在甲骨文公司推出的众多云计算产品和服务中,Oracle Database Exadata Cloud Service(以下简称ExaCS 云服务)作为数据库云服务,是Oracle PaaS(Platform-as-a-Service,平台即服务)平台的基础构件,也是用户搭建数据库云环境,构建云支撑平台的基石。ExaCS 云服务运行在高性能的Exadata Database Machine 硬件系统和OCI/OCI-C 云数据中心,用户能够通过云服务的模式,简单、快捷地订阅并使用Exadata 具有的强大功能。

订阅ExaCS 云服务给用户带来许多意想不到的好处。首先,允许用户在ExaCS 云服务上创建多个VM 集群,利用Exadata 独特的资源管理功能,在不同等级上分配CPU计算能力、内存、进程和优先级,从而在一个独立平台上隔离出不同的工作负载和用户组,使每个用户组独享专用的Exadata 资源。其次,在订阅了ExaCS 云服务后,用户能够使用所有的数据库选件,包括12c 版本以后新推出的多租户(Multitenant)和内存数据库(DBIM)两个选件,以及频繁被使用的分区(Partitioning)、集群(RAC)、数据卫士(ADG)和高级压缩(Advanced Compression)等各种选件。这些选件不需要再次单独付费订阅。最后,Exadata 硬件系统的高可用性本身由许多冗余部件组成,诸如电源装置、存储节点和网络。如果某个特定的部件出现故障,其备用部件就会接管直到该主用部件得到更换。在ExaCS 云服务中,用户不必担心部件的更换,Oracle 数据中心的运维会监控到该部件的故障,并规划出修复和更换的时间进度,然后执行维护,而所有这些操作对运行在ExaCS 云服务上的用户工作负载都是透明的。

全书分为10 章,分别描述了ExaCS 云服务的创建全过程,展示了如何利用ExaCS云服务上的Web UI 和CLI 工具来完成备份、恢复、打补丁和管理云数据库的整个生命周期。同时,详细介绍了ExaCS 云服务中使用的Exadata 关键技术,如查询卸载、智能扫描、混合列压缩等。最后,给出了如何把本地数据中心的数据库迁移到ExaCS云服务上的技术和方法。

众所周知,日新月异和不断推陈出新是云计算和服务的特点,Oracle ExaCS 云服务和技术也在不断地改变和提升中。我们看到甲骨文公司于2019 年6 月又推出了Exadata Database Machine X8 新型号,相信不久之后,我们即可以订阅到基于Exadata新硬件系统的ExaCS 云服务。

作为ExaCS 云服务的入门手册,本书给出大量示例和具体的操作步骤,实用性极强。我们希望这本汇集了原作者和译者实践经验的中文版译著,能够帮助国内的用户和数据库管理人员、技术人员更深入地了解ExaCS 云服务,同时欢迎读者提出宝贵意见和建议。

译者:张骏温 许向东

2000 年,当我入职Oracle 公司时,它的口号是“因特网改变一切”。现在,
云就是一切。向云的迁移已加速,其速度比我在企业技术社区中见到的任何趋势
都要快。那么,是什么驱动着这种变化?是我们的工作模式、商业模式、开发应
用的模式和对信息的需求模式正在驱动着这种变化。因为几乎每个人的包中都有
电脑,可以全天候地访问世界各地的信息和服务。我们对信息和服务的需求正在
驱使着向云系统的迁移,这些云系统在任何时候和任何地方对任何人都是高度可
用和可访问的。并且,随着硬件的老化和数据中心变得越来越昂贵,对于想降低
成本和使用现代化流程的企业来讲,云就是一种合乎逻辑的选择。
Oracle Cloud Infrastructure(OCI,Oracle 云基础设施)是Oracle 针对企业云问题
的解决方案,具有安全的私有网络、加密的通信、最佳性能的数据库以及裸金属
服务器。说到最佳性能的数据库平台,Exadata Cloud Service 便是这样一个平台,
Oracle 在该平台上运行得最佳,正如数以千计的本地客户(以及云客户)所看到的那
样,它还提供了一种任何人都可以使用的云体验。
1.1 本书会介绍什么
本书会指导你完成创建和配置Oracle Database Exadata Cloud Service(ExaCS)
的全过程。它涵盖了创建和部署ExaCS 的各种方法,以及如何迁移你的数据并将
你的应用程序连接到这个服务上。本书有几章也会讨论该服务一旦被启动和运行
后,你能够做些什么。本书不会深入探讨Exadata Database Machine 内部的工作机
制。有关这方面的书籍已经有许多,而且内容非常丰富,对于本书的初学者来说,
试图深入到这种细节是没有必要的。另外,由于那些书的作者们写得非常好,试
图复制他们则是无用的。
那么,为什么要写一本入门书去探讨一个工程化的系统,而该工程化的系统
通常是由非常有经验的人来建立、维护和使用的?有几个原因。首先,是我个人
的原因。作为这项服务的产品经理,我有独特的视角。我尝试与很多购买了这项
服务的客户交流,以便看看他们是如何使用,如何理解Exadata Database Machine
带来的体验。在许多场景中,我发现已经购买和使用了ExaCS 的客户是从未见过
Exadata 的。他们是从市场上和各种口头宣传中得知Exadata Database Machine 是
运行Oracle 数据库的最佳平台后才接触此项服务的。但在交钥匙时,他们并不真
的知道如何启动或有什么特性可用。这就是我为什么要写本书的原因。云已经将
技术以前所未有的方式带到大众面前,我希望在本书中提供一些有益的帮助信息。
任何云,尤其是Oracle Cloud,其主要目的之一就是使曾经很复杂或远离大众
的东西变得简单一些。利用我们的智能手机,共享和获取非常好看的图片和触摸

屏幕一样容易——其余的操作都由软件来完成。白平衡、聚焦、曝光——所有我
们以前在构图时必须考虑的设置都被推给了后台,被自动地根据软件认为的最佳
方式来对那幅图进行设置。要照一张夏威夷海滩的风景照吗?手机会根据阳光的
明亮程度来调整曝光。想给家人照一张肖像照吗?手机会把背景模糊掉,而使主
题凸显出来。
Oracle Cloud 希望复制这样的易用性。现在你可以利用一个OS 和存储来创建
Java 应用服务器和Oracle 数据库,而所需的时间不到20 分钟。还不仅仅这些,
你可以简单地在用户界面中通过回答一些问题来把这些事完成了。回顾一下,在
此之前,为了建立一个相似的系统并使之运行,所需执行的步骤是:
(1) 寻找或购买硬件。
(2) 把该硬件放到数据中心。
(3) 配置网络。
(4) 请Linux 或Windows 的管理员来安装并配置操作系统。
(5) 下载或存储想要使用的特定产品的软件。
(6) 请一名DBA 来安装和配置数据库或应用服务器。
如你所见,这是一个需要多人参与的漫长过程。套用一部流行电影中的台词,
“如果我告诉你,你可以在20 分钟内建立一个Oracle 数据库并使之运行起来,
你会怎样?”这正是Oracle Cloud 的承诺。
云中的Exadata
现在,我们看看Exadata Database Machine。我们已经提到了配置一个Oracle
数据库或Java 应用服务器所需要的步骤。考虑到工程化系统的复杂性,一旦
Exadata 被放到数据中心,它必须先静置一会儿以适应那里的温度。然后你可以启
动将它接入的流程。现在,这可不是那种“拿一个接线板就行”的事。每个机架
都有两个预安装的电源配电装置,更不要说如果数据中心没有足够的电力,你可
能在无意间引起了电压不足。甚至在把它接入之前,就要考虑数据中心地板的承
重、温度、湿度设置,以及通风和空调的规格。
通过Exadata Cloud Service,可以在不到两个小时的时间里建立并运行一个服
务——硬件已经准备好,网络已被设置好,OS 已经安装并准备好,就可以创建一
个数据库了。那么在此服务上创建一个数据库需要多长时间呢?30 分钟左右。
ExaCS 把云放到一个复杂系统中,并能让任何人通过Web 浏览器来访问。

1.2 一个双数据中心的故事
ExaCS 在Oracle Cloud 两类数据中心中都可用。我们先从Oracle Cloud
Infrastructure Classic(OCI-C)数据中心开始,因为它首先出现在这类数据中心。
OCI-C 数据中心,也被称为OPC 或Oracle Public Cloud,分布在全球有ExaCS 服
务的三个国家:美国伊利诺伊州的芝加哥和弗吉尼亚州的阿什伯恩;英国的斯劳
(Slough)/伦敦;荷兰的阿姆斯特丹。这些数据中心也提供了Platform as a
Service(PaaS)和Infrastructure as a Service(IaaS)云产品。这些包括诸如Java 和
Node.js 的应用服务器服务,诸如Process Cloud、Integration Cloud 和Oracle SOA
Suite 的Integration(集成)服务,以及Business Intelligence(BI)和Data Visualization
Cloud Service(数据可视化云服务)。所有这些服务都能够很容易地与作为后台数据
库的ExaCS 相互集成或连接。OPC 数据中心已经上线运行了三年多,并且扩展到
了其他区域。OPC 数据中心有X5、X6、X7 版的Exadata Cloud Service,我们将
在本章的后面进行讨论。
另一类型的云数据中心是Oracle Cloud Infrastructure(OCI)。OCI 数据中心提供
裸金属服务器、全部软件定义的网络、高性能的基础设施服务以及在每个地区至
少有三个可用域。它们也提供Oracle 的新自治服务。这些数据中心位于美国亚利
桑那州的菲尼克斯、弗吉尼亚州的阿什伯恩;英国的伦敦和德国的法兰克福。它
们通过高速的NVM Express(NVMe)存储和扁平的或Clos 网络来提升裸金属服务
器的性能。ExaCS 在所有OCI 数据中心都可获得,每个可用域中都有X6、X7 版
的Exadata Cloud Service。
1.3 Exadata Cloud Service shape
当选择ExaCS 云服务时,根据计算和存储的需求不同,你可以有多种选择。
ExaCS 云服务提供1/4 机架配置、1/2 机架配置或一个满配机架。其中每一种配置
都提供不同的CPU 和存储的选择。这些shape 由下列硬件构成:
Base System Quarter Half Full
数据库计算节点 2 2 4 8
存储服务器 3 3 6 12
我们首先介绍计算能力。如前所述,OPC 数据中心有X5、X6 和X7 版本的
Exadata Cloud Service,而OCI 数据中心只有X6 和X7 版本的。

1.3.1 Exadata Cloud Service X5 版本
X5 shape 的大小是从每个数据库计算节点最多34 个CPU,到满配机架的272
个CPU。下面描述了每个shape 的OCPU 数量:
X5 Quarter X5 Half X5 Full
最大CPU 核数 68 136 272
其次是存储。X5 选件所包含的存储和内存比X6 要少,存储只是X6 的一半,
内存是X6 的1/3。尽管这听起来不是最好,但对这些资源较少的X5 来说还是能
够满足大量的工作负载的。
下面显示了X5 shape 的存储和内存选项。每个X5 数据库计算节点都有240GB
的RAM。下面也包含了ExaCS 上的闪存总容量。
X5 Quarter X5 Half X5 Full
总内存大小 480GB 960GB 1920GB
可用存储空间 42TB 84TB 168TB
闪存容量 19.2TB 38.4TB 76.8TB
可用存储空间的大小可能会让你产生一点误解:在你给硬盘划分空间用于备
份、恢复和稀疏克隆(sparse cloning)时,它给出了可用存储的容量。下面的列表给
出一台X5 上数据库最大容量的真实数量。存储可以用几种方法细分,这取决于
你的选项。在创建服务的时候,你可以选择是要本地备份(备份在Exadata Storage
Server 中)和云备份,或者只要云备份。还可以选择留出一些磁盘空间用于稀疏克
隆。下面是存储的细分方式:
● 只有云备份 数据占80%,恢复占20%。
● 云备份和本地备份 数据占40%,恢复占60%。
● 只有云备份和稀疏克隆 数据占60%,恢复占20%,稀疏克隆占20%。
● 包含稀疏克隆的本地备份和云备份 数据占35%,恢复占50%,稀疏克隆
占15%。
通过这些比例,可以确定数据库的数据文件存储所使用的数据磁盘的最大
容量:
X5 Quarter X5 Half X5 Full
只有云备份
(数据占80%,恢复占20%)
数据占33.6TB,
恢复占8.4TB
数据占67.2TB,
恢复占16.8TB
数据占134.4TB,
恢复占33.6TB
云备份和本地备份
(数据占40%,恢复占60%)
数据占16.8TB,
恢复占25.2TB
数据占33.6TB,
恢复占50.4TB
数据占67.2TB,
恢复占100.8TB
云备份和稀疏克隆 数据占25.2TB, 数据占50.4TB, 数据占100.8TB,( 数据占60% , 恢复占
20%,稀疏克隆占20%)
恢复占8.4TB,
稀疏克隆占8.4TB
恢复占16.8TB,
稀疏克隆占16.8TB
恢复占33.6TB,
稀疏克隆占33.6TB
包含稀疏克隆的本地备
份和云备份(数据占35%,
恢复占50%,稀疏克隆占
15%)
数据占14.7TB,
恢复占21.0TB,
稀疏克隆占6.3TB
数据占29.4TB,
恢复占42.0TB,
稀疏克隆占12.6TB
数据占58.8TB,
恢复占84TB,
稀疏克隆占25.2TB
1.3.2 Exadata Cloud Service X6 版本
X6 每个shape 的最大CPU 数量如下所示:
X6 Quarter X6 Half X6 Full
最大CPU 核数 84 168 336
X6 的内存是X5 的三倍,存储是X5 的两倍。下面展示了每个shape 中所含的
存储、闪存容量和内存。在这种情况下,X6 的每个数据库计算节点中都有720GB
的RAM。
X6 Quarter X6 Half X6 Full
总内存大小 1440GB 2880GB 5760GB
可用存储空间 85.4TB 170.9TB 341.7TB
闪存容量 38.4TB 76.8TB 153.6TB
下面是针对X6 的磁盘容量细分:
X6 Quarter X6 Half X6 Full
只有云备份
(数据占80%,恢复占20%)
数据占67.2TB,
恢复占16.8TB
数据占134.4TB,
恢复占33.6TB
数据占268.8TB,
恢复占67.2TB
云备份和本地备份
(数据占40%,恢复占60%)
数据占33.6TB,
恢复占50.4TB
数据占67.2TB,
恢复占100.8TB
数据占134.4TB,
恢复占201.6TB
云备份和稀疏克隆
( 数据占60% , 恢复占
20%,稀疏克隆占20%)
数据占50.4TB,
恢复占16.8TB,
稀疏克隆占16.8TB
数据占100.8TB,
恢复占33.6TB,
稀疏克隆占33.6TB
数据占201.6TB,
恢复占67.2TB,
稀疏克隆占67.2TB
包含稀疏克隆的本地备份
和云备份
( 数据占35% , 恢复占
50%,稀疏克隆占15%)
数据占29.4TB,
恢复占42.0TB,
稀疏克隆占12.6TB
数据占58.8TB,
恢复占84TB,
稀疏克隆占25.2TB
数据占117.6TB,
恢复占168.0TB,
稀疏克隆占50.4TB1.3.3 Exadata Cloud Service X7 版本
X7 是Oracle 最新版的Exadata Database Machine。比起X6,它有更多的存储,
其闪存容量是X6 的两倍,还有25 千兆以太网。它还引入了一个Base System(最
小配置系统),它是比X7 1/4 配置成本更低的选件,其存储和CPU 更少。三种shape
的最大CPU 数量如下:
X7 Quarter X7 Half X7 Full
最大CPU 核数 92 184 368
尽管每个计算节点的内存数量和X6 相同,但存储和闪存的数量却增加了:
X7 Quarter X7 Half X7 Full
总内存大小 1440GB 2880GB 5760GB
可用存储空间 106.9TB 213.8TB 427.6TB
闪存容量 76.8TB 153.6TB 307.2TB
下面是针对X7 的最大数据库容量细分:
X7 Quarter X7 Half X7 Full
只有云备份
(数据占80%,
恢复占20%)
数据占85.5TB,
恢复占21.4TB
数据占171.1TB,
恢复占42.8TB
数据占342.1TB,
恢复占85.6TB
云备份和本地备份(数
据占40%,恢复占60%)
数据占42.8TB,
恢复占64.1TB
数据占85.5TB,
恢复占128.2TB
数据占171.1TB,
恢复占256.4TB
云备份和稀疏克隆(数
据占60%,恢复占20%,
稀疏克隆占20%)
数据占64.1TB,
恢复占21.4TB,
稀疏克隆占21.4TB
数据占128.2TB,
恢复占42.8TB,
稀疏克隆占42.8TB
数据占256.4TB,
恢复占85.6TB,
稀疏克隆占85.6TB
包含稀疏克隆的本地
备份和云备份(数据占
35%,恢复占50%,稀
疏克隆占15%)
数据占37.4TB,
恢复占53.5TB,
稀疏克隆占16TB
数据占74.8TB,
恢复占107TB,
稀疏克隆占32TB
数据占149.6TB,
恢复占214TB,
稀疏克隆占64TB
1.3.4 是否虚拟化了
如果你熟悉Exadata Database Machine,可能会注意到某些内存和CPU 容量并
没有出现在前面的列表中。这是正常的,其原因是:ExaCS 对数据库计算节点的
OS 进行了虚拟化。一些CPU 和内存被用来运行系统管理程序,所以消耗了资源。
现在你可能会问:“不是已经进行了虚拟化吗?”是的,但是这个开销非常小,并且

在日常工作负载和运行中是注意不到的。对OS 进行虚拟化有以下原因。首
先,这使得Oracle 能够独立于运行的操作系统执行维护工作。这也允许对CPU
进行伸缩或扩展,实现零宕机地动态添加或移除CPU。最后,允许客户在其Exadata
Cloud Service 上创建多个VM 集群,隔离出工作负载和用户组,使每个用户组独
享专用的Exadata 资源。
1.4 数据库选件
ExaCS 带来的好处之一是订阅价格中包括了所有可用的数据库选件,这是对
Oracle 通常使用的许可证模式的一个改变。在许可证模式下,客户需要挑选出他
们想用的数据库选件,这有点像菜单模式。尽管计价模式和许可证模式不在本书
中讨论,但指出这种计价模式是非常重要的,告诉客户能够使用超出其预算的选
件产品对于客户迁移到云上有着巨大的益处。尽管后文中将会讨论如何部署和使
用一些这样的数据库选件,但我仍会谈及本服务能够提供的一些选件细节。通过
灵活的计价模型,Enterprise Edition(数据库企业版)的所有功能,诸如Virtual Private
Database(VPD,虚拟私有数据库)和Flashback(闪回)数据库等功能也都被包含,具
体如下:
● Multitenant(多租户)
● Partitioning(分区)
● Real Application Testing(实时应用测试)
● Advanced compression(高级压缩)
● Advanced security(高级安全)
● Label security(标签安全)
● Database Vault(数据库安全)
● Online Analytical Processing(OLAP,联机分析处理)
● Advanced analytics(高级分析)
● Spatial and Graph(空间地理和图形)
● Diagnostics Pack(诊断包)
● Tuning Pack(调优包)
● Database Lifecycle Management Pack(数据库生命周期管理包)
● Data Masking and Subsetting Pack(数据遮蔽和子集包)
● Cloud Management Pack for Oracle Database(Oracle 数据库云管理包)
● Real Application Clusters(RAC, 实时应用集群)
● Database In-Memory(内存数据库)● Active Data Guard(数据卫士)
此外,可以使用Exadata Database Machine 的所有创新成果。这正是Exadata
与传统商业硬件的不同之处。此类创新成果包括Smart Scan、Smart Flash Cache、
I/O Resource Manager(IORM)、Hybrid Columnar Compression(HCC)和存储索引。
本书的后续各章将讨论这些创新成果及工作原理,并结合案例,希望让你了解它
们是如何为你和你的工作负载工作的。
另一个计价模型称为Bring Your Own License。基于这种计价模型,如果你在
本地有闲置的Enterprise Edition Database 许可证,可以把这些许可证用到Exadata
Cloud Service 上。另外,任何闲置的选件你都可以拿来使用。
通过这种模型,还可以得到一些免费的选件:Transparent Database Encryption、
Data Masking and Subsetting Pack、Diagnostics and Tuning Packs 以及Real
Application Testing。
此外,Exadata 硬件系统的高可用性本身由许多冗余部件组成,诸如电源装置、
存储节点和网络。如果某个特定的部件出现故障,其备用部件就会接管工作负载
直到该主用部件得到更换。在云服务中,你不必担心部件的更换;数据中心的运
维会监控到该部件的故障,并规划修复/更换的时间进度,然后执行维护——所有
这些操作通常对你和运行在Exadata Cloud Service 上的工作负载都是透明的。
1.5 云环境中的Exadata
如果你对Exadata Cloud 做过一些研究或跟踪过Oracle 的市场宣传,那么可能
已经听说过Exadata Cloud at Customer(放在客户数据中心的Exadata 云服务)。在
这种模型中,Oracle 将Exadata Database Machine 放在客户数据中心,然后将其连
网、开机并刷机成云服务模式。这样做的好处是:如果你有敏感数据、本地数据
安全限制,或者你希望硬件放在随处可见的地方,则Exadata Cloud at Customer
是一个不错的选择。其模式与云服务完全相同;所有的用户界面、功能和易用性
都完全相同。尽管本书是介绍Exadata Cloud Service 的,但同时,许多用户界面(UI)
流程和Exadata 的核心功能都与Exadata Cloud at Customer 相关联。
无论你选择的是公有云服务还是放在客户数据中心的云服务模式,我们都可
以提供适于此二者的客户案例。使用Exadata 的客户案例之一是做整合
(consolidation)。此服务使你能够在单个服务上部署多个Oracle 数据库。在X5/X6
上,数据库计算节点上的空间可轻松地支持大约12 到14 个Oracle home,而在
X7 上,可支持50 个以上。也可以混合部署各个版本的Oracle——11.2.0.4、12.1.0.2、
12.2.0.1、12.2 版本的18c 或18c Grid Infrastructure。这种多版本的混合部署可将企业中

部署在多个硬件平台上的多个数据库整合起来,将其部署在一个高可用的
服务上。12c 和18c 数据库的多租户选件进一步增强了整合的力度,能够支持在
单个容器数据库中包含多个可插拔数据库。
目前在本地部署了Exadata Database Machine 的客户也把云服务看成一个灾难
恢复平台。通过Active Data Guard,云服务已经成为一个异地的DR 平台,能够
用于开发和测试,一旦出现故障,便可以用于故障切换。这样使得企业节省一些
用于在本地测试和开发的计算能力和空间,而把它移到云上。
把数据迁移服务和一个独立的数据库结合起来可以创建一个安全的云数据仓
库,用于报表和分析。通过使用诸如GoldenGate、Data Integration Platform Cloud
的云服务,或者使用抽取、转换和加载(ETL)的工具,可以将海量的数据迁移到运
行在Exadata Cloud Service 上的一个独立的云数据库中,以便得到一个安全的、
统一的报表平台。
最后一个客户案例聚焦在平台自身。作为云服务的产品经理,我与许多使用
本服务的客户有过交流。我所见到的最常见的客户案例之一就是Oracle E-Business
Suite 向云的迁移。这不是一个轻松的决定,因为有些公司会把其全部财务数据存
储在这些数据库中。这样一个迁移的难处在于升级硬件及保证其稳定运行的费用。
1.6 本章小结
那么,我们有什么?我们所拥有的服务是为谁提供的?对于那些以前没有接
触过Exadata Database Machine 或只有很少经验的人来说,想要使用ExaCS 服务,
本书可以作为你的路线图、指导和使用手册。大部分已经购买了本服务的客户都
没有Exadata 使用经验,本书可以作为你的助手,指导你完成服务的创建和第一
个数据库创建的全过程。本书将展示如何利用该服务提升数据库工作负载的性能,
为自己的数据创建一个高可用的、安全的平台。

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