在UNIX裸设备与文件系统间移动Oracle

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。