超大型Oracle数据库应用系统的设计方法

一、概论

超大型系统的特点为：

1、处理的用户数一般都超过百万，有的还超过千万，数据库的数据量一般超过1TB;

2、系统必须提供实时响应功能，系统需不停机运行，要求系统有很高的可用性及可扩展性。

为了能达到以上要求，除了需要性能优越的计算机和海量存储设备外，还需要先进的数据库结构设计和优化的应用系统。

一般的超大型系统采用双机或多机集群系统。下面以数据库采用Oracle 8.0.6并行服务器为例来谈谈超大型数据库设计方法：

◆确定系统的ORACLE并行服务器应用划分策略

◆数据库物理结构的设计

◆系统硬盘的划分及分配

◆备份及恢复策略的考虑

二、Oracle并行服务器应用划分策略

Oracle并行服务器允许不同节点上的多个INSTANCE实例同时访问一个数据库，以提高系统的可用性、可扩展性及性能。Oracle并行服务器中的每个INSTANCE实例都可将共享数据库中的表或索引的数据块读入本地的缓冲区中，这就意味着一个数据块可存在于多个INSTANCE实例的SGA区中。那么保持这些缓冲区的数据的一致性就很重要。Oracle使用 PCM( Parallel Cache Management)锁维护缓冲区的一致性，Oracle同时通过I DLM(集成的分布式锁管理器)实现PCM 锁,并通过专门的LCK进程实现INSTANCE实例间的数据一致。

考虑这种情况：INSTANCE1对BLOCK X块修改，这时INSTANCE2对BLOCK X块也需要修改。Oracle并行服务器利用PCM锁机制，使BLOCK X从INSTANCE 1的SGA区写入数据库数据文件中，又从数据文件中把BLOCK X块读入INSTANCE2的SGA区中。发生这种情况即为一个PING。PING使原来1个MEMORY IO可以完成的工作变成2个DISK IO和1个 MEMORY IO才能够完成,如果系统中有过多的PING，将大大降低系统的性能。

Oracle并行服务器中的每个PCM锁可管理多个数据块。PCM锁管理的数据块的个数与分配给一个数据文件的PCM锁的个数及该数据文件的大小有关。当INSTANCE 1和INSTANCE 2要操作不同的BLOCK，如果这些BLOCK 是由同一个PCM锁管理的,仍然会发生PING。这些PING称为FALSE PING。当多个INSTANCE访问相同的BLOCK而产生的PING是TRUE PING。

合理的应用划分使不同的应用访问不同的数据，可避免或减少TRUE PING;通过给FALSE PING较多的数据文件分配更多的PCM锁可减少 FALSE PING的次数，增加PCM锁不能减少TRUE PING。

所以，Oracle并行服务器设计的目的是使系统交易处理合理的分布在INSTANCE实例间，以最小化PING，同时合理的分配PCM锁，减少FALSE PING。设计的关键是找出可能产生的冲突，从而决定应用划分的策略。应用划分有如下四种方法：

1、根据功能模块划分，不同的节点运行不同的应用

2、根据用户划分，不同类型的用户运行在不同的节点上

3、根据数据划分，不同的节点访问不同的数据或索引

4、根据时间划分，不同的应用在不同的时间段运行

应用划分的两个重要原则是使PING最小化及使各节点的负载大致均衡。

三、数据库物理结构的设计

数据库物理结构设计包括确定表及索引的物理存储参数，确定及分配数据库表空间，确定初始的回滚段，临时表空间，redo log files等，并确定主要的初始化参数。物理设计的目的是提高系统的性能。整个物理设计的参数可以根据实际运行情况作调整。

表及索引数据量估算及物理存储参数的设置

表及索引的存储容量估算是根据其记录长度及估算的***记录数确定的。在容量计算中考虑了数据块的头开销及记录和字段的头开销等等。表及索引的initial和next存储参数一般设为相等，pctincrease设为0。

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