Oracle Core für Einsteiger: Datenbank I/O

@MartinKlierDBA Oracle Core für Einsteiger: Datenbank I/O 2/32
Oracle Core für Einsteiger:
Datenbank I/O
Martin Klier
Performing Databases GmbH
Mitterteich
#FiveWordTechHorrors „Storage comes from other department“

Referent
● Martin Klier
● Lösungsarchitekt und
Datenbankspezialist
● Fachliche Schwerpunkte:
– Performanceoptimierung / Tuning
– hochverfügbare Systeme
– Cluster und Replikation
● Linux seit 1997
● Oracle Database seit 2003

Referent
● Vorträge
● Kontakt: martin.klier@performing-db.com
● Weblog: http://www.usn-it.de
Regionalgruppen
April 2014

Unternehmen
● Spezialisten für Datenbanktechnik
– Konzeptberatung und Vergabekompetenz
– Architektur- und Systemplanung
– Lizenzierung
– Realisierung und Troubleshooting
● Kontakt
– Performing Databases GmbH
Wiesauer Straße 27
95666 Mitterteich
– Web: http://www.performing-databases.com
– Twitter: @PerformingDB

Ziele
● Funktionsweise des RDBMS (Überblick)
● Nutzung des Massenspeichers
● Automatic Storage Management (Überblick)
● Darstellung verschiedener IO-Typen
● Storage Sizing Basics
#NoHorror

Grundlagen
Funktion DBMS
#FiveWordTechHorrors „John knows everything about databases.“

TEMP
Architekturschema
(vereinfacht)
Listener
:1521
PMON
SGA
Session
Session
Buffer Cache
Shared Pool
Log Buffer
ARCnSMON
LGWR
DBWn
PGAs
CKPT
Session
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace Undo Tbs.

TEMP
Lesevorgang
Listener
:1521
SGA
PGAs
Session
Tablespace
Blöcke
Sort,
Hash,
Merge
Shared Pool
select ... ;
Buffer Cache
„Buffer“

TEMP
Daten-Änderung,
Database Writer
Listener
:1521
SGA
PGAs
Session
Tablespace
Blöcke
PMON
ARCnSMON
LGWRCKPT
Shared Pool
DBWn
Aber:
Database Writer
ist ein Lazy Writer!
Schreibvorgang auf HDD
kann extrem nachhängen!
Buffer Cache
update ...;

TEMP
Daten-Änderung
(nur Redo)
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
Log Buffer
PGAs
Session
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
PMON
ARCnSMON DBWn
CKPT
commit;
LGWR

●
Bei Transaktion
●
Wenn Log Buffer voll
●
spätestens alle 3 Sekunden
●
(wenn private strand geleert wird)
Schreiben Redo Logs
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
ARCn
Log Buffer
LGW1
LGW2
Paralleles Schreiben möglich
aber: Bug 19959089

TEMP
Daten-Änderung (komplett)
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
PGAs
Session
Blöcke
PMON
SMON
Shared Pool
update ...;
Log Buffer
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
LGWR
ARCn
CKPT
DBWn

Einige IO-Kategorien
#FiveWordTechHorrors „Storage is fast. What's IOPS?“

Tablespace
DB file sequential read
Buffer Cache
6 Single Block Read IOs (=„random access“)
6 Memory Access Calls (CPU)

●
Verwendet für Einzelzugriffe (Index Block)
●
In äußerst geringem Maß auch bei Vollzugriffen möglich
●
1 I/O call liest1 Blockim TBS
●
Schreibt Buffer auf optimalen Platz im Cache
DB file sequential read

Tablespace
DB file scattered read
Buffer Cache
1 Multiblock Read IO
6 Memory Access Calls (CPU)

●
Verwendet für FULL SCANs (Table, Index …)
●
1 I/O call liestn zusammenhängede Blöckeim TBS
●
max(n) = DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT
●
Schreibt „scattered“ im Buffer Cache
Ziel: Sparen von IO-Zeit
DB file scattered read

Tablespace
Direct Path Read
Prozess-PGA
1 Multiblock IO Call
1 Memory Access Call (CPU)

●
Verwendet für Massen-Lesevorgänge (Parallel Exec, Export..
●
1 I/O call liestn zusammenhängende Blocksim TBS
●
max(n) = DB_FILE_MULTIBLOCK_READ_COUNT
●
Schreibt zusammenhängend in die Prozess-PGA
Ziel: Sparen von IO- und CPU-Zeit
Direct Path Read

Oracle ASM
#FiveWordTechHorrors „No ASM diskgroups are online“

ASM
LUN 1 LUN 2 LUN 4 LUN 5
Location A Location B
LUN 3 LUN 6
Diskgroup A Diskgroup B
Oracle Datenbank
Instanz
ASM
Instanz
Verwaltung
Administration
Direktzugriffe
Online Redo Logs
Datafiles
Backups
...
Spiegelung
Spiegelung + Striping

●
„Automatic Storage Management“
(Automagic?)
●
Logical Volume Manager
●
Umgehung des Verwaltungslayers für Datenzugriffe
(analog Raw Device)
●
Multi-Master-fähig
●
Bedienung über SQL oder Command Line Tools
ASM

InMemory ist cool.
Cool reicht nicht.
UseCase muß passen.
#FiveWordTechHorrors „InMemory solves all performance problems“

Storage Sizing Basics
#FiveWordTechHorrors „Database fits into cache anyway“

●
Die Datenbank passt ohnehin in den Cache.
●
Wir vermeiden IO sowieso wo es geht.
●
Warum spiegeln - wir machen stündliche Archivelog-Backups
●
Vor zehn Jahren waren das noch Megabytes.
●
Ich mache das schon seit 20 Jahren:
Unsere Storage IST schnell genug für XYZ.
#StorageTechHorrors

TEMP
Daten-Änderung (komplett)
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
PGAs
Session
Blöcke
PMON
SMON
Shared Pool
update ...;
Log Buffer
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
LGWR
ARCn
CKPT
DBWn
1 1
1
1
?
?
?
CF
1

–
Falsch
–1. Data Block - eins
2. Undo Block - zwei
3. Online Redo Log - drei
4. Archived Redo Log - vier
5. Control File - fünf
5-Finger-Faustregel
–
aber ok
–
+1 für weitere(n) Block
+1 für Flashback Log

IOPS von Medien
HDD SSD
50x
SSD Storage
15x
7.000
100.000
Storage S-Cluster
10x
1.000.000
140
7.000
100.000

W
hitepaper!1. Grundfunktionen
2. Read IOs
3. Automatic Storage Management
4. InMemory vs. IO
5. Storage Sizing Grundlagen
Zusammenfassung
Download Präsentation und Whitepaper
http://www.performing-databases.com

Q & A
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