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。