Implantació de sistemes gestors de bases de dades corporatius

Resum
Exercicis teòrics: moodle
Exercicis pràctics

Utilització de fitxers segons la seva organització

En els dispositius d’emmagatzematge secundari, la base de dades s’organitza en un o diversos fitxers.

Cada fitxer està format per una sèrie de registres, i cada registre es divideix en diversos camps.

Normalment, els registres corresponen a entitats: persones, objectes, esdeveniments, etc., i els camps són aquells atributs o propietats que volem conèixer sobre les entitats: el nom de cada persona, el color de l’objecte, la data de l’esdeveniment, etc.

Un bloc o pàgina és la unitat mínima de transferència entre disc i memòria principal.

Normalment, caben diversos registres de dades en un mateix bloc. Si un registre no cap en un sol bloc, es repartirà entre uns quants.

Índexs

Els índexs són estructures d’accés que s’utilitzen per accelerar l’accés als registres en resposta a certes condicions de cerca.

Quan cal accedir a un valor d’una columna en què no hi ha definit cap índex, l’SGBD ha de consultar tots els valors de totes les columnes des de la primera fins a l’última. Això resulta molt costós en temps i, com més files té la taula en qüestió, més lenta és l’operació. En canvi, si tenim definit un índex en la columna de cerca, l’operació d’accedir a un valor concret resulta molt més ràpid,perquè no cal accedir a tots els valors de totes les files per trobar el que es busca.

Els índexs B-tree són una organització de les dades en forma d’arbre, de manera que buscar un valor d’una dada resulti més ràpid que buscar-la dins d’una estructura lineal en què s’hagi de buscar des de l’inici fins al final passant per tots els valors.

Els índexs tipus hash tenen com a objectiu accedir directament a un valor concret mitjançant una funció anomenada funció de hash. Per tant, buscar un valor és molt ràpid.

Dispositius d’emmagatzematge

DAS

Direct attached storage (DAS), o emmagatzematge adjuntat directament, és el mètode tradicional d’emmagatzematge i el més senzill. Consisteix a connectar el dispositiu d’emmagatzematge directament al servidor o estació de treball, és a dir, físicament connectat al dispositiu que en fa ús. Fonamentalment hi ha quatre tipus de dispositius:

Intelligent drive electronics (IDE).
Serial ATA (SATA).
Small computer system interface (SCSI).
Serial attached SCSI (SAS).

SAN

Una xarxa d’àrea d’emmagatzematge, en anglès storage area network (SAN), és una xarxa concebuda per connectar servidors, matrius (arrays) de discos i biblioteques de suport. Principalment, està basada en tecnologia fibre channel i més recentment en iSCSI.

Una xarxa SAN es distingeix d’altres formes d’emmagatzematge en xarxa per la manera d’accés a baix nivell. El tipus de trànsit en una SAN és molt similar al dels discos durs com ATA, SATA i SCSI. En altres mètodes d’emmagatzematge (com SMB o NFS) el servidor requereix un fitxer determinat, per exemple, /home/usuari/fitxer. En una SAN el servidor requereix el bloc 6000 del disc 4.

NAS

NAS (de l’anglès network attached storage) és el nom donat a una tecnologia d’emmagatzematge dedicada a compartir la capacitat d’emmagatzematge d’un sistema (servidor o sistema específic) amb ordinadors personals o servidors clients a través d’una xarxa (normalment TCP/IP), fent ús d’un sistema operatiu optimitzat per donar accés amb els protocols CIFS, NFS, FTP o TFTP.

Els protocols de comunicacions NAS estan basats en fitxers; d’aquesta manera el client demana el fitxer complet al servidor i el maneja localment.

RAID

Un arranjament RAID es basa en un sistema d’emmagatzemament de la informació que combina diversos discos durs d’igual capacitat que davant del sistema funcionen com una única unitat lògica. Aquest enfocament millora el rendiment i la fiabilitat respecte a les unitats de disc individuals.

Poden utilitzar-se RAIDs en qualsevol dels tipus de dispositius explicats abans (DAS, SAN o NAS).

Les formes bàsiques més comunes d’arranjaments RAID utilitzats són:

RAID 0
RAID 1
RAID 10 o 1+0
RAID 5
RAID 6

Evolució i funcions dels SGBD

Evolució dels SGBD

(Actualitat = Anys 2000)

Present:

Volums de dades gegantines
Dades desestructurades
noSQL

Objectius i funcionalitats dels SGBD

Els següents son les funcionalitats indispensables per al bon funcionament d’un SGBD:

Possibilitar les consultes no predefinides de qualsevol complexitat.
Garantir la independència física i la independència lògica de les dades.
Evitar o solucionar els problemes derivats de la redundància.
Protegir la integritat de les dades.
Permetre la concurrència d’usuaris.
Contribuir a la seguretat de les dades.

Models de bases de dades

Un model de dades és bàsicament una “descripció” del contenidor de dades (on es desa la informació), i també dels mètodes per desar i recuperar informació d’aquests contenidors.

Aquests son els models de bases de dades principals:

Bases de dades en xarxa
Bases de dades jeràrquiques
Bases de dades relacionals
Bases de dades NoSQL

Instal·lació i desinstal·lació d’un SGBD

Com a administradors d’un Sistema gestor de bases de dades haureu de fer, primer de tot, un estudi exhaustiu de l’entorn que us envolta i en el qual heu d’instal·lar l’SGBD.

També heu d’estar assabentats de la finalitat i l’ús que es donarà al vostre sistema al final del procés d’instal·lació. Per exemple, és important fer una aproximació del nombre d’usuaris finals que tindrà connectats en un determinat moment el nostre sistema, així com conèixer aproximadament quin tipus d’operacions es faran de forma reiterada (consultes de dades, insercions de noves dades, modificacions de dades existents), ja que depenent d’aquests factors ens decantarem per un o altre sistema gestor dels existents en el mercat actualment.

Creació de l’entorn per a l’SGBD

Una de les tasques més importants que s’ha de fer com a DBA és escollir i instal·lar un SGBD adient per tal de satisfer les necessitats del client. Això comporta tenir ben present, entre altres coses:

El maquinari del qual disposa el client per muntar el servidor.
La plataforma o sistema operatiu que utilitzarà per moure’l.
L’ús final que es donarà al sistema.

Les principals tasques per crear un entorn de treball amb un o diversos SGBD són:

Escollir un SGBD adient.
Escollir l’arquitectura de l’SGBD.
Escollir el tipus de clusterització.

Escollir un SGBD adient

Hem d’intentar reduir el nombre d’SGBD diferents en el nostre entorn de treball.

Aquests son alguns dels productes disponibles al mercat:

DB2 Universal Database (IBM Corporation).
Oracle (Oracle Corporation).
SQL Server (Microsoft Corporation).
PostgreSQL (programari lliure amb llicència BSD).
MySQL (Oracle Corporation) / MariaDB
SQLite
MongoDB
Apache Cassandra

Per escollir un SGBD hem de tenir en compte, entre altres coses:

El suport per als nostres sistemes operatius.
Tipus de client que ens demana l’SGBD.
El joc de proves (benchmarking).
L’ampliació d’usuaris i/o maquinari d’emmagatzematge està suportada.
Els tècnics qualificats.
El cost del producte.
L’actualització de versions del producte.

Requeriments de l’SGBD

És primordial tenir ben present que s’han de complir els prerequisits que estableixi el sistema gestor per tal de dur a terme la instal·lació. Aquests prerequisits poden anar des de la utilització de la versió correcta del sistema operatiu fins a tenir prou memòria RAM o prou espai al disc dur per instal·lar- hi el programari.

Haurem de tenir en compte, també, l’espai que ocuparan les dades que posteriorment introduirem en l’SGBD.