驻留在存储设备上，因此无法提供任何数据库识别I/O或SQL处理。数据库请求行或列时，从存储返回的是数据块而非数据库查询的结果集。传统的存储不具备数据库智能来识别实际请求的特定行或列。因此，当数据库查询处理I/O请求时，传统的存储将消耗带宽，返回大量与执行的数据库查询不相关的数据。1OracleExadata功能及特点1.1OracleExadata功能OracleExadata其实是一台带有CPU、内存及操作系统（OracleEnterpriseLinux）的服务器，当数据库需要查询时，Exadata可对数据进行筛选，然后将结果传送到服务器内存，而不是将结果转移到存储系统中，从而大量减少存储系统的读写。Exadata是一个模块化产品，每一个模块称为存储单元，增加存储单元可以提高这个系统的吞吐量，并称为一种大容量并行的存储网格，增加存储单元可以增加传输管道的数量。OracleExadata智能存储服务器通过在存储部件中实现数据密集处理，并进行表及索引的扫描，与数据过滤无关，从而减轻服务器及带宽的负载，提高工作效率。1.2智能扫描OracleExadata可进行仅被请求的行返回到数据库服务器的谓词过滤，仅被请求的列返回到数据库服务器的列过滤扫描，采用Bloom过滤器实施的用于确定某行是否为预期结果的联合扫描。针对大型数据库，大量超过所需的行读取到内存，会产生过多的数据传输，不仅消耗带宽而且影响应用程序的吞吐量和响应时间，而采用智能扫描技术能够避免这种情况产生。智能扫面不受优化器控制，但他受查询优化结果的影响，其只能用于完整的表或索引扫描，且只能直接路径读取。另外，使用智能扫描必须在数据库中启动，并存储在相应的磁盘组中。1.3智能闪存高速缓存高速缓存主要用于存放经常被访问的对象，适用于缓存重复的随机读取，其允许按应用程序表优化。智能闪存高速缓存了解各种类型的数据库的读写，可以缓存经常访问的数据和索引块，缓存控制文件及头文件的读取和写入。但OracleExadata的高速缓存不能存放数据泵、备份文件、镜像副本及数据格式设置等。2数据库整合目的数据库整合的基本原则是所整合的数据库必须具有相似的可用性和计划维护目标，其对系统的要求、安全性及边界组织相近。数据库整合的目的主要有以下几点：①建立统一标准的数据格式，并具有相应的工作规范及管理流程，便于数据交换；②降低数据库使用费用，提升运转效率；③最大限度地减少网络及硬件的空闲资源；④采用数据安全措施，确保机密数据的使用。传统的数据库整合方式大致可分为三类：①在一台物理服务器上托管多台虚拟服务器；②在一台服务器上托管多个应用程序；③在一个应用程序中支持更多的用户使用。数据库的整合必须具有相似的可用性以及计划维护目标的数据库，由于具有一定的数据风险，所以在操作时必须注意相关硬件性能、系统要求及组织边界。3Exadata数据库整合方法3.1数据库分组根据数据安全级别及应用模式可将数据库分为3组：①关键数据组包含核心业务数据、生产业务数据及面向客户类数据；②标准数据组主要指非关键的生产数据；③非生产数据组指相关开发和测试数据。在每个数据组中创建一个数据库环境（POD），每个POD调用1～2台ExadataDatabaseMachine服务器来整合数据库，对于需要两台以上服务器的数据库应具有一个专用的POD。3.2整合存储及操作系统参数配置首先给每个POD分配一个共享的OracleExadata存储网格，建立磁盘分组：DATA组用于存放数据库文件；RECO组用于存放快速恢复区（FastRecoveryArea，简称FRA）；DBFS_DG用于存放群集共享文件和数据库文件系统（DatabaseFileSystem，简称DBFS）。其次再将所有数据使用设置为高冗余，跨所有单元和磁盘对各个磁盘组进行条带化。然后再使用IORM管理和分配I/O资源，并将COMPATIBLE.RDBMS磁盘组属性中将数据库软件版本设置为最低。这样每个数据库环境采用统一的标准配置，便于数据库管理，而且平衡系统资源提高可用性和设备性能。在操作系统参数设置中，共享内存段数（SHMMNI）设置为大于数据库的数量，最大共享内存段大小（SHMMAX）设置为物理内存大小的85%，系统信号的最大总数（SEMMNS）设置为大于所有数据库进程的总和，信号集内信号的最大数量（SEMMSL）设置为大于任何一个数据库中的最大进程数。3.3其它资源配置无论使用OLTP或是数据仓库方式每台服务器上所有数据库占用内存总和应小于服务器物理内存大小的75%，使用实例锁定防止单个数据库使用过多的CPU，并通过数据库资源管理器控制每个数据库中CPU的分配。配置好I/O资源及进程管理，使用连接池管理应用程序连接，通过连接速率限制器防止连接风暴的产生。4Exadata数据库性能优化4.1闪存及索引的优化每个OracleExadata均包含384GB的高性能闪存，其智能闪存的主要用途是默认使用大多数可用的内存，对频繁访问的数据进行加速，采用自动管理方式以实现效率最大化。基于闪存的永久存储，由于价格较高所以需要有计划有效率地使用，从而为特定的应用程序提供额外的附加优势。OracleExadata自带智能扫描功能，若其使用在可接受范围之内则可删除不必要的索引，从而提高数据操纵语言命令（DataManipulationLanguage，简称DML）的性能，同时节省存储所需空间。4.2调整ASM分配单元大小5结语OracleExadata的利用可以大幅提高数据库的安全性、可用性及可伸缩性。通过智能扫描的方式将大量的查询及数据挖掘工作分流到存储服务器，提高了查询性能，通过读写闪存数据加快了查询响应并提高吞吐量。实现了数据库整合和性能的优化，使大数据量的读写及查询效率得到了质的飞跃。参考文献：[1]何林帮.在Unix与Oracle环境下ArcSDE的优化[J].测绘科学，2012（3）.[2]李学强，罗省贤.基于ORACLE系统的数据库性能优化设计[J].北京印刷学院学报，2006（6）.[3]廉彦平.Oracle数据库性能优化策略[J].科技信息：学术研究，2008（29）.[4]唐小新，李家深.基于Oracle数据库的图书馆管理系统性能优化探索[J].企业科技与发展，2010（8）.[5].王雷，曾蕴波，王璐.Oracle数据库的性能调整与优化方法探析[J].航天器工程，2