Oracle 20C 多租戶_1.2 數據庫與實例介紹

1.2  數據庫和實例

Oracle 數據庫服務器由一個數據庫和至少一個數據庫實例組成，通常簡稱為一個實例。

因為一個實例和一個數據庫是如此緊密地聯系在一起，所以 Oracle 數據庫這個術語有時同時指實例和數據庫。 最嚴格地說，這些術語有下列含義 :

l   數據庫

數據庫是一組位于磁盤上的文件，用于存儲用戶數據。 這些數據文件可以獨立于數據庫實例而存在。 從 Oracle 數據庫 20c 開始， “ 數據庫 ” 特指多租戶容器數據庫 (CDB) 、可插拔數據庫 (PDB) 或應用程序容器的數據文件。

l   實例

實例是一組命名的內存結構，用于管理數據庫文件。 數據庫實例由共享內存區域 ( 稱為系統全局區域 (SGA)) 和一組后臺進程組成。 實例可以獨立于數據庫文件而存在。

1.2.1  多租戶架構

多租戶體系結構使 Oracle 數據庫成為 CDB 。

每個 Oracle 數據庫必須包含或能夠包含另一個數據庫。 例如， CDB 包含 pdb ，而應用程序容器包含應用程序 pdb 。 PDB 由 CDB 或應用程序容器包含，而應用程序容器由 CDB 包含。

從 Oracle Database 20c 開始，多租戶容器數據庫是唯一受支持的體系結構。 在以前的版本中， Oracle 支持非容器數據庫 (non-container databases, non-CDBs) 。

1.2.1.1  CDBs

一個 CDB 包含一個或多個用戶創建的 pdb 和應用程序容器。

在物理級別上， CDB 是一組文件 : 控制文件、在線重做日志文件和數據文件。 由數據庫實例管理以上文件稱為 CDB 。

下圖顯示了一個 CDB 和一個相關的數據庫實例。

·          圖 1-1 數據庫實例與 CDB

1.2.1.2  PDBs

PDB 是 schemas 、 schema 對象和 nonschema 對象的可移動集合，在應用程序中作為單獨的數據庫出現。

在物理級別，每個 PDB 都有自己的一組數據文件，用于存儲 PDB 的數據。 CDB 包括所有 pdb 數據文件，以及一組存儲 CDB 本身元數據的系統數據文件。

要移動或存檔 PDB ，可以拔掉它。 unplugged PDB 由 PDB 數據文件和元數據文件組成。 unplugged PDB 在插入到 CDB 之前是不可用的。

下圖顯示了一個名為 MYCDB 的 CDB 。

·          圖 1-2 CDB 中的 PDBs

在物理上， MYCDB 是一個 Oracle 數據庫，即與一個實例關聯的一組數據文件。 盡管在 Oracle Real 應用程序集群中可以有多個實例，但 MYCDB 只有一個數據庫實例和一組數據庫文件。

MYCDB 包含兩個 pdb: hrpdb 和 salespdb 。 如圖 1-2 所示，這些 pdb 在各自的應用程序中顯示為單獨的、獨立的數據庫。 應用程序不知道它是連接到 CDB 還是 PDB 。

要管理 CDB 本身或其中的任何 PDB ，您可以連接到 CDB root 。 root 是所有 pdb 和應用程序容器所屬的模式、模式對象和非模式對象的集合。

·          1.2.1.3 應用程序容器

應用程序容器是 CDB 中一個可選的、用戶創建的容器，用于存儲一個或多個應用程序的數據和元數據。

application( 也稱為主應用程序定義 ) 是存儲在 application root  中的一組已命名的、版本化的公共數據和元數據。 例如， application 可能包括表、視圖、用戶帳戶和 PL/SQL 包的定義，這些定義對于一組 pdb 是通用的。

在某些方面，應用程序容器充當 CDB 中的特定于應用程序的 CDB 。 與 CDB 本身一樣，一個應用程序容器可以包含多個應用程序 pdb ，并允許這些 pdb 共享元數據和數據。 在物理級別上，應用程序容器 像 PDB 一樣 , 具 有自己的一組數據文件。

例如， SaaS 部署可以使用多個應用程序 pdb ，每個 pdb 用于一個單獨的客戶，該客戶共享應用程序元數據和數據。 例如，在下面的圖中， sales_app 是應用程序根目錄中的應用程序模型。 名為 cust1_pdb 的應用程序只包含客戶 1 的銷售數據，而名為 cust2_pdb 的應用程序只包含客戶 2 的銷售數據。 對于單個客戶 PDBs ，可以進行插入、撥出、克隆和其他 pdb 級操作。

·          圖 1-3 SaaS 用例

·          1.2.2 Sharding 架構

Oracle Sharding 是一種基于跨多個 pdb 的數據水平分區的數據庫擴展技術。 應用程序將 PDBs 池視為單個邏輯數據庫。

sharding 對于 OLTP 應用程序的主要好處包括線性可伸縮性、故障包容和地理數據分布。 sharding 非常適合在 Oracle 云中部署。 與實現 sharding 的 NoSQL 數據存儲不同， Oracle sharding 提供了 sharding 的優點，同時又不犧牲企業 RDBMS 的功能。

在 sharding 架構中，每個 CDB 都托管在一個專用服務器上，服務器上有自己的本地資源 :CPU 、內存、 flash 或磁盤。 可以將 PDB 指定為 shard 。 來自不同 cdb 的 PDB  shard 組成一個邏輯數據庫，稱為 sharded   數據庫。 同一個 CDB 中的兩個 shard 不能是同一個 sharded 數據庫的成員。 但是，在同一個 CDB 中，一個 PDB 可以在一個 sharded 數據庫中，另一個 PDB 可以在一個單獨的 sharded 數據庫中。

水平分區將一個數據庫表拆分，每個分片包含具有相同列但不同行的子集。 以這種方式分割的表也稱為 sharded table 。 下圖顯示了一個經過水平分割的 sharded table ，它橫跨三個 shards ，每個 shard 都是單獨 CDB 中的 PDB 。

圖 1-4 水平分區的 sharded table

以下示例是跨多個 CDBs 存儲客戶帳戶數據。 例如， ID 為 28459361 的客戶可以查詢他的記錄。 下圖顯示了一種可能的結構。 客戶請求通過連接池路由，其中分片控制器 ( 網絡監聽器 ) 將請求定向到適當的 PDB 分片，該分片包含所有客戶行。

Figure 1-5 Oracle Sharding Architecture