Oracle数据库维护管理方案.doc
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1、Oracle数据库维护、管理解决方案盈动华建(北京)科技发展有限公司2002年2月目 录一、Oracle 数据库维护、管理解决方案介绍二、产品详细介绍2.1. Spotlight on Oracle 2.2.Space Manager 2.3.SQL Expert Professional 2.4. I/Watch三、成功案例3.1新疆移动通信公司3.2大唐电信软件公司3.3 中国工商银行北京市分行附录一、 其他解决方案1. 开发解决方案2. 数据库以及系统测试解决方案 3. 系统存储解决方案附录二、 数据库管理、维护以及优化1. 数据库管理、维护的主要任务2. 数据库调优的方法一、Oracl
2、e 数据库维护、管理解决方案介绍建立在Oracle数据库上的关键业务系统,是当今企业的核心应用。如何改善其性能和可用性,是包括系统设计、维护和管理人员的最大挑战。为了更好地维护系统和数据库,必须随时了解系统和数据库的运行状况。但由于数据库维护具有一定的复杂性,增加了维护工作的难度。优秀的数据库管理工具,可以大大简化生产环境下的应用维护和管理,提高IT人员的工作效率。数据库管理人员借助相应的工具可以主动、迅速、方便的监控系统的运行。对于 Oracle 数据库的管理,主要包括三方面的内容: 系统诊断,了解当前运行的Oracle 的状态,发现数据库性能瓶颈; 空间管理,即数据库存储结构的调优,包括定
3、期检查数据库的存储结构,发现 Oracle 数据库存储中的主要问题(如数据库碎片),进行碎片重组和数据分布以及容量规划等; 调优SQL,分析对系统性能影响比较大的SQL 语句,调整SQL 语句的执行效率。使SQL 存取尽可能少的数据块。针对以上三方面的调优内容,我们提供了相应的工具,包括: Spotlight on Oracle、Space Manager for Oracle、和SQL Expert Professional, 分别从系统诊断、空间管理和调优SQL三个方面帮助DBA和管理人员解决Oracle 数据库的维护管理工作。图1.1: 数据库管理、维护以及性能调整解决方案 表1.1 O
4、racle 数据库维护、管理解决方案监测范围名称功能描述使用场合数据库Spotlight on OracleInstance诊断和监控发现、分析、解决Instance问题表空间Space Manager空间管理解决空间问题;建立空间管理机制应用程序 SQLSQL Expert ProfessionalSQL调优发现、分析、解决SQL问题数据库和操作系统I/Watch系统和数据库监控发现、分析、解决数据库及系统问题;建立监控和管理体系二、 产品详细介绍2.1. Spotlight on Oracle Spotlight是一个实时的Oracle数据库实例(Instance)监控工具,它非常直观地、
5、全面地、详细地报告实例中各组成部分的活动,及各组成部分间的数据流动情况。使用Spotlight,DBA不仅可以立即了解数据库的运行情况,而且可以诊断和发现数据库中的性能问题,并进行相应的调优工作。图2.1.1:Spotlight主界面Spotlight包含如下主要特点: 主界面实时地显示实例内各部分及各部分之间的活动。如实例与数据库文件间的I/O、SESSION和SQL活动、SGA使用、锁资源使用和磁盘I/O活动等等,单击某部分可以进入对该部分的详细监控和报告。见图2.1.1。 磁盘I/O报告可以帮助DBA了解当前的I/O状况,决定是否应当将数据文件在磁盘间进行重新分布,以平衡总的磁盘I/O。
6、 细致的会话跟踪能力使DBA立即发现消耗系统资源多的会话,并从多方面报告这些会话的活动情况。包括会话中当前活动和最近活动的SQL语句、会话的资源消耗、会话等待的事件、会话的锁活动等等。见图2.1.2。图2.1.2:使用Spotlight跟踪会话 全面的SQL监控能力为DBA列出当前主要消耗资源的SQL语句,并解释这些SQL的执行计划,帮助DBA判断需要进行调优的SQL。 实例活动可以显示所有Oracle实例的行为,包括服务器、等待事件、锁、死锁等。 配置和内存管理显示SGA区中的内存使用情况和Oracle 参数。用户可以在不重新启动数据库实例的情况下修改Oracle 参数。 内置的报警功能可以
7、监控Oracle实例中所有重要的事件。报警事件执行时可以改变视图中数据库组件的颜色、通过声音报警或触发桌面命令。使用者也可以定制报警响应的阈值。 Online的Oracle调优指南提供细节的性能调优和诊断指导,帮助DBA进行数据库调优。这些都可以帮助用户更好地理解Oracle数据库的系统结构,建立性能调优的基本概念。保证用户管理数据库的高效性。Spotlight支持的平台:运行于Windows95/98/NT之上,通过SQL*Net可以连接任何版本的Oracle数据库。2.2.Space Manager 空间管理是影响数据库性能和稳定性的重要因素之一。它主要包括以下四方面的内容: 定期更新数据
8、对象的空间使用信息:Oracle优化器需要利用数据字典中的数据对象存储信息优化SQL,因此需要定期更新数据对象的空间使用信息,Oracle在执行SQL之前利用优化器选择最优的SQL执行路径。Oracle7以后缺省采用基于代价的优化方法,这种方法需要根据SQL中引用对象的存储特性作出优化判断。Oracle为此提供了ANALYZE命令,以分析各种数据对象的空间使用特性。但不幸的是很多DBA不愿使用很不灵活的ANALYZE命令。结果系统运行一段时间后,可能因为没有数据对象最新的空间使用记录,而导致优化器作出错误的判断,最终降低SQL的执行效能。 发现数据库碎片并进行碎片重组:一般的数据库在运行一段时
9、间之后,由于数据的增、删、改操作,总会存在或多或少的碎片,碎片一般包括如下类型: 段级(SEGMENT)碎片:在创建表或索引时,存储参数定义的不合理。随着数据的增加,表和索引不得不分配过多的扩展块(EXTENT)。结果导致数据对象存储的不连续。 块级(BLOCK)碎片:数据块内的数据被删除或更改,导致数据存储不连续,浪费存储空间和影响存取性能。 行迁移:由于数据块内没有足够的空间存储块内被修改的数据,这些数据不得不迁移到其他数据块存储,导致数据存储不连续。 索引树失衡:一段时间的增、删、改操作后,B*TREE索引树叶子深度不一,导致索引不能提供最佳存取路径。大量的碎片不仅浪费存储空间,而且会严
10、重影响系统的工作效率。因此DBA应当定期清除系统内的碎片。对表碎片清除的过程一般是: 输出表数据; 将原有的包含大量碎片的表删除; 创建表,并输入数据。 建立与表相关的索引,编译与表相关的存储过程等。可以看出碎片的清除是一个艰巨的任务,不仅耗时长,而且因为要删除原数据而存在一定的危险性。 数据分布:数据分布将需要同时存取的数据,如表及其索引,分别存放在不同的磁盘上,可以让多个磁盘共同分担总的I/O,提高系统的性能。数据分布可以很好地减少磁盘I/O总的等待时间。但很多应用信息系统在建立时疏忽了这样的要求,结果大量的数据被放在同一个磁盘上,导致磁盘I/O不平衡。随着数据量的逐渐增加,影响将逐渐增大
11、。而此时完成数据分布的难度很大。 空间使用管理和容量规划Oracle数据库空间管理的一个重要课题是如何避免数据增长引起的数据库稳定性问题。例如,当一个表所分配的所有空间被占满后,Oracle需要为这个表分配新区域(Extent),但如果这个表所在的表空间剩余空间不够,或由于表空间碎片太多而没有连续自由空间时,会出现稳定性问题。如何了解Oracle数据库现有存储状态、空间分布,在问题真正发生前解决问题,是Oracle DBA所面临的重要挑战。Space Manager是一个全面的Oracle数据库存储空间管理软件,它可以帮助DBA很好地完成上述操作,以提高应用系统的执行效率。Space Mana
12、ger具有如下主要功能和特点: 收集空间使用的统计信息Space Manager 可以收集数据库空间使用的统计信息,利用这些信息来检测空间使用状况,解决和空间使用相关的问题,进行容量规划,对数据库主动地进行空间管理。Space Manager收集的统计信息可以被Oracle基于成本的优化器使用。Space Manager 提供两种方法来收集数据库空间使用的统计信息。即analysis group 和Instant analysis。这两种方法都使用Oracle Analysis命令,Analysis Group可以自动对多个对象有规律地收集统计信息,Instant analysis 可以对单一
13、对象收集正确的统计信息。Space Manager Analysis操作可以减少对系统性能和可靠性的影响,减少DBA的工作负荷,并保证获得最新的统计数据。用户还可以通过Space Manager产生的报告了解数据库统计分析的状态。 图形化表示表空间中空间使用和重组需求Space Manager可以图形化显示数据库空间的使用情况。选择其中的某个表,可以标记出该表如何被存储,为表重组提供直观的依据。见图2.2.1。图2.2.1:使用Space Manager察看表空间的使用 报表功能Space Manager提供大量空间使用报告,包括问题报告,容量规划报告、空间管理报告和统计分析确认报告。这些报告
14、可以让我们快速、简单地获得数据库中空间使用的信息,诊断现有问题、跟踪当前的空间使用情况,预测未来可能出现的问题,了解将来的空间需求,验证数据库对象的统计分析状态。所有的空间报告都可以提供摘要信息和详细信息,可以显示、打印、存储为Excel 和HTML 格式、通过邮件发送给企业中的相关人员。Space Manager提供的报告包括: Exception reports,识别与空间使用相关的问题。用户可以使用这些报告分析数据库当前空间使用的问题,如丢失的索引、需要重组的表和索引,存在竞争现象的表和索引、高度行链接,数据库对象达到MaxExtent 参数,数据库对象没有足够空间进行扩展等等。这些报告
15、不仅可以帮助DBA了解当前系统内的空间使用情况,也可以帮助其判断哪些对象需要进行相应的空间管理操作。用户可以方便地使用Space Manager提供的工具进行修补。 Capacity reports ,提供容量规划信息来进行主动的空间管理。这些报告提供很多有用的信息,如预测什么时间表空间会由于没有足够的空间而导致数据库对象分配失败,什么时间数据库对象将进行下一次分配以及将分配多大空间等等。趋势分析报告可以对单个对象、一组对象、整个数据库预测未来的空间大小。根据这些报告的内容,用户可以提供尽可能多的空间,使用Space Manager 来进行碎片重组,扩展表空间、建立另外的表空间等等。见图2.2
16、.2。图2.2.2:Space Manager生成的趋势分析报告 Manager reports,根据统计分析结果描述空间使用情况。使用户了解整个数据库、表空间和数据库对象的大小和其他参数。如表空间的自由空间统计、表空间使用统计、表的空间使用统计、索引的空间使用统计等等。 Analysis Validation reports,验证通过Space Manager 收集的统计信息的状态。识别哪些数据库对象没有统计信息,哪些数据库对象在Oracle数据字典和Space Manager中统计信息不同,哪些数据库对象已经不存在但统计信息仍然存在。 使用重组工具修补空间使用问题Space Manager
17、提供以下4种工具来修补发现的空间使用问题: Reorg Manager Reorg Manager提供对数据库中的表空间、表和索引的重组功能。用户可以输入查询条件,选择需要进行重组的数据库对象,这些数据库对象可以在一个表空间,也可以分布在多个表空间。 在使用Reorg Manager 进行数据库碎片重组时,可以选择重组的方法(如使用SQL还是Fast Copy,是否使用临时表空间),进行总体参数配置(如设置Initial Extent,PCTFree等等),对特定数据库对象设置存储参数, 进行失败预测,选择脚本选项以及脚本调度方法。 Reorg Manager 提供快速、安全的数据库对象重组功
18、能。以表为例,Space Manager在缺省情况下采用下述过程进行重组: 根据原始表的内容创建新表。可以改变新表的存储参数和表空间定位。 删除原始表。 将新表的名字改为原始表的名字。 建立与表相关的各种对象。 这样的过程完全在数据库内部进行,保证了执行的效率和操作的安全。重组中用到的所有SQL脚本由Space Manager内功能强大的SQL编辑器产生。脚本有Space Manager模式和SQL* Plus模式两种。这样,脚本既可以被交互地运行在Space Manager的客户端,也可以被安排在服务器端执行。DBA可以通过脚本了解工具将如何完成操作,增加了操作的透明度。 重组对象可以被指定
19、到新的表空间,以实现数据分布。如在重组某表空间时,可以指定所有的表放在某个表空间,而所有的索引被放在另一个表空间。 Reorg Expert:帮助定制重组计划 Reorg Xpert依赖精确计算提供专业的重组计划,通过最少的数据移动、最快的重组速度和最有效的表空间设计来优化重组工作。Reorg Expert不需要通过复杂的查询和分析判断来决定如何进行重组,从而节省了宝贵的时间。 用户可以通过一个图形界面选择需要重组的数据库对象,Reorg Xpert将计算重组这些对象对整个表空间的性能改进情况,例如,重组表空间中的一小部分数据库对象将对表空间的存储情况起到 80% 的作用。Reorg Xper
20、t将在图形界面中标识到 80% 这个数据点,用户可以从维护窗口根据这个点选择重组计划。 修补行链接现象Space Manager可以通过删除并重新插入链接行完成此功能,用来修补那些链接行小于10%的表。这样可以选择性地修补链接行而不必重组整个表。从而减少在重组过程中对表可用性的影响。 优化参数配置 Space Manager可以帮助正确、简单地配置存储参数,来避免数据库空间使用问题。在使用Reorg Manager 或Reorg Xpert来进行碎片重组时,Space Manager可以帮助精确地估计一个表及其索引需要的空间。 Space Manager可以根据多种条件来判断应该配置的存储参数
21、,如根据表中的行数、每个数据块中的可用空间,每行使用的数据块,每个数据块中的行数等等。Space Manager可以让用户输入一个时间参数,来计算未来的参数配置。 如果我们可以确认未来时间表中的数据行,也可以直接输入数据行来计算空间需求的优化参数。计算结果可以自动装载到Reorg Manager或 Reorg Xpert中,数据库对象的参数根据这些值自动配置。 调度和监控 Space Manager 可以调度Analysis Group 和 重组脚本的执行,指定操作执行的时间和频率。例如每个月的某日、某时执行操作。用户也可以方便地通过Space Manager监控分析和重组的执行过程。 浏览S
22、pace Manager Repository Space Manager 提供一个服务器端的Repository,它记录了数据库的存储信息,统计分析组信息,重组操作的SQL脚本、执行统计、错误记录和调度信息。Space Manager 可以通过资源管理器浏览Repository,获得通过Space Manager进行数据库空间管理的总体信息。Space Manager支持的平台:运行于Windows95/98/NT之上,通过SQL*Net可以连接任何版本的Oracle数据库。2.3.SQL Expert Professional 性能不佳的SQL语句往往是影响系统性能的主要因素之一。因此,发
23、现这些SQL语句,并改进这些SQL是提高系统性能的关键。SQL Expert是目前市面上唯一全面性针对SQL性能调整和优化的解决方案,它透过内建的人工智能搜索引擎,对有问题的SQL指令进行探测和自动改写。节省Tuning有问题的SQL指令所需的时间和精力,它甚至可以使一个SQL语言的初学者在短时间内变成Tuning SQL指令的专家。SQL指令容易撰写,但却不容易写得好,且随着数据库对象或数据量的改变,需要不断进行效能调整。数据库应用程序中60%-90%的问题是由执行效能欠佳的SQL指令引起的。几乎所有的SQL指令都可以透过等效的其它SQL指令来表示。问题在于如何找到性能最好的SQL指令。即使
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