DB architectuur.

Transcriptie

1 DB architectuur

2 DB - logisch perspectief -

3 DB - fysisch perspectief -

4 DBMS Fysische details van databank beheren Zodat gebruiker zich enkel om logische perspectief moet bekommeren Vereisten Snel gegevens terugvinden Integriteit van gegevens (Vertrouwelijkheid,...) Belangrijk concept: transactie

5 Transacties

6 Invoer Afkomstig van Naive gebruikers App. programmeurs Gesofisticeerde gebruikers System admins

7 Soorten invoer Queries Generic query interface (SQL) API Aanpassingen gegevens Generic query interface (SQL) API Aanpassing schema

8 Architectuur van een DBMS Belangrijkste ur 14 worden de verschillende onderdelen van een DBMS getoond. Onderaan is de plaats esteld waar de data gestockeerd wordt; gewoonlijk is dit één of meerdere disks. Deze compoevat niet alleen gewone, echte data maar ook metadata. Dit is informatie over de structuur data. Bij een R-DBMS bijvoorbeeld componenten bevat de metadata de namen van de relaties, de namen e attributen van deze relaties de datatypes van deze attributen (integer, string,...). Een S bevat normaal ook indexen voor de data. Een index is een datastructuur die het zoeken formatie in de databank versnelt. aanpassingen 3 queries Query Processor Storage Manager schema aanpassingen Transaction Manager Data Metadata -> indexen

9 Storage manager Beheert bestanden Aanpassen & opvragen Onderdelen File manager Buffer manager ~ Controller RAM HDD

10 Query processor Ontvangt hoog niveau bevelen of vragen (SQL) Zet deze om naar commando s voor storage manager Belangrijk: query optimisatie ~ View

11 Transaction manager Verzekert integriteit van data Parallelle bewerkingen Systeemcrash Belangrijk: logging

12 Oracle architectuur

13 .5 Architectuur DB van Oracle. vs instance.5.1 Database versus instance e database is de data op disk, gestockeerd op bestanden van het onderliggende operating system, f eventueel in UNIX in raw bestanden. De instance bestaat uit het System Global Area (SGA) eheugen en de achtergrond processen. Een instance wordt gestart door gebruik te maken an de Oracle Server Manager of de Oracle Enterprise Manager (OEM). De database wordt dan emount op de instance en tenslotte geopend. Gebruikers kunnen dan CONNECTeren naar e instance om de data in de database 2. MOUNT te raadplegen. Figuur 15 toont de basiscomponenten van en Oracle database en instance. Oracle database Parameter files Control files Datafiles Redo Log files disk Oracle server Oracle instance System Global Area (SGA) Background processes 1. START memory 3. OPEN Figuur 15: Oracle database en Oracle instance ehalve wanneer er gebruik gemaakt wordt van de Oracle Parallel Server (OPS) optie, is er een

14 Control files Datafiles Redo Log files Oracle Parallel Server disk Oracle server Figuur 15: Oracle database en Oracle instance memory Behalve wanneer er gebruik gemaakt wordt van de Oracle Parallel Server (OPS) optie, is er een één-op-één mapping tussen instance en database. In de OPS wereld kan de database gemount zijn op verschillende instances. server A De instance op server A en de instance op server B zijn beide gemount op dezelfde fysische database Oracle database server B Figuur 16: Oracle Parallel Server De Oracle DBMS server is gebaseerd op een Multi-Server Architectuur. De server is verantwoordelijk voor het verwerken van alle database activiteiten, zoals het uitvoeren van SQL statements, beheer van gebruikers en resources en het beheer van de opslagplaatsen (storages). Alhoewel er maar één copy van de programma code van de DBMS server in geheugen aanwezig is, wordt een logische server aan elke geconnecteerde gebruiker toegewezen. Figuur 17 illustreert de architectuur

15 Architectuur Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA cache User 1 User 2 User 3 User n Database buffer DBWn Datafiles Server Proces PGA System Global Area (SGA) Redo-Log- Shared Pool Buffer Dictionary Cache Log Archive Library Cache Buffer Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files Archive- and Backup files

16 DBWn Database Writer Van cache naar bestanden Beleid: Least Recently Used (LRU) Verschillende writer processen in parallel (DB_WRITER_PROCESSES parameter)

17 LGWR Log writer Redo informatie Beheren redo-log-buffer DBWn wacht op LGWR

18 SMON System monitor Instance recovery adhv redo logs Opruimen tijdelijke informatie Coalescing

19 PMON Process monitor Opruimen als gebruikersproces wegvalt Cache Locks PID Evt. rollbacks

20 CKPT Alle wijzigingen wegschrijven Maakt nieuwe consistente versie van DB Vanwaar instance recovery kan beginnen Bij wissel van redo log Verminderen van MTTR

21 ARCn Archiveren van redo logs Voordat ze overschreven worden door LGWR

22 RECO Bij gedistribueerde DBs Zorgt dit ervoor dat ofwel alle locaties een transactie doen ofwel geen enkele

23 Architectuur Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA cache User 1 User 2 User 3 User n Database buffer DBWn Datafiles Server Proces PGA System Global Area (SGA) Redo-Log- Shared Pool Buffer Dictionary Cache Log Archive Library Cache Buffer Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files Archive- and Backup files

24 Geheugenstructuren System global area Program global area Sorteergebied

25 SGA Informatie die gedeeld wordt tussen systeemprocessen gebuikersprocessen Zevental belangrijke componenten

26 SGA: Database buffer cache Kopie van DB gegevens in RAM Belangrijk voor performantie Grootte is belangrijke parameter LRU update Beheerd door DWRn

27 SGA: Shared pool Info uit verwerking van SQL, PL/SQL Spaart tijd bij gelijkaardige queries Twee belangrijke onderdelen: Dictionary cache -> metadata over structuur van DB Library cache -> parse tree, execution plan

28 SGA: Andere Redo log buffer -> LGWR Large pool -> grote brokken gegevens (optioneel) Java pool -> Oracle JVM Streams pool -> gedistribueerde omgeving Log archive buffer -> ARCH (optioneel)

29 Program global area Hoort bij een gebruikersproces Configuratie: shared server dedicated server Daarnaast sorteergebied voor dataoperaties, zoals sorteren, hash-join,...

30 .5 Architectuur Fysische van Oracle. DB structuur.5.1 Database versus instance e database is de data op disk, gestockeerd op bestanden van het onderliggende operating system, f eventueel in UNIX in raw bestanden. De instance bestaat uit het System Global Area (SGA) eheugen en de achtergrond processen. Een instance wordt gestart door gebruik te maken an de Oracle Server Manager of de Oracle Enterprise Manager (OEM). De database wordt dan emount op de instance en tenslotte geopend. Gebruikers kunnen dan CONNECTeren naar e instance om de data in de database 2. MOUNT te raadplegen. Figuur 15 toont de basiscomponenten van en Oracle database en instance. Oracle database Parameter files Control files Datafiles Redo Log files disk Oracle server Oracle instance System Global Area (SGA) Background processes 1. START memory 3. OPEN Figuur 15: Oracle database en Oracle instance ehalve wanneer er gebruik gemaakt wordt van de Oracle Parallel Server (OPS) optie, is er een

31 Fysische DB structuur Parameter files (INIT.ORA) -> bij START, geeft configuratie van instance Control files -> bij MOUNT, namen van datafiles en logfiles Datafiles -> gegevens, na OPEN Redo log files -> voor recovery

32 Low-level -> high livel DBMS beheert data zoveel mogelijk zelf DB Tablespace ~ aantal bestanden <- segment... <- block (parameter) extent extent

33 Tablespaces SYSTEM altijd beschikbaar vanaf OPEN data dictionary ROLLBACK bevat rollback segmenten ipv tabellen before image voor consistent lezen of rollback TEMP, TOOLS, USERS DBA kan bijmaken voor gebruikersdata

34 Schema = gebruiker Bevat tabellen, views, indices Elk object is eigendom van een schema SYS: eigenaar van data dictionary SYSTEM: extra systeeminformatie Andere gemaakt door DBA

35 Fysische en logische structuur redo log file database control file data file tablespace table block extent segment index rollback