DB2 UDB V8.1 管理學習筆記 (一) - 核心架構與效能基礎

DB2 核心架構層級

DB2 採用階層式架構，自上而下包含四個核心層級：

1. 實例：資料庫管理器的獨立執行環境。單一作業系統可同時運行多個實例 (不同於 Oracle 單實例架構)，各實例擁有獨立配置、安全性、資源。
2. 資料庫：定義於實例內，一個實例可包含多個資料庫。同實例下不同資料庫完全獨立，擁有各自的系統目錄表 (SYSCAT.*)。
3. 表空間：邏輯儲存容器，管理表、索引、大物件等物件的物理分佈。分兩種管理模式：
   • DMS (Database Managed Space)：由 DB2 管理容器 (檔案/裝置)，可精確控制空間配置、擴展、條帶化，生產環境推薦。
   • SMS (System Managed Space)：由作業系統檔案系統管理，僅指定目錄路徑，無法新增容器，管理簡單但效能彈性較低。

   建立時指定模式，事後無法轉換。

4. 容器：資料的物理儲存位置，三種類型：
   • Files：檔案系統檔案 (DMS 專用)。
   • Devices：原始裝置/裸裝置 (DMS 專用)，繞過檔案系統 I/O，效能最佳。
   • Directories：目錄路徑 (SMS 專用)。

表空間類型

資料庫效能關鍵因素

影響效能的四大資源，重要性遞減：

1. 磁碟 I/O (90% 瓶頸)：磁碟爭用為首要瓶頸。
2. 記憶體：物理量足夠 + 參數正確配置 (緩衝池、排序堆、套件快取等)。
3. CPU：多核心對複雜查詢平行處理有顯著幫助。
4. 網路：屬環境因素，頻寬不足影響資料傳輸。

磁碟配置最佳實務

• 多顆小容量磁碟優於單顆大容量：分散 I/O 請求，降低爭用。
• 分離作業系統與資料庫磁碟：避免系統活動干擾資料庫 I/O。
• 採用 DMS 表空間：可精確控制容器配置。
• 建立多個表空間分散載入：
  • 資料與索引放置不同表空間 (不同物理磁碟)。
  • 熱點大表垂直拆分至多表空間，再用 View 聯合。
• 使用裸裝置：專用磁碟分區不格式化，直接交給 DB2 管理，消除檔案系統開銷。
• 系統暫存表空間極重要：記憶體不足時溢寫磁碟，頻繁發生，應放置最快磁碟。
• 資料置於磁碟內軌：外軌線速度較快，存取效能較好 (傳統機械硬碟適用)。

關鍵記憶體配置參數 (資料庫層級)

原則：緩衝池過小 → 過多物理 I/O；過大 → 作業系統分頁/換頁風險 + CPU 管理開銷。最佳點在「效能不再提升」的平衡處。