Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)實(shí)踐研究

王淑平， 劉杉

(湖北省腫瘤醫(yī)院，武漢 430079)

0 引言

Oracle數(shù)據(jù)庫是甲骨文公司研發(fā)的一款優(yōu)秀的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，在國內(nèi)政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、醫(yī)療機(jī)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用。Oracle數(shù)據(jù)庫具有性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大、移植性好等特點(diǎn)，適用于多種環(huán)境，能夠滿足不同的數(shù)據(jù)處理和業(yè)務(wù)需求。在Oracle數(shù)據(jù)庫使用過程，需要做好Oracle數(shù)據(jù)庫日常維護(hù)工作，從而保證Oracle數(shù)據(jù)庫正常高效地運(yùn)行。

1 Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)內(nèi)容

Oracle 數(shù)據(jù)庫經(jīng)過多年的不斷完善，現(xiàn)在已經(jīng)成為較為成熟的產(chǎn)品，Oracle 數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 Oracle 數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)

Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)內(nèi)容包括六個(gè)方面。(1)運(yùn)行狀態(tài)檢查，通過檢查服務(wù)、進(jìn)程、監(jiān)聽、定時(shí)作業(yè)等運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫是否處于正常工作狀態(tài)。(2)實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)，對(duì)服務(wù)器參數(shù)(如CPU占用率、I/O情況等)、數(shù)據(jù)庫性能(如session數(shù)、cache命中率、鎖情況等)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，時(shí)刻掌握數(shù)據(jù)庫的性能狀況。(3)空間使用情況，主要是表空間、本地存儲(chǔ)和共享存儲(chǔ)的剩余情況，保證足夠的磁盤空間。(4)日志文件檢查，通過監(jiān)控警告日志文件alert_〈SID〉.log，捕獲數(shù)據(jù)庫運(yùn)行過程中的異常，及時(shí)處理解決。(5)用戶及權(quán)限監(jiān)管，關(guān)注每個(gè)用戶的狀態(tài)和權(quán)限分配，管理好權(quán)限傳遞和角色，確保數(shù)據(jù)的正常產(chǎn)生和不被非法操作。(6)備份與恢復(fù)管理，靈活應(yīng)用邏輯備份和物理備份方式做好數(shù)據(jù)的備份工作，通過RMAN工具，以自動(dòng)化腳本的方式，定期對(duì)數(shù)據(jù)庫備份，通過數(shù)據(jù)泵expdp/impdp工具，結(jié)合業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，快速導(dǎo)入導(dǎo)出指定數(shù)據(jù)。此外，還要定期檢查備份的有效性，保證備份能夠正常使用。

2 Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)工作

2.1 運(yùn)行狀態(tài)檢查

作為數(shù)據(jù)庫管理員，應(yīng)當(dāng)首要關(guān)注數(shù)據(jù)庫的整體運(yùn)行狀態(tài)。Oracle數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行狀態(tài)檢查主要包括服務(wù)狀態(tài)、進(jìn)程狀態(tài)、監(jiān)聽狀態(tài)、數(shù)據(jù)庫狀態(tài)、定時(shí)作業(yè)JOB情況等。數(shù)據(jù)庫服務(wù)的開啟和關(guān)閉一定要按照正確的順序進(jìn)行，錯(cuò)誤的操作順序可能會(huì)導(dǎo)致服務(wù)的異常。Oracle的進(jìn)程需要重點(diǎn)檢查名字以ora_開頭進(jìn)程，檢查進(jìn)程狀態(tài)是否正常。監(jiān)聽的正常與否，直接影響到用戶是否能遠(yuǎn)程或者通過應(yīng)用程序連接到數(shù)據(jù)庫，用戶端的TNS提示可以判斷監(jiān)聽服務(wù)的異常。數(shù)據(jù)庫正常連接后可以通過SQL*plus檢查數(shù)據(jù)庫實(shí)例、文件、配置參數(shù)的情況。定時(shí)作業(yè)JOB是為解決某些特定需求而定時(shí)執(zhí)行的任務(wù)，具有自動(dòng)性，數(shù)據(jù)庫管理人員需要檢查確保JOB的有效性和執(zhí)行產(chǎn)生的結(jié)果。

2.2 實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)

在日常維護(hù)中，分析Oracle數(shù)據(jù)庫的性能是一件非常重要的工作，通常可以通過AWR和Statspack報(bào)告來進(jìn)行分析，獲得數(shù)據(jù)庫歷史狀態(tài)。AWR和Statspack報(bào)告是通過收集歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析，具有時(shí)間滯后性，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，因此進(jìn)行實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，做出應(yīng)對(duì)之策。

Oracle數(shù)據(jù)庫的實(shí)時(shí)性能監(jiān)測(cè)需要綜合多項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行綜合評(píng)判。在運(yùn)維實(shí)踐中，一般會(huì)對(duì)服務(wù)器關(guān)鍵參數(shù)和數(shù)據(jù)庫核心性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。服務(wù)器關(guān)鍵參數(shù)，如進(jìn)程數(shù)量和CPU的占用率、內(nèi)存使用情況、I/O讀寫效率以及磁盤的占用率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，尤其是其使用峰值及其持續(xù)時(shí)間是判斷的重要依據(jù)，比如長時(shí)間占用CPU通常推斷出有大事務(wù)SQL在執(zhí)行，再配合AWR報(bào)告可以進(jìn)行查看。數(shù)據(jù)庫核心性能，如session數(shù)、cache命中率、鎖情況等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)或人工干預(yù)，比如出現(xiàn)死鎖等待時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行殺死相關(guān)進(jìn)程以解除死鎖，保證數(shù)據(jù)庫的可用性。

2.3 空間使用情況

Oracle數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的存儲(chǔ)日常檢查維護(hù)主要包括表空間、本地存儲(chǔ)、共享存儲(chǔ)等。其中，表空間是Oracle數(shù)據(jù)庫的邏輯劃分，用以存邏輯存放數(shù)據(jù)文件，本地存儲(chǔ)通常為Oracle服務(wù)器的本地磁盤，用來安裝數(shù)據(jù)庫軟件等，共享存儲(chǔ)一般在集群中用來物理存放數(shù)據(jù)文件、歸檔日志文件以及備份文件等。

表空間的日常維護(hù)主要是檢查表空間的使用情況，尤其是表空間的剩余容量，表空間不足會(huì)造成數(shù)據(jù)庫性能下降，表空間已滿會(huì)造成數(shù)據(jù)無法正常寫入。數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)當(dāng)定期關(guān)注表空間的剩余情況和表空間的數(shù)據(jù)增長情況，根據(jù)“二八”原則，表空間剩余低于20%時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注，表空間剩余空間低于10%時(shí)，要及時(shí)采取措施，如擴(kuò)展表空間等。本地存儲(chǔ)和共享存儲(chǔ)是物理存放Oracle系統(tǒng)及各種文件的地方，需要定期檢查存儲(chǔ)的空間使用情況，根據(jù)文件的增長率，適時(shí)擴(kuò)容。

2.4 日志文件檢查

Oracle警告日志文件alert_〈SID〉.log是數(shù)據(jù)庫運(yùn)維過程中的一類特殊的跟蹤文件，按時(shí)間順序記錄了message和錯(cuò)誤信息。在日常運(yùn)維過程中，警告日志十分重要，是數(shù)據(jù)庫遇到問題時(shí)候首要檢查的文件。

Oracle數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)當(dāng)重視警告日志文件，了解日志的存放位置、日志包括的內(nèi)容，能通過專門的工具，如Linux中g(shù)rep工具或外部表的方式，時(shí)刻監(jiān)控日志中出現(xiàn)的各種提示，及時(shí)了解數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)。日志中需要重點(diǎn)檢查警告提示，如“Error”、“ORA-錯(cuò)誤(如內(nèi)部錯(cuò)誤ORA-600)”、“Failed”等報(bào)錯(cuò)信息；管理操作，如數(shù)據(jù)庫的啟動(dòng)、關(guān)閉等信息，內(nèi)部參數(shù)調(diào)整等信息，表空間的創(chuàng)建、刪除等操作；checkpoint事件的執(zhí)行等。數(shù)據(jù)大部分的異常運(yùn)行信息提示都會(huì)在警告日志中所有反應(yīng)，Oracle 數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)該及時(shí)檢查alert_〈SID〉.log，根據(jù)報(bào)錯(cuò)提示解決問題。

2.5 用戶及權(quán)限監(jiān)管

一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通常擁有很多用戶，這些用戶以不同權(quán)限對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種操作，是數(shù)據(jù)的產(chǎn)生者和管理者。Oracle數(shù)據(jù)庫通過授權(quán)管理和角色管理對(duì)用戶的權(quán)限進(jìn)行分配和管理。數(shù)據(jù)庫管理人員要隨時(shí)關(guān)注每個(gè)用戶的狀態(tài)和權(quán)限分配，管理好權(quán)限傳遞和角色，以保證數(shù)據(jù)的正常產(chǎn)生和不被非法操作。用戶權(quán)限分配應(yīng)該遵循“最小權(quán)限原則”。數(shù)據(jù)庫管理人員要重點(diǎn)關(guān)注高權(quán)限用戶和臨時(shí)用戶，高權(quán)限用戶應(yīng)該做好操作日志記錄，接受安全審計(jì)；臨時(shí)用戶通常是因?yàn)槟承┡R時(shí)或短期需求而產(chǎn)生的用戶，使用完后應(yīng)該及時(shí)停止或刪除用戶，以保證安全。在運(yùn)維中，經(jīng)常使用profile文件對(duì)用戶的密碼進(jìn)行管理，常見的方法包括登錄限制鎖定機(jī)制和強(qiáng)制密碼過期修改，如高權(quán)限用戶連續(xù)3次嘗試登錄失敗后，則該用戶被限制登錄進(jìn)入鎖狀態(tài)，不允許再繼續(xù)嘗登錄。

2.6 備份與恢復(fù)管理

數(shù)據(jù)庫備份是為了在數(shù)據(jù)出現(xiàn)故障(如數(shù)據(jù)丟失、損壞等)時(shí)，能快速地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)，從而起到數(shù)據(jù)保護(hù)作用。通常數(shù)據(jù)庫的備份分為邏輯備份和物理備份，邏輯備份是以數(shù)據(jù)文件為基本單位導(dǎo)出數(shù)據(jù)內(nèi)容的映像，只能用于數(shù)據(jù)的邏輯恢復(fù)；物理備份是以磁盤塊為基本單位進(jìn)行數(shù)據(jù)拷貝，能夠?qū)?shù)據(jù)按照原來的存儲(chǔ)特征進(jìn)行物理恢復(fù)。物理備份包括冷備份和熱備份。Oracle數(shù)據(jù)庫的備份方式,如圖2所示。

圖2 Oracle數(shù)據(jù)庫的備份方式

Oracle數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)備份機(jī)制做的非常完善，備份方法和策略靈活。Oracle的邏輯備份工具，在Oracle 9i之前使用的是exp/imp，Oracle 10g以后的版本提供了新的導(dǎo)入導(dǎo)出工具，數(shù)據(jù)泵expdp/impdp，能夠更高效、靈活地進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。在大型業(yè)務(wù)系統(tǒng)中，RMAN是Oracle數(shù)據(jù)庫最常使用的備份與恢復(fù)工具，功能強(qiáng)大，自動(dòng)化程度很高。

在實(shí)際的運(yùn)維過程中， Oracle 數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮備份工具，靈活應(yīng)用邏輯備份和物理備份方式做好數(shù)據(jù)的備份工作。通過RMAN工具，以自動(dòng)化腳本的方式，定期對(duì)數(shù)據(jù)庫的“四大文件”，即數(shù)據(jù)文件、控制文件、日志文件和參數(shù)文件進(jìn)行備份。RMAN備份最好存放在與數(shù)據(jù)庫文件不同存儲(chǔ)設(shè)備上，以保證備份的獨(dú)立可用性。通過數(shù)據(jù)泵expdp/impdp工具，可以結(jié)合業(yè)務(wù)的實(shí)際需要，快速獲取指定需求數(shù)據(jù)。備份的有效性檢查在數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)管理是一項(xiàng)重要工作，一個(gè)完整有效的備份不僅要能做到數(shù)據(jù)的完全拷貝，更重要的是要能保證備份能夠使用，數(shù)據(jù)庫管理人員要定期檢查備份的有效性，通常生產(chǎn)庫需要時(shí)刻處于運(yùn)行狀態(tài)，數(shù)據(jù)不能隨意改動(dòng)，數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)該搭建專門的測(cè)試環(huán)境，在測(cè)試庫上驗(yàn)證備份的可用性。

3 Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)實(shí)踐

Oracle數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行離不開數(shù)據(jù)庫管理人員的日常運(yùn)行維護(hù)，實(shí)際過程中往往以人工手動(dòng)維護(hù)和自動(dòng)化運(yùn)維相結(jié)合的方式，全面高效地對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行日常維護(hù)。不同的運(yùn)行環(huán)境，維護(hù)方式也有所不同。以下以Linux環(huán)境中Oracle數(shù)據(jù)庫維護(hù)演示。

3.1 人工手動(dòng)維護(hù)

在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境中，通過df-h查看系統(tǒng)磁盤的使用情況，ps-ef |grep ora_查詢進(jìn)程情況，top命令實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況，iostat顯示設(shè)備使用率(%until)、響應(yīng)時(shí)間(await)等情況，free-m 以MB為單位顯示內(nèi)存使用情況。

[root@hostname～]# top

[root@hostname～]# df -h

[root@hostname～]# free -m

[root@hostname～]# ps -ef |grep ora_

[root@hostname～]# iostat -d -k 1 10

在共享存儲(chǔ)命令行操作中，通過asmcmd命令，比如lsdg顯示存儲(chǔ)的使用情況，包括已使用量和剩余容量等。

[grid@hostname～]asmcmd

asmcmd>lsdg

在Oracle集群服務(wù)檢查中，crsctl check crs命令檢查整個(gè)集群的的健康狀態(tài)，crs_stat-t 用來檢查資源的運(yùn)行情況，lsnrctl status命令反應(yīng)了集群的監(jiān)聽狀態(tài)。

[grid@hostname～]crsctl check crs

[grid@hostname～]crs_stat -

[grid@hostname～]lsnrctl status

在數(shù)據(jù)庫狀態(tài)中，vinstance記錄了數(shù)據(jù)庫實(shí)例狀態(tài)，vdatafil記錄了數(shù)據(jù)文件狀態(tài)，vcontrofile記錄了控制文件狀態(tài)，vlog記錄了日志文件狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)vsession可以查看用戶會(huì)話的連接數(shù)量。

SQL>select status from vinstance;

SQL >select name，status from vdatafile;

SQL >select name, status from vcontrofile;

SQL >select group#,members, aschiveg, status from v$log;

SQL >select count(*) from v$session;

除了使用命令外，還可以借助可視化工具進(jìn)行維護(hù)，例如OEM(Oracle Enterprise manager)，Grid Control等工具，或者第三方工具，例如toad，spotlight，ignite等。Toad 12.1 Database Monitor的監(jiān)控實(shí)例圖,如圖3所示。

圖3 Toad 12.1 Database Monitor的監(jiān)控實(shí)例圖

3.2 自動(dòng)化運(yùn)維

自動(dòng)化維護(hù)通常需要提前制定好運(yùn)維策略，通過sql腳本等方式自動(dòng)執(zhí)行，如表空間的使用情況是日常運(yùn)維中需要經(jīng)常關(guān)注的，可以提前編制腳本觀察表空間名字、使用大小(MB)、文件數(shù)、使用率(%)等信息。

Select a.Tablespace_Name, File_Nums, Total || 'M', Free || 'M', Round(To_Number(Total - Free) / To_Number(Total) * 100, 2) As Used_Ratio

From (Select Tablespace_Name, Sum(1) As File_Nums, To_Number(Sum(Bytes) / 1024 / 1024) Total, Round(To_Number(Sum(Maxbytes) / 1024 / 1024)) Max_t

From 數(shù)據(jù)庫管理人員_Data_Files

Group By Tablespace_Name) a,

(Select Tablespace_Name, To_Number(Sum(Bytes) / 1024 / 1024) Free From 數(shù)據(jù)庫管理人員_Free_Space Group By Tablespace_Name) b

Where a.Tablespace_Name = b.Tablespace_Name

Order By a.Tablespace_Name

自動(dòng)化運(yùn)維中最典型的操作就是數(shù)據(jù)庫自動(dòng)備份。Oracle數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)庫管理人員提供了靈活強(qiáng)大的備份方式，RMAN備份和邏輯備份相結(jié)合是常見的最備份方式之一。RMAN增量備份與邏輯備份結(jié)合備份策略,如表1所示。

表1 RMAN增量備份與邏輯備份結(jié)合備份策略

在Linux環(huán)境中，可以通過crontab命令定期性執(zhí)行備份腳本文件，根據(jù)表1的策略，可以通過提前編制rman_level0.sh、rman_level1.sh和rman_archive.sh腳本的方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)備份。

[root@ hostname～]# crontab -l

0 21 * * 5 su - Oracle -c " /script/rman_level0.sh"

0 21 * * 1,0,2,3,4,6 su - Oracle -c " /script/rman_level1.sh"

0 22 * * * su - Oracle -c " /script/rman_archive.sh"

4 總結(jié)

Oracle數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)可以保障數(shù)據(jù)庫高效地運(yùn)行，對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的正常運(yùn)作和提高生產(chǎn)效率有著非常重要的意義。數(shù)據(jù)庫管理人員應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮人工手動(dòng)維護(hù)和自動(dòng)化運(yùn)維相結(jié)合的方式，不斷實(shí)踐、不斷總結(jié)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫的日常維護(hù)，保障數(shù)據(jù)庫的正常運(yùn)行。