在UNIX裸设备与文件系统间移动Oracle

来源：赛迪网作者：Jonas

一、裸设备的相关问题
   
1.1 裸设备(RAW DEVICE)是什么？
   
裸设备是指未创建文件系统的磁盘分区(raw partition)或逻辑卷(raw logical volume)，应用程序直接通过一     
个字符设备驱动程序对它进行访问。如何对设备上的数据读写决定于使用它的应用程序。 由于对裸设备的操作不通过UNIX的缓冲区，数据在ORACLE的数据缓冲区(BUFFER CACHE)和磁盘之间直接传递，所以使用裸设备在一定程度上能够提高I/O性能，适合I/O量大的系统。另外OPS/RAC (Oracle Parallel Server/Real Application Cluster)环境下，多个节点同时访问同一个数据库，所以CONTROL FILE、DATA FILE、REDO LOG都必须建在RAW DEVICE上。
   
1.2 裸设备的可用空间
   
不同的UNIX对裸设备的管理不完全相同，特别要注意的是某些UNIX在每个裸设备 的头部要保留一定的空间，应用程序在使用裸设备时不可以覆盖这一部分，否则会对裸设备造成损坏。所以一个裸设备的实际可用空间是分配给裸设备的空间再减去 这部分操作系统保留空间。下面是常用UNIX的OS Reserved Size列表：
   
UNIX　　　　　OS Reserved Size   
   
------------　----------------   
   
SUN Solaris　　　　　　　0   
   
HP-UX　　　　　　　　　　0   
   
IBM AIX　　　　　　　　　4k   
   
Tru64 UNIX　　　　　　　64k   
   
Linux　　　　　　　　　　0   
   
1.3 dd命令
   
UNIX上读写裸设备不能使用cp, cpio, tar等命令，必须用dd，下面是几个dd常用参数的简单说明，更详细的信息请参考UNIX使用手册或用命令man dd。   
   
dd [ operand=value ... ]   
   
if=file 指定输入文件，缺省值是标准输入   
   
of=file 指定输出文件，缺省值是标准输出   
   
bs=n 设置输入和输出的块大小为n字节，也可以用“k”作单位   
   
skip=n 在拷贝之前跳过n个输入块，缺省值是0   
   
seek=n 在拷贝之前从输出文件首部跳过n块，缺省值是0   
   
count=n 指定拷贝的块数，缺省拷贝到输入文件结束   
   
1.4 本文中相关示例的说明
   
a. 所有例子中ORACLE的DB_BLOCK_SIZE都是8k   
   
b. /oradata是一文件系统目录   
   
c. /dev/rlv_data，/dev/rlv_redo和/dev/rlv_ctrl是三个RAW DEVICE，大小均为8MB(8192k)   
   
d. 在未提到操作系统时，默认是AIX，OS_RESERVED_SIZE=4K

二、移动数据文件(DATAFILE)
   
2.1 在裸设备上建立数据文件
   
用以下命令建立表空间：   
   
SQL> CREATE TABLESPACE ts_test DATAFILE '/dev/rlv_data' SIZE 8180k;   
   
SIZE指定的数值必须小于或等于8180k，否则语句将会失败：   
   
ORA-01119: error in creating database file '/dev/rlv_data'   
   
ORA-27042: not enough space on raw partition to fullfill request   
   
这个最大值的计算方法如下：   
   
8192k(RAW DEVICE SIZE) - 4k (OS_RESERVED_SIZE) - 8k (DB_BLOCK_SIZE) = 8180k   
   
为什么还要减去一个DB_BLOCK_SIZE呢？这是因为ORACLE建立 DATAFILE时，在命令中SIZE指定的大小之外，还要在文件头另加一个BLOCK，叫作“Oracle OS Header Block”，里面保存有这个文件的逻辑块大小和文件块数等信息。这一点并不是在RAW DEVICE上建DATAFILE特有的，如果你在文件系统上建一个DATAFILE，指定SIZE 1000k的话，你用ls -l或dir命令看到的文件大小将是1008k (DB_BLOCK_SIZE=8K)。
   
2.2 在文件系统和裸设备之间移动数据文件
   
2.2.1 从文件系统到裸设备
   
a. 在文件系统上建一个4M的DATAFILE   
   
SQL> CREATE TABLESPACE test DATAFILE '/oradata/test.dbf' SIZE 4M;   
   
b. 查看一下这个新建的DATAFILE的大小 (注：4202496 = 4M + 8K)   
   
$ ls -l /oradata/test.dbf   
   
-rw-r----- 1 oracle dba 4202496 Aug 29 15:01 /oradata/test.dbf   
   
c. 按下表公式确定dd的参数   
   
d. 在数据库没有OPEN的状态下，用dd进行拷贝，下面给出命令及输出   
   
AIX$ dd if=/oradata/test.dbf of=/dev/rlv_data bs=4k seek=1   
   
1026+0 records in   
   
1026+0 records out   
   
Tru64$ dd if=/oradata/test.dbf of=/dev/rlv_data bs=64k seek=1   
   
64+1 records in   
   
64+1 records out   
   
Other$ dd if=/oradata/test.dbf of=/dev/rlv_data bs=1024k   
   
4+1 records in   
   
4+1 records out   
   
2.2.2 从裸设备到文件系统
   
a. 确定数据文件实际大小file_size，用于下一步计算dd的参数count。如果count计算不对，拷贝出的数据文件无效，数据库无法打开。   
   
SQL> SELECT bytes, blocks, bytes/blocks db_block_size, bytes+bytes/blocks file_size   
   
FROM dba_data_files WHERE file_name='/dev/rlv_data';   
   
BYTES　　　BLOCKS　　DB_BLOCK_SIZE　FILE_SIZE   
   
---------- --------  -------------  ---------   
   
4194304　　512　　　　8192　　　　　4202496   
   
b. 按下表公式确定dd的参数，min表示二者之中取较小的   
   
c. 在数据库没有OPEN的状态下，用dd进行拷贝，下面给出命令及输出   
   
AIX$ dd if=/dev/rlv_data of=/oradata/test2.dbf bs=4k skip=1 count=1026   
   
1026+0 records in   
   
1026+0 records out   
   
Tru64$ dd if=/dev/rlv_data of=/oradata/test2.dbf bs=8k skip=8 count=513   
   
513+0 records in   
   
513+0 records out   
   
Other$ dd if=/dev/rlv_data of=/oradata/test2.dbf bs=8k count=513   
   
513+0 records in   
   
513+0 records out

2.2.3 无论从FILE SYSTEM拷贝到RAW DEVICE还是反之，想让ORACLE以新的数据文件打开数据库，必须进行RENAME操作
   
SQL> STARTUP MOUNT;   
   
SQL> ALTER DATABASE RENAME FILE 'oldfilename' TO 'newfilename';   
   
SQL> ALTER DATABASE OPEN;   
   
三、移动联机重作日志(ONLINE REDO LOG)
   
3.1 在裸设备上建ONLINE REDO LOG
   
用以下命令增加一组ONLINE REDO LOG：   
   
SQL> ALTER DATABASE ADD LOGFILE GROUP 4 '/dev/rlv_redo' SIZE xxxxk;   
   
在裸设备上建REDO LOG时也要计算SIZE子句可使用的最大值，方法类似于在2.1中建DATAFILE时的计算方法，唯一不同的是要把公式中的 DB_BLOCK_SIZE换成REDO_BLOCK_SIZE(即REDO LOG的逻辑块大小)。这个REDO_BLOCK_SIZE在不同操作系统上取值不同，用以下两种方法均可得到这个值，同时还可计算出REDO LOG的实际文件大小file_size)：
   
方法1：dump现有的REDO LOG FILE
   
SQL> ALTER SYSTEM DUMP LOGFILE '/oradata/redo01.log';   
   
SQL> SHOW PARAMETER user_dump_dest   
   
查看user_dump_dest目录下刚产生的trc文件：   
   
FILE HEADER:   
   
Software vsn=135294976=0x8107000, Compatibility Vsn=135290880=0x8106000   
   
Db Id=3227187598=0xc05af98e, Db Name='V817'   
   
Control Seq=12474=0x30ba, File size=8192=0x2000   
   
File Number=5, Blksiz=512, File Type=2 LOG   
   
方法2：用ORACLE提供的工具dbfsize，对文件系统和RAW DEVICE上的文件都适用
   
$ dbfsize /oradata/redo01.log   
   
Database file: /oradata/redo01.log   
   
Database file type: file system   
   
Database file size: 8192 512 byte blocks   
   
从以上两个输出都可得知REDO_BLOCK_SIZE=512，blocks=8192   
   
file_size=(blocks + 1) * REDO_BLOCK_SIZE = (8192+1)*512=4194816   
   
如果已知所在平台的REDO_BLOCK_SIZE，也可以通过查询数据字典来计算file_size：   
   
SQL> SELECT b.member, b.bytes, b.bytes+512 file_size FROM v$logfile a, v$log b   
   
WHERE a.group#=b.group# and a.member='/oradata/redo01.log ';   
   
MEMBER　　　　　　　　BYTES　　　 FILE_SIZE   
   
--------------------　--------　　---------   
   
/oradata/redo01.log　　4194304　　4194816   
   
下表列出了常用OS上的ORACLE REDO_BLOCK_SIZE：
   
OS　　　　　　　　REDO_BLOCK_SIZE   
   
----------------- ---------------   
   
Windows　　　　　　512   
   
SUN Solaris　　　　512   
   
HP-UX　　　　　　　1024   
   
IBM AIX　　　　　　512   
   
Compaq Tru64 UNIX　1024   
   
Linux　　　　　　　512   
   
3.2在文件系统和裸设备之间移动ONLINE REDO LOG
   
参见2.2拷贝DATAFILE的过程，唯一不同是要把DB_BLOCK_SIZE换成REDO_BLOCK_SIZE。另外，REDO LOG也可以不用dd进行拷贝，而采用删除重建的方法：   
   
SQL> SELECT * FROM v$log; --be sure it's not current and archived   
   
SQL> ALTER SYSTEM SWITCH LOGFILE; --if it’s current, force switch   
   
SQL> ALTER DATABASE DROP LOGFILE GROUP n;   
   
SQL> ALTER DATABASE ADD LOGFILE GROUP n 'newlogfilename' SIZE xxxxM;   
   
四、移动控制文件(CONTROL FILE)
   
4.1在裸设备上建控制文件
   
ORACLE的控制文件是执行CREATE DATABASE或CREATE CONTROLFILE语句时生成的，其名字是由初始化参数文件init$ORACLE_SID.ora中的control_files参数指定。 CONTROL FILE的大小不能显式指定，而且随着数据库的运行，它还会自动增长，所以为控制文件划分裸设备时要根据经验，留好足够的余量，以免不必要的麻烦。 CONTROL FILE的逻辑块大小和DB_BLOCK_SIZE相同，而且文件头部也和DATAFILE一样有一块“Oracle OS Header Block”。



4.2在文件系统和裸设备之间移动控制文件
   
4.2.1 使用dd复制
   
拷贝CONTROL FILE的方法基本与2.2中拷贝DATAFILE相同，唯一不同是当由裸设备向文件系统拷贝时，如何确定CONTROL FILE的实际大小file_size (ORACLE数据字典里没有CONTROL FILE大小的数据)。下面介绍两个方法：
   
方法1：执行完下面的SQL语句，再到user_dump_dest目录查看刚产生的trc文件
   
SQL> ALTER SESSION SET EVENTS 'IMMEDIATE TRACE NAME CONTROLF LEVEL 10';   
   
FILE HEADER:   
   
Software vsn=135266304=0x8100000, Compatibility Vsn=134217728=0x8000000   
   
Db Id=1937054535=0x73751b47, Db Name='O817'   
   
Control Seq=5838=0x16ce, File size=476=0x1dc   
   
File Number=0, Blksiz=8192, File Type=1 CONTROL   
   
方法2：用Oracle提供的工具dbfsize
   
$ dbfsize /oradata/control01.ctl   
   
Database file: /oradata/control01.ctl   
   
Database file type: file system   
   
Database file size: 476 8192 byte blocks   
   
从以上两个方法的输出结果都可得到file_size=(476+1)*8192=3907584   
   
4.2.2 使用SQL命令复制
   
相对于4.2.1介绍的用dd拷贝CONTROL FILE，下面用SQL语句进行复制的方法更为简洁：   
   
SQL> STARTUP MOUNT   
   
SQL> ALTER DATABASE BACKUP CONTROLFILE TO 'newcontrolfile';   
   
语句中newcontrolfile既可以是文件系统文件，也可以是RAW DEVICE，所以在MOUNT状态下运行这个命令就可以生成一个与现有CONTROL FILE完全相同CONTROL FILE复件。   
   
4.2.3 修改初始化参数文件(init$ORACLE_SID.ora)
   
无论用4.2.1还是4.2.2的方法产生了新的CONTROL FILE，为了让数据库使用新的CONTROL FILE，只要修改init$ORACLE_SID.ora里的control_files参数即可。   
   
五、Recovery Manager (RMAN)
   
RMAN是Oracle提供的备份与恢复工具，它能自动正确地跳过裸设备头部的OS Reserved Block，通过使用RMAN的BACKUP和RESTORE功能，可以很方便的将DATAFILE和CONTROL FILE在文件系统和裸设备之间进行移动。