Oracle 9i下以裸设备方式安装数据库

《Oracle 9i下以裸设备方式安装数据库》

一、引言

在Oracle数据库的部署方案中，存储管理方式直接影响系统性能与稳定性。传统文件系统（如EXT3、XFS）通过操作系统层管理数据，而裸设备（Raw Device）作为未经文件系统格式化的块设备，可直接由Oracle进程读写，避免了文件系统缓存与双重缓冲的开销。Oracle 9i作为早期经典版本，其裸设备安装方式虽已逐渐被ASM（自动存储管理）取代，但在特定场景（如遗留系统维护、高性能计算）中仍具有研究价值。本文将系统阐述Oracle 9i在Linux环境下基于裸设备的安装流程、配置要点及性能优化策略。

二、裸设备技术原理

1. 裸设备定义与优势

裸设备是未经过文件系统格式化的磁盘分区或逻辑卷，Oracle进程通过原始I/O（Raw I/O）直接访问设备块，绕过操作系统页缓存（Page Cache）。其核心优势包括：

• 减少I/O路径层级，降低CPU开销

• 避免文件系统碎片导致的性能波动

• 精确控制数据块布局，优化连续I/O效率

• 支持异步I/O（需内核配置）

2. 裸设备与文件系统的对比

维度	裸设备	文件系统
I/O路径	Oracle进程→设备驱动	Oracle进程→VFS→文件系统→设备驱动
缓存机制	依赖Oracle SGA缓冲	依赖操作系统页缓存
并发控制	需手动实现	由文件系统管理
适用场景	高吞吐OLTP、数据仓库	通用文件存储

三、安装前环境准备

1. 操作系统要求

Oracle 9i官方支持Red Hat Enterprise Linux 2.1/3.0及SuSE Linux 8.0，需确认内核版本满足要求：

# uname -r
2.4.21-4.EL

2. 裸设备创建流程

步骤1：使用fdisk或parted划分磁盘分区（示例为/dev/sdb1）

# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n
Partition type (p primary): p
Partition number: 1
First sector: 2048
Last sector: +10G

步骤2：修改分区类型为0x83（Linux）或0x8E（Linux LVM）

步骤3：通过raw命令绑定设备（需root权限）

# raw /dev/raw/raw1 /dev/sdb1
# chown oracle:oinstall /dev/raw/raw1
# chmod 660 /dev/raw/raw1

3. 内核参数调优

在/etc/sysctl.conf中添加：

kernel.shmmax = 2147483648       # 共享内存段最大值（2GB）
kernel.shmmni = 4096             # 系统级共享内存段数
fs.file-max = 65536              # 系统文件描述符上限
net.ipv4.ip_local_port_range = 9000 65000

四、Oracle 9i裸设备安装步骤

1. 安装前检查

确认裸设备可访问性：

# dd if=/dev/raw/raw1 of=/tmp/test bs=8k count=100

2. 运行Oracle Universal Installer (OUI)

选择"Custom"安装类型，在存储类型界面选择"Raw Devices"：

3. 配置裸设备映射

在响应文件（response file）或手动安装中指定以下参数：

oracle.install.db.config.starterdb.storageType=RAW
oracle.install.db.config.starterdb.rawDevices=[
  {"device":"/dev/raw/raw1","size":"10G","purpose":"SYSTEM"},
  {"device":"/dev/raw/raw2","size":"15G","purpose":"DATA"}
]

4. 创建数据库文件

手动编辑init.ora参数文件，指定控制文件路径：

control_files='/dev/raw/raw3', '/dev/raw/raw4'
db_block_size=8192
db_writer_processes=4

五、关键配置优化

1. 异步I/O配置

在Linux中启用原生异步I/O：

# echo "options devfs=nomount" >> /etc/modprobe.conf
# modprobe aio

2. 裸设备权限管理

创建/etc/udev/rules.d/99-oracle-raw.rules文件：

KERNEL=="raw[0-9]*", OWNER="oracle", GROUP="oinstall", MODE="0660"

3. 监控脚本示例

实时监控裸设备I/O延迟：

#!/bin/bash
DEVICE=/dev/raw/raw1
while true; do
  iostat -dxk $DEVICE 1 | awk 'NR==4 {print "Avg Read: "$4"ms, Avg Write: "$5"ms"}'
  sleep 5
done

六、故障排除与最佳实践

1. 常见问题处理

问题1：ORA-27072错误（I/O错误）

解决方案：检查设备权限，确认raw设备绑定正确

问题2：数据库启动缓慢

解决方案：调整db_writer_processes参数，增加I/O线程数

2. 性能调优建议

• 将重做日志文件（Redo Log）放置于独立裸设备

• 使用多个控制文件分散在不同物理磁盘

• 配置LARGE_POOL_SIZE支持备份恢复操作

七、裸设备与ASM的对比分析

特性	裸设备	ASM
管理复杂度	高（需手动配置）	低（自动管理）
扩展性	差（需预分配）	优（动态扩展）
镜像支持	需外部RAID	内置镜像功能
Oracle版本支持	全版本	10g及以上

八、总结

Oracle 9i裸设备安装方案通过消除文件系统层实现了I/O性能的显著提升，特别适用于对延迟敏感的OLTP系统。但该方案要求DBA具备深厚的系统管理能力，包括设备分区、权限配置及内核调优。随着存储技术的发展，ASM已成为更优选择，但在特定遗留环境中，裸设备配置仍具有实用价值。建议在实际部署前进行全面基准测试，量化性能收益与维护成本。

关键词：Oracle 9i、裸设备、原始I/O、数据库安装、性能优化、Linux配置、存储管理

简介：本文详细阐述了Oracle 9i数据库在Linux环境下采用裸设备存储的安装流程，包括环境准备、设备配置、安装步骤及性能优化策略。通过对比裸设备与文件系统的技术差异，分析了该方案在特定场景下的适用性，并提供了故障排除指南与最佳实践建议。

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