Семейство продуктов Oracle

Выделяют три группы продуктов в семействе технологий Oracle: база данных, сервер приложений и  система управления (Enterprise manager). Это основные компоненты для организации сетевых вычислений (grid computing). Основной концепцией для построения инфраструктуры (Grid-а) выступает виртуализация. Пользователи  работают с информацией (обычно посредством веб-приложения), но они не знают и не должны знать откуда и как эти данные выводятся. Упрощённо – база данных отвечает за хранения и выдачу информации, сервер приложений – за инфраструктуру и развертывание служб нужных пользователю и система управления используется для администрирования и управления. Платформа или физические сервера используемые для работы не имеют значения для конечного пользователя. Виртуализация позволяет эффективно рапределять ресурсы, предоставляя максимальную производительность там где это нужно (балансировка нагрузки).

Сервер баз данных

Сервер баз данных Оракл включает в себя экземпляр (instance) базы данных и саму базу данных с множеством возможностей таких как потоки, партицирование, хранилище данных, репликация и RAC (Real Application Cluster), но самое главное, это надёжное, высоко-производительное хранилище данных, построенное на объектно-ориентированной системе для баз данных. Исторически, один из проектов в поздних 70-ых для поддержки теории предложенной Dr. E.F Codd, привел к созданию реляционной системы управления базами данных (РСУБД), со временем ставшую известной как Oracle Server. Oracle Server это основной продукт Oracle, который продолжает активно развиваться и является ядром других продуктов.

База данных – это набор файлов в дисковой системе. База существует пока существуют файлы. Теоретически нету ограничений по размеру и количеству файлов, таким образом нет ограничений размера базы данных. Доступ к данным происходит через экземпляр (instance) сервера базы данных. Инстанс – набор процессов и структур данных в памяти. Инстанс может быть стартован и остановлен. Пользователи подключаются к инстансу и уже инстанс управляет доступом к данным. Невозможно работать с данными напрямую. Инстанс и файлы базы данных вместе и создают Oracle сервер.

Такая модель доступа является клиент-серверной моделью, также известной как двухуровненой (two-tier) модель. В клиент-серверной модели пользовательский интерфейс и логика приложения не зависят от управления данными. Для приложения разработанного с использованием SQL это значит, что пользовательская часть приложения создаёт SQL запросы, а серверная часть исполняет их. Это классическое разделение клиентской и серверной части, обычно соединённой локальной сетью. Сетевой протокол используемый в Oracle – закрытый и называется Oracle Net.

Клиентская часть состоит из 2ух компонентов: пользователей и пользовательских процессов. В серверной части три составляющие: серверный процесс, который исполняет SQL запросы, instance и сама база данных. Каждый пользователь взаимодействует с пользовательски процессом. Пользовательский процесс взаимодействует с серверным процессом, обычно посредством локальной сети. Серверный процесс взаимодействует с экземпляром, и экземпляр с базой данных. Рисунок 1-1 показывает это взаимодействие. Сессия – это пользовательский процесс с серверным процессом. Обычно это один пользовательскйи процесс для пользователя и серверный процесс для каждого пользовательского процесса. Сессия обычно создается по запросу пользователя и уничтожается когда она больше не нужна: это называется log-on и log-off цикл. Экземпляр и структуры в памяти нужные для работы запускаются администратором и существуют пока администратор не остановит их: это называется запуск и остановка экземпляра.

Пользовательским процессом может выступать любое клиент-серверное приложение которые можнт подключится к Oracle серверу.Мы будет использовать SQL*Plus и SQL Developer. Это программное обеспечение предоставляемое Oracle-ом для подключения к серверу и выполнения SQL запросов. Что использует пользователь абсолютно не важно для Oracle сервер-а. Когда пользователь вводит данные и нажимает кнопку «Выполнить» будет сгенерирована команда, к примеру INSERT и отправлена команда серверному процессу для исполнения  на инстансе и базе данных. Единственное требования это чтобы команда была корректной. Не стоит забывать что все взаимодействие осуществляется согласно клиент-серверной модели. Даже если пользовательский процесс запущен на той же самой системе что и сервер – клиент-серверное разделение всё равно работает и сетевой протокол использвется для взаимодействия между двумя процессами.

Сервер приложений

Со становлением Web-приложений как стандарта для работы пользователей появилась потребность в серверах приложений. Сервер приложений позволяет заменить установленное приложение на компютере пользователя, на приложения установленные в определенном хранилище. Интерфейс пользователю отображается посредством браузера. Такие приложения могут использовать данные, находящиеся в разных базах данных. Oracle сервер приложений – это платформа для разработки, установки и управления web-приложениями. Web-приложение — любая программа, работающая с ипользованием протокола HTTP. Web-приложения обычно используют трех-уровневую (three-tier’s) модель: уровень базы данных, для доступа к данным, пользовательский уровень (им обычно выступает веб-браузер) для отображения окон и диалогов для взаимодействия с пользователем, и уровень приложения между ними, который реализует бизнес-логику для генерации пользовательского интерфейса и выполнения запросов к базе данных.

Возможно использовать отдельное соединение для каждого пользователя: каждый польователь будет создавать сессию к серверу приложений, а сервер приложений в свою очередь создавать подключение к базе данных. Однако, эта модель признана очень неэффективной по сравнению с пулами подключений (connection pooling model). Согласно модели пула подключений сервер приложений создает относительно небольшое количество соединения с базой данных и делает их доступными  для запросов (помещая запросы в очередь при необходимости) для относительно большого количества пользователей сервера приложений. Рисунок 1-2 показывает трех-уровневую модель доступа и использованием пула запросов.

С точки зрения базы данных, нет абсолютно никакой разницы между запросами из SQL*Plus или пула запросов. В первом случае пользовательский процесс происходит на одной машине, во втором случае пользовательский процесс разбит на 2 уровня: сервер приложений генерирует пользовательский интерфейс и пользовательский уровень отображает его.

Enterprise Manager

Увеличение объёма и сложности IT установок может сделать управление компонентами достаточно сложной процедурой. Инструменты управления могут сделать эту задачу легче, и занчительно повысить производительность сотрудников.

Oracle Enterprise Manager включает в себя 3 группы инструментов:

*Управление базой данных (Database Control)

*Управление сервером приложений (Application Server Control)

*Управление инфраструктурой (Oracle Enterprise Manager Grid Control)

Управление базой данных – графический инструмент для управление одной базой данных, которая может быть RAC кластером. Есть возможности управления и мониторинга в режиме реального времени, планировщик задач и резервного копирования, генерация отчётности.

Управление сервером приложений – инстурмент для управления серверами приложений. Технология управления несколькими серврами зависит от версии. До 10gR2 включительно используется технологий «ферма», с ерпозиторием мета-данных и центральным управляющим входом. Эта модель закрытая и предоставляет отличные позможности для установки и поддержи приложений. Начиная с версии 10gR3 используется технологий основанная на J2EE кластеризации.

И Database Control и Application Server Control состоят из java процессов запущенных на сервере, которые ожидают HTTP или HTTPS подключений. Админстраторы подключаются к ним с помощью браузера. Database Control подключается к базе данных, а Application Server Control к серверу приложений.

Oracle Enterprise Manager Grid Control обобщает управление инфраструктурой. Репозиторий (находящийся внутри базы данных Oracle) и один или несколько серверов управляют всей средой: всеми базами данных и серверами приложений, расположенными где-угодно. Данный инструмент также может управлять узлами, или машинами на которых запущены сервера и, с помощью плагинов, различными сторонними продуктами. Каждый управляемый узел запускает процесс, который ответственнен за мониторинг управляемых процессов на узле: этот процесс выполняет разные задачи и возвращает результаты на сервер управления.

Oracle Enterprise Manager Grid Control даёт целостное представление обо всей инфраструктуре и может кардинально улучшать производительность администраторов.  С его помощью один администратор может обслуживать десятки и сотни серверов.

Инструменты разработчика Oracle

Oracle предоставляет различные инструменты для разработки программ и утилит и поддерживает раличные языки программирования. Языки программирования которые разбираются на инструкции и выполняются внутри Oracle сервером это SQL, PL/SQL и Java. Технологии для разработки вне базы данных можно найти в Oracle Developer Suite (Forms, Reports and Discoverer), Oracle Application Server и других языках третьего уровня (3GLs). Так же доступен широкий выбор инструментов которые могут быть использованы для подключения к базе данных Oracle. Например, Microsoft .NET, для которого Oracle предоставляет обширный набор средств разработчика.

Встроенные языки

SQL используется для работы с данными, но на нём нельзя создать полноценное приложение, так как нет возможности для создания пользовательского интерфейса и отсутствует поддержка сложных структур данных. Два других внутренних языка программирвоания устраняют эти пробелы. Это PL/SQL и Java. PL/SQL – язык третьего уровня и является собственностью Oracle. Он поддерживает стандартные управляющие конструкции: алгоритмы ветвления (if then else) и циклы, и имеет возможность создания пользовательского интерфейса. SQL запросы могуть быть частью PL/SQL кода, таким образом, программа PL/SQL может использовать SQL для получения данных из базы данных, выполнять определенные действия в зависимости от данных, и затем выполнять другие запросы для записи данных назад в базу. Java так же может выполнять SQL запросы, написанные внутри Java кода. Это стандарт технологии: любой Java программист должен быть способен написать код, который будет работать в базе данных Oracle (либо другой Java-совместимой базе данных).

Все администраторы баз данных должны хорошо знать SQL и PL/SQL. Это стандартное и необходимое требование.

Знание Java уже не особо обязательно, так как Java редко используется в базе данных. Раньше Oracle Application Server не мог запускать некоторые стандартные компоненты (к примеру Servlet-ы и EJB). Чтобы устранить это  Oracle разработали Java машину встроенную в базу данных, которая соответствует стандартам. Как бы то ни было, начиная с Oracle Application Server 9i, стало возможным запускать J2EE компоненты там, где им и положено быть: на сервере приложений. Благодаря этому стало запускать меньше Java кода внутри базы данных.

Обычно DBA (database administrator) проводят много времени над задачами повышения производительности и отладки SQL и PL/SQL кода. С точки зрения Oracle – администратор должен находить проблемные участки и передавать разработчику для исправления, однако на практике разработчикам не хватает знания (или желания) делать это и администраторам приходится брать на себя эту роль.

Сторонние языки программирования

Другие языки программирования доступные для создания клиент-серверных приложения запускают вне базы-данных. Наиболее широко используются С и Java, но возможно использовать почти все популярные запросы третьего-уровня. Для большинства языков Oracle предоставляет OCI (Oracle Call Interface) библиотеки, которые позволяют подключаться к базе данных и выполнять SQL запросы.

Программы написанные на C или другом процедурном языке используют OCI библиотеки для создания подключения к базе данных. Эти библиотеки являются собственностью Oracle. Это значит что любой код, написанный с использование этих библиотек написан только для Oracle базы данных и должен быть переписан для работы с другими базами данных. Программы написанные на языке Java могут избежать этой проблемы. Oracle предоставляет возможности для подключения к базе с помощью Java для «толстых» (thich) и «тонких» (thin) клиентов.

«Толстый» клиент направлен на работу с Oracle. Он использует OCI библиотеку и может использовать все возможности базы данных, включая структурные особенности Oracle. Но такой клиент не сможет работать с другими базами данных, и необходима OCI библиотека для работы.

«Тонкий» клиент работает вне зависимости от типа базы данных: он работает с виртуальной базой согласно Java стандарту, и позволяет соотносить виртуальную базу с базой. Это даёт приложению возможность работать с любой другой базой данных и такое приложение может быть развёрнуто в не-Oracle среде без изменений. Однако функциональность огранчена только Java Database Connectivity (JDBC) стандартом.

Выбор между «толстым» и «тонким» клиентом должен производиться командой, после изучения всех потребностей к функционалу, производительности работы базы данных, производительности разработки, возможности перехода на другую СУБД и т.п. С помощью JDeveloper можно разрабатывать оба типа Java приложений.

Набор разработчика от Oracle

Некоторые не хотят использовать языки программирования для разработки приложений для работы с базой данных. Оракл предлагает средства для разработки в составе Oracle Developer Suite. В принципе результат разработки с помощью этих средст примерно такой же: генерация SQL запросов, которые посылаются к базе данных для обработки.

С помощью Oracle Forms Developer можно создать приложение, которое запускается на сервере приложений Oracle и отображается в браузере. Такие приложения легко разрабатывать и они оптимизированы для взаимодействия с объетами базы данных. Специальные макросы и компоненты позволяют создавать веб-приложения с богатым функционалом.

Oracle Reports – это инструмент для создания и форматирования отчётов, как по запросу так и по расписанию. Готовые отчёты кешируются для выдачи. Oracle Reports, так же как и Oracle Forms, это среда разработки и требуются навыки программиста для создания специальных отчётов. Большим преимуществом при использовании Oracle Reports является то, что результат можно настраивать каким угодно способом, чтобы достичь желаемого результата.

Oracle Discoverer – это иснтрумент для генерации специальных отчётов, позволяющий пользователем самим создавать себе необходимую отчётность. Когда Oracle Discover установлен и настроен на сервере приложений, больше не нужны услуги программиста и пользователи сами делают что им нужно.