Oracle数据库的体系结构和用户管理

一、Oracle体系结构

数据库的体系结构是指数据库的组成、工作过程、以及数据库中数据的组织与管理机制,要了解Oracle数据库的体系结构,必须理解Oracle系统的主要组件和重要概念。

1、Oracle体系结构概述

Oracle体系结构包含一系列组件,如下图所示,图中显示了Oracle体系结构中的主要组件,包括实例、用户进程、服务器进程、数据文件及其他文件,如参数文件、口令文件和归档日志文件等。从图中可以看出,实例和数据库是Oracle数据库体系结构的核心组成部分,也是最重要的两个概念;DBA一个很重要的工作就是维护实例和数据库本身的正常工作。

Oracle数据库的体系结构和用户管理

1)实例

Oracle实例是后台进程和内存结构的集合,必须启动实例才能访问数据库中的数据。Oracle实例启动时,将分配一个系统全局区(SGA)并启动一系列Oracle后台进程。Oracle实例有两种类型:单进程实例和多进程实例,单进程Oracle实例使用一个进程执行Oracle的全部操作,在单进程环境下的Oracle实例仅允许一个用户可存取;多进程Oracle实例(又称多用户Oracle)使用多个进程来执行Oracle的不同部分,对于每个连接的用户都有一个进程。

2)数据库

数据库是数据的集合,物理上指存储数据库信息的一组操作系统文件,每个数据库有一个逻辑结构和物理结构。物理结构是指构成数据库的一组操作系统文件,主要由三种类型文件组成:数据文件、控制文件和重做日志文件。数据库的逻辑结构是指数据库数据的逻辑存储结构(如表空间、段)和模式对象(如表、视图等)。

3)可插拔数据库

从Oracle 12c版本开始,Oracle引入了可插拔数据库的概念,可插拔是为云计算而生。可插拔的结构由一个容器数据库(CDB)和若干个可组装数据库(PDB)组成,每个PDB对外可充当一个独立的数据库工应用程序使用,它可以包含自己的数据文件,但是所有的PDB共享CDB的控制文件以及日志文件。所谓的可插拔,意味着PDB可以像USB一样随时插入CDB中,不用了也可以随时拔下来。一个CDB中最多可以插入250个PDB,在PDB中,seedPDB为模板PDB,它为新创建的PDB提供模板,其他的PDB可以根据需要创建、删除。可插拔功能可以加速数据库的部署,给一个CDB打补丁就可以经所有的更新同步到其上的所有PDB中。

在Oracle 12c之前的版本中,实例和数据库只能是一对一或多对一(RAC,Real Application Clusters,实时应用集群)的关系,即只能是一个实例对应一个数据库,或者多个实例对应一个数据库。但在Oracle 12c版本中,通过引入CDB和PDB,一个实例可以对应多个可插拔数据库。

可插拔数据库的使用场景:

企业中有多个应用均需要使用Oracle数据库,他们仅使用非常少量的硬件资源,但是又不得不为他们创建多个实例;

一些不是特别重要的数据库,打包需要DBA花费大量的精力去维护;

为了更好的利用硬件资源以及减少管理开销,有必要将大量的部门级应用整合到少数几个Oracle关系型数据库中,以便部署和管理;

通过在一个集中化的平台部署多个数据库,同时又共享一个数据库实例,可以大大降低成本,即更少的实例损耗和耕地的存储技术。

如果在生产环境中只需要一个数据库,并不想使用可插拔数据库,可以在安装过程中取消勾选“创建为容器数据库”复选框,从而将安装一个普通数据库。

2、Oracle服务器

Oracle服务器它主要由实力和数据库文件组成,也就是常说的数据库管理系统(Database Management System,DBMS)。Oracle服务器的组成如下图:

Oracle数据库的体系结构和用户管理


Oracle服务器除了维护实例和数据库文件外,还在用户建立与服务器的连接时启动服务器进程并分配PGA.(Program Area,程序全全局区)。

3、Oracle存储结构

Oracle的存储结构分为物理结构和逻辑结构,这两种存储结构既相互独立又相互联系。如下图所示:

Oracle数据库的体系结构和用户管理

物理结构主要描述Oracle数据库的外部存储结构,即在操作系统中如何组织、管理数据。

逻辑结构主要描述Oracle数据库的内部存储结构,即从逻辑概念上描述在Oracle数据库中如何组织、管理数据。

1)Oracle物理结构

物理结构是Oracle数据库创建后使用的操作系统物理文件,Oracle数据库的物理文件分为以下两类:

(1)主要文件

①数据文件:数据文件(Data File)的扩展名通常是.dbf,是物理存储Oracle数据库数据的文件。

数据文件的特点:

每个数据文件只与一个数据库相联系;

一个表空间可包含一个或多个数据文件;

一个数据文件只能属于一个表空间;

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