Datu bāzes sistēmas vadības instance (eksemplārs) un datu bāzes instance (eksemplārs)

Datu bāzes sistēma1 (DBS) = = datu bāzes vadības instance (DBVS)+ + datu bāzes (DB) instanceDatu bāzes vadības instance =

= Operatīvās atmiņas struktūras +

+ Operētājsistēmas procesi (proceses, tasks, jobs, threads)

Datu bāzes vadības instance jeb eksemplārs ir programmu un operatīvās atmiņas atmiņas struktūru kopa, kas vada datu bāzes failu darbību. Katra palaistā datu bāze ir saistīta ar vismaz vienu datu bāzes vadības instanci.

Datu bāzes eksemplārs ir fizisko failu kopa diskā, kas izveidota realizējot datu bāzes definēšanas priekšrakstu. Datu bāzes vadības instance vada datu bāzes eksemplāra datu veidošanu un apstrādi. Tā apkalpo datu bāzes sistēmas lietotājus.

Tā kā datu bāzes vadības instance ir atmiņā un diskā ir datu bāze, instance var pastāvēt bez datu bāzes un datu bāze var pastāvēt bez instances.

1 Database Control System - sākumā Database Manager System - vēlāk

1

Datu bāzes sistēmas konfigurācijas

Oracle Database var palaist vienā no šīm savstarpēji izslēdzošajām konfigurācijām: 1) vienas instances konfigurācija. Starp datu bāzi un instanci pastāv savstarpēja saikne. 2) Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC) konfigurācija. Starp datu bāzi un datu bāzes vadības instanci pastāv saikne viens pret daudziem.

SQL> STARTUPORACLE instance started. Total System Global Area 468729856 bytesFixed Size 1333556 bytesVariable Size 440403660 bytesDatabase Buffers 16777216 bytesRedo Buffers 10215424 bytesDatabase mounted.Database opened.

Sistēmas identifikators (SID) ir unikāls datu bāzes instances nosaukums konkrētā resursdatorā (host).

2

Datu bāzes fails

Datu bāzes failsDatu bāzes fails

Datu bāzes failsDatu bāzes fails

Datu bāzes fails

Datu bāzes sistēma

Datu bāzes sistēma (DBS)

Datu bāzes vadības instance (eksemplārs)

OS process Oracle.exe

Datu bāze

Sistēmas globālā atmiņas telpa (System Global Aria (SGA))

Datu bāze – operētājsistēmas failu kopa.

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

3

Datu bāzes vadības instance

1. SGA, System Global Area – izmanto visi Oracle procesi.

2. PGA, Process Global Area – atsevišķo procesu un pavedienu privātā atmiņa.

3. UGA, User Global Area – seansa atmiņa (var būt SGA, ja koplietošanas serveri) un PGA (ja izdalītais serveris).

4

4. Flash cache (spējš, straujš un krātuve, kešatmiņa) atmiņa ir ātrdarbīga starpatmiņa. Atšķirībā no KEEP pūla, kas izmanto operatīvo RAM atmiņu, flash cache tiek izmantots terciārai datu krātuvei cietā stāvokļa diskā (SSD). Parasti, ja datu bloks ir novecojis no datu bufera kešatmiņas, tas ir jāielādē no diska nākamajā reizē, kad tas ir nepieciešams. Izmantojot funkciju Oracle Smart Flash Cache, vecākie bloki tiek ievietoti Smart Flash kešatmiņā, tāpēc, ja tie ir nepieciešami vēlreiz, tie tiek ātrāk ielādēti SSD bufera kešatmiņā, nevis atkārtoti ielādēti no lēnākajiem diskiem.Datu krātuves aparatūras hierarhiju, kas organizēta pēc piekļuves ātruma:

1) Data Buffer RAM (datu bufera brīvpiekļuves atmiņa) – datu glabāšanas pūls var kešot objektus, lai tiem varētu ātri piekļūt, izmantojot RAM ātrumu. Protams, šie dati nav noturīgi.

2) SSD cietais disks nav tik ātrs kā vietējā RAM, bet tas paliek simtiem reižu ātrāks nekā magnētiskie diski. Tomēr visiem SSD ir problēmas ar rakstīšanu un nav ideāli piemēroti augstiem DML datiem.

3) diska plātness - ar magnētisko pārklājumu pārklātās sešdesmito gadu plātnes veido lielāko daļu datu krātuves, kurās piekļuves ātrums ir milisekundēs.

Dokumenti liecina, ka flash cache attiecas uz “flash” SSD atmiņu, taču šķiet, ka šī pieeja izmanto SSD kā pagaidu kešatmiņu, nevis kā pastāvīgu datu atrašanās vietu, kā redzams SSD zibatmiņā.

5

Datu bāzes vadības instance jeb eksemplārs2

Datu bāzes vadības instance ir atmiņas struktūru kopums, kas vada datu bāzes failus. Datu bāze ir fizisko failu kopa diskā, ko izveido CREATE DATABASE komandu. Instance pārvalda saistītos datus un apkalpo datu bāzes lietotājus. Katra Oracle datu bāze darbojas vismaz ar vienu Oracle datu bāzes vadības instanci. Tā kā instance pastāv atmiņā un datu bāze pastāv diskā, instance var pastāvēt bez datu bāzes un datubāze var pastāvēt bez instances. Startējot instanci, Oracle Database piešķir atmiņas apgabalu, ko sauc par sistēmas globālo apgabalu (SGA), un sāk vienu vai vairākus fona procesus. SGA kalpo dažādiem mērķiem, tostarp šādiem: 1) uzturēt iekšējās datu struktūras, kurām vienlaikus piekļūst daudzi procesi un pavedieni; 2) kešatmiņā datu bloki, kas nolasīti no diska; 3) datu buferēšana pirms pārrakstīšanas tiešsaistes žurnāla datnēs; 4) SQL izpildes plānu glabāšana. SGA koplieto Oracle procesi, kas ietver servera procesus un fona procesus, kas darbojas vienā datorā. Veids, kādā Oracle procesi tiek saistīti ar SGA, atšķiras atkarībā no operētājsistēmas. Datu bāzes instancē ietilpst fona procesi. Servera procesi un šajos procesos piešķirtā procesa atmiņa arī pastāv instancē. Instance, kad servera procesi beidzas, turpina darboties.

2 http://www.oracle.com/technetwork/topics/dotnet/oracle-database-11g-architecture-on-128413.pdf

6

7

Oracle database izdalītais (dedicated, named) servera process

8

Datu bāzes fails

Datu bāzes failsDatu bāzes fails

Datu bāzes failsDatu bāzes fails

Datu bāzes fails

Izdalītais (named) serveris

Datu bāzes sistēma

Eksemplārs (instance)

OS process Oracle.exe

Pieeja atmiņas buferiem Datu bāze

Klienta pieslēgums

Failu datu nolase

Sistēmas globālā atmiņas telpa (System Global Aria (SGA))

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Procesa Oracle.exe pavediens (thread) – saukts fona process

Izdalītais (named)

serveris (OS process)

9

Oracle database koplietošanas (shared) server process

10

Koplietošanas serveris (multi-thread server (MTS))

Kopējais koplietošanas serveris (MTS)

SGA

Klienta pieslēgums

Viens no koplietošanas serveriemViens no koplietošanas

serveriemViens no koplietošanas serveriem

SQL pieprasījumu

rinda

SQL atbilžu rinda

Dispečers Dispečers

Dispečers

1

2

3

4

11

Lietojumu un fona procesi (procesa Oracle.exe pavedieni (threads))

12

DBS izvērsta arhitektūra

13

Kontrolpunkti un instances atkopšana Instances atkopšana izmanto kontrolpunktus, lai noteiktu, kuras izmaiņas jāpielieto datu failos. Kontrolpunkta pozīcija garantē, ka katra veiktā izmaiņa ar SCN, kas ir zemāka par SCN, tiek saglabāta datu failos.

Instances atkopšanas laikā datu bāzē jāfiksē izmaiņas, kas notiek starp kontrolpunkta pozīciju (checkpoint) un REDO pavediena beigām. Kā parādīts attēlā, dažas izmaiņas, iespējams, jau ir ierakstītas datu failos. Tomēr diskā tiek garantētas tikai izmaiņas, ja SCN ir zemāka par kontrolpunkta pozīciju.

14

Instances atkopšanas fāzes Pirmo instances atkopšanas (recovery) posmu sauc par kešatmiņas atkopšanu vai virzīšanos uz priekšu, un tas ietver visu tiešsaistes redo žurnālā reģistrēto izmaiņu atkārtotu lietošanu datu failos. Tā kā atcelšanas dati tiek ierakstīti tiešsaistes pārtaisīšanas žurnālā, ritināšana uz priekšu arī atjauno atbilstošos atsaukšanas segmentus. Pāriet uz priekšu, izmantojot tik daudz tiešsaistes pārtaisīšanas žurnālfailu, cik nepieciešams, lai datu bāze tiktu virzīta uz priekšu. Pēc ritināšanas uz priekšu datu blokos ir visas veiktās izmaiņas, kas reģistrētas tiešsaistes pārtaisīšanas žurnāla failos. Šajos failos varētu būt arī neizpildītas izmaiņas, kas vai nu tika saglabātas datu failos pirms kļūmes, vai arī tika ierakstītas tiešsaistes pārtaisīšanas žurnālā un ieviestas kešatmiņas atkopšanas laikā. Pēc virzīšanās uz priekšu visas izmaiņas, kas netika veiktas, ir jāatceļ. Oracle Database izmanto kontrolpunkta pozīciju, kas garantē, ka visas izdarītās izmaiņas ar SCN, kas ir zemāks par kontrolpunkta SCN, tiek saglabātas diskā. Oracle datu bāze atsauc blokus, lai atceltu neizpildītās izmaiņas datu blokos, kas rakstīti pirms kļūmes vai ieviesti kešatmiņas atkopšanas laikā. Šo posmu sauc par atcelšanu vai darījumu atkopšanu.

15

Datu bāze

DB eksempl. faili

DB eksempl. konfig. faili

Tīkla adresācijas faili

Datu bāzes serveris DBVS eksemplārs

SGAFona procesi

Eksemplāra parametri

DBVS eksemplārsSGA

Fona procesiEksemplāra parametri

Lietojumu servera operētājsistēma

Reģistrs

Servisi

Datu bāzes sistēmas un lietojuma kopējā shēma

Lietotājs

Lietojumu serveris

Web serveris

Transakciju vadība

Lietojumi

DB servera operētājsistēma

Reģistra parametri

Win Servisi

DB

inte

rfei

ss (O

DB

C, J

DB

C, .

..)

Lietojuma programma

Web pārlūkprogramma

Internets

16

17

Oracle datu bāzes servera kopējā arhitektūra18

Parasti vienā un tajā pašā mašīnā vienlaikus darbojas vairākas Oracle versijas. Lai izvairītos no haosa, jāorganizē, kā un kur tiek instalēta katra versija. Sistēmu, ko parasti izmanto Oracle programmatūras organizēšanai un instalēšanai, sauc par optimālo elastīgo arhitektūru (OFA). Kā DBA jūs varat izmantot šo organizatorisko hierarhiju, lai instalētu Oracle programmatūru, pamatojoties uz programmatūras versijām un parastajiem direktorijiem, kurus izmanto visas versijas.

OFA atslēga ir direktoriju vides mainīgie ORACLE_BASE un ORACLE_HOME: ORACLE_BASE ir vieta, kur var atrast kopēju programmatūru, ko izmanto visas Oracle programmatūras versijas; tā ir pamatā esošo Oracle kodu koku pamatā. ORACLE_HOME ir apakškatalogs un apzīmē vietu, kur ir instalēta noteikta Oracle datu bāzes programmatūras versija, kas bieži ir saistīta ar vienu vai vairākiem datu bāzes gadījumiem.

Lūk, hierarhija: / direktorija nosaukums / lietotne / oracle / produkts / versijas numurs / faktiskais programmatūras_versijas_numurs

Tagad aprakstīsim katru hierarhijas līmeni. Līmeņa apraksts direktorija nosaukums Bāzes direktorijs, failu sistēma vai diska nosaukums. Lietotnes direktorija nosaukums, kas apzīmē lietojumprogrammu, tiks atrasts šis koks. oracle Programmatūras īpašnieks un tiek definēts kā ORACLE_BASE. produkts Programmatūru koku turēšanas katalogs. versijas numurs Katalogs ar unikālu versijas numuru, kas satur faktisko programmatūras instalēšana. Definēts kā ORACLE_HOME. Šeit ir piemērs tam, kā šī hierarhija var pastāvēt UNIX vai Linux: /u01/app/oracle/product/12.1.0 Un operētājsistēmā Windows: d: apporacleproduct12.1.0 Instalējot datu bāzes programmatūru ar Oracle instalēšanas rīku (Oracle Universal Installer), tas palīdzēs jums identificēt šīs vietas, taču jums ir jāsaprot, kāpēc katra atrašanās vieta ir definēta, lai jūs varētu labāk organizēt programmatūras instalēšanu. ORACLE_BASE direktorijā Oracle krājumu katalogs tiek izveidots kā oraInventory. Šajā direktorijā Oracle reģistrē visu Oracle programmatūru, kas ir instalēta, ielāpīta un noņemta no servera. Šī informācija tiek izmantota, lai Oracle Universal Installer (OUI) un OPatch utilīta varētu izsekot programmatūras atkarībām instalēšanas un ielāpšanas darbību laikā. Oracle krājumu automātiski pārvalda OUI un OPatch utilītas. Zem ORACLE_BASE ir administratora direktorijs ar nosauktiem apakšdirektorijiem katrai Oracle datu bāzei, kā arī dublējums, konfigurācijas rīku žurnāli, ātrās atkopšanas apgabals un produktu direktoriji: $ ls $ ORACLE_BASE admin backup cfgtoollogs diag fast_recovery_area produkts Īpaši svarīgi, katrā ORACLE_BASE / admin / datu bāzes nosaukumu apakšdirektorijā ir revīzijas direktoriji, Data Pump

19

konfigurācijas faili, konfigurācija un Oracle Security Wallet faili: $ ls $ ORACLE_BASE / admin / * / u01 / app / oracle / admin / db01: adump dpdump pfile xdb_wallet / u01 / app / oracle / admin / dev12c: dump dpdump pfile xbd_wallet Zemāk ir redzami direktoriji revīzijai, Data Pump, konfigurācija un Oracle maki. Kataloga mērķis adump Audita faila atrašanās vieta. Var ģenerēt daudz failu, bet parasti tie ir nav ļoti liels. dpdump Data Pump utilītas atrašanās vieta. pfile Datubāzes startēšanas konfigurācijas failu atrašanās vieta. xdb_wallet Oracle maku glabāšanas zona. Tās ir drošības ierīces. Iepriekšējās Oracle versijās bdump, cdump un udump direktoriji parādījās zem katra datubāzes administratora direktorija, kurā glabājas trauksmes, izsekošanas un galvenie dump faili. Tomēr, sākot no Oracle 11g un turpinot 12.c, šie direktoriji parādās izsekošanas, trauksmes un incidentu apakšdirektorijos direktorijā $ ORACLE_BASE / diag / rdbms / datu bāzes nosaukums. Šeit jūs redzat galveno izsekošanas un brīdinājuma failu atrašanās vietu. Kataloga mērķis brīdinājums Jūsu pastāvīgi svarīgā darbību žurnāla faila atrašanās vieta datu bāze (XML formāts). cdump Galveno dump failu atrašanās vieta. trace atspoguļo datu bāzes vai lietotāja ģenerētu izsekošanas failu atrašanās vietu kļūdas notikums. Aizstāj direktorijas bdump un udump. incidents Papildu izsekošanas failu atrašanās vieta (vienkāršā teksta formāts). Oracle pārvalda programmatūras instalācijas, pamatojoties uz viņu ORACLE_HOME direktorijiem. Serverī var būt vairāki ORACLE_HOME direktoriji, no kuriem katrs atbilst citai datubāzes versijai. Dažādas versijas parasti var pastāvēt bez konfliktiem, jo tās koplieto tikai Oracle inventāra, oratab faila un datu bāzes klausītāja procesu. Šī programmatūras sadalīšana dažādos direktorijos ļauj veikt šo atdalīšanu un pārvaldību. Lūk, vairāku ORACLE HOME direktoriju piemērs: $ ls -1 $ ORACLE_BASE / produkts 12.1.0 11.1.0 10.2.0 Iepriekšējā piemērā redzat vairākus ORACLE_HOME direktorijus, kas instalēti dažādos direktorijos. Definējot vides mainīgo iestatījumus, lai norādītu uz konkrētu ORACLE_HOME, tiek noteikts, kuru no tiem izmantojat. Datu bāzes datnes (dati, rādītājs, vadība, pārtaisīšana) vēlams glabāt atsevišķās failu sistēmās, kas piešķirtas tieši šim nolūkam un atdalītas ar datu bāzes nosaukumiem: / u02 / oradata / dev12c / u03 / oradata / dev12c / u04 / oradata / dev12c Oracle lietotājam dba grupā ir nepieciešams b

20

Oracle Database pārvaldības rīki3

Oracle datu bāzes konfigurēšana pirmkārt ietver direktoriju objektu izveidošanu uzņēmuma lietotāju un datu bāzes informācijas glabāšanai. Dažām realizācijām var būt nepieciešams arī izveidot īpašus tīkla konfigurācijas failus (ldap.ora), kas ļauj jūsu datu bāzēm atrast pareizo direktoriju serveri tīklā. Oracle Enterprise Manager ir galvenais rīks gan Enterprise User Security konfigurēšanai, gan administrēšanas uzdevumiem.Pieejamie pārvaldības rīki:1) Oracle Adminstration Assistant for Windows darbojas no Microsoft Management Console un ļauj konfigurēt šādus Oracle Database lietotājus un lomas, lai Windows operētājsistēma varētu tos autentificēt, un viņi var piekļūt Oracle Database bez paroles: a) regulāri Windows domēna lietotāji un globālās grupas kā ārējie lietotāji Windows datu bāzes administratori (ar SYSDBA privilēģiju);b) Windows datu bāzes operatori (ar SYSOPER privilēģiju);Turklāt Oracle Administration Assistant for Windows var izveidot un piešķirt vietējās un ārējās datu bāzes lomas Windows domēna lietotājiem un globālajām grupām. Izmantojot Oracle Administration Assistant for Windows, neviena no šīm darbībām nav jāveic manuāli: a) izveidojiet lokālas grupas, kas atbilst datu bāzes sistēmas identifikatoram un lomai;b) piešķiriet domēna lietotājus šīm lokālajām grupām; c) autentificējiet lietotājus SQL * Plus arCREATE USER username IDENTIFIED EXTERNALLY

2) Database Configuration Assistant var izmantot lai: a) izveidotu noklusējuma vai pielāgotu datu bāzi; b) konfigurēt esošu datu bāzi, Oracle produktu izmantošanai;c) izveidotu automātiskās krātuves pārvaldības disku grupas;d) ģenerētu čaulas (shell) un SQL skriptu kopu, kurus vēlāk var pārbaudīt, modificēt un palaist, lai izveidotu datu bāzi.3) Oracle Net Manager ļauj konfigurēt Oracle Net Services Oracle mājai uz lokālā klienta vai servera resursdatora. Oracle Net Manager var izmantot, lai konfigurētu šādus tīkla komponentus: a) klausītājus (listeners): izveidojiet un konfigurējiet klausītājus klientu savienojumu saņemšanai;b) nosaukšana (naming): definējiet savienojuma identifikatorus un kartējiet tos, lai savienotu deskriptorus, lai identificētu tīkla atrašanās vietu un pakalpojuma identifikāciju. Oracle Net Manager atbalsta savienojuma deskriptoru konfigurēšanu vietējos tnsnames.ora failos vai centralizētu direktoriju pakalpojumu. c) Vārdu piešķiršanas metodes (naming methods): konfigurējiet identifikatoru savienošanas veidu, kā savienot deskriptorus.

3 https://docs.oracle.com/en/database/oracle/oracle-database/12.2/ntqrf/overview-of-oracle-administration-assistant-for-windows.html#GUID-DFB92CC5-C53B-4540-BFD0-3D7A9C6A5A02

21

d) profili: konfigurējiet preferences Oracle Net funkciju iespējošanai un konfigurēšanai klientā vai serverī.4) Net Configuration Assistant instalēšanas laikā konfigurē tīkla pamatkomponentus, tostarp: a) klausītāju vārdi un protokolu adreses;b) nosaukšanas metodes, kuras klients izmanto, lai atrisinātu savienojuma identifikatorus, lai savienotu deskriptorus; c) tīkla pakalpojumu nosaukumi failā tnsnames.ora;d) direktorija servera izmantošana;Programmatūras instalēšanas laikā Oracle Net konfigurācijas palīgs darbojas automātiski, kā aprakstīts Oracle Database instalēšanas rokasgrāmatā. To var palaist arī pēc instalēšanas atsevišķā režīmā, lai konfigurētu nosaukumu metodes, klausītāju, tīkla pakalpojumu nosaukumus failā tnsnames.ora un direktoriju serveru lietojumu.

22

Adminstration Assistant for Windows

Procesa Oracle.exe pavedieni – fona procesi

23

Tiešas saites dispečers

Netiešas saites dispečers (redirected connection to a dispatcher)

24

Klienta pieslēguma veidošana.

Pieprasījumu klausītāja (listener) izmantošana

Saites līmeņi klienta servera savienojuma izveidošanas sākumā

25

Izdalītā servera variants

Klienta pieprasījums

(protokols TCP/IP)

Izveidotais savienojums

Faila TNSNAMES.ora izmantošana

[ORACLE_HOME]\network\admin\TNSNAMES.ORA# tnsnames.ora Network Configuration File: J:\oracle\product\10.1.0\Db_1\network\admin\tnsnames.ora# Generated by Oracle configuration tools.

BAZE = (DESCRIPTION = (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = localhost)(PORT = 1521)) (CONNECT_DATA = (SERVER = DEDICATED) (SERVICE_NAME = BAZE) ) )

Izdalītais serveris

Klausītāja process

(listener)

26

Klienta pieslēguma veidošana. Koplietošanas servera variants

Klienta pieprasījums

(protokols TCP/IP)

Atbilstošā porta norāde (piem., 12754)

Klienta pieslēgums

Klausītāja process

(listener)

Dispečers portam 24358

Dispečers portam 12754

27

MS Windows servisi Oracle eksemplāra procesiem

DBVS Oracle katru eksemplāru aktivizē kā Windows servisu. Serviss ir izpildāmais process, kas reģistrēts Windows reģistros un kura administrēšanu realizē Windows. Servisi startē fona procesus. Galvenie Oracle servisi ir:

- OracleServiceSID un- Oraclehome_nameTNSListener.

Servisa nosaukums AprakstsOracleServiceSID Tiek izveidots datu bāzes eksemplāram. SID – Oracle datu

bāzes eksemplāra unikāls nosaukums, piemēram, ja datu bāzes nosaukums ir BAZE, tad servisa nosaukums būs OracleServiceBAZE.Ja serviss netiek startēts, tad, mēģinot palaist kādu Oracle9i utilītprogrammu, tiek attēlots šāds kļūdas ziņojums:ORA-12560 TNS: protocol adapter error

Oraclehome_nameTNSListener Serviss, kuru nepieciešams aktivizēt, pirms lietotāji piesaistās pie datu bāzes.Uztver un akceptē ieejošo klienta lietojumu savienojumu pieprasījumus. Tiek automātiski aktivizēts, pārstartējot datoru. Noklusētais klausītāja (Listener) nosaukums ir „listener”Ja serviss nav aktivizēts, tad, mēģinot sasaistīties ar Oracle, izmantojot username/password@net_service_name, parādīsies šāds kļūdas paziņojums:ORA-12541 TNS: no listener

28

Daudzslāņu (multitier) arhitektūra

29