Файл: Операции, производимые с данными (Понятия информации, данных и сообщения в современной науке, технике и теории информации).pdf

Архитектура, обеспечивающая параллельный доступ удаленных пользователей к единому ресурсу, получила название клиент- серверной. Термин «клиент-сервер» с 1990-х гг. применяется для обозначения архитектуры программного обеспечения, состоящего из клиентского и серверного процессов. Клиентский процесс запрашивает некоторые услуги, а серверный обеспечивает их выполнение. Применительно к базам данных модель «клиент-сервер» воплощается в виде широкого спектр архитектур, допускающих различное распределение функций между клиентом и сервером.

Наиболее простым вариантом является архитектура, основанная на модели удаленного управления данными (рис. 2.1а). При такой архитектуре на файловом сервере (как правило, специальном выделенном компьютере) централизованно хранятся файлы базы данных предприятия. Эти файлы могут через сеть передаваться на другие компьютеры. На каждом из этих компьютеров установлена СУБД, поддерживающая свою базу данных и обеспечивающая ре­шение определенных прикладных задач. Запрос, поступающий от приложения, СУБД преобразует с языка манипулирования данными (на сегодняшний день это SQL) в команду на получение соответствующего файла базы данных и отправляет эту команду серверу. Получая от сервера файл или его часть, СУБД вместе с приложением выполняет обработку и изменение данных, после чего возвращает файл на сервер для поддержания центральной базы данных в актуальном состоянии. Очевидный недостаток такой архитектуры - большие объемы передаваемой по сети информации.

Развитием модели удаленного управления данными стала модель удаленного доступа к данным (RDA, Remote Data Access) (рис. 2.16). При такой архитектуре на сервере хранится база данных и установлено ядро СУБД. Языком взаимодействия клиента и сервера является SQL. Приложение генерирует SQL-запросы, в ответ на которые СУБД отправляет приложению требуемые данные.

Особенностью данной архитектуры является то, что все функции обработки данных сосредоточены на клиенте, в то время как сервер осуществляет только хранение данных и управление транзакциями. Дальнейшая эволюция клиент-серверной архитектуры пошла в сторону переноса части функций обработки данных на сервер. Новая модель получила название модели сервера базы данных (DBS, Database Server) (рис. 2.1в). В этой архитектуре на сервере наряду с данными стали храниться и другие объекты - процедуры и триггеры.

Процедуры или. точнее, хранимые процедуры (stored procedure, англ.) представляют собой набор инструкций, написанных на языке СУБД (чаще всего на SQL) или на языке программирования (например, Java или С). Хранимые процедуры предназначены для выполнения определенных действий над данными. При такой архитектуре клиентское приложение обращается к серверу с командой запуска соответствующей процедуры, а сервер возвращает требуе­мые данные или результаты их обработки.

Одним из видов хранимых процедур являются триггеры (trigger, англ.), предназначенные, как правило, для обеспечения целостности данных. Исполнение триггеров активируется при наступлении определенного события, например, при попытке удалить или модифицировать данные. Триггеры могут также контролировать семантическую целостность и непротиворечивость данных.

Рисунок 2.1 – Модели удаленного управления данными – FS (а), удаленного доступа к данным – RDA (б), сервера базы данных – DBS (в), сервера приложений – AS (г)

В реляционных базах данных триггеры привязываются к определенным таблицам или представлениям и контролируют операции, затрагивающие именно эти таблицы.

Архитектура DBS обеспечивает полностью централизованный контроль над базой данных и централизованное выполнение ос­новных функций обработки данных. Однако в условиях большого числа клиентов существенно повышается нагрузка на сервер базы данных. Для разгрузки сервера базы данных было предложено ввести в архитектуру дополнительный компонент, получивший название «сервер приложений». Этот сервер предназначен для решения прикладных задач пользователей. Для получения необходимых данных он взаимодействует с сервером базы тайных в соответствии с моделью RDA или DBS. Соответственно новая архитектура стала называться моделью сервера приложений (AS, Application Server) (рис. 2.1г).

2.3 Управление базами данных (Администрирование)

Большинство организаций используют приложения для управления бизнес-процессами и действиями, а эти приложения обычно хранят данные в базе данных (БД). Организации все более и более зависят от приложений и данных, которые они хранят. В такой ситуации базы данных являются критически важным компонентом бизнеса в области инфраструктуры информационных технологий.

Роль администратора базы данных (database administrator, DBA) включает широкий круг обязанностей и задач, которые гарантируют, что эти базы данных оптимально хранятся, постоянно поддерживаются в согласованном состоянии и используются с высокой производительностью.

Основные требования, предъявляемые к администраторам баз данных.

1. Технологические знания и навыки. Администрирование баз данных требует не только глубокого знания платформы, используемой для размещения баз данных, но также знаний в области конфигураций операционной системы, устройств хранения данных и сетей.
2. Бизнес-осведомленность. Администратор баз данных должен понимать бизнес-контекст, в котором функционирует база данных, и ее роль в поддержке бизнеса.
3. Организационные навыки. Системы баз данных могут быть сложными, с большим количеством компонентов и подсистем. Некоторые задачи должны выполняться в определенное время. Хороший администратор должен отслеживать эти задачи, а также оперативно реагировать на неожиданные проблемы в случае их возникновения.
4. Умение выстраивать приоритеты. Когда возникают неожиданные проблемы, которые могут негативно повлиять на работу с базой данных, администратор должен грамотно расположить их решение по приоритетам, основываясь на таких факторах, как соглашения об уровне обслуживания (service level agreement, SLA), число пользователей и затронутых систем, а также степень влияния возникшей проблемы на текущие операции.

Общие задачи администрирования баз данных

1. Подготовка баз данных и серверов баз данных. Это может включать установку и настройку экземпляров баз данных на физических или виртуальных серверах, или создание новых виртуальных машин на основе шаблонов изображений, а также создание баз данных и распределение их данных и файлов журналов на устройствах хранения.
2. Сохранение файлов баз данных и объектов. После того, как база данных создана и заполняется данными, для оптимальной работы требуется ее постоянное обслуживание и оптимизация. Это предполагает уменьшение фрагментации, которая появляется по мере того, как записи добавляются и удаляются, сохранение файлов данных соответствующего размера и обеспечение последовательной структуры логических и физических данных.
3. Управление восстановления в случае сбоя базы данных. Базы данных часто имеют решающее значение для деловых операций, поэтому главной задачей DBA является планирование соответствующей стратегии резервного копирования и восстановления для каждой базы данных, что позволило бы осуществить восстановление базы данных в случае сбоя.
4. Импорт и экспорт данных. Данные часто передаются между системами, поэтому администраторам баз данных необходимо выполнять экспорт или импорт данных.
5. Применение безопасности к данным. Серверы баз данных организации содержат данные, которые позволяют бизнесу работать. Нарушение безопасности может быть дорогостоящим и трудоемким для восстановления, приводить к потере доверия клиентов. Администратор баз данных должен реализовывать такие политики безопасности, которые обеспечивают пользователям доступ к необходимым данным, но при этом соблюдают правовые нормы бизнеса по защите своих активов, а также снижают риски, связанные с нарушением безопасности.
6. Мониторинг и устранение неполадок систем баз данных. Многие операции по администрированию баз данных являются реактивными, то есть они предполагают принятие мер для устранения неполадок и возникающих проблем. Грамотные администраторы БД осуществляют упреждающий подход, чтобы попытаться обнаружить потенциальные проблемы до того, как они начнут влиять на операции с данными.

Большинство администраторов баз данных знакомы с системами, которыми они управляют, и знают задачи, которые должны выполняться ежедневно. Однако даже опытные DBA не полагаются исключительно на свою память.

Администраторы БД обычно составляют и ведут документацию («run book»), которая включает в себя такие сведения, как:

• • параметры конфигурации и расположения файлов,
  • контактная информация персонала,
  • стандартные правила и графики технического обслуживания,
  • процедуры аварийного восстановления.

Ведение документации является важной частью администрирования баз данных. Подробная книга может иметь неоценимое значение, особенно в случае, когда новый администратор должен взять на себя ответственность за управление базой данных, или при возникновении неожиданной чрезвычайной ситуации в отсутствии администратора. При сбое сервера четко задокументированные шаги восстановления базы данных уменьшают чувство паники и обеспечивают быстрое решение проблемы.

3. Практическая часть. Установка и администрирование базы данных на примере СУБД Oracle 12c

Для создания базы данных необходимо установить и настроить сервер СУБД Oracle 12c на локальной машине или облачной инфраструктуре.

1. Установка и настройка сервера СУБД Oracle 12c

Процесс установки начинается с установок обновлений (рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 - Установка обновлений Oracle

Далее собираются необходимые сведения для установки. Первый шаг – следует выбрать, производится ли только установка программного обеспечения или еще и конфигурация базы данных (рисунок 3.2). Затем необходимо указать конфигурацию Server Class сервера Oracle (рисунок 3.3).

Рисунок 3.2 - Создание базы данных Oracle

Рисунок – 3.3 - Выбор конфигурации сервера Oracle

Следует определить, будет ли устанавливаемый сервер отдельным сервером или частью кластера (набора узлов, между которыми распределяется нагрузка) (рисунок 3.4). Необходимо указать, какой будет выбран режим установки: более или менее подробный (рисунок 3.5).

Рисунок 3.4 - Выбор кластерной конфигурации сервера Oracle

Рисунок 3.5 - Выбор режима установки сервера Oracle

Следует ввести для ОС Windows имя и пароль пользователя, под которым будет запускаться сервер Oracle (рисунок 3.6). Необходимо задать основные параметры сервера: место хранения данных, глобальное имя базы данных, тип установки сервера (рисунок 3.7).

Рисунок 3.6 – Создание пользователя для запуска сервера Oracle

Рисунок 3.7 – Основные параметры сервера Oracle

После сбора всех сведений о параметрах сервера выводится итоговое окно установки (рисунок 3.8).

Рисунок 3.8 – Итоговое окно мастера установки сервера Oracle

В процессе установки требуется установить пароли для администраторов. При появлении следующего окна необходимо нажать кнопку Password Management (рисунок 3.9) и установить пароли для администраторов (рисунок 3.10).

Рисунок 3.9 – Окно конфигурации сервера Oracle

Рисунок 3.10 – Установка паролей администраторов сервера Oracle

После окончания установки следует проверить работу установленного сервера. Проверка осуществляется по следующему плану:

− проверить запущенные сервисы;

− проверить реестр;

− проверить пользователи и группы;

− установить соединение с базой данных.

Проверить запущенные сервисы можно в утилите Службы, сервисы Oracle должны быть запущены (рисунок 3.11).

Рисунок 3.11 – Проверка запущенных сервисов сервера Oracle

В реестре можно проверить, куда установлен сервер Oracle и его основные параметры (рисунок 3.12).

Рисунок 3.12 – Параметры сервера Oracle в редакторе реестра

В настройках локальных пользователей и групп следует убедиться, что созданы все необходимые группы сервера Oracle. Для выполнения административных работ под текущим пользователем Windows необходимо добавить его в группу ora_dba (рисунок 3.13).

Рисунок 3.13 – Пользователи сервера Oracle

В заключение следует установить соединение с сервером из клиентского приложения. В качестве клиентских приложений будем использовать Oracle SQL Developer – интегрированную среду разработки на языках SQL и PL/SQL и администрирования баз данных, и утилиту командной строки SQLPlus. Продемонстрируем соединение из SQL Developer и SQLPlus.

В SQL Developer необходимо указать имя соединения, имя пользователя, пароль, тип соединения, имя компьютера, на котором установлен сервер Oracle, или его IP-адрес и нажать кнопку Test. При успешном соединении с сервером статус соединения изменится на Success (рисунок 3.14).