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8 月 4 日，服气云数据库解决方案专家 Simon Zeng 在服气云《Tech Talk · 云技术有话聊》系列直播课上分享了《Oracle 数据库根底 & 架构原理解析》，具体介绍了 Oracle 基础架构、Oracle 数据库常见架构及技术原理、深服气 DMP 技术解析等内容，以下是他分享的内容摘要。
数据库简介
数据库，DataBase（简称 DB），是依照肯定格局存储数据的一系列文件的组合。换言之，数据库也是存储数据文件的仓库，这些文件存储了具备特定格局的数据。常见的数据库有 MySQL、Oracle、SQL Server、DB2 等。
数据库不是独自应用的，它总是和其余应用程序一起来组成一个残缺的零碎。但数据库在外面是占据了最次要的理论的利用位置。
数据库管理系统，Database Management System（简称 DBMS）。数据库管理系统是专门对数据库中的数据进行增、删、改、查。
最早的关系型数据库是在 1980 年开始起步，2010 年始终到当初乃至将来，数据库都出现出云原生、一体化分布式、多模、HTAP 等趋势。数据的类型也产生了变动，蕴含了结构化、图数据、文本数据等。
目前数据库整体倒退是从单节点到集群再到分布式，这也体现了整个云计算时代的倒退历程。
数据库根底原理
Oracle 内存架构和内存实例架构包含了 SGA（零碎全局区）跟 PGA（程序全局区）。SGA 是内存的一个集合点，它包含了共享池、Streams 池、大型池、Java 池、数据库的缓冲池等。每一个都是为了数据库的运行更快、性能更好、更平安去设计的，还会设计大量的监控过程，来保障数据库的运行。包含零碎过程、监控器数据库写过程、日志写过程等，这就造成了内存构造和实例构造。
数据库中理论存在的文件，每个文件的作用都不同。所以，要从物理文件登程，包含管制文件数据、联机重做日志文件、参数文件、备份归档文件、还有口令文件等，去了解每一个文件的具体作用，这样当呈现问题的时候，就晓得从哪个维度去找问题。
Oracle 数据库逻辑架构的计划包含了表和索引。表空间是跟物理架构相关联的一个表空间，跟数据文件绝对应，表空间往下会分得更细，比如说段区数据块、数据块，最初又跟操作系统的 OS 块又散布在一起，所以，看似没有关联的数据，然而在操作系统层面又产生了强烈的关联。
SYSTEM 和 SYSAUX 这两个表空间是最罕用也是最重要的两个表空间。如果这两个表空间呈现了问题，数据库会产生大量的问题。所以这些表空间的状态肯定是联机状态，而且在表空间寄存的是它的一个外围性能。比方数据字典，其实是零碎的外围表；辅助的表空间，包含数据库的治理组件，都是放在这两个表空间里。一旦这两个表空间产生损坏，整个数据库就会产生宕机，无奈应用。常常遇到的数据库复原问题，常常和数据库的这两个表空间无关。
数据库对象以段模式存储在表空间中。每个段蕴含一个或多个区。区由相邻的数据块组成，这意味着每一个区只能够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) 申请数据块集时，OS 会将数据块集映射到存储设备上的理论文件系统或磁盘块。因而，用户不用理解数据库中任何数据块的物理地址。这还意味着一个数据文件能够条带化或镜像在多个磁盘上。
对于数据库层面来说，权限是根本也是很重要的一环，是保障数据库安全稳固运行的一个因素。Oracle 数据库用户和权限治理蕴含零碎权限和对象权限。
零碎权限是指用户可应用每一个零碎权限执行特定的数据库操作或对数据库操作分类。例如，创立表空间的权限就是一个零碎权限。零碎权限可由管理员授予，或者由能够显式授予管理权限的用户授予。共有一百多种不同的零碎权限，很多零碎权限都蕴含 ANY 子句。
对象权限是指用户能够应用对象权限对特定对象（如表、视图、序列、过程、函数或程序包）执行特定的操作。在没有特定权限的状况下，用户只能拜访他们本人领有的对象。对象权限能够由对象的所有者或管理员授予，也能够由显式授予了对象授予权限的用户授予。
数据库架构原理
Oracle 数据库常见架构包含单机、HA（双机热备）和 RAC（真正利用集群）。单机是指一台服务器、一台数据库。HA 是有一台数据库正在跑，另外一台数据库处于接管的这种状态，属于随时接管的，这叫双机热备。RAC 体系架构是共享存储的计算服务器，加上高速互联的网络，而后再跟用户这边产生分割，造成一个 RAC 的体系架构。
Oracle RAC 架构
RAC 是 Oracle 高可用的一种部署模式，传统形式部署非常复杂，波及 ASM、Grid Infrastructure 等零碎和部署组件，须要手动执行上百个步骤，而当初 DMP 已将此过程实现自动化，整体创立流程如下：
（1）由 DMP 提供的数据库镜像创立 DBVM
（2）DMP 申请集群 VIP、SCAN VIP、共享盘等集群配置资源
（3）给 DBVM 节点挂载共享盘，更新集群信息
（4）开始执行数据库创立并构建 RAC
全程只须要用户指定规格、磁盘容量、网卡等根本信息，便无需额定的手动操作。
Oracle DG 架构
Oracle DataGuard，简称 DG，是 Oracle 自带的数据同步性能，基本原理是将日志文件从原数据库传输到指标数据库，而后在指标数据库上利用这些日志文件，从而使指标数据库与源数据库放弃同步，是一种数据库级别的高可用性计划，Oracle 11G 之后的 DG 又称为 ADG，即 Active DataGuard。
DG 的日志传输方式有两种，一是利用 ARCH 过程进行传输，二是 LGWR 过程进行，应用 ARCH 进行日志传输，只能以异步的形式传输，而不能同步传输，可能有丢数据的危险。
LGWR 过程进行日志传输，又分为两种状况，其一是同步传输，其二是异步；同步传输时，LGWR 必须期待写入本地日志文件传输到 standby 端之后，Primary Database 上的事务才能够提交，此种形式会对主库造成重大的性能影响。利用 LGWR 的异步传输时，LGWR 只需胜利写入本地日志文件即可，不须要期待传输到 standby 端，因而，不会对主库的性能造成太大影响。
Oracle OGG 架构
Oracle GoldenGate，简称 OGG，是一种基于日志的结构化数据复制软件，它通过解析源数据库在线日志或归档日志取得数据的变动，再将这些变动利用到指标数据库，从而实现源数据库与指标数据库的同步；
OGG 能够在异构的 IT 根底构造（包含简直所有罕用操作系统平台和数据库平台）之间实现数据亚秒一级的实时复制，从而在应急零碎、在线报表、实时数据仓库供给、交易跟踪、数据同步、集中 / 散发、容灾、数据库降级和移植、双业务核心等多个场景下利用。
深服气数据库计划介绍
深服气数据库计划反对 Oracle 数据库、SQL Server 和 MySQL 三种数据库。它交融了以上提到的简单原理到根底的架构平台上，包含部署监控、巡检、主备备份切换、主备搭建等，使得操作更简略。
用户如果本人搭建一套 Oracle 数据库，必须要懂网络、存储、操作系统，才可能搭建一套残缺的 Oracle RAC 数据库。而这往往耗时费劲，一个业余的 DBA 都须要花上几天工夫。
在深服气的数据库计划里，通过把所有内容集中在虚构层外面，在界面上操作点击调配，把共享存储、共享网络、共享资源全副一次性划分好，用户不必去思考后盾的配置和运行过程。
在一套 RAC 外面，深服气做过大量的测试，在数据量不多的前提下，比方 200- 300G 的数据量，搭建实现一套 RAC 只需半小时。
此外，深服气数据库计划还有集群的自愈能力，节点在故障条件下主动主从切换，联合云平台资源联动进行底层修复，实现故障自愈，重组集群关系，解放运维人力，节约运维老本，进步零碎的高可用能力。
以上就是本期直播对于《Oracle 数据库根底 & 架构原理解析》的分享，关注“深服气”科技公众号，能够观看本期直播回放。