Martin Klier - http://www.performing-databases.com Dieser Vortrag ... Transaktionsprinzip A.C.I.D. Oracle Datenbank-Architektur Verbindung, Namespace(s) und Abschottung Instanz und Datenbank Alles Blöcke, oder was? Redo, Undo und was man damit macht Die Basis für moderne Features Stets das Ziel: „Das Konzept dahinter“ verstehen Primär für Einsteiger = Vertiefung für Erfahrene Atomicity Consistency Isolation Durability „Alles oder nichts“ „Kein undefinierter Zustand“ „Read Committed“ „Zugesicherte Speicherung“ Transaktionen Wie wird das technisch gelöst?

2. Oracle Datenbank Architektur -
nicht nur für Einsteiger
Martin Klier
Performing Databases GmbH
Mitterteich
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3. ● Martin Klier
● Lösungsarchitekt und
Datenbankspezialist
● Fachliche Schwerpunkte:
– Performanceoptimierung / Tuning
– hochverfügbare Systeme
– Cluster und Replikation
● Linux seit 1997
● Oracle Database seit 2003
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Referent

4. Referent
● Vorträge
● Kontakt: martin.klier@performing-db.com
● Weblog: http://www.usn-it.de
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Regionalgruppen

5. Unternehmen
● Spezialisten für Datenbanktechnik
– Konzeptberatung und Vergabekompetenz
– Architektur- und Systemplanung
– Lizenzierung
– Realisierung und Troubleshooting
● Kontakt
– Performing Databases GmbH
Wiesauer Straße 27
95666 Mitterteich
– Web: http://www.performing-databases.com
– Twitter: @PerformingDB
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6. Dieser Vortrag ...
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● Transaktionsprinzip A.C.I.D.
● Oracle Datenbank-Architektur
– Verbindung, Namespace(s) und Abschottung
– Instanz und Datenbank
– Alles Blöcke, oder was?
– Redo, Undo und was man damit macht
– Die Basis für moderne Features
● Stets das Ziel: „Das Konzept dahinter“ verstehen
● Primär für Einsteiger = Vertiefung für Erfahrene

7. Transaktionen
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● Atomicity „Alles oder nichts“
● Consistency „Kein undefinierter Zustand“
● Isolation „Read Committed“
● Durability „Zugesicherte Speicherung“
Basics ->
Wie wird das technisch gelöst?

8. Host (=Server)
GrundbegriffeInstanceDatabase
Schema
Schema
Object XObject X
Listener
:1521
Processes
Memory Segment(s)
Registrieren
Anwender
mit Clients
SERVICE_NAME
=INTRANET
SERVICE_NAME
=DWH
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9. Host (=Server)
Connection + SessionInstanceDatabase
Schema
Schema
Object XObject X
Listener
:1521
Session
1
2
4
5
3Mem.S.
Processes
„TNS“
1. Verbindungsaufbau
2. Anforderung Session
3. Start Session
4. Übergabe Verb.
5. Kommunikation
Client
SERVICE_NAME
=DWH
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10. Host (=Server)
Abschottung / Schemas
Instance
Database
BOB
SessionMem.S.
Processes
User
„ALICE“
ALICE
EMPLOYEES EMPLOYEES
select *
from BOB.EMPLOYEES
where ...;
grant select
on EMPLOYEES
to ALICE;
Schemas
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11. DBserver1
Datenbank-Link
EMP
Anwender
mit Clients
DBserver2
Listener
:1521
EMPDB_LNK
Listener
:1521
Aufbau einer Session
select *
from EMP@DB_LNK
where ... ;
speichert / impliziert
Zugangsdaten
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12. TEMP
Architekturschema
(vereinfacht)
Listener
:1521
PMON
SGA
Session
Session
Buffer Cache
Shared Pool
Log Buffer
ARCnSMON
LGWR
DBWn
PGAs
CKPT
Session
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace Undo Tbs.
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13. TEMP
Lesevorgang
Listener
:1521
SGA
PGAs
Session
Tablespace
Blöcke
Sort,
Hash,
Merge
Shared Pool
select ... ;
Buffer Cache
„Buffer“
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14. TEMP
Daten-Änderung,
Database Writer
Listener
:1521
SGA
PGAs
Session
Tablespace
Blöcke
PMON
ARCnSMON
LGWRCKPT
Shared Pool
DBWn
Aber:
Database Writer
ist ein Lazy Writer!
Schreibvorgang auf HDD
kann extrem nachhängen!
Buffer Cache
update ...;
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15. TEMP
Daten-Änderung
(nur Redo)
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
Log Buffer
PGAs
Session
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
PMON
ARCnSMON DBWn
CKPT
commit;
LGWR
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16. Crash
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
commit;
!
TEMP
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17. Crash Recovery
(nur Redo)
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
?
SGA
Buffer Cache
Log Buffer
PMON
ARCn
LGWR
DBWn
CKPT
SMON
TEMP
Listener
:1521
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18. INACTIVE
Detail: Online Redo Logs
„Group“ 1
„Members“
„Group“ 4
„Group“ 3
„Group“ 2
UNUSED
CURRENT
ACTIVE
LGWR
● darf überschrieben werden
● darf NICHT überschrieben w.
● DBWn synchronisiert auf TBS
● LGWR befüllt gerade
aus Log Buffer
● war noch nie CURRENT
„Log Switch“
DBWn
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19. ● Schreibt den Log Buffer ins Online Redo Log
– bei jedem Commit
– wenn Log Buffer voll
– nach spätestens 3 Sekunden
● Laufzeit bestimmt Commit-Zeit
● Läuft mit höchster Priorität
Log Writer
Online
Redo
Logs
Log Buffer
LGWR
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20. ● dienen der Absicherung des Cache
● müssen aufbewahrt werden so lange DBWn nicht
in Tablespace geschrieben hat
● müssen aufbewahrt werden so lange ARCn nicht
in Archived Redo Log geschrieben hat
● werden später zyklisch überschrieben
Online Redo Logs
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
ARCn
Log Buffer
LGWR
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21. ● werden pro RL-“Group“ vom Archiver (ARCn) erzeugt
– frühestens: nach Log Switch
– spätestens: vor Überschreiben Online Redo Log
● dienen dem Nachfahren von verlorenen Operationen
beim Recovery aus einem Backup
– Complete Recovery
– Point-in-Time-Recovery
● werden min. bis zum nächsten
Backup aufbewahrt
– nie überschrieben
– später gelöscht
Archived Redo Logs
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
ARCn
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22. Das war aber nur die halbe
Wahrheit ...
Das benötigte Transaktionsverfahren macht die Sache etwas komplizierter.
Was ist UNDO...?
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23. TEMP
Undo-Konzept
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
PGAs
Session
Tablespace Undo Tbs.
Blöcke
PMON
ARCnSMON
LGWRCKPT
Shared Pool
rollback;
DBWn
update ...;
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24. ● dienen dem Zurückrollen von Änderungen
● kein „Undo-“Hintergrundprozess
(Session / Job / etc. schreibt selbst)
● werden später überschrieben („Ringpuffer“)
– frühestens: nach Abschluss der Transaktion
– meist: nach Ablauf der Undo Retention
– spätestens: bei Platzbedarf
● weitere Verwendung
– für konsistentes Lesen (stets)
– Flashback-Technologien (optional)
Undo Records
Undo Tbs.
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25. Undo: Konsistentes Lesen
select * from TABLE where ... ;
geänderte, aber
nicht commitete
Rows
ITL
Eintrag
Undo Tbs.
Consistent
Read
Clone
Undo
Records
Session
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26. TEMP
Daten-Änderung (komplett)
Listener
:1521
SGA
Buffer Cache
PGAs
Session
Tablespace Undo Tbs.
Blöcke
PMON
SMON
CKPT
Shared Pool
update ...;
DBWn
Log Buffer
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
LGWR
ARCn
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27. Crash
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
Undo Tbs.
TEMP
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28. SMON
Crash Recovery
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
?
SGA
Buffer Cache
Log Buffer
PMON
ARCn
LGWR
DBWn
CKPT TEMP
Listener
:1521
Undo Tbs.
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29. SMON nach Crash
Recovery
Online
Redo
Logs
Archived
Redo
Logs
Tablespace
Blöcke
SGA
Buffer Cache
Log Buffer
PMON
ARCn
LGWR
DBWn
CKPT
SMON
TEMP
Listener
:1521
Undo Tbs.
rollback by SMON
Session
Shared Pool
Konkurr. Abfrage select ... ;
PGAs
X
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30. Architektur 11.2
(Oracle Doc)
Quelle:
http://docs.oracle.com/cd/E11882_01/server.112/e16508/intro.htm#i62345
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31. Architektur 12.1
(Oracle Doc)
Quelle:
http://www.oracle.com/webfolder/technetwork/tutorials/obe/db/12c/r1/poster/OUTPUT_poster/img/Oracle%2012c%20Architecture_normal.png
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32. „New“ Features
● Flashback Query basiert auf Undo
● Flashback Database basiert auf F.-Logs = Undo
● Dataguard (Standby Database)
= Logwriter (Redo)
● Active Dataguard
= Dataguard + Flashback
● Real Application Clusters
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33. Shared Pool
select ... ;
Buffer Cache
Lesen im RAC
Listener
:1521
Session
Tablespace
Blöcke
Buffer Cache
Block Shipping
Interconnect
?
Buffer lokalisieren
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34. Replikation mit Dataguard
Buffer Cache
Session
Log Buffer
Online
Redo
Logs
LGWR
TMON
Buffer Cache
Standby
Redo
Logs
RFSTTnn
MRP
X
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35. Feedback - wie war's?
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● Transaktionsprinzip A.C.I.D.
● Oracle Datenbank-Architektur
– Verbindung, Namespace(s) und Abschottung
– Instanz und Datenbank
– Alles Blöcke, oder was?
– Redo, Undo und was man damit macht
– Die Basis für moderne Features
● Stets das Ziel: „Das Konzept dahinter“ verstehen
● Primär für Einsteiger = Vertiefung für Erfahrene