關於裸設備

裸設備，也叫裸分區（原始分區），是一種沒有經過格式化，不被Unix通過文件系統來讀取的特殊字符設備。本文收集裸設備和Oracle問答20例。

　　1．什麼叫做裸設備？

　　裸設備，也叫裸分區（原始分區），是一種沒有經過格式化，不被Unix通過文件系統來讀取的特殊字符設備。它由應用程序負責對它進行讀寫操作。不經過文件系統的緩衝。

　　2．如何辨別裸設備？

　　在Unix的/dev 目錄下，有許多文件，其中有兩個大類：字符設備文件和塊設備文件。

　　字符設備特殊文件進行I/O操作不經過操作系統的緩衝區，而塊設備特殊文件用來同外設進行定長的包傳輸。字符特殊文件與外設進行I/o操作時每次只傳輸一個字符。而對於塊設備特殊文件來說，它用了cache機制，在外設和內存之間一次可以傳送一整塊數據。裸設備使用字符特殊文件。在/dev 目錄下，你可以看到許多這樣的文件。

　　3．使用裸設備的好處

　　因爲使用裸設備避免了再經過Unix操作系統這一層，數據直接從Disk到Oracle進行傳輸，所以使用裸設備對於讀寫頻繁的數據庫應用來說，可以極大地提高數據庫系統的性能。當然，這是以磁盤的 I/O 非常大，磁盤I/O已經稱爲系統瓶頸的情況下才成立。如果磁盤讀寫確實非常頻繁，以至於磁盤讀寫成爲系統瓶頸的情況成立，那麼採用裸設備確實可以大大提高性能，最大甚至可以提高至40％，非常明顯。

　　而且，由於使用的是原始分區，沒有采用文件系統的管理方式，對於Unix維護文件系統的開銷也都沒有了，比如不用再維護I-node，空閒塊等，這也能夠導致性能的提高。

　　4．如何決定是否應該使用裸設備？

　　判斷是否使用裸設備要從以下方面進行考慮：首先，數據庫系統本身需要已經被比較好的經過了優化。優化是一門很有些技術的話題，很難簡單地講述。其次，使用Unix命令來辨別是否存在磁盤讀寫瓶頸。比如Unix的vmstat, sar 等命令都可以較好的進行鑑別。如果決定採用裸設備，需要磁盤上還有空閒的分區。否則，就要新添磁盤，或者對原有系統重新規劃。

　　5．什麼系統必須使用裸設備？

　　如果使用了Oracle 並行服務器選項，則必須採用裸設備來存放所有的數據文件，控制文件，重做日誌文件。只有把這些文件放到裸設備上，才能保證所有Oracle 實例都可以讀取這個數據庫的文件。這是由Unix操作系統的特性決定的。

　　還有一種情況是，如果你想使用異步I/O，那麼在有些Unix上也必須採用裸設備。這個需要參考具體Unix的相關文檔。

6．能夠使用一個磁盤的第一個分區作爲裸設備嗎？

　　可以，但是不推薦。在Unix的比較舊的版本是銀行，磁盤的第一個分區常常包含這個磁盤的一些信息，以及邏輯卷的一些控制信息。若這些部分被裸設備覆蓋的話，磁盤就會變得不可識別，導致系統崩潰。

　　較新的Unix版本不會發生這樣的情況，因爲它們採用了更復雜的技術來管理磁盤，邏輯卷的一些信息。

　　但是，除非很確信不要使用磁盤的第一個分區來作爲裸設備。

　　7．我可以把整個裸設備都作爲Oracle的數據文件嗎？

　　不行。必須讓數據文件的大小稍微小於該裸設備的實際大小。至少要空出兩個oracle塊的大小來。

　　8．裸設備應該屬於那個用戶？

　　應該由root來創建裸設備，然後再分配給Oracle用戶以供使用。同時還要把它歸入Oracle用戶所在的那個組裏邊（通常都是DBA）。

　　9．在創建數據文件時如何指定裸設備？

　　和普通文件沒有什麼太大的區別，一樣都是在單引號裏邊寫上裸設備的詳細路徑就可以了。舉一個例子：要在創建一個表空間，使用兩個裸設備，每個分別爲30M的大小，Oracle塊的大小爲4K，可以用下面的命令：
　　CREATE TABLESPACE RAW_TS
　　DATAFILE '/dev/raw1' size 30712k
　　DATAFILE '/dev/raw2' size 30712k;

　　10.Oracle塊的大小和裸設備有什麼關係嗎？

　　Oracle會必須是裸設備上物理塊大小的倍數。

　　11．如何在裸設備上進行備份？

　　在裸設備上，不能使用Unix實用程序來進行備份，唯一的辦法是使用最基本的Unix命令：DD來進行備份。比如：dd if=/dev/raw1 of=/dev/rmt0 bs=16k。dd的具體語法可以參考unix手冊，或者聯機幫助。你也可以先用dd把裸設備上的數據文件備份到磁盤上，然後再利用Unix實用程序進一步處理。

　　12．如果我沒有使用Oracle並行服務器選項，我可以在數據庫上讓一部分數據文件使用文件系統，另一部分使用裸設備嗎？

　　可以。但是這樣的話，會使備份過程更加複雜。

13．我應該把聯機重做日誌文件放到裸設備上嗎？

　　這是一個極好的選擇。聯機重做日誌文件是寫操作非常頻繁的文件，放到裸設備上非常合適。如果你使用了並行服務器選項，那麼聯機重做日誌文件必須放到裸設備上面。

　　14．可以把歸檔日誌文件放到裸設備上嗎？

　　不行。歸檔日誌文件必須放到常規的Unix文件系統上面，或者直接放到磁帶上面去。

　　15．我可以在裸設備上邊放置多個數據文件嗎？

　　不行。所以你必須在設置裸設備時非常小心。太小的話，會導致空間很快用完，太大的話，空間就白白浪費了。

　　16．因應該把幾個裸設備放到同一個物理磁盤上嗎？

　　這樣做不好。因爲使用裸設備就是爲了提高磁盤讀寫速度。而把多個裸設備放到同一個物理磁盤上會導致讀寫競爭，這樣對於提高I/O速度是不利的。應該儘量分散裸設備到不同的物理磁盤上，最好是分散到不同的磁盤控制器上。這是最佳選擇。

　　17．需要把所有裸設備都定義成同樣的大小嗎？

　　這不是必須得，但是劃分成同樣的大小對於管理數據庫比較有利。

　　18．爲了在Unix上使用裸設備，我需要改變Unix核心參數嗎？

　　不需要。但可以選擇減小緩衝區的大小，如果沒有別的應用也在同一臺Unix機器上運行。因爲運用了裸設備以後，不再使用Unix的系統緩衝區。

　　19．爲了提高讀寫速度，在操作系統級別上，還有什麼辦法可以採取嗎？

　　使用RAID（廉價冗餘磁盤陣列）也是非常有效的辦法，尤其實那種讀寫非常頻繁的系統。

　　20．在考慮了以上所有方面後，還能有什麼辦法可以提高性能的嗎？

　　這就需要對Oracle 進行優化，並且購買更多的磁盤和磁盤控制器，來分散I/O到不同的磁盤上。