Oracle Database存儲(chǔ)優(yōu)化白皮書

1、Oracle 技術(shù)白皮書通過 Oracle Database 12c 存儲(chǔ)優(yōu)化提升性能并降低成本對(duì)于許多組織，每年購買新存儲(chǔ)硬件的情況沒有減慢 的跡象。用戶和部門對(duì)更多信息和數(shù)據(jù)的需要似乎永不滿足， 因此很多 IT 組織被迫不斷添加更多的存儲(chǔ)。法規(guī)要求也正在改變保留數(shù)據(jù)的方式和理由，因?yàn)榻M織需要更長時(shí)間存儲(chǔ)更多的信 息。然而，存儲(chǔ)開支持續(xù)不斷的這種方法與現(xiàn)實(shí)中的預(yù)算限制相 沖突，更不用說數(shù)據(jù)增長對(duì)響應(yīng)時(shí)間和應(yīng)用程序性能的影響了。研究證實(shí)了這一事實(shí)。在最近對(duì) Oracle 用戶組成員進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查中，近 40% 的調(diào)查對(duì)象表示，降低成本是實(shí)施分層存儲(chǔ)的主要原因。但是，即使有了合適的存儲(chǔ)和壓縮功能

2、，決定應(yīng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于何處以及何時(shí)將其從某層遷移到另一層仍是一個(gè)重大的難題。這便是為何有遠(yuǎn)見的 IT 組織采用高級(jí)戰(zhàn)略來通過創(chuàng)新型數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理數(shù)據(jù)增長，通過創(chuàng)新型數(shù)據(jù)庫技術(shù)，可自動(dòng)執(zhí)行壓縮和存儲(chǔ)分層，同時(shí)提高數(shù)據(jù)庫性能。Oracle Database 12c 提供了一組豐富的功能和數(shù)據(jù)庫選件，它們可優(yōu)化數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)以降低持續(xù)增加存儲(chǔ)這一需求，它們還可以一起工作來幫助您實(shí)施信息生命周期管理 (ILM) 解決方案，以滿足不斷增加的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求和新的數(shù)據(jù)保留和保護(hù)法規(guī)要求。本白皮書詳細(xì)介紹了用于針對(duì) Oracle 負(fù)載優(yōu)化數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)以及可用于實(shí)施 Oracle 數(shù)據(jù)庫 ILM 解決方案的主要特性。OR

3、ACLE DATABASE 12C 存儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)優(yōu)化對(duì)幾乎每個(gè)組織而言都是一項(xiàng)關(guān)鍵的工作。簡單地增加更多磁盤存儲(chǔ)這種傳統(tǒng)方法越來越難以自圓其說，成本不再是唯一的問題。借助 Oracle Database 12c 的存儲(chǔ)優(yōu)化，IT 部門可以使用一組獨(dú)特的技術(shù)來管理數(shù)據(jù)增長的影響，這些技術(shù)一起使用，可提供信息生命周期管理的有效方法。眼見為實(shí)告訴您能節(jié)省多少是一方面，但使用您自 己的數(shù)據(jù)為您顯示實(shí)際壓縮比則更好。Oracle Database 12c 用戶可利用與 OracleDatabase 下載包捆綁在一起的 CompressionAdvisor 程序包，為部署 Oracle Adva

4、ncedCompression 生成業(yè)務(wù)案例。該工具估算可使用Oracle Advanced Compression 實(shí)現(xiàn)的壓縮率和實(shí)際結(jié)果。該估算根據(jù)對(duì)您提供的數(shù)據(jù)樣本進(jìn)行的分析顯示在您的環(huán)境中實(shí)施高級(jí)行壓縮特性后可獲得的結(jié)果。參見 HYPERLINK /technetwork/database/options/compression/index.html 請(qǐng)參見 HYPERLINK /technetwork/database/options/compression/index.html Oracle 數(shù)據(jù)庫文檔，了解有關(guān)如何使用 Compression Advisor 的更多信息。數(shù)據(jù)分區(qū)

5、分區(qū)技術(shù)支持分層存儲(chǔ)，從而可將數(shù)據(jù)保存在最經(jīng)濟(jì)高效的存儲(chǔ)中，以提高資源利用率。Oracle Partitioning 選件使用 Oracle Partitioning 選件，可以將大型數(shù)據(jù)庫表和索引細(xì)分成更小的對(duì)象，從而在更細(xì)的粒度級(jí)別對(duì)它們進(jìn)行管理以提高數(shù)據(jù)訪問性能。數(shù)據(jù)庫壓縮技術(shù)（適用于所有數(shù)據(jù)類型）Oracle 是數(shù)據(jù)庫壓縮技術(shù)的先驅(qū)者。十多年以前，Oracle 引入了基本表壓縮，可在塊級(jí)壓縮數(shù)據(jù)，從而可以使用直接路徑操作使每塊存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提高 4 倍以上。如今，Oracle Database 12c 提供了一套全面的壓縮功能，適用于所有數(shù)據(jù)類型，且無需更改應(yīng)用程序，可 幫助客戶在降低存儲(chǔ)

6、成本的同時(shí)提高查詢性能。高級(jí)行壓縮高級(jí)行壓縮是 Oracle Advanced Compression 的一個(gè)特性， 該特性使用一種獨(dú)特的壓縮算法，這種算法專門設(shè)計(jì)用于OLTP 應(yīng)用程序，支持壓縮常規(guī)路徑操作且無直接路徑操作的限制。它可最大程度減少對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行寫操作的開銷，這使其非常適合事務(wù)和數(shù)據(jù)倉庫環(huán)境，從而將壓縮的益處擴(kuò)展至所有應(yīng)用程序負(fù)載。高級(jí)行壓縮的優(yōu)勢(shì)不僅僅是節(jié)省磁盤存儲(chǔ)成本。一個(gè)明顯優(yōu)勢(shì)是可直接在內(nèi)存中讀取壓縮塊，而不必先對(duì)塊進(jìn)行解壓縮。由于 I/O 量減少，并且與 I/O 操作相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)用數(shù)也減少，因此有助于提高性能。此外，緩沖區(qū)緩存的效率得到提升，因?yàn)椴槐靥砑觾?nèi)存即可存儲(chǔ)更

7、多數(shù)據(jù)。使用高級(jí)行壓縮特 性可將所有環(huán)境的存儲(chǔ)減少 2 倍到 4 倍?；旌狭袎嚎s混合列壓縮是 Oracle 為在塊內(nèi)組織數(shù)據(jù)而開發(fā)的一種方法。與其他要么基于行要么基于列的組織方法不同，這種新技術(shù)同時(shí)利用行方法和列方法來組織數(shù)據(jù)。這樣，既避免了僅使用列組織方法所引起的性能問題，同時(shí)又獲得了列存儲(chǔ)的壓縮優(yōu)勢(shì)。由于平均節(jié)省 10 倍的存儲(chǔ)空間，因此 IT 管理人員在幾年內(nèi)很少需要或通常不需要新購買存儲(chǔ)?；旌狭袎嚎s在專為提供卓越性能而設(shè)計(jì)的 Oracle Exadata 數(shù)據(jù)庫云服務(wù)器上獲得支持。它還在 Oracle Axiom 和 ZFS 存儲(chǔ)設(shè)備 (ZFSSA) 上獲得支持， 從而進(jìn)一步促使 Or

8、acle 工程化系統(tǒng)脫穎而出。自動(dòng)壓縮和存儲(chǔ)分層Oracle Advanced Compression 融入了諸多新特性，這些特性可協(xié)同工作，進(jìn)而優(yōu)化數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)。熱圖特性可在行級(jí)和段級(jí)收集數(shù)據(jù)使用信息，在與自動(dòng)數(shù)據(jù)優(yōu)化 (ADO) 特性結(jié)合使用時(shí)，管理員可創(chuàng)建和應(yīng)用 ILM 策略。這基于用戶數(shù)據(jù)的使用模式，支持自動(dòng)壓縮和存儲(chǔ)分層。它還降低了存儲(chǔ)成本以及提高了應(yīng)用程序性能。熱圖熱圖可讓您詳細(xì)了解數(shù)據(jù)訪問方式，以及訪問模式隨時(shí)間變化的情況。自動(dòng)優(yōu)化數(shù)據(jù)自動(dòng)數(shù)據(jù)優(yōu)化允許組織為數(shù)據(jù)壓縮和數(shù)據(jù)移動(dòng)創(chuàng)建策略，以便實(shí)施壓縮分層和存儲(chǔ)分層。Oracle Database 定期評(píng)估 ADO 策略，并使用熱圖收集

9、的信息確定要執(zhí)行的策略。通過 ORACLE DATABASE 12C 存儲(chǔ)優(yōu)化提升性能并降低成本2圖 圖 1：ORACLE DATABASE ILM解決方案圖 1 展示了一個(gè) Oracle DatabaseILM 解決方案，在該解決方案中，所有 Oracle Database 12c 存儲(chǔ)優(yōu)化特性協(xié)同工作。在該示例中，熱圖跟蹤數(shù)據(jù)訪問模式，而 ADO 策略控制壓縮和存儲(chǔ)層的層次結(jié)構(gòu)。使用為“壓縮以進(jìn)行查詢”和“壓縮以進(jìn)行歸檔”而設(shè)置的策略以及為“分層以降低成本”和“分層以進(jìn)行歸檔”而設(shè)置的其他策略壓縮表分區(qū)。ADO 策略一經(jīng)設(shè)置，即可按照數(shù)據(jù)訪問模式在熱圖中跟蹤的方式自動(dòng)對(duì)壓縮和存儲(chǔ)分層，從而

10、提供端到端 Oracle ILM 解決方案。Oracle 數(shù)據(jù)庫信息生命周期管理解決方案Oracle Database 12c 存儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)可解決信息生命周期管理的關(guān)鍵業(yè)務(wù)問題。在信息的整個(gè)使用壽命中一致管理信息的需求不僅使企業(yè)能夠更有效地利用信息，還有助于滿足合規(guī)性要求。結(jié)合使用自動(dòng)數(shù)據(jù)優(yōu)化、熱圖、 混合列壓縮以及 AdvancedCompression 和 Partitioning 選件，組織可為 Oracle Database環(huán)境實(shí)施自動(dòng)、一致且歸檔的 ILM 方法。能夠定義多個(gè)數(shù)據(jù)種類和多個(gè)存儲(chǔ)層，然后根據(jù)每部分?jǐn)?shù)據(jù)所需的成本、性能和安全性將這部分?jǐn)?shù)據(jù)分配給不同的層，這一能力是 Ora

11、cle Database ILM 解 決 方 案 的 核 心 。 使用 Oracle Database 12c 部署 ILM 解決方案的關(guān)鍵步驟包括：定義數(shù)據(jù)種類或數(shù)據(jù)類型創(chuàng)建邏輯層定義數(shù)據(jù)生命周期構(gòu)建 Oracle Database ILM 解決方案的第一步是定義需要生命周期管理的數(shù)據(jù)種類或數(shù)據(jù)類型。 要真正了解數(shù)據(jù)，必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定哪些對(duì)象與哪些應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)，這些對(duì)象在物理上位于何處（存儲(chǔ)類別是什么），對(duì)象是否已壓縮以及對(duì)象的粒度（表與分區(qū)）。接下來，創(chuàng)建邏輯存儲(chǔ)層，即基于成本高昂的高性能存儲(chǔ)或高容量的低成本存儲(chǔ)確定并創(chuàng)建各種存儲(chǔ)層。最后，通過描述如何在數(shù)據(jù)的整個(gè)使用壽命期間在各

12、邏輯存儲(chǔ)層間遷移數(shù)據(jù)來定義數(shù)據(jù)生命周期。生命周期定義可能包含一個(gè)或多個(gè)生命周期階段，生命周期階段根據(jù)該生命周期階段內(nèi)駐留的數(shù)據(jù)的壓縮、只讀或保留等數(shù)據(jù)屬性選擇邏輯存儲(chǔ)層。經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的 ORACLE 存儲(chǔ)優(yōu)化方法通過使用 Oracle Database 12c 提高存儲(chǔ)優(yōu)化有多種使用模型。以下包含最流行的示例。通過使用 Oracle Partitioning，可以將活動(dòng)性較高的數(shù)據(jù)分區(qū)放在速度更快、性能更高的存儲(chǔ)上，而將活動(dòng)性較低的歷史數(shù)據(jù)放在低成本的存儲(chǔ)上。還可以根據(jù)需要逐個(gè)分區(qū)應(yīng)用數(shù)據(jù)壓縮 在OLTP 和數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)應(yīng)用程序中。在這個(gè)案例中，業(yè)務(wù)達(dá)到了其所有的性能、可靠性和安全性要求，但是與所

13、有數(shù)據(jù)都位于第 1 層存儲(chǔ)的配置相比，成本卻有極大降低。通過 ORACLE DATABASE 12C 存儲(chǔ)優(yōu)化提升性能并降低成本3解決方案優(yōu)勢(shì)簡化管理分層存儲(chǔ)架構(gòu)面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)是需要對(duì)如何使用數(shù)據(jù)做出主觀假設(shè)， 而不是使用真正的知識(shí)。熱圖改變了這一情況。ADO 允許您使用實(shí)際使用信息創(chuàng)建并執(zhí)行有關(guān)壓縮級(jí)別和存儲(chǔ)層移動(dòng)的策略。一旦創(chuàng)建并執(zhí)行策略后，需要從事的管理工作將減少，從而可將注意力集中在企業(yè)的新項(xiàng)目上。節(jié)省成本如果持續(xù)多年都能減少新存儲(chǔ)開支， 將是一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)。例如， Oracle Advanced Compression 的許多用戶能夠?qū)⑵?Oracle 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)占用空間減少 50%。

14、這意味著，減少購買新存儲(chǔ)帶來了大量節(jié)省，以及可能棄用目前不必要的已部署存儲(chǔ)可節(jié)省維護(hù)合同和其他運(yùn)營成本。此外，存儲(chǔ)分層還使組織能夠更好地根據(jù)數(shù)據(jù)性能需求控制存儲(chǔ)成本。可將不常訪問的數(shù)據(jù)放在成本較低的存儲(chǔ)上，而成本高昂的高性能 存儲(chǔ)可專用于存放最具易變性和經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)。提升性能Oracle Database 12c 存儲(chǔ)優(yōu)化特性可以提高各種應(yīng)用程序的可管理性、性能和可用性，具有不可估量的性能益處。Oracle Partitioning 支持將表和索引細(xì)分并單獨(dú)存儲(chǔ)，從而大大提高了管理大型表和索引的靈活性。與 Oracle Advanced Compression 結(jié)合使用時(shí)，由于磁盤掃描速度提

15、高和 I/O 數(shù)量減少，因此查詢性能更高。Oracle 高級(jí)行壓縮減少了 DML 操作的性能影響，而且 Oracle 可直接在壓縮格式下進(jìn)行操作，從而可在內(nèi)存中存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)并減少了磁盤 I/O。例如， CSX Corporation 將批處理作業(yè)完成時(shí)間縮短了 30%，將查詢性能提高了 20%。顯然整個(gè)組織可從中受益。Land OLakes 的總賬查詢完成速度提高了 14 倍?？偨Y(jié)隨著數(shù)據(jù)的增長以及托管數(shù)據(jù)所需的存儲(chǔ)基礎(chǔ)架構(gòu)有增無減且成本也在不斷增加，組織發(fā)現(xiàn)，開發(fā)一個(gè)具有成本效益的數(shù)據(jù)庫壓縮和存儲(chǔ)分層方法是至關(guān)重要的。信息生命周期管理解決方案應(yīng)使組織能夠了解隨時(shí)間訪問數(shù)據(jù)的方式，從而相應(yīng)地

16、管理數(shù)據(jù)壓縮和存儲(chǔ)分層。然而，用于數(shù)據(jù)庫的大多數(shù) ILM 解決方案都缺乏兩個(gè)關(guān)鍵功能：數(shù)據(jù)自動(dòng)分類以及跨不同存儲(chǔ)層的自動(dòng)數(shù)據(jù)壓縮和自動(dòng)數(shù)據(jù)移動(dòng)。如果缺少 ILM 戰(zhàn)略，組織的存儲(chǔ)硬件成本會(huì)迅猛增長，復(fù)雜性也日益增加，從而實(shí)際上將妨礙新 IT 解決方案的開發(fā)以及已部署解決方案的有效使用。簡而言之，數(shù)據(jù)規(guī)模和數(shù)據(jù)增長已變得勢(shì)不可擋。Oracle Database 12c 為實(shí)施信息生命周期管理提供了一個(gè)理想的平臺(tái)。Oracle Database 12c 存儲(chǔ)優(yōu)化特性提供了一組全面的 ILM 技術(shù)，這些技術(shù)協(xié)同工作，可帶來持久的價(jià)值和真正的業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)。對(duì)于 OLTP 應(yīng)用程序，高級(jí)行壓縮最適合用于最活躍的表和分區(qū)，從而確保在執(zhí)行數(shù)據(jù)操作語言 (DML) 操作時(shí)，將會(huì)對(duì)新增的數(shù)據(jù)或更新的數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行壓縮。當(dāng)使用 Oracle Exadata 數(shù)據(jù)庫云服務(wù)器或者使用 Oracle ZFS 存儲(chǔ)設(shè)備或 Axiom 存儲(chǔ)時(shí)，可根據(jù)分區(qū)內(nèi)數(shù)據(jù)的訪問或操作頻率逐