ARQSQL.docx
- 1. Comentarios - 2097 Lecturas - 1.77 Millones Todo el mundo es un DBA (I) Arquitectura SQL Server Al comprender la base de datos de SQL Server, primero puede observar desde la arquitectura de la base de datos. La arquitectura de SQL Server consta de 4 componentes principales: Capa de protocolo (Protocolos) Motor relacional , también conocido como procesador de consultas Motor de almacenamiento SqlOS Capa de protocolo (Protocolos) Cuando una aplicación se comunica con una base de datos de SQL Server, primero debe seleccionar un protocolo para establecer una conexión de comunicación a través de la interfaz de red SNI (interfaz de red de SQL Server). Se pueden utilizar los siguientes protocolos: TCP/IP : el protocolo más utilizado; Canalizaciones con nombre : solo proporciona servicios para la red de área local (LAN); Memoria compartida : solo se admite en la misma máquina;
- 2. VIA (Adaptador de interfaz virtual): solo admite hardware VIA de alto rendimiento; (este protocolo está obsoleto) SQL Server se puede configurar para admitir múltiples protocolos simultáneamente. Varios protocolos tienen diferentes rendimientos en diferentes entornos, y es necesario seleccionar los protocolos apropiados de acuerdo con los requisitos de rendimiento. Si el cliente no especifica qué protocolo usar, se puede configurar para probar cada protocolo uno por uno. Una vez establecida la conexión, la aplicación puede comunicarse directamente con la base de datos. Cuando la aplicación está lista para usar la declaración T-SQL "select * from TableA" para consultar datos de la base de datos, la solicitud de consulta se traduce primero a un paquete de protocolo TDS (TDS: Tabular Data Stream) en el lado de la aplicación y luego pasado a través El canal de protocolo de comunicación conectado se envía al lado de la base de datos. La capa de protocolo de SQL Server recibe la solicitud y la convierte en un formulario que el motor relacional puede procesar. Motor relacional El motor relacional (Relational Engine), también conocido como procesador de consultas (Query Processor), consta principalmente de 3 partes: Analizador de comandos Optimizador de consultas Ejecutor de consultas La capa de protocolo analiza el mensaje TDS recibido en una declaración T-SQL, que primero se pasa al analizador de comandos. Command Parser verifica la corrección de la sintaxis de T-SQL y convierte la declaración de T-SQL en un formato interno que se puede manipular, el árbol de consulta. Query Tree es la representación interna de Structured Query Language (SQL). Lenguaje de manipulación de datos DML (lenguaje de manipulación de datos) es un subconjunto del lenguaje SQL, que incluye INSERTAR, ACTUALIZAR, ELIMINAR tres instrucciones principales. El lenguaje de definición de datos (DDL) administra estructuras de índices y tablas, incluidos CREATE, DROP, ALTER, TRUNCATE y otros comandos. Lenguaje de control de datos DCL (lenguaje de control de datos) es responsable de autorizar a los usuarios a acceder y procesar datos, incluidos nombres como GRANT y REVOKE.
- 3. T-SQL o Transact-SQL amplía las funciones de los lenguajes de programación de procedimientos sobre la base de SQL, como el control de procesos. SQLCLR (SQL Server Common Language Runtime) utiliza ensamblados .NET para ampliar la funcionalidad. El Optimizador de consultas obtiene el árbol de consulta del analizador de comandos, determina si el árbol de consulta se puede optimizar y, a continuación, determina la mejor manera de optimizar el árbol de consulta entre muchas formas posibles. Las declaraciones que no se pueden optimizar, incluido el flujo de control y DDL, etc., se compilan en su forma interna. Las declaraciones optimizables, como DML, etc., se marcarán para optimización. El paso de optimización comienza con Normalizar consulta, que puede descomponer una sola consulta en varias consultas detalladas y optimizar la consulta detallada, lo que significa que determinará el plan para ejecutar la consulta, por lo que el resultado del optimizador de consultas es para generar un plan de ejecución (Execution Plan). La optimización de consultas se basa en costos, es decir, en elegir el plan más rentable. El optimizador de consultas debe elegir el plan menos costoso en función de las métricas de rendimiento registradas internamente. Estas métricas de rendimiento internas incluyen: demanda de memoria, uso de CPU y número de operaciones de E/S. Al mismo tiempo, la optimización de consultas también utiliza heurísticas (Pruning Heuristics) para garantizar que la evaluación de optimizaciones y consultas no lleve más tiempo que la ejecución directa de una consulta no optimizada. Una vez completada la normalización y optimización de la consulta, los resultados de estos procesos se compilan en una estructura de datos del Plan de Ejecución. El plan de ejecución incluye información como qué tabla consultar, qué índice usar, qué seguridad verificar y qué condiciones valorar. Query Executor ejecuta el plan de ejecución producido por Query Optimizer, actúa como programador para todos los comandos en el plan de ejecución y realiza un seguimiento del progreso de cada ejecución de comando. La mayoría de los comandos requieren interacción con el motor de almacenamiento para recuperar o modificar datos, etc.
- 4. Motor de almacenamiento El motor de almacenamiento de SQL Server contiene componentes responsables de acceder a los datos y administrarlos, incluidos: Métodos de acceso Administrador de bloqueo Servicios de transacciones Utilidades (Utilidades de Control) Los métodos de acceso incluyen operaciones específicas para crear, actualizar y consultar datos. Algunos de los tipos de métodos de acceso se enumeran a continuación: Operaciones de filas e índices: responsable de operar y mantener estructuras de datos en el disco, es decir, filas de datos e índices de árbol B. Operaciones de asignación de páginas: cada base de datos es una colección de páginas de disco de 8 KB distribuidas en varios archivos físicos. SQL Server utiliza 13 estructuras de páginas de disco, incluidas páginas de datos, páginas de índice, etc.
- 5. Operaciones de control de versiones: versiones utilizadas para mantener los cambios de fila para admitir funciones de aislamiento de instantáneas, etc. El método de acceso no recupera la página directamente, envía una solicitud al Administrador de búfer, que escanea la página en el caché que administra, o lee la página del disco en el caché. Cuando comienza la exploración, el mecanismo de anticipación se utiliza para validar las filas o los índices de la página. El administrador de bloqueos se usa para controlar el bloqueo de tablas, páginas, filas y datos del sistema, y es responsable de resolver conflictos en un entorno de múltiples usuarios, administrar la compatibilidad de diferentes tipos de bloqueos, resolver bloqueos y escalar bloqueos según sea necesario. (Escalar bloqueos). Transaction Services se utiliza para proporcionar soporte de propiedad ACID para transacciones. Las propiedades de ACID incluyen: Atomicidad Consistencia Aislamiento Durabilidad La función de registro de escritura anticipada garantiza que los registros siempre se escriban en el disco antes de que las páginas de datos cambiantes se escriban en el disco, lo que hace posible revertir las tareas. La escritura en el registro de transacciones es síncrona, es decir, SQL Server debe esperar a que se complete. Sin embargo, la escritura de páginas de datos puede ser asíncrona, por lo que las páginas de datos que deben escribirse pueden organizarse en la memoria caché para escritura por lotes para mejorar el rendimiento de escritura. SQL Server admite dos modelos de concurrencia para garantizar las propiedades ACID de las transacciones: La simultaneidad pesimista supone que siempre se producirán conflictos y bloquea los datos para garantizar la corrección y la simultaneidad. Simultaneidad optimista asume que no habrá conflictos y los maneja cuando se encuentran.
- 6. En el modelo de concurrencia optimista, los usuarios no bloquean los datos al leerlos. Al realizar una actualización, el sistema verifica si los datos han cambiado desde que otro usuario los leyó. Si otro usuario cambia los datos, se genera un error y el usuario que recibe el mensaje de error revertirá la transacción. Este modelo se usa principalmente en entornos con poca contención de datos y cuando el costo de bloquear los datos supera el costo de revertir la transacción. SQL Server proporciona 5 niveles de aislamiento (Nivel de aislamiento), que pueden admitir diferentes modelos de simultaneidad cuando se trata de simultaneidad de múltiples usuarios. Read Uncommitted: solo admite simultaneidad pesimista; Lectura repetible: solo admite simultaneidad pesimista; Serializable: solo admite concurrencia pesimista; Instantánea: Admite simultaneidad optimista; Lectura comprometida: el nivel de aislamiento predeterminado, que admite tanto la simultaneidad pesimista como la simultaneidad optimista según la configuración. Utilities (Controlling Utilities) contiene herramientas para controlar el motor de almacenamiento, como carga masiva (Bulk-load), comandos DBCC, administración de índices de texto completo (Administración de índices de texto completo), comandos de copia de seguridad y restauración. SqlOS SQLOS es una capa de aplicación separada, la capa más baja del motor de SQL Server. Las características clave de SQLOS incluyen: Planificación Gestión de la memoria Sincronización: Proporciona mecanismos de bloqueo como Spinlock, Mutex, ReaderWriterLock, etc. Agente de memoria: proporciona distribución de memoria en lugar de asignación de memoria. Manejo de excepciones Detección de interbloqueo Eventos extendidos E/S asíncrona (IO asíncrona)