© Richard CHBEIR
Architecture d
Architecture d ’ ’ Oracle Oracle
Plan Plan
Architecture
Structure Physique
Composants Processus
Traitement de requêtes
Structure Logique
Architecture Architecture
Un serveur Oracle est composé de 3 éléments
Mémoire
System Global Area ou SGA
Disque
Données, fichiers Redo, fichiers de contrôle,
fichiers de paramètres, fichiers de mot de passe, etc.
Processus
Services d'arrière plan ou demons
Architecture Architecture
SGA (System Global Area)
Permet de contenir les structures d'une instance Oracle
Contient les données et les informations de contrôle pour le serveur Oracle
Est allouée de la mémoire virtuelle de
l'ordinateur où réside le serveur Oracle
SGA (System Global Area) SGA (System Global Area)
Shared Pool Area Buffer
de données
Buffer Redo log
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 ’activité transactionnelle
des utilisateurs.
Large Pool (Optionnel)
Utilisé pour la gestion des
bases de données parallèles
Composants de SGA Composants de SGA
Buffer de données
Est utilisé pour stocker les données en mémoire afin d'accélérer l'interrogation et/ou la modification
Aucune modification est faite directement sur les données du disque
Oracle lit les données suite à la demande d'un processus utilisateur et ensuite valide les
modifications sur le disque
Il utilise un algorithme nommé LRU (Least-Recently Used) pour déterminer les données à libérer du
cache
La taille de chacun des buffers
(DB_BLOCK_BUFFERS) est égale à la taille d'un
Composants de SGA Composants de SGA
Buffer de données Buffer Redo Log
Il stocke une information spéciale nommé Redo permettant à Oracle de reconstruire les modifications des données en cas de panne
Bloc de données modifié Emplacement
Nouvelle valeur
L'information Redo est stockée dans le buffer Redo log à chaque modification de données effectuée par un utilisateur
L'information Redo reste dans le buffer Redo log jusqu'à ce qu'Oracle la stocke sur le disque
Sa taille est définie par LOG_BUFFER
Composants de SGA Composants de SGA
Buffer de données Buffer Redo Log Shared 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 applications
Dictionary (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.).
Composants Composants
Disque
Composants Composants
Disque
Les 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
Composants Composants
Disque
Les fichiers Redo Logs
Ils sont utilisés pour stocker les informations Redo sur 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’instance
Composants Composants
Disque
Les 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
Composants Composants
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
Composants Composants
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 ORACLE Les processus ORACLE
Effectuent les fonctions nécessaires au
traitement simultané de plusieurs requêtes utilisateurs, sans compromettre
L'intégrité
La performance du système
Les processus ORACLE Les processus ORACLE
2 types de processus
Processus utilisateur
Processus sur le serveur oracle
Processus Serveur
Processus Background (Oracle.exe)
Ces processus exploitent Program Global
Area ou PGA
Les processus ORACLE Les processus ORACLE
Un utilisateur peut se connecter à Oracle
Connexion directe au serveur
L'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 tiers
L'utilisateur lançant un explorateur réseaux sous Windows exécute une application sur un autre
poste qui extrait les données sur un serveur Oracle
Les processus ORACLE Les processus ORACLE
Processus utilisateur (ou client)
Il fonctionne sur la machine du client
Il 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'application
Il appelle le serveur Oracle
Les processus ORACLE Les processus ORACLE
Processus 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 données
Dans une config de serveur dédié
1 processus utilisateur + 1 processus serveur Dans une config MTS (mutlithreads)
Partage de processus
Il utilise une PGA (Program Global Area) exclusive Il envoie les résultats au client
Zone m
Zone m é é moire 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 écriture
Elle est allouée lorsqu'un processus serveur est créé
Elle contient
Une zone de tri utilisée avant le traitement ou le renvoi du résultat à l'utilisateur
Des informations sur la session L'état du curseur
Processus Serveur
Background
Background Threads Threads
DBWR (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 Startup Efface les segments temporaires
Background
Background Threads Threads
PMON (Process MONitor)
Vide le cache
Libère les ressources bloquées
Ré-active si nécessaire les dispatchers
ARCH (ARCHiver)
Copie les redo log, quand ils sont pleins, dans les fichiers d ’archive.
RECO
Termine ou annule les transactions en suspend dans les BD distribuées
LISTENER ou KMNLS
Permet 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 étapes
Analyse Exécution
Récupération
Traitement d'une requête Traitement 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
Traitement d'une requête Traitement d'une requête
Processus Utilisateur Processus Serveur
Select * From emp;
2- Exécution
Préparation à l'extraction
Traitement d'une requête Traitement d'une requête
Processus Utilisateur Processus Serveur
Select * From emp;
3- Récupération
Envoie Données Envoie Données
….
Traitement d'une MAJ Traitement d'une MAJ
Processus Serveur Update emp;
SET sal = sal*1.5
Fichiers Fichiers INSTANCE
Buffer de données
Buffer
Redo log Shared Pool
Traitement d'une MAJ Traitement d'une MAJ
Processus Serveur Update emp;
SET sal = sal*1.5
Fichiers INSTANCE
2
Buffer de données
Buffer
Redo log Shared Pool
Traitement d'une MAJ Traitement d'une MAJ
Processus Serveur Update emp;
SET sal = sal*1.5
Fichiers Fichiers INSTANCE
3
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Traitement d'une MAJ Traitement d'une MAJ
Processus Serveur Update emp;
SET sal = sal*1.5
Fichiers INSTANCE
4
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Traitement d'une MAJ Traitement d'une MAJ
Processus Serveur Update emp;
SET sal = sal*1.5
Fichiers Fichiers INSTANCE
5
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Rollback
Rollback Segment Segment
Rollback Segment
Table
Nouvelle Image Ancienne
Image
Traitement des COMMIT Traitement des COMMIT
Processus Serveur
Fichiers Fichiers INSTANCE
1
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Enregistrement de validation
Traitement des COMMIT Traitement des COMMIT
Processus Serveur
Fichiers INSTANCE
2 LGWR
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Traitement des COMMIT Traitement des COMMIT
Processus Serveur
Fichiers Fichiers INSTANCE
3
LGWR
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Traitement des COMMIT Traitement des COMMIT
Processus Serveur
Fichiers INSTANCE
4
LGWR
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Traitement des COMMIT Traitement des COMMIT
Processus Serveur
Fichiers Fichiers INSTANCE
5
LGWR
Buffer de données
Buffer Redo log
Shared Pool Library Cache Cache du dictionnaire
Architecture Architecture
Une BDD Oracle
Représente les structures physiques et logiques et se compose des fichiers du OS
Est identifée par DB_Name au niveau du OS
Une instance
Est un moyen d'accéder à une base de données Oracle
Ouvre toujours une seule et unique base de données Identifié par Oracle_SID au niveau du OS
Une BDD Oracle Une BDD Oracle
La structure physique
Fichiers de contrôles Fichiers redo log
Fichiers de données
La structure logique
Tablespaces Segments Extents
Blocs de données
Structure logique Structure logique
BDD Oracle
TableSpace
Segment
Extent
Fichier de données
Oracle Système d'exploitation
Structure logique Structure logique
TableSpace
Une BDD Oracle est divisée en plus petites zones logiques nommées tablespaces
Un Tablespace ne peut appartenir qu’à une seule BDD
Chaque 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 fois
Une fois un fichier ajouté à un Tablespace, on ne peut plus le retirer ou l’associer à un autre Tablespace
Structure logique Structure logique
Fichier Fichier Fichier Fichier Fichier
de Tablespace
Tablespace System System
Tablespace Tablespace
IQ2IQ2
Tablespace Tablespace
Users Users
Table Table Table
Structure logique Structure logique
TableSpace
Chaque BDD possède au moins un Tablespace appelé « 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 utilisateurs
TableSpace IQ2 contient les tables des étudiants en IQ2
Un Tablespace peut être physiquement sur un autre disque
Visibilité des tablespaces
Chaque 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
Structure logique
Structure logique
Structure logique Structure logique
Intérêts de plusieurs tablespaces spécialisés :
Distribuer les E/S en fonction des applications Gérer les quotas utilisateurs
Passer un tablespace OFFLINE sans perturber les autres tablespaces
Mieux utiliser les supports de stockage
Distribuer les index et les données sur des
supports différents pour une meilleure fluidité
Structure logique Structure logique
Extent
Ensemble contiguë de blocs de données alloués simultanément à un segment
Segment
Tout segment est créé avec au moins un extent (Initialextent)
Lorsqu’un segment est plein, attribution d’un
nouveau extent
Structure logique Structure logique
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. Créé automatiquement
Segments d’index
Stockent les infos sur les index séparément de données.
Créés lors de la création d’un index
Segment d’amorçage
Créé dans le Tablespace SYSTEM, contient les définitions du dictionnaire de données
Structure logique Structure logique
Les types de segments dans un tablespace :
Segments temporaires
Pour exécution des requêtes nécessitant de l’espace disque temporaire
Sont crées et détruits automatiquement par des ordres SQL ayant besoin d’espace temporaire
une requête qui contient les trois clauses DISTINCT, GROUP BY et ORDER sont « gourmandes » en espace temporaire
Structure logique Structure logique
Les types de segments dans un tablespace :
Segments d’annulation (RollBack)
Enregistrent les actions, et les données avant modification Ne sont utilisables que pour les objets du Tablespace
SYSTEM
Seul un segment ROLLBACK qui n’est pas en cours d'utilisation peut être détruit
Structure logique Structure logique
Blocs de données
Plus 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
Structure logique
Structure logique
Les objets d'une BDD Oracle
Table : contient les données d’une BDD
Index : structure contenant l’adresse physique de
chaque ligne d’une table ou d’un cluster. Accès direct à l’information.
Vue : représentation logique de données issues d’une combinaison d’une ou plusieurs tables ou vues
Synonyme : Attribution de plusieurs noms à un même objet
Séquence : générateur d’entiers uniques
Structure logique
Structure logique
Les objets d'une BDD Oracle
Les clusters : permettent d'établir un groupement de tables qui ont des colonnes communes pour accès rapide aux lignes issues d’une jointure
Procédure : ensemble de commandes (écrites en PL/SQL, SQL, C, Java, etc.) stockées dans la BDD Fonction : ensemble de commandes (écrites en PL/SQL, SQL, C, Java, etc.) qui retourne une valeur Package : collection de fonctions et procédures (privé et public)
Déclencheur (Trigger) : procédures associées à un
