Oracle数据库方案白皮书.docx
《Oracle数据库方案白皮书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Oracle数据库方案白皮书.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
Oracle数据库方案白皮书
Oracle数据库方案白皮书
使用OracleDatabase降低IT成本
引言
随着业务运营变得更为复杂，对IT变更的需求也相应增加，同时还必须减轻相关风险。
这就要求如今的IT专业人员管理更多信息，将这些信息及时提供给用户，并且不断提高服务质量。
在当今的经济形势下，IT还被赋予了减少预算、从现有投资中获取更大价值的任务。
OracleDatabase11g第2版是获奖的OracleDatabase11g的第二个版本，是IT专业人员成功提供更高质量信息、更高效利用IT预算以及降低数据中心变更风险的基础。
通过将OracleDatabase11g第2版部署为数据管理基础，组织可以充分利用这个全球领先数据库的强大功能实现以下目标：
•服务器成本降至原来的1/5，
•存储需求降至原来的1/10，
•任务关键系统性能提高10倍，
•DBA和开发人员工作效率翻番，
•消除数据中心的空闲冗余，以及
•简化整体IT软件组合。
本白皮书介绍OracleDatabase11g第2版的主要功能，这些功能可以帮助IT专业人员以前所未有的高服务质量和低成本成功提供更多信息。
硬件成本降至原来的1/5
“我们的平台由大型机转移到OracleRealApplicationClusters后，每年可以节省500多万美元。
”
EugenePark，平台服务高级总监
PG&E
通过整合降低硬件成本
为了满足各种业务需求，大部分数据中心所使用的硬件和软件随着时间的推移都已变得杂乱无章。
数据中心通常由不同的服务器和存储孤岛组成，还包括将所有内容集成在一起的复杂软件组合。
维护混合数据中心环境的代价非常高昂—IT预算的很大一部分（估计高达30％）用于确保所有这些不同组件之间良好协作，更重要的是要确保每个组件在其生命周期内都能正常工作。
维护不同的服务器和存储孤岛还会导致效率显著降低。
通常会为每个系统过量供应一些多余的处理和存储容量，这会导致整个数据中心存在大量未能充分利用的资源。
为提供期望的性能、可用性和安全性而对每个系统进行单独管理，不但效率低下，而且成本高昂。
为了应对这些挑战，业界一直希望将其数据处理和存储基础架构整合到虚拟共享环境中，从而为所有业务应用程序提供一个通用的标准化平台。
单从规模经济角度讲，服务器和存储的整合就可节省成本。
OracleDatabase已使许多组织整合到它们首选的硬件和操作系统上。
此外，Oracle软件还能提供非常商品化的整合环境，从而降低硬件成本，通常可降至原来的
1/4到1/6。
组织既可得到一个高效整合的数据中心，又可享受商用硬件的性价比优势。
享受商用硬件的性价比优势
以往，组织一直将多台独立的SMP服务器用作一个共享平台来整合多个负载，OracleDatabase11g第2版在这种环境中运行得非常良好。
二十年来，OracleDatabase在实现最佳SMP性能方面一直占据领先地位，并且得到了所有主要虚拟化和LPAR软件的支持。
OracleDatabase11g第2版还提出了“实例囚笼”的概念，在这一概念中，可以在
SMP环境中限定数据库使用特定内核，从而消除了对虚拟化和LPAR软件的需要。
但是，大型SMP服务器无论是初始成本还是扩展的增量成本仍然非常高昂。
作为一种替代方案，可以将运行开源操作系统（如Linux）的小型商用服务器汇集起来提供类似的处理器和内存容量，但初始成本可节省3/4到5/6。
客户不用花费纵向扩展SMP服务器的昂贵的
“铲车”式成本，只需通过添加更多商用服务器以较低的增量成本即可横向扩展数据库集群。
而且，商用硬件往往是第一个利用最新处理器和内存技术的。
例如，Intel的新Nehalem芯片速度极快，在供较大的SMP服务器使用之前，有2到3年的时间仅用于商用服务器—大大降低了每个组件的成本。
将所有数据处理整合到低成本网格上
OracleRealApplicationClusters（RAC）是OracleDatabase11g第2版的一个选件，可以让低成本的商用服务器集群作为一个共享数据库网格协同工作。
应用程序无需修改或重新设计即可部署在网格上，从而可以享受整合的优势、更高的可用性、更好的性能和按需的可伸缩性。
通过OracleDatabase11g第2版，可以轻松管理整合到共享网格上的多个应用程序，同时还能将网格资源分配到不同服务器池。
例如，可以分配一个前端节点服务器池，在其中运行CRM和Web站点的所有数据库。
同样，还可以为ERP数据库分配一个后端服务器池。
也可以向数据仓库和报表服务器池分配节点。
将所有未分配的节点作为一个空闲资源服务器池来管理。
如果由于性能或可用性原因需要为任何服务器池添加节点，可以从空闲池动态分配节点，或者从优先级较低的另一个服务器池重新分配节点，这使得网格可以动态重新分配资源以满足服务级别要求。
OracleRACOneNode
以这种方式整合到网格上不仅适用于任务关键应用程序—许多IT组织正在构建网格，要将其管理组合中的许多部门和业务线应用程序部署在网格中。
OracleRACOneNode提供了一个解决方案，可以让组织将它们的许多中小规模数据库整合到网格中。
OracleDatabase11g第2版的这个新选件提供了RAC的容错功能和灵活性，但只在单台服务器上运行数据库。
RACOneNode的功能包括支持集群故障切换、硬件和软件滚动升级、网格中服务器间的联机数据库迁移。
OracleDatabase11g第2版新增的网格即插即用特性还使供应网格环境变得更加简单，可以随平台的发展添加（或删除）服务器，以适应更大的整合和未来业务增长。
使用OracleDatabase11g第2版和OracleRealApplicationClusters，IT专业人员可以利用低成本商用硬件的价值针对所有数据处理需求部署一个可靠、低成本的整合平台。
这样，他们就能降低因独立硬件环境的过度供应和低利用率造成的硬件成本，享受SMP和商用硬件之间4-6倍的差价。
同时还能受益于OracleRAC提供的性能与可用性管理功能。
使用SunOracleDatabaseMachine加快网格部署
许多Oracle客户购买硬件服务器、存储、交换机，从头开始设计一个解决方案，一点一点地构建自己的网格。
这种硬件部署的定制方式不仅成本高昂，而且还会引入不必要的复杂性。
将这些系统构建成一种可使所用的处理器和存储设备发挥最佳性能的优化的平衡配置也很困难。
为此，Oracle为那些希望以最快方式部署优化的网格环境的客户提供了
SunOracleDatabaseMachine。
SunOracleDatabaseMachine为
OLTP、数据仓储和混合负载提供了极限数据库性能。
SunOracleDatabase
Machine采用Sun的行业标准硬件和Oracle的数据库及存储软件构建而成，是一个经过优化和预先配置的包括软件、服务器和存储的打包产品，为数据库整合提供了完美的网格环境。
SunOracleDatabaseMachine
通过使用SunOracleDatabaseMachine和OracleRealApplicationClusters整合到共享计算环境并享受商用硬件的性价比优势，IT组织可以开始显著降低其基础架构成本。
性能提高10倍
“OracleExadata的性能比我们迄今所测试的任何产品要高10到15倍。
该产品极其引人注目。
”
WaltLitzenberger，企业数据库系统总监
CMEGroup
业务用户始终希望从其日常系统中寻求更优性能。
OracleDatabase11g第2版可利用已部署的现有硬件资源实现性能改进。
例如，使用ASM充分利用存储阵列的I/O带宽可提供更高的性能，并且可立即产生投资回报。
将OLTP处理分流到中间层
还可利用应用程序（或中间）层中未充分利用的可用资源。
In-MemoryDatabaseCache（IMDBCache）是OracleDatabase11g第2版的一个选件，允许在应用程序自身的内存中缓存和处理数据，从而将数据处理分流到中间层资源。
并且还消除了事务路径上中间层与后端数据库间的任何网络延迟，因此通常可令各个事务的执行速度提高10倍。
这对要求非常高的事务处理速度的情况尤为有用，如市场交易系统、电信交换系统和实时生产环境。
中间层的所有数据都通过本地恢复得以充分保护，并异步发送到后端Oracle数据库。
使用OracleDatabase11g第2版，能够更轻松对现有Oracle应用程序透明部署IMDBCache—支持常见数据类型、SQL和PL/SQL，还提供对OracleCallInterface（OCI）的固有支持。
增加数据查询的并行化和内存中执行
Oracle在数据仓库市场上一直处于领先地位，并且不断为数据库引擎增加智能优化。
这些优化包括并行操作、位图索引、物化视图和摘要管理等高级技术，以及集成的ETL、OLAP和数据挖掘功能。
OracleDatabase11g第2版增加了更多的优化，包括能够根据可用资源自动确定查询的最佳并行度。
该特性带有自动并行语句队列，数据库将根据当前资源的可用性决定对某个查询进行排队，使其在所需资源空闲后再执行，以便进行更有效的查询。
OracleDatabase11g第2版还可利用低成本服务器网格中增加的服务器内存以及高级压缩功能。
OracleDatabase11g第2版将大型压缩表（或较小的非压缩表）自动分配给网格所有服务器的可用内存，然后将并行查询处理局限在各节点的内存数据上。
这极大地提高了查询性能，对那些可以使用压缩功能将大型表完全压缩到可用内存中的情况非常有帮助。
使用OracleExadataStorageServer实现极限性能
SunOracleDatabaseMachine提供了一个经过优化的可实现数据库极限性能平台—与客户使用现有基础架构相比，速度可提高10到100倍。
驱动SunOracleDatabase
Machine性能优势的独特技术是OracleExadataStorageServer。
随着数据量成指数持续增长，传统存储阵列在处理
TB级数据以及达到数据库应用程序所要求的必要性能方面都面临着挑战。
OracleExadataStorageServer
SunOracleDatabaseMachine包括多台SunOracleExadataStorageServer，提供了一个高带宽、大规模并行的存储解决方案，可以实现高达每秒500GB原始I/O带宽及高达每秒100万次的I/O操作。
每个ExadataStorageServer最多可存储7TB未压缩的用户数据，并配有384GB的固态闪存缓存。
该闪存缓存自动缓存OracleExadataStorageServer磁盘上的活动数据，使运行于OLTP应用程序下的读写操作性能提高了10倍。
OracleDatabase11g第2版将查询处理也推送到OracleExadataStorageServer，其中的所有磁盘并行运行来处理查询，只向数据库服务器返回相关的行和列。
这意味着执行大型数据库查询时，业务用户通常会看到性能至少提高10倍。
存储成本降至原来的1/10
“我们的首席财务官喜欢OracleDatabase11g的AdvancedCompression选件。
因为使用该选件，我们所需的磁盘将仅为现在的1/3到2/3。
”
MikePrince，首席技术官
BurlingtonCoatFactory
每个组织都正面临着信息爆炸。
今天的现代业务用户需要能够随时访问有关消费者、产品、服务和竞争对手的信息。
同时，由于监管和治理方面的加强，所有业务信息必须保持更长时间的联机可用。
其结果是企业的存储在过去几年中激增。
同时，由于存储容量变得更加密集，存储利用率迅速下降，而磁盘寻找时间和I/O吞吐量并没有改善。
降低存储管理成本
许多IT组织正依托它们的整合数据处理平台，采用大型磁盘阵列部署共享存储环境。
过去，数据库管理员和系统管理员需要花费大量时间确定如何在这些磁盘阵列中最佳放置数据以获得最佳性能和最高可用性。
数据放置的最佳过程只需全面条块化和镜像；将数据块均匀按条分布在阵列的所有磁盘中，然后将这些数据块至少镜像到两个磁盘上。
这种方法提供了性能、磁盘利用率及易用性之间的完美平衡。
自动存储管理（ASM）是OracleDatabase11g的一个特性，有了它，无需购买第三方卷管理软件就可使数据库的条块化和镜像实现自动化。
随着数据量的增加，会添加额外的磁盘，
ASM将自动跨所有可用磁盘重新条块化和重新平衡数据，以确保最佳性能。
同样，也可从磁盘阵列中删除报错的磁盘，此时，ASM将进行相应的重新调整。
OracleDatabase11g第2版在许多重要领域改进了ASM。
新的智能数据放置功能将不常访问的数据存储在物理磁盘的内圈，将频繁访问的数据放置在外圈，从而提供了更好的性能优化。
ASM集群文件系统
新的ASM集群文件系统（ACFS）功能意味着现在可以将ASM管理的存储用于Oracle数据库，也可用于通用文件系统，从而为Oracle数据库文件（Oracle软件二进制文件）和非Oracle相关文件提供了单一的存储平台。
还支持只读快照，最高可提供64个文件系统数据时间点副本。
分区以提高性能、降低存储成本
随着数据库的规模越来越大，其管理也变得愈加复杂。
能够很好处理GB级信息的数据库在应用于TB级信息时很少能处理得很好。
为此，Oracle在过去十年间一直在增强分区功能。
OraclePartitioning是OracleDatabase11g第2版的一个选件，可以将非常大的表
（及其相关的索引）分区成多个可管理的较小单元，从而为大型数据库管理提供了“分而治之”的方法。
分区还可提高性能，因为优化器将对查询进行修剪，在查找中只使用相关的表分区或索引。
OracleDatabase11g第2版提供了多种数据分区方法，并且允许对同一个表使用不同的分区级别，因此可以使用一个分区策略同时改善性能和可管理性。
OraclePartitioning还可以管理信息的生命周期。
通常，所有数据库都有活动数据（本月或本季度正在处理的信息）和主要是只读的历史数据。
组织可以利用数据的固有生命周期实现多层存储解决方案，从而降低组织的整体存储成本。
例如，订单输入系统中的一个大表可能包含最近7年处理的所有订单。
可以使用OraclePartitioning按月设置分区，将最近四个月的订单数据分区放到一个高端存储阵列上，所有其他分区放置在一个较低成本的存储解决方案上，低成本存储的成本通常是高端存储环境的1/2到1/3。
的1/2到1/3
用于降低存储成本的分区示例
使用此方法可以缓解不断购买高端存储的需要，因为将增长限制为一个可伸缩的低端存储解决方案。
此外，所有数据都是联机的，因此业务用户可以访问应用程序内的所有信息，与脱机数据归档相比具有明显优势。
使用高级压缩技术减少存储使用
OracleDatabase11g还提供了高级压缩技术来进一步降低存储需求。
使用OracleAdvancedCompression（OracleDatabase11g的一个选件），可以使用连续压缩表压缩功能对表中的所有数据进行压缩，可达到2-4倍的压缩率，但对OLTP或数据仓储负载的性能影响不大。
这种压缩技术用一个值替代了表中的重复值，并且可以持续适应随时间发生的数据变化，因此压缩率始终保持不变。
假设这样一个模型：
系统中5%的数据是活动的，其余95%是历史数据，使用OracleDatabase11g第2版的分区和压缩功能可将存储成本降至原来的1/10，这就大幅度降低了未来采购存储的需要，并且还获得了同样、甚至更高的应用程序性能。
此外，将整个企业节省的存储进行级联用作数据库的备份和副本还将减少使用的存储。
使用OracleDatabase11g第2版，SunOracleDatabaseMachine的ExadataStorageServer还实现了新的混合柱状压缩技术，可提供高达10倍的压缩率，并且查询性能有相应的提高。
对于纯历史数据，可以使用新的混合柱状压缩归档级别，可提供高达50倍的压缩率。
最高可用性
“ActiveDataGuard将使我们把的型任务关键系统成本最多减少10万美元”
ArisPrassinos，资深技术人员
MorphoTrak
IT组织整合其环境的一个主要原因是要简化业务应用程序可用性的管理。
提供对业务应用程序24x7的访问需要避免意外停机，还要减少维护操作造成的计划停机。
此外，组织还需要能够迅速从人为错误中恢复。
要避免意外停机，需要配备了冗余组件的体系结构。
数据镜像需要额外的磁盘，故障切换服务器处理需要额外的硬件，灾难恢复需要额外的数据中心。
所有这些冗余都非常昂贵，通常只有在真正出现组件故障时才能认识到其价值；这有点儿像一份昂贵的保单。
此外，将这些不同的组件集成在一起通常还需要大量软件，这些软件通常来自于不同供应商。
这将引入额外的复杂性和更大的人为错误的风险。
简化高可用性环境
快速恢复区自动存储管理
Oracle的最高可用性体系结构
Oracle的方法是提供一个完整的蓝图，称为Oracle最高可用性体系结构。
保护数据库所需的全部软件组件均由Oracle提供；这就提供了一个很好集成的解决方案，并且降低了数据中心的复杂性。
消除空闲冗余
Oracle最高可用性体系结构的主要优点是它使用冗余组件不仅提供意外停机保护，还提高了生产系统的性能和效率。
例如，向ASM环境添加额外磁盘，不仅为镜像数据提供了更多存储，而且这些磁盘提供的额外I/O带宽还可应用于生产环境。
磁盘上的备份和恢复区域使备份和恢复操作实现了自动化，同时独特的增量式更改跟踪和备份映像合并确保了同时达到备份和恢复目标。
用于执行磁盘备份和恢复操作的集成软件还可用于安全备份到磁带，现在还可以用于存储在
AmazonCloud中。
OracleRealApplicationClusters不仅提供服务器故障保护，而且还为业务应用程序提供额外的可伸缩性。
对于灾难恢复，可以用内置的DataGuard技术提供生产数据库和备用数据库间的低成本同步。
此外，OracleDatabase11g的ActiveDataGuard选件目前还支持将报表和备份操作从生产系统分流到备用系统。
这充分利用了以前的冗余资源，提高生产系统的性能同时还能继续进行灾难保护。
消除计划停机
对许多组织而言，真正的挑战在于消除计划停机的需要，而Oracle的最高可用性体系结构正好提供了这些独特功能。
Oracle网格中的任何硬件组件均可按照需要进行动态添加或删除。
使用ASM可以联机添加或删除磁盘，同时还可以自动跨新磁盘基础架构重新平衡数据。
还可以轻松地向RealApplicationCluster添加或服务器或者从中删除服务器，同时在新基础架构内重新对连接到这些节点的用户进行平衡。
这种将用户从RAC集群中的一台服务器迁移到另一台服务器的能力也支持数据库软件滚动打补丁。
如果需要应用一个补丁，那么可以从集群中删除一台服务器，对其打补丁，然后再放回集群中。
可以对集群中的下一台服务器重复同样的操作，直到所有服务器都打过补丁。
同样，可以在OracleDataGuard环境的生产数据库和备用数据库之间切换用户。
允许生产环境和备用环境之间的数据库版本及操作系统版本存在差异。
这意味着，备用数据库可以升级到下一个主要版本，可以对新环境进行测试，然后将旧版本上的用户切换到新版本，不会造成任何停机。
联机应用程序升级
OracleDatabase11g全面支持联机表重定义，现在的第2版还可以联机执行应用程序升级。
使用基于版本的重定义，对程序代码的修改可以在数据库内的新版本中隐蔽进行，不会影响当前的生产版本。
一个版本控制视图将同一个表的不同投影公开给每个版本，从而确保每个版本的代码只能看到属于该表针对自己的特定视图。
交叉版本触发器将旧生产版本进行的数据更改传播到新版本的列中，并将新版本进行的数据更改传播到就生产版本的列中。
然后，这就允许同时使用旧生产环境和新生产环境进行测试，还允许联机将用户从一个版本移至另一个版本。
一旦升级完成，就可以删除旧生产版本，删除不用的表列，新版本将成为事实上的生产版本。
消除人为错误造成的数据丢失
这是一个不幸的老生常谈，但造成数据丢失的首要原因就是简单的人为错误。
数据库管理员登录到开发系统对表进行删除和清理，但后来才发现他们错误登录到了生产系统中。
或者大批量作业中一个简单的编码错误会突然造成数据库的数以千计的客户全部共享同一邮件地址。
在非Oracle环境中，这些类型的错误都将要求关闭生产数据库，然后执行时间点恢复。
执行该备份的同时生产环境将无法使用，错误以及从出现错误时开始后的所有有用工作都将回滚，还需要重新键入事务。
OracleDatabase11g提供了独特的联机撤销人为错误的功能。
如果DBA不小心删除了表，该表会被发送到一个废纸篓，用一条简单命令就可将该表找回来。
同样，如果某个表的一行或多行被删除或修改，可以联机查询这些行的早期版本，并且可以撤销导致错误的特定事务，其他事务不会导致数据更改丢失。
如果需要的话，可以及时轻松回退整个数据库，很像向后播放视频。
最大程度提高安全性
“这是真正的透明数据加密。
短短几个小时内，基本组件便已正常运行和使用，而我们没有发现任何性能影响”
SamLebron，高级架构师
DressBarn
组织内的信息越来越多地面临风险。
目前IT需要服从众多法规，这些法规要求对个人身份信息实施强有力的控制和保护。
为了满足这些要求，OracleDatabase11g第2版提供了深入的数据安全功能，包括数据加密和屏蔽、访问控制、高保真审计和报表、企业配置扫描以及数据更改取证。
IT专业人员面临的最紧迫的挑战之一就是识别他们在安全方面最薄弱的环节。
Oracle提供了该领域的功能—配置管理包，与OracleEnterpriseManager一起提供，它提供了
240多个策略，可以跨企业的所有数据库实施和监视有关安全管理、配置与存储的最佳实践。
OracleAuditVault提供了一个安全集中的审计信息库，这些信息是从多个数据库
（包括一些非Oracle数据库）收集的，从而可以实现跨整个信息管理基础架构的简化分析
升级会员 