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裸設備

鎖定
裸設備(raw device),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文件。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。它是不被操作系統直接管理的設備。這種設備少了操作系統這一層,I/O效率更高。不少數據庫都能通過使用裸設備作為存儲介質來提高I/O效率。
2021年6月10日,IT之家消息,RAW 設備正式退出了歷史舞台。 [1] 
中文名
裸設備
別    名
裸分區
特    點
I/O效率更高
注    意
磁盤有空閒分區

裸設備裸設備的辨別

裸設備 裸設備
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説,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。裸設備是一種特殊類型的塊設備文件。在/dev 目錄下,你可以看到許多這樣的文件。

裸設備裸設備的應用

因為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説,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已經成為系統瓶頸的情況下才成立。如果磁盤讀寫確實非常頻繁,以至於磁盤讀寫成為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,這也能夠幫助提高性能。

裸設備適用範圍

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。
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。

裸設備創建及備份

應該由root來創建裸設備,然後再分配給Oracle用户以供使用。同時還要把它歸入Oracle用户所在的那個組裏邊(通常都是DBA)。
在創建數據文件時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,每個分別為30M的大小,Oracle塊的大小為4K,可以用下面的命令:
CREATE TABLESPACE RAW_TS
DATAFILE '/dev/raw1' size 30712k
DATAFILE '/dev/raw2' size 30712k;
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,或者在線幫助。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。
把聯機重做日誌文件(online redo log)放到裸設備上是一個極好的選擇。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。 但是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。在提高數據讀寫的速度和性能方法還有其他的途徑, 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。 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到不同的磁盤上也是比較有效的一種方法。
要注意的是,在Oracle中,一旦使用了裸設備,tablespace就不能設定為auto_extend,因為在裸設備中不支持文件大小的自動擴展,因此如果數據文件快要寫完的時候,請手動在裸設備上添加數據庫文件以完成擴容的目的。

裸設備發展歷程

2021年6月10日,IT之家消息,RAW 設備正式退出了歷史舞台。 [1] 
參考資料