Oracle体系结构学习之存储结构(一)：物理存储结构

下面所介绍的文件中，最重要的是数据文件和重做日志文件，因为其中包含了你辛辛苦苦才积累起来的数据。只要有这两个文件，就算是其他文件都没有了，也能得到自己的数据。如果把重做日志文件弄丢失了，可能会丢失一些数据。如果把数据文件和所有备份都丢失了，那么这些数据就永远也找不回来了。

一、parameter file - 参数文件

包含一系列参数及参数对应值的操作系统文件

1、什么是参数

• 可以把数据库参数想象成一个键/值对。例如“db_name = ora11g”

• 查看参数值：

  • 法一：查询动态性能视图(v$parameter)

    select name,values,isses_modifiable,issys_modifiable from v$parameter;
    

  • 法二：show parameter parameter_name

2、作用

告诉Oracle 实例在哪里可以找到控制文件，并且指定某些初始化参数，这些参数定义了某种内存结构有多大的设置

3、存放位置

$ORACLE_HOME/dbs目录下

4、类型

• 遗留的 init.ora 参数文件：init<$ORACLE_SID>.ora
• SPFILE(server parameter file) - 服务器参数文件：spfile<$ORACLE_SID>.ora

5、参数文件搜索规则

spfile<$ORACLE_SID>.ora ==> spfile.ora ==> init<$ORACLE_SID>.ora

6、参数的修改

6.1 会话级别

alter session  set nls_date_format='yyyy-mm-dd hh24:mi:ss';

6.2 实例级别

alter system set nls_date_format='yyyy-mm-dd hh24:mi:ss' scope=spfile;	

scope :

memory - 当前实例生效

spfile - 将修改的内容存入spfile文件，再次启动实例生效

both - 当前和重启后均生效（默认）

【注】如果使用的是静态参数文件启动的时候，在实例级别修改的，不能够保存，会在下一次会话生效

7、两种类型的参数文件的转换

需登录sqlplus

7.1 从spfile生成pfile

SYS@orcl11g> create pfile from spfile;
		SYS@orcl11g> create  pfile='/home/oracle/p.ora' from spfile;

7.2 从pfile生成spfile

SYS@orcl11g> create spfile from pfile；					--如果是实例正在运行会报错；	 
SYS@orcl11g> create spfile='/home/oracle/s.ora' from pfile;

7.3 通过内存的状态，创建一个参数文件：（oracle 11g的功能）

SYS@orcl11g> create pfile from memory;	

8、指定使用哪种参数文件启动数据库

• 默认使用spfile参数文件启动数据库

• 只能指定静态参数文件的位置来启动，而服务器参数文件必须放在$ORALCE_HOME/dbs目录下才行

  startup pfile='/home/oracle/p.ora'
  

9、判断使用哪种参数文件启动的数据库

SQL> show parameter spfile；

如果存在一个具体的文件名，说明使用的就是spfile参数文件；反之，使用的就是静态参数文件

对于所有现有的数据库，都推荐使用SPFILE，更易于管理，使用 ALTER SYSTEM命令就可持久的保存参数值。

二、trace file - 跟踪文件

可以提供调试信息

有两类跟踪文件：1）请求的跟踪文件，即想要的跟踪文件。包含有关绘画的诊断信息，有助于调整应用、优化应用的性能，并诊断遭遇的瓶颈；2）针对内部错误生成的跟踪文件。不要想要的跟踪文件，但是由于出现了错误，服务器自动生成的文件

1、请求的跟踪文件

启用DBMS_MONITOR.SESSION_TRACE_ENABLE

查看文件位置：

• 法一：show parameter dump_dest
  • 专用服务器：user_dump_dest
  • 共享服务器：background_dump_test
• 法二：通过V$DIAG_INFO视图查看
  • Diag Trace：文件位置
  • Default Trace File：跟踪文件名

2、针对内部错误生成的跟踪文件

这个文件只对 Oracle Support 有用。如果得到内部错误，修正错误的唯一办法是要提交一个服务请求，而当提交请求时这些跟踪文件会很有用。如果错误忽略，除非出现意外，否则不会自行修正。

三、alert file - 警告文件

oracle给我们提供了oracle软件运行期间的debug信息；根据这些信息能够精准的知道oracle出现问题的根源；可以生成外部表来查看。

关注其报错信息：grep -i ERR alter_<ORACLE_SID>.log

ALERT LOG FILE:

• ORACLE 10G：$ORACLE_BASE/admin/$ORACLE_SID/bdump/alert_<$ORACLE_SID>.log
• ORACLE 11G：$ORACLE_BASE/diag/rdbms/DB_NAME/$ORACLE_SID/trace/alter_<ORACLE_SID>.log

警告日志文件包含的内容：

• ORA-600：内部错误、块损坏错误、死锁错误
• 一些关于共享服务器功能和调度程序的信息和错误
• 自动刷新物化视图的错误

四、data file - 数据文件

两种类型数据：

• 系统数据：关于oracle的内部的元数据信息
• 用户数据：用户自己业务相关的数据

如何查询当前数据库的数据文件：

dba_data_files;			--查看数据文件信息
	
SYS@orcl11g> col file_name for a50

SYS@orcl11g> select file_id,file_name from dba_data_files order by 1;

   FILE_ID    FILE_NAME
------------    --------------------------------------------------------------
         1        /u01/app/oracle/oradata/orcl11g/system01.dbf
         2        /u01/app/oracle/oradata/orcl11g/sysaux01.dbf
         3        /u01/app/oracle/oradata/orcl11g/tbs01.dbf
         4        /u01/app/oracle/oradata/orcl11g/users01.dbf
         5        /u01/app/oracle/oradata/orcl11g/example01.dbf
         
SYS@prod>select file#,name from v$datafile order by 1;

   FILE#  NAME
---------- ----------------------------------------------------------
         1  /u01/app/oracle/oradata/prod/system01.dbf
         2  /u01/app/oracle/oradata/prod/sysaux01.dbf
         3  /u01/app/oracle/oradata/prod/undotbs01.dbf
         4  /u01/app/oracle/oradata/prod/users01.dbf
         5  /u01/app/oracle/oradata/prod/example01.dbf

如何更改当前数据库的数据文件名字：

SYS@prod>alter database rename file '/u01/app/oracle/oradata/prod/tbs01.dbf' to '/home/oracle/tbs01.dbf';

【注】关于表空间、段、区以及块这些内容将在下一篇逻辑存储结构中详细介绍

五、temp file - 临时文件

是一种特殊类型的数据文件。

Oracle使用临时文件来存储大规模排序操作和散列操作的中间结果。如果RAM中没有足够的空间，还会用临时文件存储全局临时表数据，或结果集数据。永久数据对象(如表或索引)不会存储在临时文件中，但是临时表及其索引的内容要存储在临时文件中。所以，不可能在临时文件中创建表，但是使用临时表时完全可以在其中存储数据。

六、control file - 控制文件

1、作用

描述了数据库的物理结构（数据文件、日志文件的名称和位置），数据库当前状态，检查点信息，还有备份的信息

2、文件位置

• 数据库到了nomount状态就能用入选方式查看
  

• 只有在mount状态下，才能才能查看

  SYS@prod> select * from v$controlfile;
  

  

  ORACLE server如何知道控制文件的位置？

  • 参数文件指定了控制文件的位置；
  • 控制文件的使用是多路复用的，最多可以有8个控制文件，并且这些控制文件是镜像的关系

3、文件内容

V$CONTROLFILE_RECORD_SECTION

SYS@prod> select * from  v$controlfile_record_section;

进程读的总是第一个控制文件，当第一个控制文件损坏时，读写操作都会出错；当第一个控制文件之外的其他控制文件出问题时，只有写操作才会出错，读操作正常。

七、redo log file - 重做日志文件

数据库的事务日志

1、Online redo logfiles - 在线重做日志

在线重做日志文件，是用于recovery的最重要的结构；里面包含了两个或者更多的预分配的文件，来存放数据库的变化情况；在线重做日志记录数据文件的变化；在线重做日志，是先圈地，然后再种地；在线重做日志以日志组为单位；日志组的大小决定里面每个成员的大小；日志组的每个成员之间是镜像关系；每个组里可以有多个日志文件;在生产环境中，至少两个成员.

1.1 作用

• 1.系统崩溃后的实例恢复
• 2.通过备份恢复数据文件之后恢复介质
• 3.备用数据库处理
• 4.通过日志挖掘实现数据恢复

1.2 两个关键的数据字典来描述在线重做日志文件的信息

• V$LOG：显示日志组的信息，这个信息是从control file控制文件中获得的；

  SYS@orcl11g> select * from v$log;
  

  

• V$LOGFILE：包含的信息是关于在线重做日志文件的信息

  SYS@prod> select * from v$logfile;
  

  

2、Archived redo logfiles - 归档重做日志

因为在线重做日志的运行机制（循环使用的机制），会导致日志被覆盖，为了保证日志不被覆盖，更长时间的保留，那么，在线重做日志切换之后，将写满的在线重做日志，保存在另外一个存储位置，这种机制称之为归档

【注意】：ARCn这个进程负责归档操作；归档日志，只保存在线重做日志当中含有数据的部分；如果想要采用归档机制，那么必须将数据库置为归档模式。

查询当前数据库的归档模式：

SYS@orcl11g> archive log list;
Database log mode              	No Archive Mode				            -- 数据库日志模式（非归档）
Automatic archival             	    Disabled  						                -- 自动归档
Archive destination            	    USE_DB_RECOVERY_FILE_DEST 	-- 归档存储位置
Oldest online log sequence     	0  							                    -- 最旧的在线重做日志的序列号
Current log sequence           	29 							                    -- 当前日志序列号

SYS@orcl11g> select log_mode from v$database;

LOG_MODE
----------------------
NOARCHIVELOG

2.1 归档模式设置 & 管理

• 修改数据库为归档模式

  1）一致性关闭数据库 (保持数据文件和日志文件的同步)shutdown immediate；
  2）将数据库启动到mount状态startup mount；
  3）修改数据库日志模式

  SYS@orcl11g> alter database archivelog;
  SYS@orcl11g> alter database noarchivelog; 	
  

  4）打开数据库：alter database open;
  5）查看日志模式：

  SYS@orcl11g> archive log list;
  Database log mode              	Archive Mode
  Automatic archival             	    Enabled
  Archive destination            	    USE_DB_RECOVERY_FILE_DEST	 	--默认的归档位置：闪回恢复区
  Oldest online log sequence     	0
  Next log sequence to archive   29  		--下一个要被归档的日志序列号
  Current log sequence           	29		--当前正在归档的日志序列号
  

  归档日志要放在较快的存储介质上；如果Current log sequence大于Next log sequence to archive说明归档速度慢；
  如何提高日志组归档速度：减少日志组切换时间
  如果要求归档，归档不成功数据库会hang住，等归档完成，才会正常运行

• 查看归档位置(默认：fast_recovery_area)

  SYS@orcl11g> show parameter db_recovery_file_dest;
  
  NAME                                    TYPE        VALUE
  ------------------------------------ ----------- -----------------------------------------------
  db_recovery_file_dest           string      /u01/app/oracle/fast_recovery_area
  

• 设置归档的相关参数

  ORACLE11G版本，一共可以设置31个归档位置；ORACLE10G版本，一共可以设置10个归档位置。

  这么多的归档位置，主要是用于oracle的灾备软件：DATAGUARD；一旦配置了归档日志的存放路径的话，那么归档日志将不会在保存在fast_recovery_area 里面

  SYS@orcl11g> show parameter log_archive_dest_
  
  NAME                                     TYPE        VALUE
  ------------------------------------ ----------- ------------------
  log_archive_dest_1                string        (null)
  log_archive_dest_10              string        (null)
  log_archive_dest_11              string        (null)
  log_archive_dest_12              string        (null)
  .........
  

• 设置归档位置

  SYS@orcl11g>host mkdir /u01/app/oracle/arch
  SYS@orcl11g> alter system set log_archive_dest_1='location=/u01/app/oracle/arch';
  SYS@orcl11g> host ls /u01/app/oracle/arch
  SYS@orcl11g> alter system switch logfile; 
  SYS@orcl11g> host ls /u01/app/oracle/arch
  1_30_816622368.dbf						--归档文件格式：thread (%t), sequence number (%s), and resetlogs ID (%r).
  

  –%t ，thread# ， 日志线程号
  –%s ，sequence ，日志序列号
  –%r ，resetlog ，代表数据库的周期
  1代表线程号
  30代表归档日志的序列号

  alter system set log_archive_dest_1='';			--将归档位置置为空；
  alter system archive log all;
  

【注】：

• 如果全部的归档位置都被取消了设置，那么系统会使用$ORACLE_HOME/dbs/arch这个位置作为归档位置；但是，要注意的是这个位置并不是默认存在的；
• 这样的问题发生，会导致系统无法完成归档，导致系统挂起；
• 解决方法，取消原来的归档位置设置，起用新的归档参数，新的归档位置；
• 手动触发归档的方法：
  • alter system switch logfile;
  • alter system archive log all;
  • alter system archive log currrent;

2.2 归档相关的数据字典

SYS@orcl11g> desc v$archived_log;

八、password file - 密码文件

• 验证拥有sysdba,sysoper权限的用户登录时的密码校验；
• 保存超级用户（sysdba）的用户名和口令;
• 超级用户的密码审核不能依赖于数据库内部。
• 超级用户，具有启动数据库的能力。如果数据库没有启动，就无法验证。

密码文件存在的位置：$ORACLE_HOME/dbs

密码文件的命名规则：orapw<$ORACLE_SID>

密码文件的文件类型：

[oracle@db253 dbs]$ file orapworcl11g 		    --密码文件的文件类型以内容
orapworcl11g: data

密码文件的内容：

[oracle@db253 dbs]$ strings orapworcl11g 	--密码文件的内容
]\[Z
ORACLE Remote Password file
INTERNAL
87C5F4BF47942D0E
e^D_
4CCF4A082AD3F312
SCOTT
F894844C34402B67

查看具有sysdba/sysoper权限的用户：

SYS@prod>select * from v$pwfile_users;

USERNAME                         SYSDBA        SYSOPER      SYSASM
------------------------------ ----------- -------------- -----------
SYS                              TRUE           TRUE         FALSE
SCOTT                            FALSE          TRUE         FALSE
HR                               TRUE           FALSE        FALSE

Oracle的验证机制：

• 密码验证

• 操作系统验证

  如果一个用户，不再需要数据库验证，就能够登录数据库的这种情况，称之为操作系统验证；

  • 一种以sysdba身份，登录数据库，需要该用户属于dba组即可；

  • 另外一种是普通数据库用户的操作系统验证；如果某一个操作系统用户，属于dba组，那么他就能够以sysdba身份直接登录数据库

• 数据库第三方验证(openldap集中用户管理，等其他方式)

修改sys用户密码两种方式：

• 重建密码文件

• 数据库内部:alter user sys identified by "Oracle123";

• SYS@orcl11g>password
  Changing password for SYS
  Old password: 
  New password: 
  Retype new password: 
  

九、change tracking file - 修改跟踪文件（可选）

跟踪自上一个增量备份依赖那些快已经修改，有利于对Oracle数据建立真正的增量备份

十、flashback log file - 闪回日志文件（可选）

存储数据库快的“前映像”，以便完成新增加的FLASHBACK DATABASE命令，用于将数据库返回（恢复）到该事件点之前的状态

十一、DMP file - 转储文件(EXP/IMP文件)

由export数据库实用程序生成，并由import数据库实用程序使用。跨平台（可移植）的二进制文件

十二、data dump file - 数据泵文件

数据泵文件(Data Pump file):这些文件由Oracle数据泵导出（Data Pump Export)进程生成,并由数据泵导入(Data Pump Import)进程使用。外部表也可以创建和使用这种文件格式。平面文件（flat file):这些无格式文件可以在文本编辑器中查看。通常会使用这些文件向数据库中加载数据。

十三、flat file - 平面文件

数据泵文件(Data Pump file):这些文件由Oracle数据泵导出（Data Pump Export)进程生成,并由数据泵导入(Data Pump Import)进程使用。外部表也可以创建和使用这种文件格式。平面文件（flat file):这些无格式文件可以在文本编辑器中查看。通常会使用这些文件向数据库中加载数据。

实际上，平面文件只是这样一个文件，其中每一“行”都是一个“记录”，而且每行都有一些定界的文本，通常用逗号或管道符号（竖线〉分隔。通过使用遗留的数据加载工具SQLLDR或外部表，Oracle可以很容易地读取平面文件