主流数据库体系架构及方案介绍
几款分布式数据库的对比
⼏款分布式数据库的对⽐1 概述随着海量数据问题的出现，海量管理能⼒，多类型，变化快，⾼可⽤性，低成本，⾼端可扩展性等需求给企业数据战略带来了巨⼤的挑战。
企业数据仓库、数据中⼼的技术选型变得尤其重要！所以在选型之前，有必要对⽬前市场上各种⼤数据量的解决⽅案进⾏分析。
2 主流分布式并⾏处理数据库产品介绍2.1 Greenplum 2.1.1 基础架构Greenplum 是基于Hadoop 的⼀款分布式数据库产品，在处理海量数据⽅⾯相⽐传统数据库有着较⼤的优势。
Greenplum 整体架构如下图：数据库由Master Severs 和Segment Severs 通过Interconnect 互联组成。
Master 主机负责：建⽴与客户端的连接和管理；SQL 的解析并形成执⾏计划；执⾏计划向Segment 的分发收集Segment 的执⾏结果；Master 不存储业务数据，只存储数据字典。
Segment 主机负责：业务数据的存储和存取；⽤户查询SQL 的执⾏。
2.1.2 主要特性Greenplum 整体有如下技术特点： Shared-nothing 架构Network Interconnect...Master Severs 查询解析、优化、分发Segment Severs 查询处理、数据存储ExternalSources 数据加载海量数据库采⽤最易于扩展的Shared-nothing架构，每个节点都有⾃⼰的操作系统、数据库、硬件资源，节点之间通过⽹络来通信。
◆基于gNet Software Interconnect数据库的内部通信通过基于超级计算的―软件Switch‖内部连接层，基于通⽤的gNet (GigE，10GigE) NICs/switches在节点间传递消息和数据，采⽤⾼扩展协议，⽀持扩展到1000个以上节点。
◆并⾏加载技术利⽤并⾏数据流引擎，数据加载完全并⾏，加载数据可达到4。
5T/⼩时（理想配置）。
电力企业常用数据库产品介绍与对比
电力企业常用数据库产品介绍与对比【关键词】智能电网；海迅数据库；pi实时数据库0.引言信息化、自动化和互动化是智能电网的三大特征，这其中，信息化是基础，是解决智能电网可观测，继而实现可控与在控的重要途径。
随着智能电网建设的不断深入，越来越多的智能测量装置遍布整个电网，尤其是各网省公司和直属单位输变电设备状态监测、用电信息采集、配电自动化、发电集团信息化等项目的试点与推广，产生了大量实时数据。
实时数据沉淀生成海量历史数据，连同调度生产控制大区生成的电网运行方式、关口电量、保护、雷电等历史/实时数据一起，这些数据是重要财富，是实现精益化管理的重要基础。
如何高效地采集、处理、存储、检索和利用这些海量信息，已经成为建设智能电网所要面临的首要问题。
关系型数据库和实时数据库是目前数据库市场上应用较为广泛的两类数据库，故数据的存储一般采用关系型数据库或者实时数据库存储。
本文先介绍这两个类型数据库的定义及特点。
1.实时数据库与关系数据库1.1关系数据库的介绍关系型数据库，是建立在关系模型基础上的数据库，以关系模型组织数据并借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据，用二维表的形式来表示实体和实体间联系的数据模型。
关系模型由关系数据结构、关系操作集合、关系完整性约束三部分组成，具有数据结构简单、查询与处理方便、数据独立性高、理论基础坚实等特点。
关系模型也是目前技术最成熟、应用最广泛的数据库技术，设计和实现风险较低，但由于关系模型提供了较高的数据独立性和非过程化的查询功能，系统的查询速度和查询效率较低，但其仍是数据存储的传统标准。
1.1.1关系型数据库组件关系型数据库通常包含下列组件：（1）客户端应用程序（ client ）。
（2）数据库服务器（ server）。
（3）数据库（ database）。
1.1.2关系型数据库优缺点分析（相比实时数据库）关系型数据库相比实时数据库而言，有着以下优点：（1）容易理解。
大数据平台架构及建设思路
——维基百科 数量大、获取速度快或形态多样的数据，难以用传统关系型数据分析方法进行有效 分析，或者需要大规模的水平扩展才能高效处理。
——美国国家标准技术研究院（NIST) 体量大、快速和多样化的信息资产，需用高效率和创新型的信息技术加以处理，以 提高发现洞察、做出决策和优化流程的能力。
5
单台服务器有效存储总 容量=[1]*[2]*[3]－[4]
取值范围 1TB~4TB
10%～20%
取定值 （TB）
4 12 20%
8
30.4
按此模型共需要130÷30.4=5台X86服务器。
建设重点4——HADOOP集群对局址的选择1/2
1、HADOOP集群互联带宽需求：
▪跨机房：点对点的带宽≈机房间互联带宽/节点数
——Gartner公司
运营商对大数据的理解
网络数据、用户数据、应用数据的汇聚构成了我们的“大数据”。这些结构化、非结构化 的数据的处理和建模形成对用户、服务、资源、终端等对象的洞察。这些洞察与市场营销、网 络运维等业务流程的衔接将会给公司带来新的价值。
运
营 改善市场 改 运营效率
进
采集、建模和应用
• MPP数据库用于结构化数 据的关联分析。
• Hadoop平台软件部署于 Hadoop大数据处理集群， 实现海量非结构化数据存储 与处理以及结构化数据的垂 直汇总。
• 流数据与复杂事件处理（CEP） 规则引擎平台用于对数据流进 行实时处理，实现对高速数据 流的接入与实时处理，实时探 测关键事件
数据处理层（数据存储、数据计算、数据共享）
大数据平台架构及建设思路
分享三款主流数据库及其特点
分享三款主流数据库及其特点1.Oracle数据库Oracle Database，又名Oracle RDBMS，或简称Oracle。
是甲骨文公司的一款关系数据库管理系统。
它是在数据库领域一直处于领先地位的产品。
可以说Oracle数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。
它是一种高效率、可靠性好的、适应高吞吐量的数据库解决方案。
基本介绍：ORACLE数据库系统是美国ORACLE公司（甲骨文）提供的以分布式数据库为核心的一组软件产品，是目前最流行的客户/服务器(CLIENT/SERVER)或B/S体系结构的数据库之一。
比如SilverStream就是基于数据库的一种中间件。
ORACLE数据库是目前世界上使用最为广泛的数据库管理系统，作为一个通用的数据库系统，它具有完整的数据管理功能；作为一个关系数据库，它是一个完备关系的产品；作为分布式数据库它实现了分布式处理功能。
但它的所有知识，只要在一种机型上学习了ORACLE知识，便能在各种类型的机器上使用它。
Oracle数据库最新版本为Oracle Database12c。
Oracle数据库12c引入了一个新的多承租方架构，使用该架构可轻松部署和管理数据库云。
此外，一些创新特性可最大限度地提高资源使用率和灵活性，如Oracle Multitenant可快速整合多个数据库，而Automatic Data Optimization和Heat Map能以更高的密度压缩数据和对数据分层。
这些独一无二的技术进步再加上在可用性、安全性和大数据支持方面的主要增强，使得Oracle数据库12c成为私有云和公有云部署的理想平台。
特点：1、完整的数据管理功能：1）数据的大量性2）数据的保存的持久性3）数据的共享性4）数据的可靠性2、完备关系的产品：1）信息准则---关系型DBMS的所有信息都应在逻辑上用一种方法，即表中的值显式地表示；2）保证访问的准则3）视图更新准则---只要形成视图的表中的数据变化了，相应的视图中3、分布式处理功能：ORACLE数据库自第5版起就提供了分布式处理能力，到第7版就有比较完善的分布式数据库功能了，一个ORACLE分布式数据库由oraclerdbms、sql*Net、SQL*CONNECT和其他非ORACLE的关系型产品构成。
档案数据库
应对外部风险的能力
• 1、身份鉴定管理与接入控制工具： • Oracle的身份管理软件以应用为中心，提供可以热插拔的中间件，是一种可扩 展和可靠的身份管理基础设施产品，对用户身份的整个生命周期进行端到端 的管理。提供其自己的目录服务Oracle Internet Directory（OID），并通过Real Application Cluster实现用户列表的扩索，支持动态组管理、用户自助式注册（ 概要文件更新和口令重设）、委托管理等。Oracle现在还用Oracle虚拟目录提 供了一个LDAP身份数据视图，而不必考虑它的物理位置，加速了身份管理配 置，提高了虚拟目录性能。用户身份和他们的访问权限被集中管理后，这种控 制可以通过Oracle Xellerate Identity Provisioning被扩展到数据库，应用软件和其 他身份存储。Oracle身份管理的这一部分使用适配器的可扩展系统以及独特的 Adapter Factory技术以向特定应用软件和系统传递访问权限，包括对主要的商 业应用软件，组件和遗留系统的支持。Oracle COREid还支持联合身份提供无缝 的安全访问而无需重复登录，Oracle Web Services Manager使得组织能够集中 定义控制 Web服务操作和Web服务管理等应用。
数据库管理系统不安全的来源
• 1、软件自身存在的错误和缺陷引发的安全危险，导致系 统失效。 • 2、来自外部的攻击，即软件在使用过程中，会受到恶意 的攻击，包括利用软件自身漏洞、身份窃取、木马植入、 病毒感染、突发性的断电等意外事件和地震、台风等自然 灾害。 • 前者需要通过对数据库管理系统的安全性认证信息确认、 以往的使用经验进行风险性评估和性能总结加以确定。后 者可以根据各自商业数据库管理系统提供的功能选项进行 梳理。
数据库技术ppt课件
数据库定义与特点
数据库定义
数据库是一个长期存储在计算机内的、有组织 的、可共享的、统一管理的大量数据的集合。
01
数据共享性高
数据库中的数据可以被多个用户、多 个应用程序共享使用。
03
数据冗余度小
数据库通过数据共享和结构化存储，可以大 大减少数据冗余，提高数据一致性。
2024/1/25
05
02
数据结构化
插入、更新和删除数据操作
插入数据
使用INSERT语句向表中插入数据，包括单条数据 插入和批量数据插入。
更新数据
使用UPDATE语句更新表中的数据，可以根据条件 更新指定字段的值。
删除数据
使用DELETE语句删除表中的数据，可以根据条件 删除指定记录。
2024/1/25
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查询数据操作及优化方法
基本查询
2024/1/25
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概念设计阶段
1 2
定义实体和属性
根据需求分析结果，定义数据库中的实体和属性 ，确定实体的名称、属性和数据类型等。
定义实体间的关系
分析实体间的联系和相互作用，确定实体间的关 系类型（如一对一、一对多、多对多等）。
3
构建概念模型
使用实体-关系图（E-R图）等工具，构建数据库 的概念模型，展示实体、属性和关系等要素。
2024/1/25
选择存储结构和存取方法
根据数据库管理系统的特性和数据量大小等因素，选择合适的存 储结构和存取方法。
设计物理存储方案
确定数据的物理存储方案，如数据文件的大小、增长方式、备份策 略等。
优化数据库性能
通过调整数据库参数、优化SQL语句等方式，提高数据库的性能和 稳定性。
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PostgreSQL数据库介绍
PostgreSQL是什么
PostgreSQL的发布遵从经典的 BSD 版权。它允许用户不限目的地使用 PostgreSQL，甚至你可以销售 PostgreSQL 而不含源代码也可以，唯一的限制 就是你不能因软体自身问题而向我们追诉法律责任，另外就是要求所有的软体拷 贝中须包括以下版权声明。下面就是我们所使用的BSD版权声明内容：
PostgreSQL发展历程
PostgreSQL是什么
伯克利的 POSTGRES 项目:
Michael Stonebraker 领导的 POSTGRES 项目是由防务高级研究项目局（ DARPA）， 陆军研究办公室（ARO），国家科学基金（NSF）， 以及 ESL, Inc 共同赞助的。POSTGRES 的实现始于 1986 年， 第一个"演示性"系统在 1987 年便可使用了， 并且在 1988 年的 ACM-SIGMOD 大会上展出。在 1989 年六 月发布了版本 1给一些外部的用户使用。用于源代码维护的时间日益增加 占用了 太多本应该用于数据库研究的时间， 为了减少支持的负担，伯克利的 POSTGRES 项目在版本 4.2 时正式终止。
Postgres8.X:
可以在windows下运行，事务保存点功能，改变字段的类型，表空间
即时恢复: 即时恢复允许对服务器进行连续的备份。你既可以恢复到失败那个点 ，也可以恢复到以前的任意事务。
新的 Perl 服务器端编程语言
PostgreSQL9.X
HOT standby功能
PostgreSQL版权是什么？
PostgreSQL 是自由免费的，并且所有源代码都可以获得。
PostgreSQL 的开发队伍主要为志愿者，他们遍布世界各地并通过互联网进行联 系，这是一个社区开发项目，它不被任何公司控制。
体系架构
• • •
每一个数据库至少包含两个日志文件组。 每一个数据库至少包含两个日志文件组。 日志文件组以循环方式进行写操作。 日志文件组以循环方式进行写操作。 每一个日志文件成员对应一个物理文件。 每一个日志文件成员对应一个物理文件。
数据文件
数据缓冲区
DB_BLOCK_BUFFERS 确定数据块的数目。 确定数据块的数目。
日志缓冲存储区（Log Buffer）
以记录项的形式备份数据库缓冲 区中被修改的缓冲块， 区中被修改的缓冲块，这些记录 将被写到日志文件中。 将被写到日志文件中。 LOG_BUFFER 确定日志缓冲区的大小。 确定日志缓冲区的大小。
镜像日志文件
镜像日志文件图示 Group 1 Group 2
Log File 1 Disk 1 Member 1.1 Log File 3 Disk 2 Member 1.2
Log File 2
Member 2.1 Log File 4
Member 2.2
控制文件（Control File）
是一个较小的二进制文件，用于描述数据库结构。 是一个较小的二进制文件，用于描述数据库结构。
日志文件
日志缓冲区
进 程
• 用户进程 • 服务器进程 • 后台进程
ORACLE的体系结构
进 程
ORACLE实例分为单进程实例和 多进程实例两种。 • SINGLE_PROCESS 单进程/多进程实例的转换。
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Oracle数据库常见方案: Oracle Data Guard 什么是 Oracle Data Guard？
大家好
1
主流数据库体系结构及方案 介绍
解决方案部 2016年01月2 NhomakorabeaANY TIME ANY QUESTION
3
概述
本讲内容: 1.Oracle数据库基本架构及常见方案 2.K-DB数据库基本架构及常见方案 3.DB2数据库基本架构及常见方案 4.Sybase数据库基本架构及常见方案 5.MySQL数据库基本架构及常见方案
节点 1
数据库实例 1
ASM 实例 1 CRS
操作系统
公用网络
节点 2
节点 3
集群互联
数据库实例 2 ASM 实例 2
集群互联
数据库实例 3 ASM 实例 3
...
CRS
CRS
操作系统
操作系统
共享存储
重做日志所有实例 数据库和控制文件 OCR 和 voting 磁盘 (oracle_home)
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 体系结构
服务器 进程
服务器 进程
服务器 进程
服务器 进程
系统全局区 (SGA)
系统 监视器 (SMON)
进程 监视器 (PMON)
数据库 写进程 (DBWn)
检查点 (CKPT)
后台进程
日志写进程 (LGWR)
归档程序 (ARCn)
7
Oracle数据基本架构: 实例管理
示例： 启动数据库实例 建立连接
系统 监视器 (SMON)
共享的 日志 SQL 缓冲区
GES&GCS
共享内存/全局区域
.
共享的 日志 SQL 缓冲区
GES&GCS
. .. . .
共享内存/全局区域
共享的 SQL
日志 缓冲区
GES&GCS
共享内存/全局区域
共享的 日志 SQL 缓冲区
共享磁盘数据库
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 体系结构
服务器 进程
6
数据库 写进程 (DBWn)
9
检查点 (CKPT)
日志写进程 归档程序 (LGWR) (ARCn)
8
4 用户更新了某一行数据数据文件 控制文件 重做日志文件 存档日志
9
Oracle数据基本架构: 物理数据库结构
控制文件 参数文件
口令文件
数据文件
联机重做日志文 件
备份文件
归档日志文件
预警和跟踪日志文件
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC
什么是 Oracle RAC 集群?
Oracle Real Application Server，真正应用集群， 简称Oracle RAC ，是Oracle的并行集群，位于不同 服务器系统的Oracle实例同时访问同一个Oracle数 据库，节点之间通过私有网络进行通信，所有的控 制文件、联机日志和数据文件存放在共享的设备上， 能够被集群中的所有节点同时读写 。
14
Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 体系结构
集中 管理控制台
高速交换机和 互联
集群的 数据库服务器
集线器或 交换机结构 镜像磁盘 子系统
网络
低延迟互联
用户
无单点故障
存储区域网
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 体系结构
共享数据模型
GES&GCS 共享内存/全局区域
DB_RECOVERY_
定义 RMAN 备份的位置
示例：
SQL> ALTER SYSTEM SET DB_CREATE_ = '/u01/oradata'; SQL> CREATE TABLESPACE tbs_1;
11
Oracle数据基本架构:逻辑和物理数据库结构
方案
逻辑 数据库 表空间 段 区
Oracle 为 Oracle 数据提供的灾难恢复解决方案 Oracle 数据库企业版 (EE) 的特性 自动创建和维护生产数据库（或主数据库）的一个或多个 事务一致的副本（备用数据库）
如果主数据库（因灾难、维护）不可用，那么可以激活一 个备用数据库并使之承担主数据库的角色 要求主服务器和备用服务器上的 Oracle 数据库和操作系 统的版本相同
4
Oracle数据基本架构: 概述
内存结构 进程结构
实例 系统全局区 (SGA)
后台进程
存储结构
数据库文件
5
Oracle数据基本架构: 内存结构
服务器 进程 1
PGA
服务器 进程 2
PGA
后台进程
PGA
共享池 Java 池
SGA 流池
大型池
数据库
重做日志
缓冲区高速缓存 缓冲区
6
Oracle数据基本架构: 进程
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Oracle数据库常见方案: Oracle Data Guard Oracle Data Guard 核心
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Oracle数据基本架构: OMF
Oracle Managed Files (OMF)
按照数据库对象而不是文件名指定文件操作。
参数
说明
DB_CREATE_
定义数据文件和临时文件默认文件 系统目录的位置
DB_CREATE_ONLINE_LOG_DEST_n 定义重做日志文件和控制文件的创 建位置
进程 监视器 (PMON)
2 用户进程
3
服务器 进程
1 实例
SGA
数据库
重做日志
缓冲区高速缓存缓冲区
数据库 写进程 (DBWn)
日志写进程 (LGWR)
数据文件
重做日志文件
8
Oracle数据基本架构: 实例管理
示例：处理 SQL 语句
10 用户进程
实例
SGA
5 7数据库
缓冲区高速缓存
重做日志 缓冲区
客户端首先访问某个实例，让后再通过集群管理软件访问到
数据库的数据；节点之间使用内部连接进行通讯。
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 优势
多节点负载均衡; 提供高可用：故障容错和无缝切换功能，将硬件和软件错误 造成的影响最小化 。
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Oracle数据库常见方案: Oracle RAC 优势
物理 数据文件
Oracle 数据块
操作系统块
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Oracle数据基本架构:结构组件汇总
内存结构
系统全局区 (SGA)：数据库缓冲区高速缓存、重做缓冲 区以及各种池 程序全局区 (PGA)
进程结构
用户进程和服务器进程
后台进程：SMON、PMON、DBWn、CKPT、LGWR、 ARCn 等
存储结构
逻辑：数据库、方案、表空间、段、区和 Oracle 块 物理：用于存储数据、参数、重做和操作系统块的文件