Oracle 数据库架构

引言

Oracle 数据库是 Oracle 公司开发的一种广泛使用的关系型数据库管理系统 (RDBMS)。它以其健壮性、可伸缩性和全面的功能集而闻名。了解 Oracle 数据库的架构对于系统的有效管理和利用至关重要。

Oracle 数据库的架构可分为两个主要组成部分：逻辑结构和物理结构。

逻辑结构

逻辑结构：它代表了您可以在 Oracle 数据库中看到的组件，例如表、视图、索引等。在这种结构中，Oracle 将数据库划分为更小的单元，以高效地管理、存储和检索数据库。

Oracle 数据库中存在的一些表空间包括 system、temp、user 等。

• 数据库：在最高级别，Oracle 数据库被组织成一个或多个逻辑数据库，也称为表空间。每个表空间由多个数据文件组成，这些数据文件存储实际数据。
• 模式：模式是由特定用户拥有的数据库对象集合。它包括表、视图、索引、过程和其他模式对象。
• 表：表是 Oracle 数据库中基本的数据存储单元。它们以行和列的形式保存实际数据。
• 索引：索引是可选结构，通过允许快速访问特定数据来提高查询性能。它们在表的一个或多个列上创建。
• 视图：视图是从一个或多个表中存储的数据派生的虚拟表。它们向用户提供定制和简化的数据视图。

物理结构

物理结构：它是数据库中操作系统文件的集合。它由三种类型的物理文件组成。

下图表示物理数据库结构和逻辑数据库结构之间的关系。

• 实例：实例表示在服务器上运行的 Oracle 数据库。它包括内存结构（系统全局区 - SGA）和后台进程。SGA 分为数据库缓冲区缓存、共享池、重做日志缓冲区等。
• 后台进程：Oracle 数据库有多个后台进程，它们执行诸如内存管理、I/O 操作、恢复和维护数据库完整性等任务。
• 数据文件：数据文件是存储在操作系统文件系统或存储设备上的物理文件。它们存储数据库的实际数据，并组织到表空间中。
• 控制文件：控制文件是二进制文件，用于存储有关数据库物理结构的元数据。它们包含有关数据库名称、数据文件位置、重做日志文件位置等信息。
• 重做日志：重做日志是记录对数据库所做的所有更改的文件。它们对于在发生故障时进行数据库恢复至关重要。
• 归档日志：归档日志是重做日志的副本，已归档并存储用于备份和恢复。

Oracle 数据库遵循客户端-服务器架构，多个客户端应用程序可以连接到单个 Oracle 数据库实例。客户端通过 Oracle Net Services 与数据库通信，Oracle Net Services 管理网络连接和身份验证。

了解 Oracle 数据库架构的基本原理

要了解 Oracle 数据库架构的基本原理，让我们深入研究其关键组件及其交互。

实例

实例表示在服务器上运行的 Oracle 数据库。它包括两个主要组件：系统全局区 (SGA) 和后台进程。

数据库

数据库是存储和组织数据的物理和逻辑结构的集合。它分为称为表空间的逻辑单元。每个表空间由一个或多个数据文件组成，这些数据文件是存储实际数据的物理文件。

模式和对象

模式是由特定用户拥有的数据库对象集合。它包括表、视图、索引、过程和其他模式对象。

客户端-服务器架构

Oracle 数据库遵循客户端-服务器架构。多个客户端应用程序可以连接到单个 Oracle 数据库实例。客户端通过 Oracle Net Services 与数据库通信，Oracle Net Services 管理网络连接和身份验证。

表空间

表空间是数据库中的一个逻辑存储单元。它包含一个或多个数据文件，并存储表、索引和其他模式对象等数据库对象。

Oracle 数据库架构对企业的优势

Oracle 数据库架构为企业提供了多项优势。以下是一些主要优点：

• 可扩展性
  
  Oracle 数据库架构提供了强大的可伸缩性选项，允许企业处理不断增长的数据量和不断增加的用户负载。它支持垂直扩展（向单个服务器添加更多资源）和水平扩展（在多个服务器之间分配数据和工作负载）。
• 高性能：Oracle 数据库以其高性能而闻名。它采用高效的内存管理、缓存、查询优化和并行处理，以提供快速响应的数据访问和查询执行。数据库优化器智能地为查询选择最有效的执行计划，从而提高性能。
• 可靠性和可用性
  
  Oracle 数据库架构提供了确保高数据可靠性和可用性的特性和机制。冗余选项，如 Oracle 实时应用集群 (RAC)、Data Guard 和自动存储管理 (ASM)，提供容错、自动故障转移和灾难恢复功能。这些特性最大限度地减少了停机时间并确保了数据可用性。
• 安全性
  
  Oracle 数据库包含强大的安全功能来保护企业数据。它支持各种身份验证方法、加密算法、访问控制和审计机制，以确保数据的机密性、完整性和法规遵从性。Oracle 高级安全提供额外的加密和数据屏蔽功能。
• 可管理性
  
  Oracle 数据库架构提供了全面的工具和功能，可轻松管理和管理数据库。Oracle Enterprise Manager 提供了一个集中管理控制台，用于监控、诊断、调优、备份和恢复操作。此外，像自动工作负载存储库 (AWR) 和自动数据库诊断监视器 (ADDM) 这样的功能有助于性能调优和问题诊断。
• 可扩展性和集成：Oracle 数据库支持多种编程语言，包括 SQL、PL/SQL、Java 等。它允许企业使用各种 API 和框架开发和集成自定义应用程序。Oracle 数据库可以与 Oracle Fusion Middleware 和 Oracle 云服务等其他产品和技术无缝集成。
• 全面的功能集：Oracle 数据库提供了广泛的功能集，以满足企业的多样化需求。它包括高级分析、空间和图形数据管理、多媒体支持、XML 和 JSON 处理、内存计算 (Oracle Database In-Memory) 以及大数据和云集成支持。
• 支持和生态系统：Oracle 拥有强大的支持系统，定期更新、补丁和错误修复。它还拥有庞大的第三方工具、解决方案和社区支持生态系统，为协助、知识共享和最佳实践提供了丰富的资源。