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字元裝置、塊裝置、裸裝置、RAW裝置

第一,字元裝置是指在I/O傳輸過程中以字元為單位進行傳輸的裝置,例如鍵盤,印表機等。請注意,以字元為單位並不一定意味著是以位元組為單位,因為有的編碼規則規定,1個字元佔16位元,合2個位元組。
在UNIX系統中,字元裝置以特別檔案方式在檔案目錄樹中佔據位置並擁有相應的i結點。i結點中的檔案型別指明該檔案是字元裝置檔案。可以使用與普通檔案相同的檔案操作命令對字元裝置檔案進行操作,例如開啟、關閉、讀、寫等。
當一臺字元型裝置在硬體上與主機相連之後,必須為這臺裝置建立字元特別檔案。作業系統的mknod命令被用來建立裝置特別檔案。例如為一臺終端建立名為/dev/tty03的命令如下(設主裝置號為2,次裝置為13,字元型型別標記c):
mknod /dev/tty03 c 2 13
此後,open, close, read, write等系統呼叫適用於裝置檔案/dev/tty03。
裝置與驅動

程式的通訊方式依賴於硬體介面。當裝置上的資料傳輸完成時,硬體通過匯流排發出中斷訊號導致系統執行一箇中斷處理程式。中斷處理程式與裝置驅動程式協同工作完成資料傳輸的底層控制。
第二,裸裝置,也叫裸分割槽(原始分割槽),是一種沒有經過格式化,不被Unix通過檔案系統來讀取的特殊字元裝置。本文收集裸裝置和Oracle問答20例。
1.什麼叫做裸裝置?
裸裝置,也叫裸分割槽(原始分割槽),是一種沒有經過格式化,不被Unix通過檔案系統來讀取的特殊字元裝置。它由應用程式負責對它進行讀寫操作。不經過檔案系統的緩衝。
2.如何辨別裸裝置?
在Unix的/dev 目錄下,有許多檔案,其中有兩個大類:字元裝置檔案和塊裝置檔案。
字元裝置特殊檔案進行I/O操作不經過作業系統的緩衝區,而塊裝置特殊檔案用來同外設進行定長的包傳輸。字元特殊檔案與外設進行I/o操作時每次只傳輸一
個字元。而對於塊裝置特殊檔案來說,它用了cache機制,在外設和記憶體
之間一次可以傳送一整塊資料。裸裝置使用字元特殊檔案。在/dev
目錄下,你可以看到許多這樣的檔案。
3.使用裸裝置的好處
因為使用裸裝置避免了再經過Unix作業系統這一層,資料直接從Disk到Oracle進行傳輸,所以使用裸裝置對於讀寫頻繁的資料庫應用來說,可以極大
地提高資料庫系統的效能。當然,這是以磁碟的 I/O
非常大,磁碟I/O已經稱為系統瓶頸的情況下才成立。如果磁碟讀寫確實非常頻繁,以至於磁碟讀寫成為系統瓶頸的情況成立,那麼採用裸裝置確實可以大大提高
效能,最大甚至可以提高至40%,非常明顯。
而且,由於使用的是原始分割槽,沒有采用檔案系統的管理方式,對於Unix維護檔案系統的開銷也都沒有了,比如不用再維護I-node,空閒塊等,這也能夠導致效能的提高。
4.如何決定是否應該使用裸裝置?
判斷是否使用裸裝置要從以下方面進行考慮:首先,資料庫系統本身需要已經被比較好的經過了優化。優化是一門很有些技術的話題,很難簡單地講述。其次,使用
Unix命令來辨別是否存在磁碟讀寫瓶頸。比如Unix的vmstat, sar
等命令都可以較好的進行鑑別。如果決定採用裸裝置,需要磁碟上還有空閒的分割槽。否則,就要新添磁碟,或者對原有系統重新規劃。
5.什麼系統必須使用裸裝置?
如果使用了Oracle 並行伺服器
選項,則必須採用裸裝置來存放所有的資料檔案,控制檔案,重做日誌檔案。只有把這些檔案放到裸裝置上,才能保證所有Oracle 例項都可以讀取這個資料庫的檔案。這是由Unix作業系統的特性決定的。
還有一種情況是,如果你想使用非同步I/O,那麼在有些Unix上也必須採用裸裝置。這個需要參考具體Unix的相關文件。
6.能夠使用一個磁碟的第一個分割槽作為裸裝置嗎?
可以,但是不推薦。在Unix的比較舊的版本是銀行,磁碟的第一個分割槽常常包含這個磁碟的一些資訊,以及邏輯卷的一些控制資訊。若這些部分被裸裝置覆蓋的話,磁碟就會變得不可識別,導致系統崩潰。
較新的Unix版本不會發生這樣的情況,因為它們採用了更復雜的技術來管理磁碟,邏輯卷的一些資訊。
但是,除非很確信不要使用磁碟的第一個分割槽來作為裸裝置。
7.我可以把整個裸裝置都作為Oracle的資料檔案嗎?
不行。必須讓資料檔案的大小稍微小於該裸裝置的實際大小。至少要空出兩個oracle塊的大小來。
8.裸裝置應該屬於那個使用者
應該由root來建立裸裝置,然後再分配給Oracle使用者以供使用。同時還要把它歸入Oracle使用者所在的那個組裡邊(通常都是DBA)。
9.在建立資料檔案時如何指定裸裝置?
和普通檔案沒有什麼太大的區別,一樣都是在單引號裡邊寫上裸裝置的詳細路徑就可以了。舉一個例子:要在建立一個表空間,使用兩個裸裝置,每個分別為30M的大小,Oracle塊的大小為4K,可以用下面的命令:
CREATE TABLESPACE RAW_TS
DATAFILE '/dev/raw1' size 30712k
DATAFILE '/dev/raw2' size 30712k;
10.Oracle塊的大小和裸裝置有什麼關係嗎?
Oracle會必須是裸裝置上物理塊大小的倍數。
11.如何在裸裝置上進行備份?
在裸裝置上,不能使用Unix實用程式來進行備份,唯一的辦法是使用最基本的Unix命令:DD來進行備份。比如:dd if=/dev/raw1
of=/dev/rmt0
bs=16k。dd的具體語法可以參考unix手冊,或者聯機幫助。你也可以先用dd把裸裝置上的資料檔案備份到磁碟上,然後再利用Unix實用程式進一
步處理。
12.如果我沒有使用Oracle並行伺服器選項,我可以在資料庫上讓一部分資料檔案使用檔案系統,另一部分使用裸裝置嗎?
可以。但是這樣的話,會使備份過程更加複雜。
13.我應該把聯機重做日誌檔案放到裸裝置上嗎?
這是一個極好的選擇。聯機重做日誌檔案是寫操作非常頻繁的檔案,放到裸裝置上非常合適。如果你使用了並行伺服器選項,那麼聯機重做日誌檔案必須放到裸裝置上面。
14.可以把歸檔日誌檔案放到裸裝置上嗎?
不行。歸檔日誌檔案必須放到常規的Unix檔案系統上面,或者直接放到磁帶上面去。
15.我可以在裸裝置上邊放置多個數據檔案嗎?
不行。所以你必須在設定裸裝置時非常小心。太小的話,會導致空間很快用完,太大的話,空間就白白浪費了。
16.因應該把幾個裸裝置放到同一個物理磁碟上嗎?
這樣做不好。因為使用裸裝置就是為了提高磁碟讀寫速度。而把多個裸裝置放到同一個物理磁碟上會導致讀寫競爭,這樣對於提高I/O速度是不利的。應該儘量分散裸裝置到不同的物理磁碟上,最好是分散到不同的磁碟控制器上。這是最佳選擇。
17.需要把所有裸裝置都定義成同樣的大小嗎?
這不是必須得,但是劃分成同樣的大小對於管理資料庫比較有利。
18.為了在Unix上使用裸裝置,我需要改變Unix核心引數嗎?
不需要。但可以選擇減小緩衝區的大小,如果沒有別的應用也在同一臺Unix機器上執行。因為運用了裸裝置以後,不再使用Unix的系統緩衝區。
19.為了提高讀寫速度,在作業系統級別上,還有什麼辦法可以採取嗎?
使用RAID(廉價冗餘磁碟陣列)也是非常有效的辦法,尤其實那種讀寫非常頻繁的系統。
20.在考慮了以上所有方面後,還能有什麼辦法可以提高效能的嗎?
這就需要對Oracle 進行優化,並且購買更多的磁碟和磁碟控制器,來分散I/O到不同的磁碟上。
第三,RAW裝置(同2,就是指裸裝置)
               
               
               
               
               

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