编辑推荐

　　

　　Oracle数据库一体机运营实践领域的原创著作，Oracle数据库一体机分析专家以真实客户环境为基础撰写。

　　根据大型客户的实践经验及案例详细剖析OracleExadata一体机的重要特性，围绕与Exadata相关的数据迁移、并行、安全加固、备份与恢复等展开分析，并针对维护和使用过程中常见的问题进行了解答

　　《Oracle Exadata技术详解》是目前关于Oracle数据库一体机运营实践领域比较全面的著作，也是以客户真实使用环境为基础撰写而成，作者结合自身的实践经验，围绕OracleExadata，从软件到硬件、从内部工作机制到现实使用场景都做了十分详细的论述。其在写作过程中力求保持通俗连贯，同时注重各个知识点的独立性，相信你阅读完《Oracle Exadata技术详解》以后，会对Oracle数据库一体机产生全面而深刻的认识。


　　

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内容简介

　　

　　《OracleExadata技术详解》以Exadata独有的特性介绍开篇，以实践结尾。力求覆盖全面，内容丰富翔实，以使读者能对Exadata有深刻和全面的了解。

　　《OracleExadata技术详解》共包括16章，大致分为三个部分。第一部分为基础篇（第1章~第5章），针对OracleExadata一体机的配置、架构、安装、升级相关知识进行了系统介绍，希望能帮助读者了解并掌握相关知识。第二部分为功能篇（第6章~第14章），不仅详细介绍了OracleExadata一体机重要的几大特性（offloading、smartscan、storageindex、flash、hcc、iorm等，这些特性正是Exadata的灵魂所在），还针对与Exadata相关的数据迁移、并行、安全加固、备份与恢复等进行了展开说明。在这部分中，每个章节都是独立的，没有严格意义上的依赖关系，读者可以任意选取其中自己感兴趣的话题进行阅读。第三部分为实战篇（第15章与第16章），主要是对Exadata一体机管理员在维护和使用过程中常见的场景以及问题进行了解答，涉及了Exadata日常运维的方方面面，在阅读完这部分内容后，你会对一体机的运维有更深的理解和掌控。

作者简介

　　李亚，Oracle公司资深售后技术顾问，擅长数据故障诊断，性能优化。国内较早接触Oracle一体机Exadata的人。主要服务于金融、电信行业。职责包括为Oracle大客户提供数据库和Exadata故障诊断、性能调整、架构设计等。对Oracle内部机制、Linux、存储均有一定的研究，目前致力于提供全方位的实践架构的探索。

精彩书评

　　

　　★2012年我加入Oracle公司时，国内对于Exadata技术熟悉的工程师可以说是凤毛麟角，而李亚是国内真正的一代DMA，同时也是这一代中的佼佼者。虽然Exadata有着众多开箱即用的优越特点，但在实际使用中还是难免会遇到各类问题，包括OracleRDBMS本身的bug、ExadataStorageSoftware的bug，以及硬件固件和硬件本身的问题等。李亚通过自身深厚的数据库RDBMS和Linux技术功底，以及与Exadata研发团队的技术交流，在几年内帮助大量用户解决了Exadata一体机落地过程中棘手的技术难题，得到了大量用户的赞赏。作为一本国人原创的Exadata技术书，其中凝结了国内资深Exadata原厂售后工程师的多年感悟，实为不可多得之作。

　　——刘相兵（MacleanLiu）诗檀（上海）软件系统有限公司创始人、CEO
　　
　　

　　★2008年Oracle推出业界一台数据库一体机Exadata后，在市场上兴起一股新风；2009年Oracle收购Sun公司后又彻底解决了Exadata的硬件短板，使得一体机的应用面更为宽广。由于Exadata的设计目标是集成、简单和高性能，因此其中的技术细节也因为高度集成而神秘。李亚作为Oracle公司一批参与Exadata实施服务的工程师，参与了很多Exadata工程，从而有机会深入挖掘Exadata技术细节，现在他把自己在这几年的学习和服务中所获得的知识和感悟写成这《Oracle Exadata技术详解》，是希望解开Exadata的神秘面纱，帮助读者掌握Exadata的技术细节，让大家近距离接触Exadata，深入了解Exadata与传统数据库+服务器架构的区别及其独到之处，并且能结合自己的业务和应用场景把Exadata新特性用得更好。俗话说“书如其人，人如其书”，翻阅此书时，一个认真和严谨、富有责任感的李亚跃然纸上。作为他的同事和朋友，为李亚能写出其一本技术书而高兴，祝愿他的处女作能获得读者厚爱，也为Exadata的推广应用注入技术推动力。

　　——KevinGu甲骨文华东区高级服务销售总监
　　
　　

　　★Exadata自从2009年进入中国以来，就以极快的速度拓展了它在中国IT世界的领地。为什么Exadata能基于X86的体系结构，使用低成本内存和硬盘实现较大的性能呢？大家都知道Exadata在特定场景下能提高10倍的速度，这10倍的速度是因为SmartScan和OffLoading吗？除了SmartScan和OffLoading，Exadata还有什么样的特点呢？这些都可以在李亚新著的书《Exadata技术详解》中找到答案，李亚在Oracle工作了15年，他把人生的黄金时间、美好的年华都奉献给了Oracle，这《Oracle Exadata技术详解》是他多年工作经验的积累，他针对Exadata的内部世界进行了深入的剖析，相信一定会让大家加深对Exadata的理解。

　　——胡奇虎甲骨文高级服务经理、资深技术专家

目录

前　言
第1章　Exadata概述1
1.1　Exadata的诞生1
1.2　Exadata设计哲学2
1.3　Exadata的演化与发展3
1.3.1　ExadataV14
1.3.2　ExadataV24
1.3.3　ExadataX25
1.3.4　ExadataX36
1.3.5　ExadataNextGeneration7
1.4　小结7
第2章　Exadata硬件配置8
2.1　Exadata硬件配置清单9
2.2　Exadata数据库服务器硬件配置9
2.3　Exadata存储服务器硬件配置11
2.4　Exadata实际可用磁盘空间12
2.5　Exadata磁盘的IOPS14
2.6　Inf?iniband交换机19
2.7　Exadata网络21
2.8　以太网交换机、KVM以及PDU23
2.9　小结23
第3章　Exadata的架构24
3.1　Exadata软件架构24
3.2　Exadata的核心进程25
3.2.1　cellsrv进程25
3.2.2　RestartServer进程25
3.2.3　ManagementServer进程26
3.2.4　Diskmon进程27
3.3　智慧的协议：iDB29
3.3.1　IPoIB协议29
3.3.2　RDS协议29
3.3.3　SDP协议31
3.3.4　iDB协议34
3.4　Exadata存储架构34
3.4.1　Physicaldisk35
3.4.2　LUN42
3.4.3　Celldisk43
3.4.4　Griddisk44
3.4.5　Interleavinggriddisk45
3.4.6　ExadataASM磁盘管理51
3.4.7　ASM与IDP52
3.5　多主机管理工具DCLI53
3.6　存储管理工具CellCLI56
3.7　小结62
第4章　Exadata的安装63
4.1　安装前的准备工作63
4.2　配置列表64
4.3　硬件部分检查列表73
4.4　Exadata配置工具74
4.4.1　Excel配置表格74
4.4.2　JAVA配置向导（Exaconf）79
4.5　生成的配置文件列表88
4.6　首次启动（f?irstboot）90
4.7　应用配置信息（applyconf?ig.sh）90
4.8　重做镜像（reimage）91
4.8.1　使用USB进行reimage91
4.8.2　使用虚拟光驱重做镜像94
4.8.3　使用PXE重做镜像94
4.9　回收空间（reclaimdisk）103
4.10　运行onecommand106
4.11　Exadata数据清理113
4.12　搭建Exadata虚拟机114
4.12.1　搭建Exadata存储服务器虚拟机115
4.12.2　搭建Exadata数据库服务器虚拟机124
4.13　小结129
第5章　Exadata补丁升级130
5.1　Exadata补丁类型及其依赖关系130
5.1.1　Exadata补丁类型130
5.1.2　Exadata补丁依赖关系130
5.2　Inf?iniband补丁升级134
5.2.1　升级inf?iniband交换机固件到1.1.3-2版本135
5.2.2　升级inf?iniband交换机固件到1.3.3-2版本136
5.2.3　最新升级inf?iniband交换机固件137
5.3　数据库及存储服务器补丁升级138
5.3.1　数据库服务器image补丁升级138
5.3.2　存储服务器image补丁升级140
5.3.3　数据库补丁BundlePatch升级144
5.3.4　操作系统内核升级146
5.4　PDU、Cisco交换机、KVM固件升级150
5.4.1　PDU固件升级150
5.4.2　Cisco交换机SSH协议固件升级151
5.4.3　KVM固件升级154
5.5　Oplan工具的使用154
5.6　Exadata补丁升级时注意事项155
5.7　小结156
第6章　ExadataSmartScan与Offloading157
6.1　Smartscan与offloading概述157
6.2　Off?loading有关参数159
6.3　Off?load相关等待事件164
6.4　Smartscan前提条件165
6.4.1　全表或者全索引扫描165
6.4.2　直接路径读取167
6.4.3　使用Exadata存储174
6.5　Smartscan包括哪些内容176
6.5.1　PredicateFilter177
6.5.2　ColumnFilter178
6.5.3　BloomFilter178
6.5.4　FunctionOff?load178
6.6　Smartscan跟踪179
6.6.1　10046trace方式179
6.6.2　IOCELLOFFLOADELIGIBLEBYTES方式182
6.6.3　SmartScan相关的统计数据方式185
6.6.4　SQLMonitor方式187
6.6.5　其他方式189
6.7　逆向off?loading191
6.8　其他off?loading195
6.8.1　Smartf?ilecreation195
6.8.2　Smartf?ilerestore195
6.8.3　Smartincrementalbackup195
6.9　小结196
第7章　StorageIndex197
7.1　StorageIndex架构197
7.2　StorageIndex有关参数199
7.3　StorageIndex跟踪200
7.4　StorageIndex监控204
7.5　StorageIndex故障诊断206
7.6　如何控制StorageIndex207
7.7　小结208
第8章　混合列式压缩209
8.1　Oracle压缩技术概述209
8.2　混合列式压缩（HCC）架构及原理210
8.3　高级压缩技术VS混合列式压缩211
8.4　压缩对象甄选211
8.5　Exadata压缩选项评估214
8.6　压缩比例预估216
8.7　压缩性能影响评估219
8.8　迁移到HCC234
8.9　HCC表dump分析243
8.10　需要注意的参数246
8.11　小结247
第9章　Exadata闪存技术248
9.1　Exadata闪存技术概述248
9.2　Exadata闪存卡介绍249
9.2.1　Exadata闪存卡硬件249
9.2.2　SSD寿命估算251
9.2.3　F20vsF40vsF80252
9.3　Write-Through与Write-Back253
9.4　Exadata智能闪存（ESFC）255
9.5　数据库智能闪存257
9.6　智能闪存日志（SmartFlashLogging）258
9.7　启用WBFC261
9.8　Flashcache的管理264
9.9　Flashcache刷新、跟踪与诊断272
9.9.1　Flashcache的刷新272
9.9.2　Flashcache的跟踪与诊断273
9.10　表扫描负载自动闪存缓存274
9.11　小结274
第10章　Exadata资源管理与并行技术275
10.1　Exadata资源管理概述275
10.2　使用Linuxcgoups管理资源276
10.3　数据库资源管理器与实例囚笼281
10.3.1　数据库资源管理器281
10.3.2　实例囚笼285
10.4　ExadataI/O资源管理287
10.4.1　ExadataIORM架构289
10.4.2　ExadataIORM配置290
10.4.3　ExadataIORM跟踪295
10.5　对ExadataI/O进行校准297
10.6　自动并行技术299
10.6.1　相关参数300
10.6.2　语句排队301
10.6.3　内存并行执行303
10.7　小结304
第11章　Exadata监控与故障诊断305
11.1　Exadata监控与诊断概述305
11.2　Exadata监控工具305
11.2.1　标准IPMI305
11.2.2　SunILOM309
11.2.3　OEM12c312
11.2.4　Cellmetrics318
11.2.5　SMTP与SNMP324
11.3　数据库服务器的监控328
11.4　存储服务器的监控330
11.5　Inf?iniband交换机的监控336
11.6　PDU/KVM/Cisco交换机的监控342
11.6.1　PDU的监控342
11.6.2　KVM的监控344
11.6.3　Cisco交换机的监控345
11.7　常用的Exadata诊断工具345
11.7.1　Exachk346
11.7.2　OSWatcher/ExaWatcher353
11.7.3　Sundiag360
11.7.4　Sosreport365
11.7.5　IPS与ADRCI368
11.7.6　RDA371
11.7.7　systemstatedump373
11.7.8　kdump/kexec375
11.7.9　ilomsnapshot378
11.8　跟踪存储服务器进程379
11.8.1　跟踪cellsrv进程379
11.8.2　跟踪restartserver进程384
11.8.3　跟踪managmentserver进程387
11.9　小结388
第12章　Exadata安全加固389
12.1　Exadata安全概述389
12.2　ExadataOS安全加固390
12.3　SELinux与iptables394
12.4　Exadata主机访问控制407
12.5　Exadata内建的安全特性410
12.5.1　开放安全模式410
12.5.2　ASM范畴的安全模式410
12.5.3　数据库范畴的安全模式411
12.6　CVE与errata413
12.7　小结414
第13章　Exadata数据迁移与加载415
13.1　迁移方案概览415
13.2　使用数据泵方式进行迁移416
13.3　使用CTAS/IAS的方式进行迁移419
13.4　使用(X)TTS方式进行迁移422
13.5　使用CPIB的方式进行迁移424
13.6　其他迁移方式428
13.7　小结432
第14章　Exadata备份、恢复与容灾433
14.1　数据库服务器备份与恢复433
14.1.1　使用dbserver_backup.sh脚本进行备份433
14.1.2　手工备份到NFS服务器434
14.1.3　数据库服务器恢复436
14.2　存储服务器备份与恢复438
14.3　inf?iniband交换机的配置备份与恢复441
14.3.1　Firmware版本高于1.1.3-2441
14.3.2　Firmware版本低于1.1.3-2442
14.4　数据库服务器完全恢复442
14.4.1　从集群中删除数据库实例和节点，并Reimage442
14.4.2　修改新加数据库节点的操作系统配置信息444
14.4.3　克隆GI并且添加到集群446
14.4.4　克隆RDBMS并添加到集群447
14.5　存储服务器完全恢复447
14.5.1　在ASM实例中DROP失败节点相关的ASM磁盘447
14.5.2　创建griddisk并将其添加至ASM磁盘组448
14.6　数据库备份最佳实践450
14.7　创建ActiveDataGuard容灾环境451
14.8　配置Goldengate创建容灾环境459
14.9　小结467
第15章　Exadata日常运维468
15.1　关闭/重启所有Exadata服务器468
15.2　安全关闭一台存储服务器470
15.3　硬件更换471
15.3.1　Exadata硬件更换处理流程471
15.3.2　主板的更换472
15.3.3　Cisco交换机的更换473
15.3.4　Inf?iniband交换机的更换473
15.3.5　更换以太网卡474
15.4　更换磁盘475
15.4.1　Exadata磁盘的分类475
15.4.2　数据库节点磁盘更换479
15.4.3　存储节点磁盘更换481
15.5　更换闪盘486
15.5.1　更换没有创建ASMdisk的闪盘488
15.5.2　更换创建了ASMdisk的闪盘489
15.6　修改服务器IP地址491
15.6.1　修改存储服务器IP地址491
15.6.2　修改数据库服务器IP地址492
15.6.3　修改其他组件的IP地址495
15.7　更改NTP以及DNS495
15.8　修改密码策略498
15.9　微码/固件升级504
15.10　配置DBFS505
15.11　配置DirectNFS509
15.12　小结511
第16章　Exadata常见问题512
16.1　如何启用万兆以太网512
16.2　启用数据库服务器的802.1qVLAN标签518
16.3　级联多台Exadata525
16.4　级联Exalogic528
16.5　正确配置hugapages533
16.6　PAF问题538
16.7　HAIP问题545
16.8　ASMrebalance过程缓慢问题547
16.9　NTP时间不同步问题549
16.10　ExadataCell节点的CPU占用率高553
16.11　Exadata返回错误结果问题诊断556
16.12　Exadata数据库服务器路由表的配置557
16.13　I/O瓶颈及logf?ilesync等待561
16.14　解除Exadata默认的安全限制565
16.15　OracleExadata最佳实践配置568
16.16　DBFS挂载点自动断开572
16.17　小结573
附录A　Exadata默认密码一览表574
附录B　缩略语中英文对照表575

前言/序言

　　为什么要写这《Oracle Exadata技术详解》2010年我刚接触Exadata的时候，当时国内还只有屈指可数的几个客户，Exadata的版本还是第二版V2。短短四年多时间过去了，国内Exadata一体机的客户已经可以使用千位来计数了，而且每年还在以较大幅度增长。OracleExadata一体机的市场占有率已经远远甩开竞争对手，稳坐国内数据库一体机市场的头把交椅，其产品发布的速度也比较惊人，2015年初已经发布了第六代数据库一体机产品X5。
　　在科技领域，近几年有几个趋势越来越明显。
　　第一个趋势是集成化，也就是我们所说的软硬件一体化。将软件与硬件结合起来，一并创造最佳的体验。苹果公司引领了智能手机软硬件一体化的趋势，而特斯拉在智能汽车方面创造了另外一个神话，同时其他各行各业的领军人物也正以相同的方式颠覆着传统的孤岛模式。抓住了软硬件一体化，就抓住了下一个商业模式的趋势。Oracle公司也正是这样做的，除了在传统强项数据库领域的深耕，同时还顺势拓宽了其他领域的集成系统，推出了中间件一体机Exalogic、数据分析一体机Exalytics、备份一体机ZDLRA，以及面向中小型企业的数据库一体机ODA。
　　第二个趋势是云化。经过几年的迅猛发展，云计算已经从最初的漂浮不定到现在逐步开始落地。现在业界谁都在抢占云计算的制高点。除了传统的SaaS、PaaS和IaaS，Oracle又提出了DBaaS，即数据库即服务，并且将其思想精髓逐步地融入Oracle数据库产品与Exadata一体机，省略了大量纷繁复杂的部署流程，向用户提供“开箱即用”的云。
　　第三个趋势是开放化。小型机、中型机在企业级信息系统基础架构中日渐式微已是不争的事实。大量用户已经完成了从小型机运行专有程序到x86_64架构运行通用程序的转变，当然还有更多的正在向其靠拢。这主要得益于x86_64的开放性，使得运行维护的成本大大降低，同时x86_64平台的稳定性与性能的提升，也大大促进了这一趋势的蔓延。Oracle　Exadata一体机构建于x86_64平台，很多用户的应用程序不需要任何修改就可以无缝迁移到Exadata。
　　在《Oracle Exadata技术详解》之前，国内市场上已经有译作《深入理解OracleExadata》一书。而《Oracle Exadata技术详解》作为国内第一本关于OracleExadata一体机的中文教程，更多偏重于实践方面，同时加入了更多V2版本以后的新内容。
　　读者对象这里根据需求划分出了一些能使用Exadata的用户团体：
　　数据库管理员；应用开发者；数据库开发者；存储管理员；系统架构师；数据库兴趣爱好者。
　　如何阅读《Oracle Exadata技术详解》《Oracle Exadata技术详解》假定读者对关系型数据库，尤其是Oracle数据库有一定程度的了解，否则有可能对书中的某些知识点的介绍感到困惑。如果你是一名初学者，建议先学习Oracle数据库的一些基础知识。
　　《Oracle Exadata技术详解》共包括16章，可以将其大致分为三个部分。
　　第一部分为基础篇，包括第1章到第5章，这些章节主要介绍了OracleExadata一体机的配置、架构、安装、升级，帮助读者了解一些基础知识，对Exadata有一定程度的认识。
　　第二部分为功能篇，包括第6章到第14章，这些章节详细介绍了OracleExadata一体机的特性以及与Exadata相关的数据迁移、并行、安全加固、备份与恢复等课题。在这部分中，每个章节都是独立的，没有严格意义上的依赖关系，所以读者可以任意选其中自己感兴趣的话题进行阅读。
　　第三部分为实战篇，包括第15章与第16章，这两个章节主要是针对Exadata一体机管理员在维护和使用过程中常见的场景以及问题进行解答，涉及Exadata日常运维的方方面面，并且其中的每一节都是互相独立的。
　　附录A为Exadata默认密码一览表。
　　附录B为缩略语中英文对照表。
　　勘误和支持由于本人水平有限，编写时间也很仓促，所以书中难免会出现错误或者不全面的地方，在此恳请读者批评斧正。你可以将书中的错误发布在Bug勘误表页面中，同时，书中的源文件也将发布在华章公司的网站上，并及时更新相应的功能。如果你有任何意见或问题，也欢迎发送邮件至我的邮箱steven.ya.li@gmail.com，我很期待听到你们的真挚反馈。
　　致谢感谢Oracle公司内部Exadata邮件列表的许多专家对本人提出问题的耐心解答。感谢我在Oracle中国公司同事的无私帮助，尤其是来自高级服务团队同事的帮助。他们包括胡奇虎、陈伟、王劲松、顾水林、罗敏、孙建光、蒋健、祁琪、张毅宁、彭玉周、吕春雷、王辉、郭忠伟、王福龙、林宇泽、蔡磊、刘建军、张润平、杜平、刘相兵、金丹、张大鹏、程飞、沈杰、李纯香、郑伯欧等。
　　同时也感谢Oracle社区和Oracle上海用户组的大力支持，需要额外感谢的人包括罗炳森、徐浩然、李德鹏、刘斌、赵欣等。
　　感谢Oracle美国总部研发团队的MichaelChen，谢谢你提供的Exadata测试环境，让我得以验证《Oracle Exadata技术详解》中的案例。
　　感谢机械工业出版社华章公司的编辑杨绣国老师，你的专业与细心深深地感染了我。同时感谢你对我因工作繁忙而将交稿日期一再推迟的理解。
　　最后要感谢我的父母与家人，为了编写《Oracle Exadata技术详解》，我牺牲了大量本该陪伴你们的时间，正是你们的理解与鼓励使我能够顺利完成此书。
　　谨以此书献给那些工作多年还依然热爱技术，奋战在技术一线的朋友们。
　　李亚2015年7月于上海




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