Кафедра «Компьютерные интеллектуальные технологии»

Кафедра «Компьютерные интеллектуальные технологии»

Пояснительная записка к курсовой работе

Разработка и администрирование базы данных в СУБД Oracle: Репликация базы данных

Выполнил студент гр. 43506\1
<подпись>	Г.А. Канайлов
Проверил доцент к. т. н.
<подпись>	О.Ю. Сабинин

по дисциплине «Администрирование баз данных»

«____» __________________ 201__ г.

 

Санкт-Петербург

2016

Оглавление

Цели и задачи. 3

Описание архитектуры и принципов выбранной СУБД.. 4

TMDM - многомерное ядро Cache', ориентированное на работу с транзакциями. 4

Сервер Cache' Objects. 5

Сервер Cache' SQL. 5

Сервер прямого доступа к данным Cache' Direct 6

Шифрование в Cache. 7

Управление ключами шифрования. 7

Шифрование данных для приложений. 8

Блочный уровень шифрования базы данных. 8

Виды шифрования баз данных в Cache. 10

Шифрование базы данных. 11

Capture. 11

Apply. 12

Правила(rules) 12

Конфигурация базы данных для Oracle Streams. 13

Реализация. 14

Использование Management Portal 17

Заключение. 20

Список использованной литературы.. 21

Приложение. 22

Отслеживание состояния. 22

Подробное описание каждого процесса. 23

Отображение состояние в другой базе. 23

Цели и задачи

В качестве цели курсовой работы по согласованию с преподавателем была выбрана следующая тема: «Разработка и администрирование базы данных в СУБД Intersystems Caché: шифрование базы данных».

Для реализации выбранной цели необходимо было провести следующие шаги:
1. Рассмотреть способы шифрования в Intersystems Cache.

2. Рассмотреть управление ключами и файлами ключей.

3. Рассмотреть шифрование базы данных.

4. Реализовать шифрование базы данных на основе фалов ключей.

Описание архитектуры и принципов выбранной СУБД

Объектно-ориентированные базы данных (ООБД) по сравнению с традиционными (например, реляционными) БД обеспечивают следующие преимущества: во-первых, в таких БД хранятся не только данные, но и методы их обработки, инкапсулированные в одном объекте; во-вторых, ООБД позволяют обрабатывать мультимедийные данные; в-третьих, ООБД допускают работу на высоком уровне абстракции; в-четвертых, ООБД позволяют пользователям создавать структуры данных любой сложности.

Основными компонентами СУБД Cache' являются следующие:

• TMDM. Многомерное ядро системы, ориентирование на работу с транзакциями.
• Сервер Cache' Objects. Представление многомерных структур данных ядра системы в виде объектов, инкапсулирующих как данные так и методы их обработки.
• Сервер Cache' SQL. Представление многомерных структур данных в виде реляционных таблиц.

· Сервер прямого доступа. Предоставление прямого доступа к многомерным структурам данных ядра системы.

TMDM - многомерное ядро Cache', ориентированное на работу с транзакциями.

Данные в Cache' хранятся в виде разреженных массивов, носящих название глобалей. Количество индексов массива может быть произвольным, что позволяет описывать и хранить структуры данных произвольного уровня сложности. Индексы глобалей не типизированы, т.е. они могут быть любого литерального типа данных.

В СУБД Cache' реализована развитая технология обработки транзакций и разрешения конфликтов. Блокировка данных производится на логическом уровне. Это позволяет учитывать особенность многих транзакций, производящих изменения небольшого объема информации. Кроме этого, в Cache' реализованы атомарные операции добавления и удаления без проведения блокировки, в частности, это применяется для счетчика ID объектов в базе данных.

Сервер Cache' Objects

Объектная модель Cache' соответствует объектной модели стандарта ODMG (Object Data Management Group). В соответствии с ODMG каждый объект Cache' имеет определенный, единственный тип. Поведение объекта определяется операциями (методами), а состояние объекта - значениями его свойств. Свойства и операции составляют характеристики типа. Тип определяется одним интерфейсом, которому может соответствовать одна или большее число реализаций.

Объектная модель Cache' в полном объеме поддерживает все основные концепции объектной технологии: наследование, полиморфизм, инкапсуляция, хранимость.

Сервер Cache' SQL

СУБД Cache' поддерживается также структурированный язык запросов SQL для обеспечения выполнения запросов по стандарту, поддерживаемому многими инструментальными средствами. Кроме этого, с помощью единой архитектуры данных Cache' возможно автоматическое преобразование реляционных таблиц в классы объектов. При этом, при поступлении на сервер Cache' SQL DDL-описания реляционной таблицы Cache' автоматически преобразует DDL-описание во внутреннюю структуру хранения данных и сохраняет полученную структуру в словаре данных. Затем с помощью поставляемых в стандартной комплектации Java- или ODBC- драйверов производится импорт данных из реляционных таблиц в многомерные структуры ядра Cache'. После чего Cache' предоставляет возможность работы с данными, как в виде реляционных таблиц, так и в виде классов объектов. Таким образом, при переходе с реляционной технологии на объектную технологию разработка не начинается с "нуля" - многое уже сделано Cache' автоматически.

Шифрование в Cache.

Cache поддерживает набор технологий, называемый управление ключами шифрования, которые защищают данные, над которыми не проводится никаких операций в данный момент.

• Управление ключами шифрования

• Шифрование данных для приложений

• Блочный уровень шифрования базы данных

Шифрование базы данных

Три основных компонента Oracle Streams:

1. Создание key file

2. Активация ключа(ключей) из key file

3. Создание базы шифруемой базы данных

 

Capture(фоновый процесс)

Сбор осуществляется двумя способами:

· Неявный сбор. Серверный процесс сбора собирает DML и DDL события в исходной базе данных непосредственно из журналов (redo log), либо с помощью горячего "раскапывания" (hot mining), либо, при необходимости, из архивных журналов (archive log). После извлечения данных процесс сбора форматирует их в Logical Change Record (LCR) и помещает в область распространения для дальнейшей обработки. Процесс сбора может фильтровать LCRы по заданным правилам. Таким образом буду собираться изменения только заданных объектов.

Явный сбор. Позволяет приложению явным образом сгенерировать сообщение и поместить его в область хранения. Эти сообщения могут быть отформатированы как LCR (дает возможность автоматически применить их процессом применения (apply process), либо как пользовательские сообщения, предназначенные для потребления другим пользовательским приложением.

 

Capture:

· работает на стороне исходной БД

· работают на основе правил;

· просматривает средствами LogMiner журналы повтора и архив;

· выбирает из журналов изменения в исходной БД;

· формирует логическую запись об изменении, Logical Change Record (LCR);

· помещает LCR в качестве события в очередь Streams Advanced Queuing (SAQ).(фоновый процесс)

 

Apply (фоновый процесс)

· Находится на стороне целевой Б

· Работает на основе прави

· Выбирает изменения(LCR) из очереди на целевой базе данных

· Применяет изменения на целевой БД.

 

Правила(rules)

Capture: определяют перечень данных, которые собираются capture и очередь для записи изменений(LCR) в исходной базе данных.

Propagation: определяет очередь в исходной базе данных с изменениями и очередь в целевой базе данных для применения изменений.

Apply: определяют входную очередь и перечень объектов, подлежащих изменению с изменениями(LCR).

 

Реализация

Для тестирования была взята схема OE c сервера oraclebi. Структура схемы была перенесена средствами Erwin (Reverse/Forward Engineering). Данные переносились средствами SQL Developer.

Настройка системных параметров БД:

ALTER SYSTEM SET global_names = true scope= both;

ALTER SYSTEM SET shared_pool_size = 256M scope= both;

ALTER SYSTEM SET streams_pool_size = 256M scope= both;

ALTER SYSTEM SET java_pool_size = 100M scope= both;

ALTER SYSTEM SET parallel_max_servers= 10 scope= both;

 

Настройка Oracle Net Services:

tnsnames.ora:

CURS2 =

(DESCRIPTION =

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = oracle10G)(PORT = 1521))

(CONNECT_DATA =

(SERVER = DEDICATED)

(SERVICE_NAME = curs2.domain2.com)

)

)

 

CURS1 =

(DESCRIPTION =

(ADDRESS = (PROTOCOL = TCP)(HOST = oracle10G)(PORT = 1521))

(CONNECT_DATA =

(SERVER = DEDICATED)

(SERVICE_NAME = curs1.domain1.com)

)

)

 

Создание табличного пространства администратора Streams:

CREATE TABLESPACE streams_tbs DATAFILE C:\oracle\product\10.2.0\oradata \streams\streams_tbs.dbf' SIZE 25M REUSE AUTOEXTEND ON MAXSIZE UNLIMITED;

 

Cоздание администратора streams с привилегиями Oracle Streams

-- создать администратора Streams

CREATE USER strmadmin IDENTIFIED BY oracle

DEFAULT TABLESPACE streams_tbs

QUOTA UNLIMITED ON streams_tbs;

-- права на подключение

GRANT CONNECT TO strmadmin;

GRANT DBA TO strmadmin;

BEGIN

-- привилегии администратора Streams

DBMS_STREAMS_AUTH.GRANT_ADMIN_PRIVILEGE(

grantee => 'strmadmin',

grant_privileges => TRUE);

END;

/

execute MGMT_USER.MAKE_EM_USER('STRMADMIN');

 

Создание связей баз данных (database links):

CREATE DATABASE LINK curs2.domain2.com CONNECT TO strmadmin

IDENTIFIED BY oracle

USING 'curs2';

 

CREATE DATABASE LINK curs1.domain1.com CONNECT TO strmadmin

IDENTIFIED BY oracle

USING 'curs1';

-- просмотреть связи базы данных

SELECT * FROM ALL_DB_LINKS;

 

 

Заключение

Технология Oracle Streams позволяет настраивать репликацию при помощи нескольких методов, что позволяет выбрать необходимый механизм для конкретного случая в зависимости от сложности задачи.

Oracle Streams начинает устойчиво работать с версии 10.2.0 и продолжает развиваться в следующих версиях.

Методы упрощенного PL/SQL API, появившиеся в Oracle 11g позволяют выполнить всю настройку репликации при помощи одной команды, а также сгенерировать скрипт репликации, который можно изменять при необходимости и запускать отдельными блоками, что существенно упрощает работу с репликацией на основе Oracle Streams.

Репликации при помощи Oracle Streams позволяет использовать практически мгновенную передачу данных, однако и требует существенных затрат оперативной памяти компьютера.

 

Список использованной литературы

1. Документация Oracle® Database PL/SQL Packages and Types Reference 11 g Release 1 (11.1)

2. http://www.oraclegis.com/blog/?p=417 - статья про использование репликации при помощи Oracel Streams

3. http://www.citforum.ru/database/oracle/streams_simple - общие сведения о Oracle Streams

4. http://www.citforum.ru/database/oracle/streams

 

Приложение

 

Отслеживание состояния.

 

Кафедра «Компьютерные интеллектуальные технологии»