BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 1
Wstęp do MS SQL Server 2005
2 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Przegląd zagadnień
Dobry administrator Systemu Zarządzania Bazami Danych (w skrócie
SZBD) wie wszystko o bazach danych. W dzisiejszych czasach rola
administratora nie ogranicza siÄ™ do zarzÄ…dzania istniejÄ…cymi bazami danych, ale
również wymaga umiejętności tworzenia baz danych i ich obiektów. Jedną
z podstawowych czynności administracyjnych stało się również
konfigurowanie baz danych.
W tym module omówiona zostanie struktura typowego SZBD na podstawie MS
SQL Server 2005. Dowiesz się również, jakie ustawienia baz danych są
najistotniejsze z punktu widzenia poprawnego działania tych baz.
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 3
Konfiguracja usług serwera
Właściwie każde oprogramowanie określane mianem serwera (serwer
WWW, serwer baz danych) działa na podobnej zasadzie - opiera się na
uruchomionych w systemie operacyjnym usługach. Od konfiguracji tych usług
zależy, czy i jak będzie funkcjonował serwer.
4 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Usługa serwera
Silnik SZBD odpowiedzialny za przechowywanie danych,
utrzymywanie spójności danych i obsługę poleceń języka zapytań praktycznie
zawsze jest tożsamy z główną usługą serwera. Aby użytkownicy mogli stale
korzystać z tej usługi, powinna być ona uruchomiona praktycznie zawsze (nie
liczÄ…c czasu na ewentualne prace administracyjne wymagajÄ…ce pracy serwera
"offline").
Dodatkowo, ponieważ niektóre czynności wymagają restartu samej maszyny,
usługa ta powinna być skonfigurowana jako uruchamiana wraz ze startem
systemu operacyjnego. Niektóre systemy operacyjne pozwalają również na
określenie zachowań usługi w momencie, gdy zostanie ona nieoczekiwanie
zatrzymana (nie przez użytkownika, a na przykład na skutek awarii).
Dla przykładu, w systemie Microsoft Windows Server 2003 można
skonfigurować każdą usługę tak, by po nieoczekiwanym zatrzymaniu była
podejmowana próba automatycznego restartu usługi (czyli ponownego jej
uruchomienia).
Usługa automatyzacji zadań
Dobry administrator potrafi wykorzystać zdobycze techniki
i zautomatyzować pracę SZBD tak, by mieć przy nim jak najmniej pracy. Do
automatyzacji najczęśćiej służy usługa, która albo jest oferowana przez system
operacyjny, albo jest dostarczana wraz z SZBD.
Usługa ta pozwala między innymi na tworzenie harmonongramów (ang.
schedule) tworzenia kopii zapasowych baz danych. Taką usługą w systemie
Microsoft SQL Server jest SQL Server Agent. Należy zadbać o to, by taka
usługa była zawsze uruchomiona, a często domyślnie usługi te są wyłączone
lub zatrzymane.
Bezpieczeństwo usług
W trakcie konfiguracji usług SZBD należy kierować się pewnymi
zasadami, by uniknąć nieprawidłowości w ustawieniach i w działaniu serwera.
Zasady te dotyczą głównie kwestii związanych z bezpieczeństwem środowiska.
Pierwszą ważną zasadą jest zasada minimalizacji ilości usług. Mówi ona, że
należy zawsze instalować / uruchamiać tylko te usługi, z których w danym
momencie korzysta nasz SZBD. Pozostałe usługi o ile mogą być zainstalowane
(w przyszłości może się okazać, że jakaś dodatkowa usługa będzie potrzebna),
o tyle ich uruchamianie powoduje, że administrator ma więcej pracy, zaś
w systemie znajduje się więcej potencjalnych słabych punktów.
Zasada ta obowiązuje głównie osoby administrujące systemami i sieciami
komputerowymi. Stosowanie się do niej może znacznie zwiększyć
bezpieczeństwo systemu.
Druga zasada dotyczy konfiguracji kontekstu usług. Usługi w systemie
operacyjnym działają jak użytkownicy - wykonują operacje i mają określone
uprawnienia. W niektórych systemach (Windows) każdej usłudze
przyporządkowane jest konto użytkownika. Mówimy, że "usługa pracuje
w kontekście użytkownika". Oznacza to, że usługa działa w systemie
operacyjnym i w sieci na takich samych uprawnieniach, jakie zostały określone
dla użytkownika.
W związku z tym pojawia się problem wyboru właściwego konta dla usług
SZBD. Problem ten dotyczy głównej usługi SZBD oraz usługi odpowiedzialnej
za automatyzację zadań w tym systemie.
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 5
Większość systemów operacyjnych oferuje wbudowane konta o kreślonych
uprawnieniach. Niestety, uprawnienia te na ogół są zbyt duże, by konta
systemowe można było wykorzystać do pracy z usługami SZBD. Przykładem
takiego konta jest konto Local System (Lokalne Systemowe) w systemach
Microsoft Windows.
Konto to działa jako element systemu operacyjnego, co w praktyce oznacza, że
ma uprawnienia nawet większe od tych, jakie posiada administrator systemu.
Stąd pierwszy wniosek - na ogół nie wybieramy wbudowanych kont
systemowych dla usług SZBD. Powstaje pytanie - jakich w takim razie kont
używać?
Jeśli serwer ma pracować w środowisku rozproszonym, ma mieć możliwość
dostępu do innych serwerów i dodatkowo maszyna znajduje się w domenie, to
wybieramy dla usług SZBD konto domenowe, specjalnie utworzone
i skonfigurowane. Konto to powinno mieć ustawienia, które pozwolą w sposób
nieprzerwany pracować usłudze.
Zatem - należy ustawić dla tego konta silne hasło, które: nie powinno mieć daty
wygasania ("hasło nigdy nie wygasa") i nie powinno być zmieniane przez
użytkowników ("użytkownik nie może zmieniać hasła", bez opcji "użytkownik
musi zmienić hasło przy pierwszym logowaniu"). Co do uprawnień konta,
należy rozważyć przydzielenie konta do roli lokalnego administratora (dla
potrzeb na przykład automatycznego restartu usługi w przypadku
nieoczekiwanego jej zatrzymania).
Czasami taka konfiguracja jest wymagana (na przykład przy instalacji systemu
Microsoft SQL Server w klastrze Microsoft Windows). Dla głównych usług
SZBD możesz skonfigurować jedno konto (ułatwia to zdecydowanie
administrację kontami). Nazwa konta to dla zwiększenia bezpieczeństwa nie
powinna kojarzyć się z SZBD.
Narzędzia konfiguracji usług
Większość systemów operacyjnych oferuje narzędzie do
zcentralizowanego zarządzania usługami zainstalowanymi w systemie. Jednak
ponieważ ogólna ilość usług w systemach operacyjnych jest ogromna,
a dodatkowo bardzo często usługi SZBD wymagają dodatkowych ustawień,
producenci zazwyczaj dodają do SZBD narzędzie (lub zestaw narzędzi) do
zarządzania usługami tylko samego SZBD.
Dla przykładu, W systemie Microsoft SQL Server 2005 są dwa narzędzia do
zarządzania usługami: Configuration Manager oraz Surface Area
Configuration. Pierwszy program umożliwia zarządzanie usługami
i protokołami sieciowymi, zaś drugi pozwala włączać domyślnie wyłączone
dodatkowe mechanizmy SZBD.
6 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Rys. 3.1 Microsoft SQL Server Configuration Manager
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 7
Ustawienia serwera
Po zainstalowaniu SZBD i skonfigurowaniu usług przychodzi czas na
konfiguracjÄ™ samego serwera.
8 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Konfiguracja dotycząca sprzętu
Jedne z pierwszych ustawień, jakich dokonuje administrator serwera
baz danych, to ustawienia dotyczące sprzętu. Rozwój informatyki i przemysłu
komputerowego sprawił, że dzisiejszy serwer to na ogół maszyna o ogromnej
mocy obliczeniowej, wyposażona w wielką ilość pamięci masowej, kilka lub
nawet kilkanaście procesorów (dodatkowo na ogół wielordzeniowych), kilka
szybkich kart sieciowych. Pojawiły się też maszyny 64-bitowe, które oferują
wydajność dotąd niespotykaną (miliony transakcji na sekundę).
Jeżeli serwer jest dedykowany, to znaczy przeznaczony do pracy tylko z SZBD,
konfiguracja właściwie nie nastręczna problemów, ponieważ zasoby maszyny
mogą być niemal w całości wykorzystane przez SZBD.
Jeśli jednak serwer nie jest dedykowany tylko do pracy z SZBD, najczęściej
potrzebna jest dodatkowa konfiguracja. Konfiguracja ta dotyczy na ogół
ograniczenia wykorzystania pamięci operacyjnej serwera przez SZBD oraz
użycia określonego zestawu procesorów spośród wszystkich procesorów
serwera.
Microsoft SQL Server 2005 daje możliwość skorzystania z technologii AWE
(ang. Address Windowing Extensions), która umożliwia wykorzystanie
nieprawdopodobnej ilości 64GB pamięci RAM nawet na platformach 32-
bitowych (które mają naturalne ograniczenie obsługi do 4GB RAM).
Warunkiem jest wykorzystanie systemu operacyjnego Microsoft Windows
2000 Server lub Microsoft Windows Server 2003.
Możliwe jest ustawienie minimalnego i maksymalnego poziomu wykorzystania
pamięci RAM przez SZBD. W przypadku, gdy SZBD współdzieli zasoby
z innym oprogramowaniem, należy zapewnić odpowiednie wykorzystanie
pamięci. Także w przypadku zaawansowanych instalacji trzeba pomyśleć
o odpowiedniej konfiguracji RAM.
Dla przykładu, w klastrze o architekturze aktywny-aktywny (dwa SZBD
współdzielone przez dwa węzły klastra) należy ustawić odpowiednio niski
maksymalny poziom wykorzystania pamięci przez obie instancje SZBD.
W przeciwnym wypadku po przejściu w awaryjny tryb pracy jednej z instancji
pojedyncza maszyna może nie poradzić sobie z dwiema instancjami SZBD.
Jeśli Twoja maszyna ma więcej niż jeden procesor, możesz chcieć ograniczyć
liczbę używanych przez SZBD procesorów przez ustawienie tzw. maski
afiniczności (ang. affinity mask). Jest to konfiguracja binarna mówiąca o tym,
które z procesorów będą wykorzystane przez SZBD.
Które procesory wybrać? A
atwiej zdecydować, których nie wybierać. Procesor
0 (pierwszy) zazwyczaj jest wykorzystywany przez system operacyjny, zatem
często administratorzy decydują się na wykluczenie go z grupy procesorów
wykorzystywanych przez SZBD. Ponadto ostatni procesor jest wykorzystywany
przez kartę sieciową, więc często administratorzy serwerów baz danych
wybierają również ten procesor jako ten, który nie będzie wykorzystywany na
potrzeby operacji na bazach danych.
Konfiguracja ustawień programowych serwera
Oprócz ustawień dotyczących wykorzystania sprzętu, administrator
musi dokonać konfiguracji ustawień programowych. Ustawienia te dotyczą
m.in. konfiguracji wszelkich dodatkowych funkcjonalności, opcji
bezpieczeństwa czy opcji połączeń. Wszelkie ustawienia można zmieniać na
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 9
dwa sposoby: korzystając z narzędzi graficznych (jak SQL Server Management
Studio) lub używając odpowiednich składni języka zapytań (procedury
systemowe). Na przykład poniższy kod powoduje włączenie obsługi
wspomnianej technologii AWE na serwerze Microsoft SQL Server.
-- aktywacja zaawansowanych opcji
EXEC sp_configure 'show advanced options', 1
RECONFIGURE
GO
-- włączenie awe
EXEC sp_configure 'awe enabled', 1
RECONFIGURE
GO
Konfiguracja ustawień programowych z użyciem interfejsu użytkownika
w systemie Microsoft SQL Server 2005 polega na wykorzystaniu dwóch
aplikacji: SQL Server Management Studio oraz SQL Server Surface Area
Configuration (SAC).
Praktycznie każdy SZBD posiada narzędzie do zcentralizowanego zarządzania
ustawieniami serwera. W przypadku systemu Microsoft SQL Server 2005
narzędziem tym jest SAC. SAC pozwala na definiowanie zasad działania usług,
włączanie i wyłączanie dodatkowych funkcjonalności systemu, kontrolę nad
połączeniami i protokołami sieciowymi. Co jest najważniejsze, w systemie
zastosowano zasadę "domyślnie wyłączone", dzięki czemu serwer po
zainstalowaniu jest wolny od potencjalnych zagrożeń. Jeżeli masz do
skonfigurowania wiele serwerów, narzędziem, którym powinieneś się
zainteresować jest sac.exe (z linii poleceń). Narzędzie to umożliwia eksport /
import ustawień konfiguracji serwera, co daje możliwość poprzez jednorazową
konfigurację wybranego serwera, implementację tych samych ustawień na
wielu serwerach.
Rys. 1.3.1 Surface Area Configuration
Rys. 3.2 Centralne zarzÄ…dzanie MS SQL Server 2005
10 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Jeżeli chcesz dowiedzieć się więcej na temat konfiguracji systemu Microsoft
SQL Server 2005, zajrzyj do dokumentacji Books Online (dokumentacja
dołączona do tego systemu). Znajdziesz tam zarówno opis funkcjonalności
wymienionych narzędzi, jak i opis procedury systemowej sp_configure.
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 11
Tworzenie baz danych
Jeśli dysponujesz już gotowym projektem relacyjnej bazy danych, musisz
wiedzieć, że czeka Cię jeszcze długa droga, zanim baza powstanie na serwerze
i rozpocznie swoje życie. Zanim zaimplementujesz bazę danych, musisz
zaplanować wiele ustawień dotyczących różnych aspektów działania bazy.
12 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Rozmieszczenie plików bazy danych
Baza danych składa się z plików. Plik bazy można podzielić na pliki
danych i pliki dziennika transakcji. W plikach danych przechowywane sÄ…
obiekty baz danych, takie jak tabele (wraz z danymi), indeksy czy procedury
składowane. W plikach dziennika transakcji system zapisuje strony (w
przypadku systemów SQL Server strona to blok 8kB) zawierające modyfikacje
danych.
Rozmieszczenie plików odgrywa znaczącą rolę w procesie tworzenia
i optymalizacji bazy danych. Istnieje szereg zasad przydatnych w planowaniu
fizycznej implementacji bazy danych. Zasady te to m.in.:
1. Pliki dziennika transakcji należy umieszczać na innym dysku fizycznym
niż pliki danych - w przypadku awarii jednego z dysków tracimy tylko
część bazy.
2. Tabele często występujące razem w złączeniach (ang. joins) należy
umieszczać w osobnych plikach (grupach plików) na osobnych dyskach
fizycznych - dzięki temu możliwe jest równoległe pobieranie danych z tych
tabel.
3. Indeksy nieklastrowane należy umieszczać na innych dyskach fizycznych
niż ich bazowe tabele - zyskujesz większą wydajność zapisu danych.
4. Tabele często modyfikowane należy oddzielić fizycznie (umieścić na
innym dysku) od tabel rzadko modyfikowanych - w przypadku większych
baz danych upraszcza to proces wykonywania kopii zapasowych.
Jednoczesne spełnienie wszystkich wymienionych punktów jest raczej
niemożliwe, ale w idealnym przypadku oddzielenie dziennika transakcji od
danych i maksymalne rozczłonkowanie danych pomiędzy tak wiele dysków, jak
się da, byłoby rozwiązaniem dającym maksymalne bezpieczeństwo i wydajność
bazy.
Bezpieczeństwo fizyczne danych
Dane, jak i dziennik transakcji można dodatkowo zabezpieczyć przed
ewentualnymi awariami dysków fizycznych. Do tego celu należy użyć
macierzy dyskowych z zaimplementowanymi konfiguracjami RAID (ang.
Redundant Array of Independent Disks).
Istnieje wiele konfiguracji RAID, ale do najbardziej znanych i zarazem
najczęściej stosowanych należą: RAID-0, RAID-1, RAID-5 oraz RAID-10.
Więcej o systemach RAID i bezpieczeństwie SZBD znajdziesz w module 12.
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 13
Opcje baz danych
Przy tworzeniu bazy danych administrator musi zdecydować o jej
konfiguracji. Konfiguracja ta dotyczy nie tylko plików bazy danych, ale także
pewnych ustawień samej bazy danych. Ustawienia te decydują o tym, jak
będzie się zachowywała baza w trakcie swojego cyklu życia.
14 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu.
Ustawienia dotyczące plików
Po wybraniu odpowiedniej struktury bazy i określeniu jej nazwy
przychodzi pora na ustawienie pewnych właściwości plików bazy danych.
Ustawienia te to:
·ð ilość i lokalizacja plików,
·ð wielkość poczÄ…tkowa plików,
·ð sposób powiÄ™kszania plików (powinien zostać wybrany automatyczny
przyrost rozmiaru),
·ð maksymalny rozmiar dla każdego z plików (alternatywnie można
maksymalny
·ð rozmiar pozostawić nieokreÅ›lony, ale wówczas administrator jest
zmuszony do monitorowania wolnego miejsca na dysku twardym),
·ð nazwy logiczne plików.
Rys. 3.3 Opcje plików bazy danych w Microsoft SQL Server 2005
W praktyce należy pamiętać o takim ustawieniu rozmiaru początkowego
plików, by znalazło się w nich miejsce na nowe dane. Proces powiększania
rozmiaru pliku może niepotrzebnie obciążyć bazę danych. Co za tym idzie,
należy też zadbać o to, by przyrost rozmiaru pliku nie był zbyt mały.
Najlepszym nawykiem jest manualne powiększanie rozmiarów plików poza
godzinami, w których baza jest używana przez największą liczbę
użytkowników. Opcja automatycznego powiększania plików powinna być
ustawiona na wszelki wypadek (gdyby administrator zapomniał o swoich
obowiązkach lub wystąpiła nieoczekiwana sytuacja wymagająca powiększenia
pliku).
Dziennik transakcji należy ustawić na początek na 20-30% rozmiaru plików
danych. W trakcie pracy bazy danych rozmiar ten można zmienić wedle potrzeb
.
 BÅ‚Ä…d! W dokumencie nie ma tekstu o podanym stylu. 15
Ustawienia dotyczÄ…ce bazy danych
Równie ważne, jak ustawienia plików, są ustawienia samej bazy
danych. Ustawienia te, to na przykład:
·ð ustawienia dotyczÄ…ce jÄ™zyka, metod sortowania tekstu, znaków
dialektycznych,
·ð ustawienia dotyczÄ…ce zapisu zmian w dzienniku transakcji (tzw. model
przywracania bazy, ang. recovery model),
·ð ustawienia dotyczÄ…ce statystyk (statystyki to zapis rozkÅ‚adu danych w
kolumnach najczęściej wykorzystywanych w tabelach, mogą być
tworzone i utrzymywane automatycznie),
·ð ustawienia dotyczÄ…ce dostÄ™pu do bazy danych (w niektórych
sytuacjach niezbędne jest ograniczenie dostępu do bazy danych dla
użytkowników, np. przy przywracaniu bazy danych z kopii zapasowej).
Rys.3.4 Opcje bazy danych w Microsoft SQL Server 2005
Ustawienia opcji bazy danych zmieniają się w trakcie działania bazy. Zmiany
dokonywane są przy pomocy narzędzi graficznych (np. SQL Server
Management Studio) lub poleceń SQL (np. ALTER DATABASE)