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1、Oracle数据库方案白皮书Oracle 数据库方案白皮书使用 Oracle Database 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。Oracle Database 11g 第 2 版是获奖的 Oracle Database 11g 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 Oracle Da

2、tabase 11g 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 Oracle Database 11g 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 Oracle Real Application Clusters 后，每年可以节省 500 多万美元。

3、”Eugene Park，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

4、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。Oracle Database 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，Oracle Database 1

5、1g 第 2 版在这种环境中运行得非常良好。二十年来，Oracle Database 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。Oracle Database 11g 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

6、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Oracle Real Application Clusters (RAC) 是 Oracle Database 11g 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

7、，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 Oracle Database 11g 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

8、级别要求。Oracle RAC One Node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。Oracle RAC One Node 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。Oracle Database 11g 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。RAC One Node 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。Oracle Database 11g 第 2 版新增的网格即插即用特

9、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 Oracle Database 11g 第 2 版和 Oracle Real Application Clusters，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 Oracle RAC 提供的性能与可用性管理功能。使用 Sun Oracle Database Machine 加快网格部署许多 Oracle

10、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Sun Oracle Database Machine 。 Sun Oracle Database Machine 为OLTP、数据仓储和混合负载提供了极限数据库性能。Sun Oracle DatabaseMachine 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，

11、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。Sun Oracle Database Machine通过使用 Sun Oracle Database Machine 和 Oracle Real Application Clusters 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“Oracle Exadata 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。”Walt Litzenberger，企业数据库系统总监CME Group业务用户始终希望从其日常

12、系统中寻求更优性能。Oracle Database 11g 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-Memory Database Cache (IMDB Cache) 是 Oracle Database 11g 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

13、 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 Oracle Database 11g 第 2 版，能够更轻松对现有 Oracle 应用程序透明部署 IMDB Cache 支持常见数据类型、SQL 和 PL/SQL，还提供对 Oracle Call Interface (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

14、技术，以及集成的 ETL、OLAP 和数据挖掘功能。Oracle Database 11g 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。Oracle Database 11g 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。Oracle Database 11g 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

15、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 Oracle Exadata Storage Server 实现极限性能Sun Oracle Database Machine 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 Sun Oracle DatabaseMachine 性能优势的独特技术是 Oracle Exadata Storage Server。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。Oracle Exadata Storage

16、 ServerSun Oracle Database Machine 包括多台 Sun Oracle Exadata Storage Server，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 500 GB 原始 I/O 带宽及高达每秒 100 万次的 I/O 操作。每个 Exadata Storage Server 最多可存储 7 TB 未压缩的用户数据，并配有 384 GB 的固态闪存缓存。该闪存缓存自动缓存 Oracle Exadata Storage Server 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。Oracle Databa

17、se 11g 第 2 版将查询处理也推送到 Oracle Exadata Storage Server，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 Oracle Database 11g 的 Advanced Compression 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。”Mike Prince，首席技术官Burlington Coat Factory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

18、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

19、用性之间的完美平衡。自动存储管理 (ASM) 是 Oracle Database 11g 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。Oracle Database 11g 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 (ACF

20、S) 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。Oracle Partitioning 是 Oracle Database 11g 第 2 版的一个选件，可以将非常大的表（及

21、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。Oracle Database 11g 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。Oracle Partitioning 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

22、7 年处理的所有订单。可以使用 Oracle Partitioning 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Oracle Database 11g 还提供了高级压缩技术来进一步降低存储需求。使用 Ora

23、cle Advanced Compression（Oracle Database 11g 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 Oracle Database 11g 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

24、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 Oracle Database 11g 第 2 版 ，Sun Oracle Database Machine 的 Exadata Storage Server 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“Active Data Guard 将使我们把的型任务关键系统成本最多减少 10 万美元”Aris Prassinos，资深技术人员MorphoTrakIT 组织整合其环境的一个主要原因是

25、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

26、 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

27、份到磁带，现在还可以用于存储在Amazon Cloud 中。Oracle Real Application Clusters 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 Data Guard 技术提供生产数据库和备用数据库间的低成本同步。此外，Oracle Database 11g 的 Active Data Guard 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

28、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 Real Application Cluster 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 Oracle Da

29、ta Guard 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Oracle Database 11g 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

30、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

31、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。Oracle Database 11g 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”Sam L

32、ebron，高级架构师Dress Barn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，Oracle Database 11g 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 Oracle Enterprise Manager 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。Oracle Audit Vault 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