8月4日，信服云数据库解决方案专家Simon Zeng在信服云《Tech Talk 云技术有话聊》系列直播课堂上分享了《Oracle数据库基础架构原理解析》，详细介绍了Oracle基础架构、Oracle数据库常用架构、技术原理，以及深信DMP技术分析。以下是他分享内容的摘要。数据库简介数据库(DB)是以某种格式存储数据的一系列文件的组合。换句话说，数据库也是存储数据文件的仓库，数据文件以特定的格式存储数据。常见的数据库有MySQL、Oracle、SQL Server、DB2等。数据库不是单独使用的，它总是与其他应用程序一起形成一个完整的系统。而数据库在其中占据着最重要的实际应用地位。数据库管理系统。数据库管理系统旨在添加、删除、更改和检查数据库中的数据。最早的关系数据库始于1980年。从2010年到现在乃至未来，数据库呈现出云原生、集成分布式、多模式、HTAP等趋势。的数据类型也发生了变化，包括结构、图形数据、文本数据等。目前数据库的整体发展是从单节点到集群再到分布式，这也反映了整个云计算时代的发展进程。

数据库Oracle内存架构和内存实例架构的基本原理包括SGA(系统全局区)和PGA(程序全局区)。SGA是内存的集合点，包括共享池、流池、大型池、Java池、数据库缓冲池等。每一个都是为了让数据库运行的更快，性能更好，更安全，还会设计大量的监控进程来保证数据库的运行。包括系统进程、监控数据库写进程、日志写进程等。形成内存结构和实例结构。

文件实际上存在于数据库中，每个文件都有不同的功能。因此，我们应该从物理文件开始，包括控制文件数据、在线重做日志文件、参数文件、备份存档文件和密码文件等。要了解每个文件的具体作用，这样在出问题的时候，我们就知道从哪个维度去找问题了。Oracle数据库逻辑架构方案包括表和索引。表空间是与物理架构相关联的表空间。与数据文件相对应的是，表空间会被进一步划分成更小的块，比如段数据块、数据块，最后与操作系统的OS块一起分配。所以看似没有关联数据，但在操作系统层面有很强的相关性。SYSTEM和SYSAUX是两个最常用和最重要的表空间。如果这两个表空间有问题，数据库就会有很多问题。因此，这些表空间的状态必须是online，表空间中存储的内容是其核心功能之一。比如数据字典，其实就是系统的核心表；包括数据库管理组件在内的辅助表空间位于这两个表空间中。一旦这两个表空间被损坏，整个数据库将停止运行并且不可用。经常遇到的数据库恢复问题通常与数据库的这两个表空间有关。数据库分段存储在表空间中。每个段包含一个或多个区域。区域由相邻的数据块组成，这意味着每个区域只能存在于一个数据文件中。块是数据库中最小的I/O单元。当从数据库操作系统(OS)请求数据块集时，OS将数据块集映射到存储设备上的实际文件系统或磁盘块。因此，用户不必知道数据库中任何数据块的物理地址。这也意味着一个数据文件可以在多个磁盘上进行分条或镜像。对于数据库层面来说，权限是一个基本而重要的环节，是保证数据库安全稳定运行的因素。Oracle数据库用户和权限管理包括系统权限和对象权限。系统权限意味着用户可以使用每个系统权限来执行特定的数据库操作或对数据库操作进行分类。例如，创建表空间的权限是一个系统权限。系统权限可以由管理员或可以明确授予管理权限的用户授予。有一百多种不同的系统权限，其中许多都包含ANY子句。对象权限是指用户可以使用对象权限对特定对象(如表、视图、序列、过程、函数或包)执行特定操作。如果没有特定的权限，用户只能访问他们拥有的对象。对象权限可以由对象的所有者或管理员授予，也可以由明确授予对象权限的用户授予。数据库架构原理Oracle数据库常见的架构有单机、HA(双机热备)和RAC(真实应用集群)。独立是指服务器和数据库。HA中有一个数据库在运行，另一个数据库处于这种接管状态，随时都属于接管。这叫双机热备。RAC架构是共享存储的计算服务器，再加上高速互联的网络，然后与用户接触，形成RAC架构。

Oracle RAC架构RAC是Oracle的一种高可用性部署模式。传统的部署模式非常复杂，涉及ASM、网格基础设施等系统和部署组件，需要手动执行数百个步骤。现在DMP已经实现了这一过程的自动化。整体创建过程如下：(1)DMP提供的数据库镜像创建DBVM(2) DMP申请集群VIP、扫描VIP、共享磁盘等集群配置资源；(3)为DBVM节点安装共享磁盘并更新集群信息；(4)开始数据库创建和RAC构建；整个过程只需要用户指定规格、磁盘容量、网卡等基本信息，不需要额外的手动操作。Oracle DG架构Oracle DataGuard，简称DG，是Oracle自己的数据同步功能。基本原理是将日志文件从原始数据库转移到目标数据库，然后在目标数据库上应用这些日志文件，使目标数据库与源数据库保持同步。这是一个数据库级的高可用性方案。Oracle 11G之后的DG也叫ADG，即主动数据卫士(Active DataGuard)。DG的日志传输方法有两种，一种是使用ARCH过程进行传输，另一种是使用LGWR过程进行日志传输。使用ARCH进行日志传输只能异步传输，不能同步传输，可能会造成数据丢失。LGWR过程的日志传输可以分为两种情况，一种是同步传输，另一种是异步传输；在同步传输过程中，LGWR必须等待写入的本地日志文件传输到备用端，主数据库上的事务才能提交，这将严重影响主数据库的性能。使用LGWR异步传输时，LGWR只需要成功写入本地日志文件，不需要等待传输到备用端。所以对主库的性能不会有太大影响。Oracle OGG架构Oracle GoldenGate，简称OGG，是一款基于日志的结构化数据复制软件。它通过分析源数据库的在线日志或归档日志来获取数据变化，然后将这些变化应用到目标数据库，从而实现源数据库和目标数据库的同步。OG可以实现异构IT基础设施(包括几乎所有常见的操作系统平台和数据库平台)之间数据的亚秒级实时复制，从而应用于多个场景，如应急系统、在线报告、实时数据仓库供应、事务跟踪、数据同步、集中式/分布式、容灾、数据库升级和迁移、双业务中心等。深度信念数据库方案介绍深度信念数据库方案支持Oracle数据库、SQL Server和MySQL。它将上述复杂的原理与基础架构平台相结合，包括部署监控、巡检、主备切换、主备搭建等。使操作更容易。

如果用户自己构建Oracle数据库，他们必须了解网络、存储和操作系统，然后才能构建完整的Oracle RAC数据库。而且这个往往很费时费力，一个专业DBA需要几天时间时间。在深以为然的数据库方案中，通过将所有内容集中在虚拟层，在界面上点击分配，将共享存储、共享网络、共享资源全部一次性分割，让用户不必考虑后台配置和运行过程。在一套RAC中，我深信自己做了很多测试。在数据量很小的前提下，比如200- 300G的数据，搭建一套RAC只需要半个小时。另外，我深信数据库方案还具有集群的自愈能力。节点出现故障自动从主切换到从，结合云平台的资源联动修复底层，实现故障自愈，重组集群关系，解放运维人力，节约运维成本。提高系统的高可用性。以上是本次直播《Oracle数据库基础架构原理解析》的分享。关注“深以为然”科技微信官方账号，即可观看本次直播的重播。