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,...)

5 Belangrijkste componenten aanpassingen queries Query Processor Storage Manager schema aanpassingen Transaction Manager Data Metadata

6 Query processor Ont vangt hoog niveau bevelen of vragen (SQL) Zet deze om naar commando s voor storage manager Belangrijk: query optimisatie

7 Storage manager Beheert bestanden Aanpassen & opvragen Onderdelen File manager Buffer manager RAM HDD

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

9 Oracle architectuur

10 DB vs instance 2. MOUNT 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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

20 Geheugenstructuren System global area Program global area Sorteergebied

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

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

23 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

24 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)

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

26 Tablespaces, files en schema s

27 Fysische DB structuur 2. MOUNT 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

28 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

29 Low-level -> high level DBMS beheert data zoveel mogelijk zelf DB Table space ~ aantal bestanden <- segment... extent extent <- block (parameter)

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

31 Table space s 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

32 DB creatie 1. Creatie van control files en SYSTEM tablespace 2. Data dictionary in SYSTEM tablespace 3. Objecten die nodig zijn voor PL/SQL enz. 4. Creatie van rollback segment in SYSTEM

33 DB creatie 5. Rollback tablespace (best op andere disk) 6. Rollback segmenten (-> INIT.ORA) 7. Temporary tablespace 8. Bijkomende tablespaces: best verschillende disks voor data en indices 9. Default tablespaces toewijzen

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

35 Gebruiker Is eigenaar van alle objecten die hij maakt Deze objecten komen in gelijknamig schema Volledige naam van object: schema.object

36 Data dictionary Metadata Read-only SYSTEM tablespace

37 Data dictionary Objectdefinities (tabellen, indexen,...) Opslagcapaciteit per object Gebruikers, rechten en rollen Integriteitsvoorwaarden

38 Data dictionary Gemanipuleerd door Oracle DBMS Aantal views op structuur van databank USER: user_objects (enkel gebruiker zelf) naam, type, datum van creatie,... ALL: all_objects (alles waar gebruiker aan kan) naam, type, eigenaar... DBA: sys.dba_objects (alles)

39 Data dictionary (2) Views op dynamische performatie Views op toegekende rechten Views op rollen en rechten

40 Gebruiker DBA kan gebruikers creeeren: Hoeveel quota op welke tablespace Authenticatie Database: geencrypteerd PW in DB OS Netwerk: public key

41 Rechten Na creatie, moet gebruiker rechten rechten krijgen Systeem rechten CREATE SESSION ALTER SESSION CREATE TABLE CREATE ANY TABLE ALTER ANY TABLE CREATE ANY INDEX UNLIMITED TABLESPACE Object rechten SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE

42 Rollen Verzameling van toegangsrechten Die kan worden toegewezen aan gebruiker create role student not identified; grant create session, create table, create view, create procedure, create trigger to student; grant student to &&1;

43 Profiel Resources die gebruiker mag gebruiken create profile conlog limit connect_time 120 failed_login_attempts 8;

44 Verwerking van SQL statement

45 SQL van user Library cache? Maak uitvoeringsplan Parse Optimize apple cache User 1 User 2 User 3 User n apple apple apple Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA Database bu er DBWn Datafiles System Global Area (SGA) apple Redo-Log- Shared Pool Bu er Dictionary Cache Log Archive Library Cache Bu er Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files apple Server Proces PGA Archive- and Backup

46 Laad objecten In cache? Maak plaats als buffer vol Haal van disk apple cache User 1 User 2 User 3 User n apple apple apple Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA Database bu er DBWn Datafiles System Global Area (SGA) apple Redo-Log- Shared Pool Bu er Dictionary Cache Log Archive Library Cache Bu er Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files apple Server Proces PGA Archive- and Backup files

47 Rijen die moeten veranderen Before image -> rollback segmenten Redo log buffer LGWR Data buffer aanpassen apple cache User 1 User 2 User 3 User n apple apple apple Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA Database bu er DBWn Datafiles System Global Area (SGA) apple Redo-Log- Shared Pool Bu er Dictionary Cache Log Archive Library Cache Bu er Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files apple Server Proces PGA Archive- and Backup files

48 Bij COMMIT: before image mag weg Bij ROLLBACK: before image wordt teruggezet apple cache User 1 User 2 User 3 User n apple apple apple Server Server Server Proces Proces Proces PGA PGA PGA Database bu er DBWn Datafiles System Global Area (SGA) apple Redo-Log- Shared Pool Bu er Dictionary Cache Log Archive Library Cache Bu er Background Processen LGWR ARCH PMON SMON Redo-Log files Control files apple Server Proces PGA Archive- and Backup files

49 Data clean dirty clean dirty Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

50 SQL LRU Data clean dirty clean dirty Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

51 clean dirty SQL Data Redo dirty LGWR DBWn Data Rollback segmenten Redo Redo archief

52 clean dirty SQL Data dirty DBWn Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

53 clean dirty SQL Data clean Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

54 clean dirty SQL Read Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

55 clean dirty SQL Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

56 clean dirty SQL Update Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

57 clean dirty SQL Update Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

58 Update klaar clean dirty Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

59 clean dirty COMMIT Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

60 clean dirty ROLLBACK Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief

61 clean dirty Redo log wissel CKPT Data Data Redo ARCn Redo Rollback segmenten Redo archief

62 clean clean Redo log wissel Data Data Redo Redo Rollback segmenten Redo archief