超详细的oracle DB体系结构图 三

继续上次讲的体系结构内容,这是第三部分,也是最后一部分啦~

逻辑和物理数据库结构

数据库具有逻辑结构和物理结构。

数据库、表空间和数据文件

本幻灯片对数据库、表空间和数据文件之间的关系进行了说明。每个数据库都在逻辑上分为两个或多个表空间。在每个表空间均显式创建一个或多个数据文件,以在物理上存储表空间中所有逻辑结构的数据。对于 TEMPORARY 表空间,不创建数据文件,而是创建临时

文件。表空间的数据文件可以采用任何受支持的存储技术进行物理存储。

表空间

数据库分为多个逻辑存储单元,这些单元称为“表空间”,用于对相关逻辑结构或数据文件进行分组。例如,表空间一般会将一个应用程序的所有段分成一组,以简化一些管理操作。

数据块

Oracle DB 的数据存储在“数据块”中,数据块是粒度最低的一级。一个数据块对应于磁盘中特定字节数的物理空间。每个表空间的数据块大小是在表空间创建时指定的。数据库以 Oracle 数据块为单位使用和分配空闲数据库空间。

逻辑数据库空间的下一级是“区”。区是特定数量的相邻 Oracle 数据块(通过一次分配获得),用于存储特定类型的信息。区中的 Oracle 数据块在逻辑上是相邻的,但在物理上可以分布在磁盘上的不同位置( RAID 条带化和文件系统实施会导致此现象)。

逻辑数据库存储中区的上一级称为“段”。一个段是为某个逻辑结构分配的一组区。例如:

• 数据段: 每个非集群的、不按索引组织的表都有一个数据段,但外部表、全局临时表和分区表除外,这些表中的每个表都有一个或多个段。表中的所有数据都存储在相应数据段的区中。对于分区表,每个分区都有一个数据段。每个集群也都有一个数据段。集群中每个表的数据都存储在集群的数据段中。

• 索引段: 每个索引都有一个索引段,存储其所有数据。对于分区索引,每个分区都有一个索引段。

• 还原段: 系统会为每个数据库实例创建一个 UNDO 表空间。该表空间包含大量用于临时存储还原信息的还原段。还原段中的信息用于生成读一致性数据库信息,以便在数据库恢复过程中回退用户未提交的事务处理。

• 临时段: 临时段是 SQL 语句需要临时工作区来完成执行时由 Oracle DB 创建的。语句完成执行后,临时段的区将返回到实例以备将来使用。您可以为每个用户指定一个默认临时表空间,或指定一个在数据库范围内使用的默认临时表空间。

注: 另外还有一些上面未列出的其它类型的段。此外,还有一些方案对象,如视图、程序包和触发器等,虽然它们是数据库对象,但不被视为段。段拥有单独的磁盘空间分配。其它对象则以行的形式存储在系统元数据段中。

Oracle DB 服务器对空间进行动态分配。如果段中的现有区已满,则会再增加一些区。因为区是根据需要来分配的,因此段中的区在磁盘上可能是相邻的,也可能是不相邻的,它们可以来自属于同一个表空间的不同数据文件。

数据库被划分为多个“表空间”,表空间是可用于将相关逻辑结构组合在一起的逻辑存储单元。每个数据库都在逻辑上分为两个或多个表空间: SYSTEM 和 SYSAUX 表空间。在每个表空间均显式创建一个或多个数据文件,以在物理上存储表空间中所有逻辑结构的数据。

幻灯片中的图形说明了由两个数据文件组成的表空间 1。一个大小为 160 KB 的段跨越两个数据文件,由两个区组成。第一个区位于第一个数据文件中,大小为 64 KB;第二个区位于第二个数据文件中,大小为 96 KB。两个区都由若干相邻的 8Kb Oracle 块组成。

注: 您还可以创建大文件表空间,这种表空间只有一个通常非常大的文件。该文件的大小可达到行 ID 体系结构允许的最大大小。此最大大小是表空间的块大小乘以 236,如果块大小为 32 KB,则最大大小为 128 TB。传统的小文件表空间(默认值)可以包含多个数据

文件,但这些文件都不大。

数据库对象(例如表和索引)以段的形式存储在表空间中。每个段都包含一个或多个区。

区由相邻的数据块组成,这意味着每个区只能存在于一个数据文件中。数据块是数据库中最小的 I/O 单元。

数据库从操作系统 (OS) 请求数据块集时, OS 会将数据块集映射到存储设备上的实际文件系统或磁盘块。因此,您不必了解数据库中任何数据的物理地址。这还意味着可以在多个磁盘上条带化或镜像一个数据文件。

可以在创建数据库时设置数据块的大小。对大多数数据库而言,默认的 8 KB 块大小是足够的。当数据库支持拥有大型表和索引的数据仓库应用程序时,最好设置较大的块大小。

当数据库支持执行随机读写的事务处理应用程序时,最好指定较小的块大小。块大小的最大值取决于 OS。 Oracle 块大小的最小值为 2 KB,这个值很少使用。可以设置块大小不标准的表空间。

自动存储管理 (ASM) 为 Oracle DB 文件提供文件系统与卷管理器纵向集成。 ASM 可管理单个对称多处理 (SMP) 计算机,或管理集群的多个节点来支持 Oracle Real Application Clusters (RAC)。

Oracle ASM 集群文件系统 (ACFS) 是一种多平台、可伸缩的文件系统和存储管理技术,该技术扩展了 ASM 的功能,可支持 Oracle DB 外部的应用程序文件,如可执行文件、报表、BFILE、视频、音频、文本、图像以及其它一般用途的应用程序文件数据。

ASM 在所有可用资源中分布输入/输出 (I/O) 负载,既免除了手动优化 I/O 又优化了性能。ASM 帮助 DBA 管理动态数据库环境,让 DBA 在不关闭数据库的情况下,通过增加数据库的大小来调整存储分配。

ASM 可以维护数据的冗余副本来提供容错能力,也可以构建在供应商提供的存储机制之上。数据管理是通过为各类数据选择所需的可靠性和性能指标来实现的,而不是逐个文件地进行人工交互。

通过使手动完成的存储工作自动化, ASM 功能节省了 DBA 的时间,从而提高了管理员的能力,使其可以管理更多和更大的数据库,而且效率也更高。

ASM 不会妨碍任何现有的数据库功能。现有数据库能够像平常一样工作。新文件可以被创建为 ASM 文件,而现有文件既可以按原有方式进行管理,也可以移植至 ASM。

上图说明了 Oracle DB 数据文件与 ASM 存储组件之间的关系。鸦脚标记代表一对多关系。Oracle DB 数据文件与存储在操作系统的文件系统中的文件或 ASM 文件之间是一对一关系。

Oracle ASM 磁盘组是作为一个逻辑单元进行管理的一个或多个 Oracle ASM 磁盘的集合。磁盘组中的数据结构是自包含的,使用部分空间来满足元数据需求。 Oracle ASM 磁盘是为 Oracle ASM 磁盘组预配的存储设备,可以是物理磁盘,也可以是分区、存储阵列中的

逻辑单元号 (LUN)、逻辑卷 (LV) 或连接到网络的文件。每个 ASM 磁盘被分成许多 ASM分配单元 (AU),该单元是 ASM 可以分配的最小相邻磁盘空间量。在创建 ASM 磁盘组时,可以将 ASM 分配单元的大小设置为 1、 2、 4、 8、 16、 32 或 64 MB,具体取决于磁盘组的兼容级别。一个或多个 ASM 分配单元即形成一个 ASM 区。 Oracle ASM 区是用于存放Oracle ASM 文件内容的裸存储。 Oracle ASM 文件由一个或多个文件区组成。为了支持非常大的 ASM 文件,可以使用可变大小区,区大小可等于 AU 大小的 1 倍、 4 倍和 16 倍。

前面3篇文章都是最近整理出来的一些oracle体系结构图,如果觉得有帮助的话可以多多关注我~ 后面的内容我这边会侧重DBA多一点,DBA上的一些问题可以在下方留言哦~

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20181110A1LEW400?refer=cp_1026
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