Администрирование БД

7 лекция.  Администрирование БД

Администратор базы данных — это должностное лицо, которое отвечает за обслуживание СУБД.

АБД имеет много различных обязанностей, но главное для него — обеспечить постоянную работу сервера и предоставить пользователям доступ к нужной информации в любое время. Кроме того, АБД должен делать все от него зависящее, чтобы обеспечить защиту данных и свести к минимуму вероятность их потери.

Кто может стать АБД

Администратором базы данных может стать человек, который занимается разработкой базы данных и управлением ею. Это может быть программист, который принял на себя ответственность за обслуживание SQL Server на время разработки проекта и настолько увлекся этим занятием, что изменил профиль своей работы. Это может быть и системный администратор, которому вменили в обязанности также поддержку SQL Server. Это может быть даже переквалифицировавшийся специалист из другой области, например бухгалтер. Если вы тоже хотите стать АБД, вам необходимо следующее:

· хорошее знание операционных систем Microsoft Windows;

· знание языка структурированных запросов (SQL);

· умение разрабатывать базы данных;

· общее понятие о сетевых архитектурах (например, клиент/сервер, Inter­net/intranet, Enterprise);

Рекомендуемые материалы

· знание Microsoft SQL Server.

Совет специалиста микрософт:

Если вы являетесь членом команды техобслуживания, которой требуется админи­стратор Microsoft SQL Server, вот вам мой совет: вызовитесь на эту должность. Во-первых, это прекрасная работа. Во-вторых, хорошие АБД нужны всегда и вез­де. И в-третьих, обычно им платят больше, чем разработчикам.

Обязанности АБД

1.Установка и модернизация SQL Server

Администратор баз данных отвечает за установку и модернизацию существующей версии SQL Server. Если модернизируется SQL Server, то АБД отвечает за то, чтобы в случае неудачи можно было вернуться к прежней версии SQL Server и использовать ее, пока все проблемы не будут решены. АБД отвечает также за применение пакетов обновления SQL Server. Пакет обновления (service pack) — это не модернизация, а только установка текущей версии программного обеспечения, в которой исправлены разнообразные ошибки, найденные после выпуска продукта.

2.Наблюдение за состоянием сервера базы данных и его соответствующая настройка

Наблюдение за состоянием сервера базы данных необходимо для того, чтобы убедиться в следующем:

• сервер работает с оптимальной производительностью;

• в журнале ошибок или журнале событий не зафиксированы ошибки в работе СУБД;

• обслуживание баз данных проводится повседневно, а всей системы в целом — периодически (последнее входит в обязанности системного администратора).

3.Правильное использование памяти

SQL Server 2000 позволяет автоматически увеличивать размеры баз данных и журналов транзакций, но вы можете установить для них фиксированные размеры. В лю­бом случае правильное использование памяти означает, что вы должны знать, сколь­ко памяти требуется, и по мере необходимости добавлять новые дисковые накопите­ли (жесткие диски).

Резервное копирование и восстановление данных

Резервное копирование и восстановление данных — самые важные задачи АБД. Сюда входит следующее:

• разработка стандартов и графика резервного копирования;

• разработка процедур восстановления для каждой базы данных;

• проверка соответствия графика резервного копирования требованиям к восстановлению данных.

Управление пользователями базы данных и обеспечение безопасности

В SQL Server 2000 АБД тесно сотрудничает с администратором Windows NT/2000 в области присвоения пользователям прав доступа к базе данных. Когда дело не касается сферы влияния Windows NT/2000, АБД разрешает пользователям такой доступ сам. Он отвечает также за назначение пользователю той или иной базы данных и определение его прав доступа. В зависимости от этих прав, пользователь может (или не может) обращаться к различным объектам базы данных, например к таблицам, представлениям и хранимым процедурам.

Сотрудничество с разработчиками

Для АБД очень важно тесно сотрудничать с командой разработчиков в области об­щего проектирования базы данных. Сюда относится создание нормализованных баз данных, настройка, назначение правильных индексов, а также разработка триггеров и хранимых процедур. В среде SQL Server 2000 хороший АБД сможет подсказать разработчикам, как использовать преимущества мастера настройки индексов SQL Server (SQL Server Index Tuning Wizard) и профилировщика SQL Server (SQL Server Profiler).

Определение соглашений и стандартов

Администратор баз данных должен установить для SQL Server и баз данных соглашения по наименованию и стандарты, а также следить за тем, чтобы все пользователи их придерживались.

Перенос данных

Администратор баз данных отвечает за импорт и экспорт данных в SQL Server и из него. В настоящее время наметилась тенденция к уменьшению размеров систем кли­ент/сервер и их сочетанию с мэйнфреймами и Web-технологиями для создания сис­тем управления предприятием (типа Enterprise). В таких условиях импорт данных из мэйнфрейма в SQL Server стал обычным делом; еще больше эта практика распространилась в связи с появлением служб преобразования данных (Data Transformation Ser­vices — DTS) SQL Server 2000. Хорошие администраторы, знающие DTS, в ближайшее время будут в большой цене, так как сейчас фирмы стремятся преобразовать устаревшие системы в системы типа Enterprise.

Репликация данных

В версии SQL Server 2000 появились новые возможности репликации, например репликация путем слияния (двусторонняя изолированная репликация). Управление репликацией и настройка ее топологий станет очень важной задачей АБД, так как репликация — это потрясающая возможность, которая будет играть важную роль в работе многих организаций.

Хранилище данных

В SQL Server 2000 добавились новые возможности складирования данных, для ис­пользования которых АБД придется изучить дополнительный продукт (Microsoft OLAP Server) и его архитектуру. С появлением этой возможности перед АБД встают новые интересные задачи!

Составление графика обработки событий

Администратор базы данных отвечает за составление графика обработки различных событий с помощью стандартных средств Windows NT/2000 и SQL Server. Это поможет успешно справляться с различными задачами, такими как создание резерв­ных копий и процессов репликации.

Обеспечение круглосуточного доступа к данным

Сервер базы данных должен работать круглосуточно, обеспечивая доступ к базам данных. Будьте готовы через некоторое время выполнить необходимые операции по поддержке работоспособности СУБД и ее модернизации. Постарайтесь также вы­держать этот ужасный сигнал пейджера. Если сервер базы данных "сляжет", вам придется "поднять" его и заставить работать. В конце концов, это ваша работа.

Как АБД взаимодействует с другими членами команды

АБД должен взаимодействовать с системным и сете­вым администраторами, разработчиками и пользователями. Вообще говоря, эти взаимоотношения трудно определить однозначно, так как в каждой организации есть люди, занимающие сразу несколько должностей.

Системный и сетевой администраторы

Взаимодействие АБД с сетевым администратором касается, прежде всего, типов используемых сетевых протоколов и сетевого адреса или номера порта, который можно выбрать для сервера. Если пользователи жалуются на медленное выполнение запросов, в то время как SQL Server выполняет запросы очень быстро, то АБД вместе с сетевым администратором должны попытаться найти причину этих проблем, свя­занную с сетью.

Как правило, АБД более тесно взаимодействует с системным администратором, чем с сетевым. Системный администратор отвечает за настройку сервера Windows NT /2000, на котором работает SQL Server. В его обязанности входит также добавление на­копителей на жестких дисках и выделение памяти, необходимой для размещения баз данных. Если вы собираетесь использовать интегрированную с SQL Server систему дос­тупа пользователей, то должны вместе с системным администратором корректно определить учетные записи для пользователей и групп пользователей в Windows NT/2000. Различные типы процедур резервного копирования и восстановления данных для Win­dows NT/2000 Server и SQL Server должны быть проработаны обеими сторонами, так как системному администратору может понадобиться восстановить системный диск, на котором содержится база данных или ее резервная копия.

Разработчики

Различия между организациями больше всего отражаются на взаимодействии АБД с разработчиками. В одних организациях такое взаимодействие очень тесное, а в других — практически отсутствует; во втором случае АБД только безмолвно принимает все, что сделали разработчики, не делая никаких замечаний и не давая рекомендаций. Конечно, для получения оптимального результата АБД должен как можно более тес,­но сотрудничать с разработчиками. В конце концов, именно он будет обслуживать базу данных и в большинстве случаев у него больше опыта разработки и настройки реляционных баз данных. Поэтому АБД должен принимать активное участие в разработке, давать советы, помогать и быть в курсе всех событий. Его помощь должна выражаться в правильном выборе индексов, оптимизации запросов и хранимых процедур, а также в предоставлении разработчикам необходимой информации.

Пользователи

В большинстве организаций взаимодействие АБД с пользователями ограничивается поддержкой их учетных записей, определением прав доступа и восстановлением баз данных.

SQL Server — это обладающая высокой производительностью СУБД, которая глубоко интегрирована с операционными системами Windows NT/2000 и Windows 9х/Ме, благодаря чему SQL Server может пользоваться всеми преимуществами функций, обеспечиваемыми этими операционными системами. SQL Server — мощная СУБД, в полной мере отвечающая потребностям современных сложных систем типа клиент/сервер.

Архитектура

Благодаря глубокой интеграции SQL Server с операционной системой, под управлением которой она работает, в вашем распоряжении имеются следующие важные возможности:

• симметричная мультипроцессорная обработка (Symmetric multiprocessing — SMP);

• переносимость – работа на многих ОС;

• сетевая независимость;

• надежность.

Симметричная мультипроцессорная обработка (SMP)

Использование SMP позволяет SQL Server повысить производительность с помощью дополнительных процессоров. SQL Server 2000 Enterprise Edition под управлением Windows 2000 Datacenter поддерживает до 32 процессоров и до 64 Гбайт оперативной памяти. SQL Server может автоматически запустить запрос для параллельного выполнения на двух или более процессорах. Все это происходит без вмешательства со стороны пользователя; администраторы также освобождаются от проблем с управлением несколькими процессорами.

В версии SQL Server для Windows 9x поддержка SMP не реализована.

Сетевая независимость

Операционные системы Windows NT/2000 и Windows 9x/Me поддерживают несколько различных типов сетевых протоколов. Этот уровень поддержки простирается вплоть до подключения клиентской части SQL Server. Таким образом, вы можете выбрать сетевой протокол, который будет наиболее полно отвечать вашим потребностям. В настоящее время поддерживаются следующие сетевые протоколы: TCP/IP, IPX/SPX, Named Pipes, AppleTalk и Banyan Vines.

Надежность

Windows NT/2000 и SQL Server обеспечивают надежную защиту данных от не­предвиденного сбоя или отказа системы, динамическое управление памятью, предварительное составление графика выполнения задач и удаленное управление. Эти возможности позволяют поддерживать SQL Server в рабочем состоянии 24 часа в сутки и 7 дней в неделю.

Разработка стратегии и плана инсталляции

Разработка плана инсталляции начинается с анализа требований, вытекающих из характера деятельности предприятия, и пожеланий пользователей. Вы должны рас­смотреть широкий круг вопросов, начиная с выбора и приобретения аппаратного обеспечения и заканчивая принятием решений по установке конкретных параметров SQL Server. Начните с рассмотрения системных требования и пожеланий пользователей. На основании этого изучите возможные конфигурации аппаратного обеспечения и параметры SQL Server. Затем составьте список параметров, чтобы пользоваться им во время инсталляции, и, наконец, установите SQL Server.

Этап 1. Определение системных требований и пожеланий пользователей

Как определить системные требования и узнать пожелания пользователей? Очень просто: задавайте вопросы и анализируйте ответы. Начните с пожеланий пользователей и требований, вытекающих из характера деятельности предприятия, и вы смо­жете решить, какое аппаратное обеспечение вам необходимо. Итак, для начала найдите ответы на следующие вопросы:

• Каково назначение системы?

• Какие требования предъявляются к СУБД?

• Каковы пожелания пользователей и какие требования вытекают из характера деятельности предприятия?

• Сколько это будет стоить?

Каково назначение системы

Первый вопрос, который вы должны себе задать: для чего предназначена система и сколько пользователей будут одновременно ее применять (например, система создается для одного отдела, состоящего из 10 пользователей, или для большого предприятия, на котором работают тысячи пользователей). Чем больше пользователей поддерживает система, тем выше требования к быстродействию, оперативной памяти и объему жестких дисков сервера. Компьютер предназначен исключительно для запуска SQL Server или он будет выполнять еще какие-либо функции (например, печать файлов)? Заменяет ли новая система старую в результате модернизации или изменения размера базы данных? Если это действительно замена старой системы, то у вас будет довольно много не­обходимой информации (например, текущая нагрузка системы и ее недостатки). Система является действующей или тестовой, находящейся на стадии разработки? Для действующего сервера необходимы более мощная защита от сбоев и более объемные жесткие диски, чем для сервера тестовой системы.

Каковы требования базы данных

Какие требования предъявляет к серверу база данных? Что SQL Server будет поддерживать в первую очередь: системы-принятия решения или системы выполнения транзакций? Насколько велика будет предполагаемая нагрузка при выполнении транзакций? Если система предназначена для выполнения транзакции, попробуйте определить предполагаемое количество транзакций в день и способ их обработки. Например, сервер может восемь часов простаивать, а затем в течение нескольких часов обрабатывать все транзакции либо равномерно обрабатывать транзакции целый день. Каков ожидаемый размер базы данных? Возможно, вы перемещаете базы данных из старой системы на SQL Server в результате модернизации или изменения их размера. Если это так, вы можете получить информацию о текущем и ожидаемом размерах базы данных и о текущей нагрузке транзакций на систему.

Каковы требования и нужды пользователей

Всегда очень важно понять, чего требуют и чего ожидают пользователи SQL Server. На какое время ответа со стороны системы рассчитывают пользователи? Сколько пользователей будет подключено к SQL Server одновременно? Какие требования к резервному копированию и объему памяти вытекают из характера деятельности предприятия? Какие требования к резервному копированию и объему памяти предъявляют пользователи? Когда вы узнаете нужды пользователей, постарайтесь определить, сможете ли вы создать систему, отвечающую этим нуждам. Возможно, вам придется опустить их с небес на землю, чтобы они осознали реальные возможности системы.

Сколько это будет стоить

Наверное, этот вопрос нужно ставить первым! В реальной жизни разница между той системой, которую вы хотите, и той, которую получаете, обусловлена только количеством средств, имеющихся в вашем распоряжении. Но можно утешиться тем, то цены на компьютеры постоянно снижаются и стоимость нужного вам сервера становится все более приемлемой.

Этап 2. Выбор платформы

Получив ответы на вопросы первого этапа, вы будете готовы к выбору платформы аппаратного обеспечения для SQL Server. Чтобы выбрать платформу, необходимо определиться по следующим четырем пунктам:

• аппаратное обеспечение (включая количество процессоров и необходимые периферийные устройства);

• объем оперативной памяти;

• емкость накопителей на жестких дисках;

• тип файловой системы.

Аппаратное обеспечение

При выборе платформы аппаратного обеспечения вы должны проверить, есть ли в списке совместимости аппаратного обеспечения для Windows NT/2000 марка и мо­дель компьютера, который вы хотите использовать в качестве сервера. Приобретая компьютер, обязательно сообщите фирме-продавцу, что вы собираетесь использовать его в качестве сервера базы данных.

СОВЕТ Микрософт

Вы убережете себя от многих проблем, если будете использовать только те компьютеры, которые сертифицированы корпорацией Microsoft для работы с операционной системой Windows NT/2000.

Нужен ли мне компьютер с несколькими процессорами?

Система Windows NT способна поддерживать до четырех процессоров, a Win­dows 2000 — восемь. SQL Server может воспользоваться преимуществами такой многопроцессорной поддержки без каких-либо специальных дополнительных мо­дулей или изменений конфигурации.

Оперативная память

Для SQL Server необходимо как минимум 32 Мбайт оперативной памяти для версий Personal и Desktop, и 64 Мбайт — для всех остальных версий В новой версии SQL Server вам больше не нужно вручную распределять оператив­ную память и указывать способ ее использования. SQL Server 2000 динамически регулирует используемый объем памяти в зависимости от текущих требований и состояния операционной системы компьютера, на котором он работает.

Независимо от начального объема памяти, спустя некоторое время вы сможете более точно определить, сколько памяти необходимо SQL Server для работы.

Накопители на жестких дисках

Вы должны принять еще одно важное решение: выбрать тип накопителей на жестких дисках и контроллеров к ним. Правильный выбор жестких дисков окажет существенное влияние на общую производительность SQL Server и на отказоустойчивость системы в целом.

Уделите особое внимание выбору типа накопителей на жестких дисках. Выполнение операций ввода-вывода — одно из узких мест всех СУБД

Такое же значение, как скорость жестких дисков, имеет и отказоустойчивость современных дисковых накопителей. Следует максимально защитить базу данных, обеспечив при этом оптимальную производительность. Один из возможных вариан­тов — использовать RAID-массивы (Redundant Array of Inexpensive Disks — избыточный массив недорогих дисков). В конфигурации RAID используется несколько дисков, составляющих одно логическое разделяемое устройство. Таким образом, логически RAID-массив представляет собой одно устройство, а физически это несколько жестких дисков, работающих под управлением соответствующего программного и аппаратного обеспечения. В RAID-конфигурациях файлы можно распределять по нескольким физическим устройствам, что позволяет достичь высокой производительности. Другим пре­имуществом RAID-массивов является их отказоустойчивость и способность к восстановлению данных. RAID-массив 5то уровня позволяет в случае отказа одного диска полностью восстановить содержащиеся на нем данные. При добавлении нового диска RAID-массив автоматически восстановит данные, которые были на потерянном устройстве, и поместит их на новый диск. RAID-массив 5-го уровня обеспечивает высокую степень за­щиты и оптимальную производительность базы данных. RAID-массивы можно создавать на основе аппаратного или программного обеспечения для системы Windows NT/2000. Как правило, RAID-массивы на основе аппаратного обеспечения более быстродействующие, чем массивы, построенные на основе программного обеспечения.

Файловая система

Какую файловую систему следует использовать, работая с Windows NT/2000,— NTFS (New Technology File System — система новой файловой технологии) или FAT (File Alloca­tion Table— таблица размещения файлов)? Что касается производительности, то это не имеет никакого значения, поскольку разница в производительности для двух этих файловых систем совершенно незначительна. В целом NTFS быстрее выполняет операции чтения, a FAT — операции записи. Однако, применяя NTFS, вы можете воспользоваться пре­имуществами системы безопасности Windows NT/2000.

СОВЕТ

Для Windows NT/2000 я обычно рекомендую применять NTFS, чтобы воспользоваться преимуществами системы безопасности NT и ее средствами аудита.

Выбор платформы

Правильно выбранная платформа для SQL Server — это сервер, имеющий максимально возможную конфигурацию из тех, которые вы можете себе позволить, и обеспечивающий нормальную работу SQL Server! Хорошая конфигурация для SQL Server: компьютер с одним или несколькими процессорами, имеющий минимум 256 Мбайт оперативной памяти. Используйте для размещения баз данных RAID-массив 5-го уровня. Поместите журналы транзакций на RAID-массив 1-го уровня (с зеркальными дисками) с разделением данных, а операционную систему и SQL Server — на обычное дисковое устройство или RAID-массив 1-го уровня.

Этап 3. Важные вопросы, требующие ответа

Вам нужно твердо знать ответы на ряд вопросов.

• Куда поместить файлы баз данных?

• Как назвать экземпляр сервера?

• Каков порядок сортировки и кодировки символов?

• Какой сетевой протокол использовать?

• Под какой учетной записью Windows NT/2000 нужно запускать службы SQL Server и SQL Server Agent?

Расположение файлов баз данных

Во время инсталляции вам нужно будет ответить, где следует установить системные базы данных SQL Server (т.е. указать устройство и путь). К системным базам данных от носятся следующие:

• master — база данных конфигурации SQL Server;

• mode1 — база, которая служит в качестве шаблона для создания других баз данных;

• tempdb — область временного хранения данных (временная база данных);

• msdb — база данных для хранения графика работ и база данных SQL Serve: Agent;

• Northwind и Pubs — примеры баз данных.

Стандартное место расположения файлов данных— подкаталог Data корневого ка талога SQL Server. При инсталляции вы можете выбрать другое место расположена файлов или оставить стандартную установку. Выберите устройство, на котором достаточно места для дальнейшего расширения файлов баз данных.

Базы данных master msdb и model обычно увеличиваются не очень быстро (к ним добавляется всего не сколько мегабайтов в неделю). Но база данных tempdb— это совсем другое дело. SQL Server 2000 при необходимости автоматически увеличивает базу данных tempdb, если превышается ее предельный размер, заданный во время инсталляции. А когда SQL Server останавливают или перезапускают, tempdb автоматически возвращается к первоначальному размеру. Поэтому имеет смысл выбрать для базы данных tempdb устройство или RAID-массив, где достаточно места для ее расширения; это устройство должно также обеспечивать высокую производительность.

Имя экземпляра

SQL Server 2000 позволяет установить несколько экземпляров ядра базы данных SQL Server. Если устанавливается один экземпляр SQL Server, то по умолчанию его именем является имя компьютера. Если устанавливается много экземпляров, то каждому из них необходимо присвоить уникальное имя. Имена экземпляров не чувствительны к регистру, их длина не может превышать 16 символов. Первым символом имени должна быть буква, символ подчеркивания, символ номера или амперсант.

Параметры сортировки и кодировки символов

SQL Server 2000 не требует отдельного задания способов сортировки и набора символов для обычных данных и для символов Unicode. Выбор типа сортировки (идентифицируемый именем) задает правила упорядочения и сравнения как для обычных данных, так и для символов Unicode. Например, можно задать сравнение, нечувствительное к регистру символов, или сравнение двоичных эквивалентов сим­волов. В параметры сортировки входят наборы символов, используемых данными. Символы Unicode имеют вдвое больший размер, чем символы ANSI. В ANSI используется 256 символов, а в Unicode — 65 356 символов. При установке SQL Server используются параметры сортировки и кодировки установленной операционной системы Windows и по умолчанию сервер самостоятельно настраивает все эти параметры. Рекомендуется придерживаться этой установки по умолчанию.

ВНИМАНИЕ!

Для изменения параметров сортировки и кодировки после инсталляции SQL Server ; нужно внести изменения в базу данных master и пользовательские базы данных.

Сетевые протоколы

Поскольку SQL Server может одновременно поддерживать несколько различных сетевых протоколов, то клиенты, использующие TCP/IP, могут подключаться к SQL Server одновременно с клиентами, использующими IPX/SPX. Во время инсталляции SQL Server устанавливаются различные сетевые библиотеки, предназначенные для об­мена сетевыми сообщениями с другими серверами и клиентскими рабочими станциями. При инсталляции SQL Server 2000 по умолчанию устанавливается поддержка нескольких сетевых протоколов.

Существует 2 режима безопастности:

• Режим аутентификации Windows NT. Использует преимущества системы безопасности Windows NT/2000, в которой задействуется механизм создания учет­ных записей на сервере NT. Данный режим требует установки доверительного соединения с сервером (trusted connection) и может быть реализован через протокол Named Pipes (именованный канал) или мультипротокол.

• Смешанный режим. Позволяет пользователям подключиться к SQL Server с помощью режимов аутентификации Windows NT и SQL Server. В последнем случае пользователь, подключающийся к SQL Server, сообщает имя и пароль, который проверяется SQL Server по системной таблице. Пользователи, применяющие до­верительные соединения, могут подключиться к SQL Server с помощью режима аутентификации Windows NT.

Протокол Named Pipes

Это стандартный протокол, устанавливаемый SQL Server. Он обеспечивает обмен сообщениями между процессами, происходящими на локальном сервере или на сер­верах в сети, и используется в сетях Windows NT.

Мультипротокол

Мультипротокол использует для передачи сообщений механизм вызова удаленной процедуры (Remote Procedure Call — RPC) Windows NT и не требует никакой дополнительной настройки. В настоящее время мультипротокол поддерживает протоколы NWLink IPX/SPX, TCP/IP и Named Pipes. Он позволяет пользователям протоколов IPX/SPX и TCP/IP применять преимущества аутентификации пользователей Windows NT.

Люди также интересуются этой лекцией: 7. Автоматизация проветривания горных выработок.

Протокол NWLink IPX/SPX

Это известный сетевой протокол для сетей Novell. Если во время инсталляции SQL Server вы выберете именно его, то вас попросят указать имя сервисной службы Novell Bindery, чтобы зарегистрировать SQL Server.

протокол TCP/IP

Это популярный протокол, использующийся в Internet. Если вы выберете TCP/IP, то вас попросят указать номер порта TCP/IP для SQL Server, который будет использоваться для соединений с клиентами. Стандартный номер порта для SQL Server — 1433.

И еще несколько других.