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ORACLE数据库的体系结构、安全和优化

2014-5-21 09:44| 发布者: dzly| 查看: 694| 评论: 0|原作者: 柴 康

摘要: 本文从ORACLE 数据库的物理结 构、系统全局区、进程三方面入手,阐 述ORACLE 数据库的体系结构和工作 机理,并且给出数据库体系结构图。 从用户管理、访问控制、数据保护、监 控四方面着手分析,找出解决ORACLE 数据库安全的重要技术和方案,制出 了数据库安全技术的表;以及从索 引、并行、SQL 语句、合理利用空间和 分区五个方面研究ORACLE 数据库的 优化方案,绘出了数据库不同的优化 所带来的性能收益图。
   随着云计算对企业的越来越重要,数据作为云计算的核心,如何应用和管理数据库已经得到人们的普遍关注;ORACLE作为全球化、跨平台的数据库,能被很多用户使用,处理数据的效率快速,安全性和完善性极其强大;ORACLE 数据库得到许多企业的广泛使用,数据库的体系结构和工作机理成为人们了解的主要对象;数据库安全性受到多方面的威胁,包括对数据库中信息的修改、破坏和盗取等,使数据库系统不能正常运行,造成大量的资料丢失,数据库的安全性问题已经日益严重;数据库的优化不但可以提高数据库系统的稳定性和可靠性,还能保障系统高效地运行,解决系统问题,节约系统花费。因此ORACLE 数据库的体系结构、优化和安1 ORACLE 数据库的体系结构ORACLE 数据库的体系结构如图1所示。


 


  (1)物理结构,包括数据文件、日志文件、控制文件、参数文件等。其中数据文件包含数据库实际的数据。数据包含在用户定义的表中,而且数据文件还包含数据视图,数据修改以前的映像索引和其他类型的结构;重作日志包含对数据库的修改记录,可以在数据删除后恢复。一个数据需要至少有2 个重作日志文件;控制文件包含维护和校验数据库一类性的信息。一个数据库需要至少一个控制文件。
  (2)系统全局区,包括共享池、数据缓冲区、日志缓冲区等。其中,共享池是为了存储最近执行的 SQL 语句和最近使用的数据视图数据。这些SQL 语句可以是用户进程提交的,也可以是从数据视图中读取的[3] ;数据库缓冲区高速缓存是为了存储最近经常使用的数据。这些数据从数据文件中读取,或者是写入数据文件;重做日志缓冲区用于追踪服务器和后台进程对数据库所做的修改。
  (3)进程,包括用户进程、服务器进程、后台进程等。其中用户进程一个呼叫连接ORACLE 服务器的程序,必须首先建立一个连接,并不直接与ORACLE 服务器交互;服务器进程是指一个与ORACLE服务器直接交互的程序,负责执行和返回结果;后台进程是指护和执行物理数据库和内存结构之间的关系。
  2 ORACLE 数据库的安全性
  (1)数据库的安全性
  数据库安全性是指对数据库里的数据不小心毁坏,改变,删除的一种庇护,以保障数据库里重要数据的安全,不会造成损失。现今对ORACLE 数据库的安全的损害主要是两个方面:一是物理威胁是指外边力量的破坏等,二是逻辑威胁指对信息的违法或者没有授权存取访问等。
  ORACLE 数据库安全结构如表1 所示。
  (2)保障数据库安全性的重要技术
  身份认证:在有外边网络的情况下,一个数据库用户多个人用或是多个数据库用户多个人用,必须进行身份确认。身份的确认方法是输入用户和口令经过系统的校验,通过校验进入数据库进行操作。
  存取访问:数据库存取访问是控制用户对数据库数据存取访问的权力,保障只授权过用户访问数据库权力防止不正当法授权访问,以确保数据库的安全。
  数据加密:在一些特殊部门或者敏感的区域,身份认证和存取访问不能保障数据库的数据安全。在数据库系统里的内部人员可能非法获取认证,或是其他办法使用数据库,所以要对数据库里的重要数据库进行加密进行双重保护[5]。
  数据备份/ 恢复:在对数据库中数据进行修改、删除等操作时,提前把数据进行备份,防止在对数据操作时不小心出错,可以很快的进行恢复到原始数据。
  数据导入/ 导出:是从服务器等外边的数据进入数据库则为数据导入,一般是现在需要的数据和有用的数据;从数据库中移到外边的数据,则为数据的导出,一般是暂时不用的数据,防止占用数据库空间,导出备份在外边。
  审计:任何数据库系统都不可能是完全安全的,审计可以监控和记录所选择用户的详细活动情况。
  (3)保障数据库安全的方法
  保障数据库安全的方法主要是管理好监听器、管理好默认的账号,管理公共特权,合理放置重做日志文件,漏洞修复,开启防火墙等。
  3 ORACLE 数据库的优化
  (1)数据库优化的概述
  数据库的优化实际上是指对数据库性能的调优,调优包括应用程序SQL 代码调优,内存调优, I/O 调优。
  (2)数据库优化的方法
  索引优化设计。给数据库中的表加上索引能加快对表的查询效率,但并不是索引越多越好也不是任何表都要增加索引,对于经常更新的表或者数据不是很多的表,如果更多的索引,反而会慢,因为索引要占用内存,插入时还要扫描索引[6]。
  并行优化设计。一个CPU 同一时刻只能服务一个进程,如果有多个CPU,提高CPU 利用率,可以同时运行多个进程,并行就是把单个进程处理变成多个进程处理来执行,减少处理的时间[7]。
  高效地进行SQL 语句设计。不要多个SQL 语句同时执行或者是同时多方面对数据库进行操作,避免数据库系统资源的发生竞争。写查询的SQL 语句时,尽量不要对全表进行扫描,应该根据需要加上相对的条件,使其指扫描符合条件的部分,减少系统资源的利用。用尽量查过的SQL语句,充分利用共享池。
  合理利用空间。数据库管理员可以把相同表空间的数据文件放在不同的磁盘空间,减少磁盘的负荷量;创建的不同表空间分别放在不同的磁盘空间;把数据、表、索引、分区分开放在不同的表空间;设置专属表空间,定时整理表空间,使表空间时刻处于完美状态,防止发生资源竞争,导致数据运行过慢。
  建分区表。分区分为多个不同的类型,其中有范围、列表、哈希等,分区是按照某个条件把数据分开保存,这样在查寻需要的数据时只需要查询相对应的分区,而不用去扫描整个分区表,节约查询时间。
  数据库不同优化方法产生的性能收益如图2 所示。
  4 结束语
  本文详细阐述ORACLE 数据库的体系结构和工作机理,使人们对ORACLE数据库有了的深入了解,增强企业对ORACLE 数据库的兴趣;分析ORACLE数据库系统的安全防御机制,提出了许多经常用到的数据库安全技术,以及解决方案,防止企业存放在ORACLE 数据库的重要数据被泄漏或者丢失,保障数据库能安全正常的运行,使企业对ORACLE 数据库更加的信任;研究ORACLE 数据库的优化,从多个方面出发,设计出最佳的数据库优化方案,使数据库能够更加简单、快速、高效运用在工作中,节约系统资源,便于数据库稳定、高效的运行,给企业带来高的收益。ORACLE 作为大型的数据库之一,是应用数据库企业的一个选择,以上从ORACLE 体系结构、安全机制、优化三个方面分析都能够对企业带来好的利益,是ORACLE 数据库更加具有知名度,更好的被企业应用。
  
  

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