Administration des bases de données relationnelles (suite)

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2011-2012
Administration des bases de données relationnelles
(suite)
3 – Sécurité et confidentialité : la gestion des utilisateurs
Le SGBDR permet de distinguer les administrateurs (super utilisateurs) des autres utilisateurs.
L’administrateur a le droit de créer et de supprimer des utilisateurs.
C’est également lui qui leur affecte des droits d’accès aux différentes structures logiques de la base.
La norme SQL
La norme stipule qu’un utilisateur ne peut exécuter une opération sur la base de données qu’à la condition
de détenir le privilège correspondant.
Un utilisateur possède tous les droits sur les objets dont il est propriétaire.
La norme définit les privilèges suivants :
-SELECT : privilège d’accès à toutes les colonnes d’une table
-INSERT : privilège autorisant l’insertion de tuple dans une table ; peut être limité à certaines
colonnes de la table
-UPDATE : privilège autorisant la mise à jour des tuples d’une table ; peut être limité à certaines
colonnes de la table
-DELETE : privilège autorisant la suppression de tuples dans une table
-REFERENCES : privilège autorisant l’utilisation des colonnes d’une table dans une contrainte
d’intégrité
Les SGBDR du marché propose généralement des privilèges spécifiques tels que : ALTER (pour autoriser
la modification de structure d’une table), INDEX (pour autoriser la gestion des index), DBA (pour obtenir
tous les privilèges de l’administrateur), ALL (pour obtenir tous les privilèges sur une table),….
La norme définit également deux instructions :
-une instruction pour allouer des privilèges à un(plusieurs) utilisateur(s) :
GRANT privilèges ON objet TO liste d’utilisateurs
[with grant option] ;
L’option permet à l’utilisateur qui reçoit le privilège de le redistribuer à d’autres utilisateurs
L’objet peut être une table, une vue, un index, une séquence
Exemple :
Autoriser la lecture et la mise à jour de la table AVION à l’utilisateur univ_ag :
GRANT UPDATE, SELECT ON avion TO univ_ag ;
Autoriser la lecture de la table VOL à tous les utilisateurs (PUBLIC) :
GRANT SELECT ON vol TO PUBLIC ;
Autoriser la valorisation de la clé étrangère NUM_AV dans la table VOL qui référence la clé
NUM_AV de la table AVION à l’utilisateur univ_ag :
GRANT REFERENCES(num_av) ON TABLE vol TO univ_ag ;
-une instruction pour enlever des privilèges à un(plusieurs) utilisateur(s) :
REVOKE [GRANT OPTION FOR] privilèges ON objet
FROM liste d’utilisateurs [Restrict | Cascade]
L’option permet de retirer à l’utilisateur le droit qui lui avait été préalablement accordé par l’option du GRANT
Exemple :
Enlever à l’utilisateur univ_ag l’accès en mise à jour à la table avion
REVOKE UPDATE ON avion FROM univ_ag ;
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La gestion des utilisateurs sous Oracle
A sa création (ordre sql « Create user »), un utilisateur ne possède aucun privilège, il faut les lui affecter
explicitement (Grant).
Oracle dispose de deux types de privilèges ainsi que des rôles pour gérer les droits d’accès des utilisateurs aux
objets.
Un « privilège système », objectivement destiné aux administrateurs, autorise des opérations système sur la base
de données.
Exemple de privilèges système :
« alter database » : privilège de modifier la base de données
« create role » : privilège de créer des rôles
« create tablespace » : privilège de créer des tablespaces
« create any table » : privilège de créer des tables dans n’importe quel schéma
Un « privilège objet » permet de contrôler les accès à un objet particulier. Ce sont les privilèges définis par la
norme sql, complétés de privilèges spécifiques à Oracle.
Exemple de privilèges objet spécifique à Oracle :
« alter » : donne le privilège de modifier la structure de l’objet référencé (table, vue)
« index » : donne le privilège de créer des index pour la table référencée
« execute » : donne le privilège d’exécuter la fonction/procédure référencée
Un « rôle » est un regroupement de plusieurs privilèges et/ou autres rôles qui facilite l’attribution de privilèges
multiples aux utilisateurs.
Exemple de rôles que l’on peut créer : rôle pour chaque tâche d’application, rôle pour chaque type d’utilisateur.
Plusieurs rôles sont prédéfinis par Oracle comme par exemple
« dba » : tous les privilèges système
« connect » : le privilège de se connecter à la base de données, de créer une session
A sa création (ordre sql « Create role »), un rôle ne possède aucun privilège, ces derniers doivent être explicitement
attribués au rôle en utilisant un ordre GRANT.
A la création d’une base de données, Oracle crée les administrateurs SYS et SYSTEM qui possède tous les
privilèges système et tous les rôles prédéfinis.
Lors de la création d’un utilisateur, on lui attribue en général trois tablespaces : un tablespace Données qui est le
tablespace par défaut de l'utilisateur ; un tablespace pour le tri qui est le tablespace temporaire de l’instance en
général ; un tablespace pour les index qui est également le tablespace dédié aux index en général dans l’instance.
Il est aussi possible d’affecter un PROFIL à un utilisateur. Un profil (ordre sql « Create profile »)est un ensemble
nommé de limites de ressources (temps de connexion, temps d’inactivité, SGA privée, durée de vie du mot de
passe, nombre de tentatives infructueuse de login, …).
Etapes de création d’un utilisateur
-choisir le nom et le mode d’identification (Oracle ou Système d’Exploitation)
-identifier les tablespaces requis (données, tris, index)
-arrêter le quota pour chaque tablespace
-créer l’utilisateur (create user)
-allouer les rôle et/ou privilèges
Gestion d’un compte utilisateur
Modification
L’ordre de modification est ALTER USER, pour modifier des paramètres de l’utilisateur tels que son tablespace par
défaut, son quota dans son tablespace, son mot de passe, son droit à se connecter à la base, …
Suppression
L’ordre de suppression est DROP USER, à utiliser avec l’option « CASCADE » si l’utilisateur possède des objets
Information
Plusieurs vues du Dictionnaire fournissent des informations sur les utilisateurs, parmi elles : DBA_USERS, et
DBA_TS_QUOTAS
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4 – Etapes de la mise en place d’une base de données Oracle
Etape 1 : Evaluation des ressources matérielles
Déterminer le nombre de disques disponibles pour Oracle, les media de sauvegardes utilisables,
la taille mémoire disponible pour l’instance Oracle.
Etape 2 : Plannifier la mise en place de la base de données
Prévoir les structures logiques et physiques de stockage, concevoir l’organisation globale de la
base, penser la stratégie de sauvegarde .
Avoir une idée précise du type des données ainsi que de l’organisation des données, au sens
sémantique/applicatif, que vont contenir les tablespaces ; ceci afin entre autres de mieux déterminer la taille
des blocs, les paramètre de gestion de l’espace libre
Avoir connaissance du nombre de fichier de données qui vont constituer les tablespaces et de la localisation
physique de ces fichiers (cas plusieurs disques)
Prendre des options en matière de gestion des annulations (tablespace dédié ou non)
Estimer la taille des tables et des index associés
…
Les choix faits à ce stade vont influencer les performances de la machine exécutant Oracle, les
performances du SGBD pendant les opérations sur la base, l’efficacité des procédures de
sauvegarde/restauration.
Etape 3 : Installer Oracle
Suivre les étapes spécifiées dans le guide d’installation : vérification des pré-requis hardware et
software, création des utilisateurs et groupe Unix/Linux requis par Oracle, création des
répertoires requis, configuration des paramètres du noyau Unix/linux, configuration des
paramètre d’environnement Oracle. Au terme de la procédure d’installation une instance est
créée.
Etape 4 : effectuer les vérifications post-installation
Un fichier trace a été produit par la procédure d’installation, il est recommandé d’en vérifier le
contenu.
Il est recommandé de vérifier les variables d’environnement telles que : ORACLE_HOME, PATH, et
LD_LIBRARY_PATH.
Les paramètres d’initialisation de la base doivent être vérifiés et éventuellement modifiés dans le
fichier « init.ora ».
Une base de données Oracle peut être dans un des états suivants : « Fermée », « Non montée »
(instance montée, base en création ou fichier de contrôle en création), « Montée » (instance
démarrée et fichiers de contrôle ouverts), « Ouverte » (instance démarrée, fichiers de contrôle et
de données ouverts).
Il est recommandé, après installation, de procéder au démarrage (startup) puis à la fermeture
(shutdown) de l’instance .
oracle$ sqlplus /nolog
SQL> connect / as sysdba
SQL> startup
oracle$ sqlplus /nolog
SQL> connect / as sysdba
SQL> shutdown
Où “/” (slash) permet de se connecter au schéma de l’administrateur “SYS”, et le
privilège “sysdba” permet entre autre de créer des bases de données
Etape 5 : Créer la base de données
Concevoir l’ordre Create Database qui correspond à la base
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Exemple de création complète
CREATE DATABASE mynewdb
USER SYS IDENTIFIED BY pz6r58
USER SYSTEM IDENTIFIED BY y1tz5p
LOGFILE GROUP 1 ('/u01/oracle/oradata/mynewdb/redo01.log') SIZE 100M,
GROUP 2 ('/u01/oracle/oradata/mynewdb/redo02.log') SIZE 100M,
GROUP 3 ('/u01/oracle/oradata/mynewdb/redo03.log') SIZE 100M
MAXLOGFILES 5
MAXLOGMEMBERS 5
MAXLOGHISTORY 1
MAXDATAFILES 100
MAXINSTANCES 1
CHARACTER SET US7ASCII
NATIONAL CHARACTER SET AL16UTF16
DATAFILE '/u01/oracle/oradata/mynewdb/system01.dbf' SIZE 325M REUSE
EXTENT MANAGEMENT LOCAL
SYSAUX DATAFILE '/u01/oracle/oradata/mynewdb/sysaux01.dbf' SIZE 325M REUSE
DEFAULT TABLESPACE tbs_1
DEFAULT TEMPORARY TABLESPACE tempts1
TEMPFILE '/u01/oracle/oradata/mynewdb/temp01.dbf'
SIZE 20M REUSE
UNDO TABLESPACE undotbs
DATAFILE '/u01/oracle/oradata/mynewdb/undotbs01.dbf'
SIZE 200M REUSE AUTOEXTEND ON MAXSIZE UNLIMITED;
Exemple de création où c’est Oracle qui assure la gestion des fichiers
CREATE DATABASE rbdb1
USER SYS IDENTIFIED BY pz6r58
USER SYSTEM IDENTIFIED BY y1tz5p
UNDO TABLESPACE undotbs
DEFAULT TEMPORARY TABLESPACE tempts1;
Etape 6 : Sauvegarder la base
Sauvegarder la structure de la base.
Prévoir la programmation des sauvegardes à venir
Déterminer les fichiers de reprises
Définir une politique de sauvegarde
-sauvegarde à chaud en mode « archivage automatique », sans arrêt de la base
-sauvegarde à froid : les fichiers concernés(data, control, reprise)sont sauvegardés après arrêt
de la base
5 – Optimiser les performances d’une base de données
5.1 - Compétences et fonctions d’un administrateur de base de données
L’administrateur doit posséder des compétences couvrant plusieurs domaines:
- l’entreprise et la conception du système d’informations
il doit maîtriser la signification des informations manipulées par le SGBD et les règles de gestion
associées.
- le SGBDR
il doit maîtriser techniquement le SGBD, i.e maîtriser ses fonctionnalités, ses contraintes et ses
limites, ses outils de surveillance et d’administration, ses paramètres de réglage, les langages de
définition et de manipulation supportés
- l’architecture technique
il doit connaître le fonctionnement du matériel et du système d’exploitation supportant le SGBD
Deux types de fonctions pour l’administrateur :
- fonctions de coordination
il doit savoir faire appel au bon interlocuteur au bon moment : chef de projet, ingénieur système,
maintenance du SGBD, développeur, ...
- fonctions techniques
le DBA doit administrer à plusieurs niveaux :
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- au niveau logique de la base de données : droits utilisateurs, création de vues, surveillance du
fonctionnement, mesures et analyses de performances, ...
- au niveau physique de la base de données : volumes d’information, répartition physique des
données, paramètrage du stockage disque, dimensionnement des structures mémoire, .....
- au niveau optimisation : choix index, optimisation requêtes, clusterisation, ....
5.2 – Optimisation de l’espace logique de stockage
Optimiser l’exploitation de la SGA
L’une des vues du dictionnaire la plus utile à cette fin est v$sysstat.
Performances du Buffer Cache : il faut que le ratio (R) « nombre de lectures sur disque », « nombre
total de lectures sur disque et en mémoire » soit grand.
R = 1 – (Physical read / (db block gets + consistent gets)
Optimiser l’exploitation des Data Blocks
On peut agir sur PCTFREE et PCTUSED pour
- augmenter les performances des recherches et écritures de données
- diminuer la quantité d’espace inutilisée dans les data blocks
- diminuer le nombre de chaînage entre les blocs
Un petit PCTFREE a pour conséquences :
- moins d’espace disponible pour la mise à jour des lignes existantes
- ce sont les insertions qui contribuent principalement à remplir le bloc
- moins d’espace au total pour stocker les tables
Un petit PCTFREE sera mieux adapté aux segments subissant peu de modifications, ou des
modifications qui n’augmentent pas la taille de la rangée.
Un grand PCTFREE a pour conséquences :
- beaucoup d’espace disponible pour la mise à jour des lignes existantes
- gain de performance dans les mises à jour dans la mesure où Oracle devrait avoir moins de
chaînage à gérer
- plus d’espace requis pour un même nombre d’insertions
- plus d’espace au total pour stocker les tables
Un grand PCTFREE sera mieux adapté aux segments fréquemment modifiés, ou pour lesquels les
modifications contribuent fréquemment à augmenter la taille d’une rangée.
Un petit PCTUSED a pour conséquence :
- beaucoup d’espace inutilisé dans la base
- moins de ressources consacrées au processus de passage en « freelist » lors des opérations
de DELETE et d’UPDATE
Un grand PCTUSED a pour conséquence :
- utilisation plus optimisée de l’espace de stockage
- plus de ressources consacré au processus de passage en liste des bloc libres lors des
opérations de DELETE et d’UPDATE
Règle : PCTFREE + PCTUSED < 100%
Exemples de choix de PCTFREE et PCTUSED au niveau des tables :
- Exemple1: l’exploitation de la table implique de fréquentes mises à jour qui augmente la taille des lignes.
PCTFREE=20; pour permettre l’augmentation de taille des lignes.
PCTUSED=40; pour diminuer la fréquence du processus de changement de file pendant les mises à jour
- Exemple2: l’exploitation de la table consiste principalement en des INSERT, des DELETE et des UPDATE qui
n’augmentent pas la taille des lignes.
PCTFREE=5; puisqu’on n’a pas besoin d’espace pour les mises à jour.
PCTUSED=60; pour pouvoir exploiter rapidement l’espace libéré par les DELETE
- Exemple3: la table est très grande et la grande majorité des accès est en lecture seule. Le problème de stockage est donc
essentiel.
PCTFREE=5; pour remplir au maximum chaque bloc, compte tenu de la taille de la table.
PCTUSED=90; pour la même raison.
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Positionner de façon optimale les paramètres de stockage
Les paramètres de stockage peuvent être définis au niveau des objets (tables, index,...), ou au niveau
du tablespace, ou pas du tout (utilisation des valeurs par défaut).
INITIAL
Taille en octets de la première extension allouée. Au mimimum : 2 blocs de données. Dans tous
les cas c’est un nombre entier de blocs qui est alloué.
NEXT
Taille de base en octets des extensions allouées après la 1ère, avec un incrément à chaque
nouvelle allocation, à partir de la 3ème.
NEXT est la taille de la seconde extension
NEXT est ensuite incrémenté : NEXT=NEXT*(1+PCTINCREASE/100)
MAXEXTENTS
Nombre maximum d’extension y compris l’extension initiale. Minimum=1
MINEXTENTS
Nombre d’extensions à allouer à la création du segment. Minimum=1.
Si la valeur est supérieure à 1, les extensions de taille incrémentée sont allouées dès la création
selon les valeurs de INITIAL, NEXT et PCTINCREASE
Pour un segment de rollback, la valeur de MINEXTENT est toujours 2.
Une grande valeur de MINEXTENTS est conseillée pour charger une grande table intégralement
avec succès
PCTINCREASE
Pourcentage d’augmentation de la taille de la prochaine extension à allouer; appliqué à partir de la
3ème extension.
Adapter la stratégie de création des tablespaces
Intérêts de plusieurs tablespaces :
- séparer les données utilisateur des données du dictionnaire
- séparer les données d’application différentes
- diminuer le risque de contention dans les Entrées/Sorties disque en créant des tablespaces sur des disques
distincts
- séparer les données des segments de rollback des données utilisateur
- mettre offline un tablespace alors que les autres demeurent online
- réserver un tablespace à un usage particulier, par exemple le stockage des segments temporaires
- effectuer la sauvegarde des différents tablespace séparément
La commande CREATE TABLESPACE permet créer le tablespace avec les options adéquates.
Pour modifier les valeurs des paramètres de stockage par la suite, il faudra utiliser la commande
ALTER TABLESPACE ; les nouvelles valeurs n’affecteront que les nouvelles extensions à venir.
L’ordre ALTER DATABASE permet également de modifier un tablespace.
Gérer la disponibilité et le mode d’utilisation des tablespaces
Un tablespace peut être
- online, et dans ce cas les utilisateurs peuvent accéder aux objets qui y sont stockés
- offline, et dans ce cas aucun des objets qui s’y trouvent n’est accessible par les utilisateurs
NOTE : le tablespace SYSTEM doit toujours être online!
ALTER TABLESPACE permet de mettre online un tablespace offline.
Un tablespace peut également être accédé en lecture seulement (sauf SYSTEM bien sûr) :
Un certain nombre de vues du dictionnaire permettent d’obtenir des informations sur les tablespaces.
Nécessité d’avoir au moins deux segments de rollback
Quand une base de données est créée, un seul segment de rollback, nommé SYSTEM, est créé dans le
tablespace SYSTEM. Pour pouvoir exploiter (y créer des objets) d’autres tablespaces, il faut
obligatoirement créer au moins un segment supplémentaire de rollback dans le tablespace SYSTEM.
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Deux paramètres permettent de contrôler l’exécution de transactions multiples par une instance.
TRANSACTIONS = nombre de transactions s’exécutant concurremment.
TRANSACTIONS_PER_ROLLBACK_SEGMENT = nombre de transactions prises en charge
simultanément par chaque segment de rollback.
il convient de ce fait de créer N segments de rollback avec
N = TRANSACTIONS / TRANSACTIONS_PER_ROLLBACK_SEGMENT
Segment de rollback SYSTEM
Oracle l’utilise uniquement pour les transactions système.
Il est également utilisé quand les autres segments de rollback ne suffisent plus pour le nombre de
transactions s’exécutant concurremment.
Stockage des segments de rollback
Deux avantages à créer un tablespace spécialement pour stocker les segments de rollback créés en
plus des 2 placés dans le tablespace SYSTEM :
1) on ne peut pas mettre offline un tablespace avec un segment de rollback actif; en séparant
données utilisateurs et rollback on s’affranchit de cette contrainte
2) la liste des extensions libres d’un tablespace risque moins un haut degré de fragmentation
sans segments de rollback; les segments de rollback effectuant fréquemment des
allocations/désallocations d‘extensions.
Assigner explicitement une transaction à un segment de rollback
En utilisant le paramètre USE ROLLBACK SEGMENT dans la commande SET TRANSACTION
qui, si utilisée, doit être la première instruction de la transaction.
Possibilité utile en particulier dans le cas de très petites transactions ou de très longues transactions.
En effet la taille des segments de roolback est choisie pour traiter au mieux les transactions les plus
courantes.
Le cas extrême de très petites transactions requiert des segments de petite taille (pour toujours avoir
l’intégralité de la transaction en mémoire), alors que celui des très longues transactions requiert des
segments de grande taille (pour éviter l’écrasement éventuel du début de la transaction).
On peut donc prévoir quelques segments dédiés au très petites transactions et quelques autres dédiés
aux très longues transactions.
Visualiser des informations sur les rollback
le dictionnaire contient des vues relatives aux segments de roolback, dont
DBA_ROLLBACK_SEGS qui contient des informations telles que : nom du segment, tablespace de
stockage, status du segment (online,offline).
USER_SEGMENTS et DBA_SEGMENTS donne également des informations sur les segments de
rollback.
Administration des objets logiques de la base
Estimer la taille des tables, pour plusieurs raisons :
- cette estimation combinée aux estimations d’index , de rollback et de redo log permet un
meilleur dimensionnement physique de la base de donnée
- cette estimation permet une gestion optimisée de la table; les paramètres de stockage étant
mieux adaptés
Règles à retenir : stocker les données dans un petit nombre de grandes extensions vaut mieux que
stocker les données dans un grand nombre de petites extensions
Le cas des grandes tables :
Pour n’avoir pas à se préoccuper des extensions futures, utiliser le mot clé ‘UNLIMITED’
pour le paramètre MAXEXTENTS. Noter cependant que les extensions ne pourront aller au-delà du
nombre maximum de blocs potentiels du tablespace.
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Séparer les index des données, en les plaçant dans un tablespace distinct, si possible sur un
disque physique différent. Les performances des entrées/sorties s’en trouvent améliorées.
Penser à allouer suffisamment d’espace temporaire pour les tris.
Maitrîser la conception des tables
Parce que c’est le meilleur moyen d’en prévoir le mode d’exploitation, et donc de bien
dimensionner PCTFREE et PCTUSED pour le paramétrage du stockage dans les blocs de données.
5.3 – Surveillance de la base de données
Utiliser les Alertes
Via les seuils spécifiés pour : temps de réponse, nombre d’accès disque, …
Utiliser les fichiers trace
Le DBA peut en déterminer l’emplacement, la taille, et la teneur.
Il existe en général un fichier trace par processus serveur
Utiliser l’outil d’audit Oracle
Le DBA peut l’activer via le paramètre AUDIT_TRAIL pour lui permettre d’avoir des inofrmations
sur : les tentatives de login, les accès aux objets de la base, les actions sur la bases de données, …
Utiliser les statistiques Oracle
Consultables via des vues du dictionnaires et paramétrables via le fichier init.ora
5.4 – Les moyens de l’optimisation
5.4.1 – Edition du fichier de paramètres
Le fichier « init.ora » contient de nombreux paramètres impactant le fonctionnement du SGBDR
(nom de fichier, taille de bloc, nombre de processus, …)
5.4.2 – Choix des index
L’objectif d’un index est d’accélérer l’accès aux données.
La recherche de performance implique :
- indexation des colonnes intervenant régulièrement dans des jointures
- indexation des colonnes intervenant régulièrement dans des clauses Order By
- indexation des colonnes intervenant régulièrement dans des clauses Group By ou utilisées dans des
fonctions de calcul (min, max, …)
- éviter indexation des colonnes contenant très peu de valeurs distinctes
- éviter indexation des colonnes très souvent modifiées et très peu utilisées en consultation
5.4.3 – Création de clusters
Le cluster optimise les accès disques principalement en cas de jointure. Il est donc préférable de
limiter son usage aux seuls cas où les tables clusterisées sont très fréquemment jointes.
Le choix de la clé (des clés) de cluster doit être fait à bon escient pour permettre un usage optimal des
blocs.
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ANNEXE
Cluster Oracle (source : Oracle 10g Administrator Guide)
P.10
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ANNEXE
Fichier « init.ora »
Fichier texte contenant les paramètres d’initialisation d’une instance
Exemples de paramètres
# Cache et E/S
db_block_size=4096
db_cache_size=33554432
# Configuration du fichier
control_files=("C:\oracle\oradata\DBTEST\CONTROL01.CTL",
"C:\oracle\oradata\DBTEST\CONTROL02.CTL",
"C:\oracle\oradata\DBTEST\CONTROL03.CTL")
# Curseurs et cache de bibliothèque
open_cursors=300
# Diagnostics et statistiques
background_dump_dest=C:\oracle\admin\DBTEST\bdump
core_dump_dest=C:\oracle\admin\DBTEST\cdump
timed_statistics=TRUE
user_dump_dest=C:\oracle\admin\DBTEST\udump
# Pools
java_pool_size=33554432
large_pool_size=1048576
shared_pool_size=33554432
# Processus et sessions
processes=150
# Segments d’annulation (Undo et Rollback) gérés par le système
undo_management=AUTO
undo_tablespace=UNDOTBS
# Tri, jointures par hachage, index bitmap
sort_area_size=524288
P.11