Oracle 11g中的IO Calibrate（IO校准）

Oracle数据库发展到今天，ldquo;IO为王rdquo;已经是一种发展方向趋势。ExtraData一体机的重要特色之一就是最大程度的发挥IO能力

Oracle数据库发展到今天，“IO为王”已经是一种发展方向趋势。ExtraData一体机的重要特色之一就是最大程度的发挥IO能力、提高IO吞吐量。

相比CPU和内存，IO存储有其特殊性。我们讨论IO，通常成为I/O栈（I/O Stack）。I/O栈设计的对象是一系列关键组件层，包括HBA、Storage Switches、Storage Array和Physical Disks。这些对象共同合力，才能形成系统整体的IO能力。
 
四层关键组件，共同形成“木桶效应”。只要有一个层面存在不足，必然成为IO中的短板。I/O难调，也就是在这个方面。但是对于Oracle而言，我们需要关注的是IO整体性能，也就是整体的效果。
 
Oracle 11g有两个对于性能方面的测试工具，一个就是RAT（Real Application Test），另一个就是IO校准（Calibrate IO）。RAT是一种负载重演组件，当进行系统软硬件升级的时候，我们一个很关注的问题是：此次变化能否提升系统性能、能提升多少，会不会有新的瓶颈。这个在过去是不能实现的，只能够在升级之后通过实践去发现。但是RAT可以捕获实际系统负载情况，将其在新环境下进行重演，并且进行度量比较。IO调教的作用也是IO负载模拟，从而判断出实际真实的系统IO情况。
 
本篇我们就介绍IO校准特性。

 

1、发现IO校准

 

首先聊聊为什么要进行校准。IO是一个多组件共同影响的统一体，多个组件之间大部分情况下是不能够完全如同理想情况下工作的。所以需要进行硬件标准指标和实际情况之间进行校准，来获取准确的IO数据。
 
获取精确IO有什么用途呢？根源还是Oracle自动化和智能化的需要。进入11g之后，Oracle向智能化的步子是在加快的过程。Oracle从CBO开始，进行自动化并行决策的Auto DOP就需要IO校准的信息。
 
 

2、配置IO校准

 

我们进行配置过程，首先选择Oracle 11gR2进行测试。

 

SQL> select * from v$version;

 

BANNER

---------------------------------------------------

Oracle Database 11g Enterprise Edition Release 11.2.0.3.0 - Production

PL/SQL Release 11.2.0.3.0 - Production

CORE 11.2.0.3.0 Production

 

TNS for Linux: Version 11.2.0.3.0 - Production

NLSRTL Version 11.2.0.3.0 - Production

 

11g中有一个视图v$io_calibration_status，记录了系统进行校准过程信息。和统计量不同，，Oracle是不会自动进行IO校准的，而需要DBA手工完成。
 
 

SQL> select * from v$io_calibration_status;

STATUS        CALIBRATION_TIME

------------- --------------------------------------------------------------------------------
 
NOT AVAILABLE

 

注意：进行校准过程，一般需要配置异步IO功能。

 

SQL> show parameter disk_asy

 

NAME                                TYPE        VALUE

------------------------------------ ----------- ------------------------------

disk_asynch_io                      boolean    TRUE

 

 

SQL> select name,asynch_io from v$datafile f,v$iostat_file i

  2  where f.file#=i.file_no

  3  and (filetype_name='Data File' or filetype_name='Temp File');

 

NAME                                              ASYNCH_IO

-------------------------------------------------- ---------

+DATA/ora11g/datafile/system.256.825944325        ASYNC_ON

+DATA/ora11g/datafile/system.256.825944325        ASYNC_ON

+DATA/ora11g/datafile/sysaux.257.825944327        ASYNC_ON

+DATA/ora11g/datafile/undotbs1.258.825944329      ASYNC_ON

+DATA/ora11g/datafile/users.259.825944329          ASYNC_ON

+DATA/ora11g/datafile/example.265.825944513        ASYNC_ON

 

6 rows selected

 

IO校准并不是单独的列出功能，而是融入到Oracle的Resource Manager功能包里面。调用IO校准的功能包DBMS_RESOURCE_MANAGER.CALIBRATE_IO，其中两个输入参数，一个是磁盘的个数，另一个是允许的最大IO延迟。这两个参数可以通过咨询运维团队和厂商实现。
 
调用过程如下：

 

 

SQL> set serveroutput on;

SQL> DECLARE

  2    lat INTEGER;

  3    iops INTEGER;

  4    mbps INTEGER;

  5  BEGIN

  6  --DBMS_RESOURCE_MANAGER.CALIBRATE_IO(, ,iops, mbps, lat);
 
  7    DBMS_RESOURCE_MANAGER.CALIBRATE_IO (2, 10, iops, mbps, lat);

  8    DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ('max_iops = ' || iops);

  9    DBMS_OUTPUT.PUT_LINE ('latency = ' || lat);

 10    dbms_output.put_line('max_mbps = ' || mbps);

 11  end;

 12  /

 

max_iops = 111

latency = 8

max_mbps = 62

 

PL/SQL procedure successfully completed

 

Executed in 811.547 seconds

 

这个执行过程执行超过800s，时间不算短。最后计算出测算出的最大iops、延迟和最大mbps（每秒MB）。

在执行过程中，我们查看视图v$io_calibration_status。

 

 

 

SQL> select * from v$io_calibration_status;

 

STATUS        CALIBRATION_TIME

------------- --------------------------------------------------------------------------------
 
IN PROGRESS  14-12月-13 11.20.20.120 上午

 

 

此时的状态，从Not Available变为Ready。在校准过程中，Oracle会形成对存储的大量IO读写操作。我们借助Linux下的sar命令，监控全部过程。
 
 

 

[root@SimpleLinux ~]# sar -b 5 100 -o /tmp/res2

Linux 2.6.18-128.el5 (SimpleLinux.localdomain)  12/13/2013

 

11:25:08 AM      tps      rtps      wtps  bread/s  bwrtn/s

11:25:13 AM      8.33      0.00      8.33      0.00    134.92

11:25:18 AM    23.02      1.59    21.43    50.79    311.90

11:25:23 AM      5.96      1.59      4.37    50.89    85.88

11:25:28 AM      7.14      1.59      5.56    50.79    89.68

11:25:33 AM      2.78      0.00      2.78      0.00    44.44

11:25:38 AM      5.96      1.59      4.37    50.89    85.88

11:25:43 AM    257.65    253.28      4.37  4141.55    76.34

11:25:48 AM    281.75    276.19      5.56  4415.87    219.05

11:25:53 AM    278.33    273.56      4.77  4427.83    89.07

11:25:58 AM    289.50    266.53    22.97  4264.55    237.62

11:26:03 AM    232.14    228.97      3.17  3688.89    50.79

11:26:08 AM    268.53    264.14      4.38  4608.76    92.43

 

 

注意TPS的变化过程。启动校准之后，Oracle生成大量的IO操作，来判断存储的极限。这个过程也就是让我们了解当前IO架构的上限。

我们通过Excel画出全过程的TPS、RTPS和WTPS趋势。

结束IO校准之后，我们可以查看到IO调教过程信息。

 

 

SQL> select * from v$io_calibration_status;

 

STATUS        CALIBRATION_TIME

------------- --------------------------------------------------------------------------------
 
READY        14-12月-13 11.39.10.194 上午

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