Architecture d’Oracle - dcanl.free.frdcanl.free.fr/Etudes/COURS_IUT_IQ2/BDD2/CM/Architecture_Oracle.pdf · ©[email protected] Architecture SGA (System Global

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Architecture dArchitecture d’’OracleOracle

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PlanPlan

ArchitectureStructure Physique

ComposantsProcessusTraitement de requêtes

Structure Logique


ArchitectureArchitectureUn serveur Oracle est composé de 3 éléments

MémoireSystem Global Area ou SGA

DisqueDonnées, fichiers Redo, fichiers de contrôle, fichiers de paramètres, fichiers de mot de passe, etc.

ProcessusServices d'arrière plan ou demons


ArchitectureArchitecture

SGA (System Global Area)Permet de contenir les structures d'une instance OracleContient les données et les informations de contrôle pour le serveur OracleEst allouée de la mémoire virtuelle de l'ordinateur où réside le serveur Oracle


SGA (System Global Area)SGA (System Global Area)

Shared Pool AreaBufferde données

Buffer Redolog

SQL area(parsing des requêtes)

Library cache(exécutable PL/SQL)

Dictionary cache(infos sur les méta-données)

Zone mémoire réservée aux

buffers de données,

d’index et de rollback

segments. Espace

paramétrable

Zone mémoire qui enregistre

l ’activitétransactionnelle des utilisateurs.

Large Pool(Optionnel)

Utilisé pour la gestion des

bases de données

parallèles


Composants de SGAComposants de SGABuffer de données

Est utilisé pour stocker les données en mémoire afin d'accélérer l'interrogation et/ou la modificationAucune modification est faite directement sur les données du disqueOracle lit les données suite à la demande d'un processus utilisateur et ensuite valide les modifications sur le disqueIl utilise un algorithme nommé LRU (Least-RecentlyUsed) pour déterminer les données à libérer du cacheLa taille de chacun des buffers(DB_BLOCK_BUFFERS) est égale à la taille d'un bloc de données (DB_BLOCK_SIZE)


Composants de SGAComposants de SGABuffer de données Buffer Redo Log

Il stocke une information spéciale nommé Redo permettant àOracle de reconstruire les modifications des données en cas de panne

Bloc de données modifiéEmplacementNouvelle valeur

L'information Redo est stockée dans le buffer Redo log à chaque modification de données effectuée par un utilisateurL'information Redo reste dans le buffer Redo log jusqu'à ce qu'Oracle la stocke sur le disqueSa taille est définie par LOG_BUFFER


Composants de SGAComposants de SGABuffer de données Buffer Redo LogShared Pool

Permet de stocker plusieurs éléments cruciaux pour la gestion des données :

Library cache : permet d'analyse l'ordre d'exécution d'une requête SQL et de définir un plan d'exécution. Si la même requête est ré-exécutée, le serveur n'analyse pas son ordre. Cela permet d'améliorer la performance des applicationsDictionary (ou row) cache : utilisé pour le stockage des méta-data dans la mémoire afin d'accélérer l'accès au dictionnaire et les mécanismes de contrôle (nom d'utilisateurs, privilèges, etc.).


ComposantsComposants

Disque



DisqueLes fichiers de données (DataFiles)

Ils sont utilisés pour stocker le dictionnaire de données et les objets de la base de données.

Ces fichiers sont souvent très volumineux.

Les données dans le buffer de données et le dictionnaire cache

sont récupérées de ces fichiers

Une base de données contient au moins un fichier de données



DisqueLes fichiers Redo Logs

Ils sont utilisés pour stocker les informations Redosur le disque afin de garantir la reconstruction

des données en cas de panne

Une BDD Oracle requiert au moins 2 fichiers redo log

2 familles de redo log :1- ONLINE pour la restauration face

à une défaillance de l’instance2- OFFLINE pour une restauration dans le cas

d ’une défaillance d’un support de stockage.



DisqueLes fichiers de contrôle

Ils sont utilisés pour définir la localisation des composants disque sur le serveur. La localisation de fichiers de données et les redo logs y apparaissent.

Pour cette raison, ils sont modifiés à chaque ajout ou suppression des fichiers redo logs ou fichiers de données.

Oracle lit les fichiers de contrôle au démarrage de la BDD.Une BDD requiert au moins un fichier de contrôle



Disque

Le fichier de paramètres

Utilisé pour définir les caractéristiques d'une instance Oracle (taille SGA, Bloc Oracle, etc).

C'est le fichier init.ora



Disque

Le fichier de mot de passe

Il est utilisé pour établir l'authenticité des utilisateurs privilégiés de BDD Oracle.

Sans ce fichier, la BDD est administrable avec n'importe quel outil de gestion (ex : SQL*Plus)


Les processus ORACLELes processus ORACLE

Effectuent les fonctions nécessaires au traitement simultané de plusieurs requêtes utilisateurs, sans compromettre

L'intégritéLa performance du système



2 types de processusProcessus utilisateurProcessus sur le serveur oracle

Processus ServeurProcessus Background (Oracle.exe)

Ces processus exploitent Program Global Area ou PGA


Les processus ORACLELes processus ORACLEUn utilisateur peut se connecter à Oracle

Connexion directe au serveurL'utilisateur se connectant à un serveur Unix exécutant Oracle lance Server Manager

Connexion à deux tiers (Client-serveur)L'utilisateur se connectant à une machine Windows XP exécute Developper/2000

Connexion à trois tiersL'utilisateur lançant un explorateur réseaux sous Windows exécute une application sur un autre poste qui extrait les données sur un serveur Oracle



Processus utilisateur (ou client)Il fonctionne sur la machine du clientIl démarre lors de l'appel de l'outil ou de l'application

SQL*Plus, Server Manager, Developper/2000, Oracle Entreprise Manager, etc.)

Il se termine lorsque l'utilisateur quitte ou interrompre l'applicationIl appelle le serveur Oracle


Les processus ORACLELes processus ORACLEProcessus serveur

Il fonctionne sur la machine serveur (hôte)Suite à la demande du processus utilisateur, le processus serveur lit les données des fichiers à l'intérieur du buffer de donnéesDans une config de serveur dédié

1 processus utilisateur + 1 processus serveurDans une config MTS (mutlithreads)

Partage de processusIl utilise une PGA (Program Global Area) exclusiveIl envoie les résultats au client


Zone mZone méémoire du processus moire du processus (PGA)(PGA)

Est une zone mémoire contenant des données relatives à un processus serveur unique ou à un thread unique

Elle n'est ni partagé ni accessible en écritureElle est allouée lorsqu'un processus serveur est créé

Elle contientUne zone de tri utilisée avant le traitement ou le renvoi du résultat à l'utilisateurDes informations sur la sessionL'état du curseur

Processus Serveur

PGA


Background Background ThreadsThreadsDBWR (Data Base WRiter)

Ecrire les blocs modifiés dans le cache de données sur les disques. Compte tenu de la journalisation(Redo log), les blocs ne sont pas forcément écrits à la validation des transactions.

LOGWR (LoG WRiter) Ecrire dans les fichiers Redo Log le contenu du cache Redo Log

SMON (System MONitor)Réalise le Recovery au moment du StartupEfface les segments temporairesOrganise les blocks de données


Background Background ThreadsThreadsPMON (Process MONitor)

Vide le cacheLibère les ressources bloquéesRé-active si nécessaire les dispatchers

ARCH (ARCHiver)Copie les redo log, quand ils sont pleins, dans les fichiers d ’archive.

RECOTermine ou annule les transactions en suspend dans les BD distribuées

LISTENER ou KMNLSPermet d’établir des connexions Client-Serveur avec la base de données


Traitement d'une Traitement d'une requête (ici)requête (ici)

Il y a 3 étapesAnalyse ExécutionRécupération


Traitement d'une requêteTraitement d'une requête

Processus Utilisateur Processus Serveur

Select * From emp;

1- Analyse

Envoie requête

Envoie état

Analyse Syntaxique Analyse Sémantique

Plan ou ordre d'exécution




Select * From emp;

2- Exécution

Préparation à l'extraction




Select * From emp;

3- Récupération

Envoie DonnéesEnvoie Données

….


Traitement d'une MAJTraitement d'une MAJ

Processus Serveur

Update emp;SET sal = sal*1.5

Fichiers de données

Fichiers de contrôles Fichiers Redo

INSTANCE

1

Bufferde données

BufferRedo log Shared Pool



Processus Serveur




INSTANCE

2

Bufferde données

BufferRedo log Shared Pool



Processus Serveur




INSTANCE

3

Bufferde données

BufferRedo log

Shared PoolLibrary Cache

Cache du dictionnaire



Processus Serveur




INSTANCE

4

Bufferde données

BufferRedo log





Processus Serveur




INSTANCE

5

Bufferde données

BufferRedo log




RollbackRollback SegmentSegment

Rollback Segment

Table

Ordre MAJ

NouvelleImage

AncienneImage


Traitement des COMMITTraitement des COMMIT

Processus Serveur



INSTANCE

1

Bufferde données

BufferRedo log



Processus Utilisateur

Enregistrement de validation



Processus Serveur



INSTANCE

2

LGWR

Bufferde données

BufferRedo log






Processus Serveur



INSTANCE

3

LGWR

Bufferde données

BufferRedo log






Processus Serveur



INSTANCE

4

LGWR

Bufferde données

BufferRedo log






Processus Serveur



INSTANCE

5

LGWR

Bufferde données

BufferRedo log





ArchitectureArchitectureUne BDD Oracle

Représente les structures physiques et logiques et se compose des fichiers du OSEst identifée par DB_Name au niveau du OS

Une instanceEst un moyen d'accéder à une base de données OracleOuvre toujours une seule et unique base de donnéesIdentifié par Oracle_SID au niveau du OS


Une BDD OracleUne BDD OracleLa structure physique

Fichiers de contrôlesFichiers redo log Fichiers de données

La structure logiqueTablespacesSegmentsExtentsBlocs de données


Structure logiqueStructure logique

BDD Oracle

TableSpace

Segment

Extent

Bloc Oracle

Fichier de données

Bloc OS

Oracle Système d'exploitation


Structure logiqueStructure logiqueTableSpace

Une BDD Oracle est divisée en plus petites zones logiques nommées tablespacesUn Tablespace ne peut appartenir qu’à une seule BDDChaque Tablespace est constitué d’un ou plusieurs fichiers de données stockés sur disque

Un fichier ne peut appartenir qu’à un seul Tablespace à la foisUne fois un fichier ajouté à un Tablespace, on ne peut plus le retirer ou l’associer à un autre Tablespace



Fichierde

données

Fichierde

données

Fichierde

données

Fichierde

données

Fichierde

données

TablespaceTablespaceSystemSystem

TablespaceTablespaceIQ2IQ2

TablespaceTablespaceUsersUsers

Table TableTable


Structure logiqueStructure logiqueTableSpace

Chaque BDD possède au moins un Tablespaceappelé « system »

Contenant les tables du dictionnaire de données

On peut ajouter des Tablespaces supplémentaires pour grouper des utilisateurs ou des applications

Tablespace user contient les tables des utilisateursTableSpace IQ2 contient les tables des étudiants en IQ2

Un Tablespace peut être physiquement sur un autre disque


Visibilité des tablespacesChaque utilisateur possède :

Un tablespace par défaut :– Est celui dans lequel les tables de l'utilisateur seront

créées de façon privilégiée

Un tablespace temporaire– Utilisé pour les tris et en cas d’insuffisance en

mémoire centrale




Intérêts de plusieurs tablespacesspécialisés :

Distribuer les E/S en fonction des applicationsGérer les quotas utilisateursPasser un tablespace OFFLINE sans perturber les autres tablespacesMieux utiliser les supports de stockageDistribuer les index et les données sur des supports différents pour une meilleure fluidité


Structure logiqueStructure logiqueExtent

Ensemble contiguë de blocs de données alloués simultanément à un segment

SegmentTout segment est créé avec au moins un extent (Initialextent)Lorsqu’un segment est plein, attribution d’un nouveau extent



Les types de segments dans un tablespace :Segments de données

Stockent les données. Chaque table a un et un seul segment qui contient toutes les données de la table. Crééautomatiquement

Segments d’indexStockent les infos sur les index séparément de données. Créés lors de la création d’un index

Segment d’amorçageCréé dans le Tablespace SYSTEM, contient les définitions du dictionnaire de données



Les types de segments dans un tablespace :Segments temporaires

Pour exécution des requêtes nécessitant de l’espace disque temporaireSont crées et détruits automatiquement par des ordres SQL ayant besoin d’espace temporaireune requête qui contient les trois clauses DISTINCT, GROUP BY et ORDER sont « gourmandes » en espace temporaire



Les types de segments dans un tablespace :Segments d’annulation (RollBack)

Enregistrent les actions, et les données avant modificationNe sont utilisables que pour les objets du TablespaceSYSTEMSeul un segment ROLLBACK qui n’est pas en cours d'utilisation peut être détruit



Blocs de donnéesPlus petite unité logique La taille d’un bloc peut être choisie au moment de l’initialisation d’une base. Elle correspond obligatoirement à un multiple de la taille des blocs du système d’exploitation.

Exemple, un bloc dans un système comme Linux occupe 1024 octets, et un bloc ORACLE occupe typiquement 4 096 ou 8 092 octets.


BLOCS , EXTENSIONS ET SEGMENTS

SEGMENT (128 K)

EXTENT (32 K)EXTENT (32 K)

Bloc de 4K



Les objets d'une BDD OracleTable : contient les données d’une BDDIndex : structure contenant l’adresse physique de chaque ligne d’une table ou d’un cluster. Accès direct àl’information.Vue : représentation logique de données issues d’une combinaison d’une ou plusieurs tables ou vuesSynonyme : Attribution de plusieurs noms à un même objetSéquence : générateur d’entiers uniques



Les objets d'une BDD OracleLes clusters : permettent d'établir un groupement de tables qui ont des colonnes communes pour accès rapide aux lignes issues d’une jointureProcédure : ensemble de commandes (écrites en PL/SQL, SQL, C, Java, etc.) stockées dans la BDDFonction : ensemble de commandes (écrites en PL/SQL, SQL, C, Java, etc.) qui retourne une valeurPackage : collection de fonctions et procédures (privéet public)Déclencheur (Trigger) : procédures associées à un événement sur une table



Les objets d'une BDD OracleSource et classe JavaTableaux (VARRAY)Schéma XML




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