Domino 附件和对象服务(DAOS)

什么是 DAOS ?
Lotus Domino 附件和对象服务(Domino Attachment and Object Service,DAOS)是 Lotus Domino 8.5 新推出的全新附件存储方式。相比于以前的附件存储,DAOS 极大降低了附件的存储空间,减少了对磁盘 I/O 的读写,从而提高了 Domino 服务器的性能。一般的数据库,附件所占存储比例都在 50% ~ 90% 之间,因此在 Domino 服务器的磁盘上,有数量众多大小不一的附件,其中,有些附件是完全相同的。比如,用户在某个数据库中放入一个附件,又在某个时候将这个附件放入另外一个数据库,此时,Domino 服务器将两份附件分别存储在两个不同的数据库中。这是两份完全相同的附件,能不能在 Domino 服务器上只存储一份呢?如果能,那不是可以节省服务器的存储空间吗?事实上,DAOS 就是这么做的。无论用户在数据库中存入多少份附件,DAOS 所做的就是保证相同的附件在 Domino 服务器上只保存一份,如下图 1 所示。

图 1. DAOS 和非 DAOS 比较
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当然,DAOS 带来的好处绝非仅仅是节省存储空间,更重要的是使 Domino 服务器减少 I/O 读写操作数和 I/O 读写数据量,从而提高了 Domino 服务器的性能。此外,对于管理员来说,由于数据库空间的减小,使得数据库压缩操作完成得更快,耗时减小,在 IBM 测试中,数据库压缩可以快 2 ~ 7 倍。由于单附件节省了存储空间,对数据库的备份比之前更快。并且,DAOS 对用户和 API 都是透明的。




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DAOS 设置和工作原理
需要注意的是,Lotus Domino 8.5 缺省设置并不启用 DAOS。要启用 DAOS,先决条件是 Domino 服务器启用事务日志(事务日志可以在服务器文档里启用),同时,在服务器文档“DAOS”栏设置启用 DAOS。此外,需要在数据库层面上进行设置。首先,数据库 ODS 必须是 8.5 版本或以上(为 51 或以上),然后在“database property”的“advanced”选项选中“Use Domino Attachment and Object Service”,或者使用带 DAOS 参数的 compact 命令对数据库压缩,命令为 load compact �C c �C daos on,这样数据库就启用了 DAOS。Lotus Domino 允许启用 DAOS 和没有启用 DAOS 的数据库同时存在,给管理员使用 DAOS 很大的灵活性。如果一个数据库没有启用 DAOS,意味着如果有多份相同附件存入这个数据库,仍旧是多份存储,就像以前的附件存储那样。服务器文档“DAOS”栏的设置项如图 2:

图 2. 服务器 DAOS 设置
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  • “Store file attachments in DAOS”:服务器是否启用 DAOS,只有在启用的情况下,其余各项才有意义。此设置对应于 notes.ini 参数 DAOSEnable。
  • “Minimum size of object before Domino will store in DAOS”:附件会以 DAOS 方式存储的最低尺寸要求。如果一个附件的大小小于此设置值,即使所在的数据库启用了 DAOS,也不会以 DAOS 方式存储。此设置对应于 notes.ini 参数 DAOSMinObjSize。
  • “DAOS base path”:存储附件的路径,相对于 Domino 数据目录。以 DAOS 存储的附件都会存放在此路径下。事实上,即使附件只出现一个文档中,并没有被多个文档引用,也会存储在这里。服务器会在此路径下创建子路径 0001、0002,…… . 最多能够创建 10000 这样的子目录,每个子目录最多能存储 4000 个附件,附件都存储在子目录中。此设置对应于 notes.ini 参数 DAOSBasepath。
  • “Defer object deletion for”:如果文档中都已删除了某个附件,也就是说,服务器上已经没有文档还引用这个附件,那么,服务器就可以在附件目录下将此附件删除。这个删除工作什么时候做,取决于此项设置。如果设置为“0”,是让服务器在没有任何文档引用这个附件时立刻把附件删除。既然对附件没有任何引用了,还有必要让附件在服务器上保留一段时间吗?考虑这样的情况,在将来的操作中,还会把此附件存入数据库,如果此附件服务器上已经存在,那么就会节省上传附件的时间。此设置对应的 notes.ini 参数为 DAOSDeferredDeleteInterval。
前面提到,DAOS 会将附件都存放在设定的路径下,每个附件都会以 .NLO(Notes Large Object)后缀名文件存在。.NLO 文件的文件名是附件内容的校验和码。当用户往数据库存入一个附件时,DAOS 首先对附件的内容做校验和,然后和目录下的 .NLO 文件做比较(把计算得出的校验码和文件名比较),如果没有找到相同的,说明此附件对服务器来说是“第一份”和“全新”的,将附件加密后,以 .NLO 文件的形式放入目录下。如果已经存在相同的附件,就不会再将附件放入目录。服务器上有一个重要的数据库 DAOS Catalog(daoscat.nsf)来维护 DAOS 附件和其引用的维护,它记录了文档与附件之间的对应关系。对每个 .NLO 文件,DAOS Catalog 维护一个计数器,来记录附件被服务器上文档引用的次数。图 3 描述了 DAOS 存储过程。

图 3. DAOS 工作过程
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需要注意的是,服务器在缺省情况下都会用自己的密钥对 .NLO 文件加密,这样,在操作系统层面,无法直接打开 .NLO 文件,保证附件安全性。因为使用服务器的密钥进行加密,因此除了附件所在的服务器外,其他 Domino 服务器都也都无法解密附件。Domino 也提供不对 .NLO 文件加密的设置,虽然这是强烈不推荐的。在 notes.ini 中设置 DAOS_ENCRYPT_NLO=0,Domino 服务器就不会对 .NLO 文件加密。另外,只是对附件的内容计算校验和,这就是说,只要内容相同,不同名称、修改时间的附件对 DAOS 来说都是相同的。
如果用户修改了附件内容并保存,对 Domino 服务器而言,就是新产生了和原附件不同的附件,DAOS 的处理过程和图 3 类似。
当用户删除附件时,一般服务器都不会真正的把 .NLO 文件删除,它首先更新 daoscat.nsf 中对相应 .NLO 文件的计数器,如果计数器不为 0,则不用再做任何操作,删除过程已经完成。如果计数器为 0,意味着服务器上已经没有对此附件的引用,可以将 .NLO 文件删除。删除操作何时进行,取决于上文提到的“Defer object deletion for”设置。
daoscat.nsf 在 DAOS 中扮演了十分重要的角色,它存储附件和对其引用的重要信息,是 DAOS 技术的基础。因此,daoscat.nsf 被设计成只对服务器可见,只有服务器能够读写信息,任何用户,包括服务器管理员,都没有权限访问此数据库的权限,这样能够保证 daoscat.nsf 中的信息不会因为人为操作而出现不一致的情况。并且,daoscat.nsf 是独立的,不和其他服务器上的 daoscat.nsf 复制同步。
Notes 文档并不存储附件本身。文档存储的只是对附件的引用(ticket),引用包含了附件的相对地址,因此用户在打开附件时,Domino 服务器可以根据这个引用找到附件并打开,DAOS 对用户来说是完全透明的,用户并不需要知道附件实际是怎么存储的。图 4 是附件在 Notes 文档存储的示意图。

图 4. DAOS 和引用
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需要注意的是,DAOS 是以服务器为范围的,就是说,只有同一服务器上的数据库,才能实现对同一附件的共享。




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DAOS 和邮件路由
DAOS 使邮件路由的性能大大提高。MAIL.BOX 是特殊的数据库,它也能启用 DAOS(但必须选择 LZ1 作为附件压缩方式)。未启用 DAOS 时,发送邮件中的附件会和邮件一起放入 Domino 服务器的 MAIL.BOX 数据库,邮件路由器会把它们转发到收件人的数据库,在这个过程中附件在多个数据库之间复制,造成很大的 I/O 开销,对 MAIL.BOX 的大量读写也会影响邮件转发的性能。图 5 是两种情况下的邮件路由示意图。

图 5. DAOS 和邮件路由
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在 DAOS 启用的情况下,邮件内的附件被直接放入 DAOS 附件路径下,不会经过 MAIL.BOX。从 MAIL.BOX 内转发的仅仅是对附件的引用(ticket),这大大提高了邮件转发性能。图 5 所描述的是多个收件人的情况,实际上对于单个收件人,DAOS 也是这样做的。
对于邮件系统来说,共享邮件(shared mail)和 DAOS 有共同之处,在多个收件人的情况下,它们都能减少磁盘存储,减少 I/O 读写操作,并且对用户都是透明的。主要不同点为:
  1. 共享邮件只能使用在邮件数据库中,而 DAOS 还可以适用其他数据库。
  2. 共享邮件共享的是邮件正文,可以包含附件,也可以包含文字等其他内容,而 DAOS 共享的只是附件。
  3. 对于含有附件的邮件,DAOS 的转发效率比共享邮件高。共享邮件的方式下,邮件正文(包含附件)会进入 MAIL.BOX,而在 DAOS 方式下,附件不会进入 MAIL.BOX,而是直接放入附件存储目录,邮件路由器的转发效率更高。
Domino 8.5 及以后的版本建议使用 DAOS 与数据库设计压缩,文档压缩来代替共享邮件,共享邮件将逐渐退出历史舞台。




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DAOS 管理
作为 Domino 管理员,需要对 DAOS 附件存储进行管理。下面列出了管理 DAOS 的主要命令。
Tell DAOSMgr Status:列举 DAOS 操作的状态以及 DAOS 全局信息,比如附件存储路径,删除没有文档引用附件的间隔等。
Tell DAOSMgr Status Dbsummary:列举服务器上所有启用 DAOS 的数据库状态,对附件的引用数目,如图 6 所示。

图 6. DAOS 命令显示
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Tell DAOSMgr Status Catalog:列举 DAOS 中 catalog 的状态,版本等信息。
Tell DAOSMgr Status Databases:列举服务器上所有启动 DAOS 的数据库的详细信息,包括状态,上次引用与附件同步的时间,引用数目等,如图 7 所示。

图 7. DAOS 命令显示
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Tell DAOSMgr Status database_name:列举某个数据库的 DAOS 信息和状态。
Tell DAOSMgr ListNLO �C o outputfile_name ALL/MISSING database_name:列举指定数据库中所有(ALL)或者丢失(MISSING)的 NLO 引用,并将结果重定向到文件 outputfile_name 中。如果 NLO 文件损坏、删除或丢失,用此命令可以迅速定位,用备份的 NLO 文件进行恢复。
Tell DAOSMgr Prune day_number:删除没有文档引用的 NLO 文件。day_number 指定 NLO 已经没有任何引用但还存在服务器上的天数。如果此参数为 0,就表示立即清除所有没有引用的 NLO 文件。如果为非零,比如说 3,就是清除所有失去任何引用超过 3 天的 NLO 文件。值得注意的是,执行这个命令时,会覆盖前文提到的服务器文档“Defer object deletion for”的设置。
Tell DAOSMgr Resync:同步启用了 DAOS 数据库和 NLO 之间的引用关系。当从操作系统删除数据库,数据库恢复等操作发生后,需要同步 DAOS 引用关系,并在 daoscat.nsf 中更新。
在 Domino 服务器工作过程中,可能会出现 NLO 文件丢失,损坏而无法访问,也可能会因为 NSF 数据库损坏而致使 NLO 文件成为“孤立”文件。如果所引用的 NLO 文件丢失或者无法访问,在 NSF 文档中打开这个附件时,会遇到如图 8 这样的错误。

图 8. 错误提示
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在服务器控制台,输入上文提到过的“Tell DAOSMgr ListNLO �C o outputfile_name MISSING database_name”命令,可以得到数据库中哪个 NLO 文件丢失,以便进行备份。“fixup �C J �C D database_name”用来修复或删除损坏的有附件引用的文档。
如果 NSF 文件损坏,以致在同步时,无法进行扫描,导致某些 NLO 的计数为 0,这样那些 NLO 文件就成为“孤立”文件,需要及时用备份 NSF 数据库来恢复损坏的文件。




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复制和备份
数据库在多个服务器上有副本,这些副本中,有些是启用 DAOS 的,有些是不启用的,它们之间相互复制,对附件的处理是怎样的呢?事实上,在 Domino 8.5 中,无论是启用 DAOS 和没启用 DAOS 之间的复制,还是两个都启用 DAOS 副本之间的复制,都和“普通”的复制一样,对附件进行全复制,即如果数据库中有多个对同一附件的引用,该附件会被复制多次,并不会只复制一次。但如果复制的目标副本启用 DAOS,则此副本的附件在服务器上就会以 DAOS 方式存储,也就是说,复制过程中,在目标副本启用 DAOS 的情况下,一个附件可能被复制多次,但在目标服务器上仍旧只存储一份。可以说,Domino 8.5 中的复制过程并没有充分利用 DAOS 的特点,理想的情况是,在源和目标副本都启用 DAOS 时,只复制文档中的引用(ticket)和对应的 NLO 文件,就完成副本间附件的复制。这里面涉及到一些问题,比如,NLO 文件都是以服务器的密钥加密的,简单的复制到其他服务器上并不能使用,需要一个解密再加密的过程等。总之,无论是否启用 DAOS,附件的复制都是全复制的方式,但或许在以后的版本中或有所改变。
因为启用了 DAOS,数据库的备份较以前也有所不同,除了 NSF 外,还需要备份 NLO 文件。大致的备份步骤为:
  1. 将 NSF 文件备份在单独的磁盘。
  2. 同步 NSF 数据库和 NLO 文件的引用关系,执行“Tell DAOSMgr Resync”。
  3. 备份 daoscat.nsf 和 daos.cfg,这两个文件都在 Domino 数据目录下。daos.cfg 记录了附件子目录结构等信息。
  4. 将 DAOS 附件目录下的 NLO 文件备份在另一个磁盘,注意保持子目录结构不变。这个过程可以使用数据备份工具,例如 Tivoli Storage Manager)。对于在线备份而言,NLO 文件的备份应该在 NSF 文件备份之后,因为在两种文件备份之间,服务器正常工作,可能会产生新的 NLO 文件和引用,如果先备份 NLO 文件,可能会导致备份的 NSF 文件中的一下引用没法找到 NLO 文件。
需要注意的是,在首次备份以后,可以对 NSF 和 NLO 文件采取增量备份,并且,设置服务器文档中“Defer object deletion for”的时间大于增量备份的间隔时间。
若要移动服务器上的附件存储路径,将原有路径下的所有子目录和 NLO 文件移至新的目录,注意保持所有子目录结构不变,然后对服务器文档“DAOS base path”设置做相应修改,重启服务器。




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注意事项
DAOS 存储下,附件仍旧占据数据库的配额(quota),虽然实际上只是以引用的方式存在。使用 DAOS 后,访问或打开附件的时间相比之前稍长,但这种增加是微乎其微的。因为在用户打开附件时,服务器必须先定位到附件,然后解密 NLO 文件,这些开销就是 DAOS 所付出的代价。
在这样的环境中使用 DAOS 将带来很大好处:
  1. 数据库中的附件数量比较多,而且重复性较高。
  2. 访问附件相对不频繁。
  3. 需要经常做数据库压缩和备份。
相对来说,下面的环境使用 DAOS 带来的好处较小:
  1. 附件数量较少。
  2. 文件内嵌在文档中,而非以附件的方式存在。
  3. 有很多附件是加密的。(加密的附件不能以 DAOS 存储)

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