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Oracle 12c - Das umfassende Handbuch by Lutz Fröhlich

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Kapitel 3
Die Oracle-Datenbankarchitektur
Die Kenntnis der Oracle-Datenbankarchitektur ist für den Administrator sehr
wichtig. Nur wer den Aufbau, die Zusammenhänge sowie die internen Prozessab-
läufe kennt, ist in der Lage, Architekturen zu planen und zu implementieren, die
täglichen Supportanforderungen zu meistern und Troubleshooting zu betreiben.
Die Architektur der Oracle-Datenbank ist sehr komplex, und es ist eine längere
praktische Erfahrung erforderlich, um sie in ihrer Gesamtheit kennenzulernen
und zu beherrschen. Je länger und intensiver Sie sich mit dem Thema beschäfti-
gen, desto umfangreicher wird Ihr Wissen und desto plausibler werden die
Zusammenhänge.
3.1 Übersicht der Architektur
Die wohl am häufigsten verwendeten Begriffe sind Datenbank und Instanz. Die
Datenbank ist die Zusammenfassung aller Dateien wie Datafiles, Kontrolldateien,
Log-Dateien, SPFILE usw., also alle Objekte, die sich auf der Disk befinden. Dage-
gen beschreibt die Instanz alle Strukturen, die sich im Hauptspeicher befinden,
wie z.B. Buffer Cache, Shared Pool oder die Hintergrundprozesse. Zu jeder Daten-
bank gehört mindestens eine Instanz. In einer Real-Application Clusters-Umge-
bung benutzen mehrere Instanzen dieselbe Datenbank.
3.1.1 Die Struktur der Datenbank
Eine Oracle-Datenbank wird nach logischen und physikalischen Strukturen unter-
schieden. Logische Strukturen sind z.B. Schemata oder Tablespaces. Physikalische
Strukturen sind Dateien und Einheiten, die auf Betriebssystemebene sichtbar und
greifbar sind. Dazu gehören Datafiles, Kontrolldateien oder Datenblöcke.
Die Dateien der Datenbank können im Dateisystem des Datenbankservers, in
einem Cluster-Dateisystem, im Oracle Automatic Storage Management (ASM)
oder als Raw Devices gespeichert werden.
Zu den grundlegenden Strukturen gehört Folgendes:
Tablespaces sind Container für Objekte wie Tabellen oder Indexe. Diese Objekte
können nach verschiedenen Kriterien wie Applikationslogik oder Performance
gezielt in verschiedene Tablespaces gelegt werden. Im SYSTEM-Tablespace be-
Kapitel 3
Die Oracle-Datenbankarchitektur
70
findet sich unter anderem der Datenbankkatalog. Der SYSAUX-Tablespace ist
für Repositories oder Tabellen von Werkzeugen vorgesehen. Der TEMPO-
RARY-Tablespace dient der Aufnahme von temporären Segmenten. Ein Table-
space kann aus einem oder mehreren Datafiles bestehen.
Datenblöcke sind die kleinste Speichereinheit einer Oracle-Datenbank. Zulässig
in Oracle 12c sind Größen von 2, 4, 8, 16 und 32 KByte.
Extents sind Gruppen von Datenblöcken, die zusammenhängend gespeichert
werden.
Segmente sind Gruppen von Extents, die eine logische Struktur bilden. Alle Ex-
tents einer Tabelle, eines Index oder eines Cluster bilden ein Segment.
Abb. 3.1: Die Struktur der Oracle-Datenbank
Zu einer Datenbank gehören folgende Dateitypen:
Datafiles
Tempfiles
Kontrolldateien
Online Redo Log-Dateien
Server Parameter File (SPFILE)
Passwordfile
Archived Redo Log-Dateien (optional)
3.1
Übersicht der Architektur
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Flashback Log-Dateien (optional)
Block Change Tracking File (optional)
Alertlog- und Incident-Dateien
Datafiles sind die physikalische Umsetzung von Tablespaces. Ein Tablespace
besteht aus einem oder mehreren Datafiles. Ein Datafile ist genau einem Table-
space zugeordnet.
Tempfiles sind Dateien, die temporäre Tablespaces verkörpern. Sie enthalten bei
geschlossener Datenbank keine relevanten Daten und werden beim Öffnen der
Datenbank automatisch neu angelegt, falls sie nicht existieren.
Die Kontrolldatei speichert Informationen über die physikalische Datenbank-
struktur. Sie enthält unter anderem den Datenbanknamen, die Datenbankiden-
tifizierungsnummer (DBID) und Namen, Speicherort sowie Status der Datafi-
les, Tempfiles und Online Redo Log-Dateien. Aus Sicherheitsgründen sollte
mindestens ein Spiegel der Kontrolldatei angelegt werden.
Online Redo Log-Dateien sind das Transaktionslog der Datenbank. Sie garantie-
ren die Transaktionssicherheit und werden für Recovery-Zwecke benötigt.
Im Server Parameter File befinden sich die Initialisierungsparameter der Da-
tenbank.
Das Passwordfile enthält die Passwörter der privilegierten Benutzer. Es wird be-
nötigt, wenn die Datenbank nicht geöffnet ist.
Archived Redo Log-Dateien sind archivierte Online Redo Log-Dateien. Sie ge-
währleisten die Wiederherstellung der Datenbank zu einem beliebigen Zeit-
punkt, da Online Redo Log-Dateien zyklisch überschrieben werden. Archived
Redo Log-Dateien werden geschrieben, wenn die Datenbank im ARCHI-
VELOG-Modus betrieben wird.
Flashback Log-Dateien sind optional und werden nur erzeugt, wenn das Flash-
back Database-Feature aktiviert ist. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die Daten-
bank auf einen beliebigen Zeitpunkt in der Vergangenheit zurückzusetzen, oh-
ne dass eine Sicherung eingespielt werden muss.
Das Block Change Tracking File speichert Informationen über die Datenblöcke,
die seit der letzten Vollsicherung geändert wurden, und dient als Index für in-
krementelle Sicherungen. Es muss explizit aktiviert werden.
In Oracle 12c gibt es elf Segmenttypen. Der größte Anteil fällt auf Daten- und
Indexsegmente sowie UNDO- und TEMP-Segmente. Weiterhin gibt es spezielle
Segmente für Large Objects, Cluster und Partitionen. Die Segmenttypen sind:
CLUSTER
INDEX
INDEX PARTITION

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