【OpenGauss】知识总结

OpenGauss

OpenGauss概述

一、基本概念

DBMS 数据库管理系统 （opengauss隶属于这个）

🚀DBMS充当数据库与其用户或程序之间的系统

• 层次模型数据管理系统

• 网状模型数据库管理系统

• RDBMS 关系型数据管理系统 （R - relationship）

  • mysql、 sql server、 oracle、 opengauss 等等

  • 结构化数据

• NoSQL 数据库管理系统

  • 高性能并发读写 key-value、 redis

  • 文档数据库 MongoDB

  • 搜索引擎 ES、 Solor

  • 分布式数据库 Hbase、 Hive

  • NoSQL - CAP 理论

    • 一个分布式系统不可能同时满足 一致性、可用性、分区容错性 三个基本需求，并且最多只能满足其中的两项

当然还有其他的类型：

1. DBS 数据库系统

   • 数据库系统是指在计算机系统中引入入数据库后的系统

2. DB 数据库

3. Database 数据库 （永久存储，有组织，可共享）

   数据库是指长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量的数据的集合。数据库中的数据按照一定的数据模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。

数据库管理技术的三个发展阶段

人工管理阶段、 文件系统阶段 和 数据库系统阶段

每一个阶段都是以减小数据冗余

数据库模型 - 层次、 网状、 关系模型

一、层次模型

• 有且只有一个节点没有双亲

• 跟节点意外的其他节点有且只有一个双亲节点

• （类似于树结构）

二、网状数据模型

• 允许一个以上的节点无双亲

• 一个节点可以有多余一个的双亲

三、 关系数据模型

• 建立在严格的数据概念基础上

• 关系必须是规范化的

• 关系的分量必须是一个不可分的数据项

结构化查询语言 SQL

SQL是结构化查询语言的简称，是关系数据库的标准语言。

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事务

ACID-关系型数据库 四大特性⭐

• 原子性（Atomicity）

• 一致性（Consisterncy）

• 隔离性（Isolation）

• 持久性（Durability）

事务的状态也只有三种：Active、Committed和Failed

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数据库架构

单机架构

优点：部署几种，运维方便

缺点：

• 可扩展性：数据库单机架构扩展性只有纵向扩展（Scale-
  up），即通过增加硬件配置来提升性能，但单台主机的硬件
  可配置的资源会遇到上限。

• 在单点故障：扩容的时候往往需要停机扩容，服务停止；
  硬件故障导致整个服务不可用，甚至数据丢失。

• 单机会遇到性能瓶颈

多机架构

分组

• 主备架构和主从架构

• 多主 —— Shared Disk 共享存储

分片

• Share-nothing、MPP

无共享架构 Shared Nothing

• 各个处理单元有自己的CPU/内存/硬盘

• 各节点互相独立，处理后结果向上汇总

• 容易扩容

MPP架构 Massively Parallel Processing

• 将任务并行分散到多个服务器和节点上

关系型数据库主流应用场景

1. 联机事务处理 OLTP

   • 操作处理

   • 强调内存各种指标的命令率，强调绑定变量，强调并发操作

2. 联机分析处理 OLAP

   • 信息处理

   • 强调SQL执行时长，强调磁盘 I/O，强调分区等

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二、openGauss的发展历程

• GaussDB100 OLTP场景

  GaussDB200OLAP场景

  CaussDB3OO HATP场景

• GaussDB T
  GaussDB A

• 2019年华为全联结大会开源GaussDB数据库
  命名为openGauss

• 华为云 GaussDB 数据库

openGauss全面友好开放，采用 木兰宽松许可证v2 发行⭐

Postgres-XC（eXtensibleCluster）是基于PostgreSQL实现的可扩展集群，该集群基于shared-nothing架构形成多主（multi-master）且写可靠（write-scalable）的数据库集群系统，PostgreSQL相关的API可以无需修改直接使用，应用程序、事务处理等均不需要做任何修改。

openGaussVSPG架构和关键技术对比

• 线程池模型 | 进程模型

• 行存、列存、内存引擎 | 仅支持行存

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OpenGauss的部署

1. 直接在华为云上购买opebnGauss

2. 在华为云购买ECS服务器安装openGauss

3. 本地部署

官网下载openGauss数据库

架构： x86_64

操作系统： openRuler 22.03 LTS

部署数据库服务

命令行可以直接安装极简版，建议单练习SQL语句操作使用

dnf install -y opengauss  //下载
systemctl enable --now opengauss //启动

自动在系统生成opengauss用户

su -opengauss  //切换用户
gsql -d postgres -r //连接数据库

企业版本部署

1）安装环境的检查

2）获取安装包

3）配置XML文件

4）初始化安装环境 —— 利用openGass提供gs_preinstall

5）执行安装 —— 利用openGass提供gs_preinstall 脚本

6）部署—主多备场景 设置备机

数据库卸载

1）下载openGauss应用程序 使用omm用户执行gs_uninstall

2）清除安装openGauss的环境 使用root执行 gs_postuninstall 脚本

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openGauss的体系结构

• 进程线程结构 —— openGauss 单进程多线程

• 内存结构

  • share buffer： 数据库服务器行存共享缓冲区

  • cstore buffer： 数据库服务器列存共享缓冲区

  • MOT 用于内存优化 表的数据和索引直接鵆在内存中

  • wal buffer： WAL 日志的共享内存

  • maintenance_work_mem：执行常见维护操作

  • wore_mem： 用于查询操作，排序哈希

  • temp buffer： 数据库会话使用的临时缓存，用于访问临时表

  • 调整内存大小

• 存储结构

  • Tablepace 表空间 数据库的各种物理文件

    • db - 利用gsql的元命令查看的表空间信息

    • /d pg_tablespace 查看数据库的系统表

  • Database 数据库 各种该数据库之间相互隔离

    • 查看数据库 gsql元命令

    • 创建数据库

    • 修改数据库

    • 删除数据库

  • Datafile Segment 数据文件

  • Block 数据块 —— 数据库管理的基本单位

• 两个重要配置文件

  • pg_hba.conf 客户端认证策略 — 文本文件

  • postgresql.conf 数据库的参数 — 文本文件

• opengauss的部署方案

  • 单机

  • 主备

  • 一主多备

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数据库对象管理

• 表

• 视图

• 索引

• 序列

• 函数

• 存储过程

• 触发器

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数据库管理工具

客户端工具：

• gsql是openGauss提供的在命令行下运行的数据库连接工具

服务端工具：

• gs_check —— 统一化当前系统中存在的各种检查工具

• gs_checkos —— 用于检查操作系统、控制参数】磁盘配置等内容

• gs_ceckpref —— 只能root

• gs_collector —— 在发生故障时，收集OS信息，日志信息以及配置文件信息，来定位问题

• gs_dump —— 支持导出完整一致的数据

  • 纯文本格式 p

  • 自定义归档格式 c

  • 目录归档格式 d

  • tar归档格式 t

• gs_dumpall —— 同时不影响用户对数据库的正常访问

• gs_guc —— 设置openGauss 配置文件

  • 修改、查看 postgresql.conf 的配置文件的参数

  • 修改 pg_hba.conf 文件有关客户端认证的策略

• gs_om —— 检查opengauss 运行

• gs_restore —— 针对gs_dump 导出数据的导入工具

• gs_ssh —— 在openGuss各个节点上执行相同的命令

数据库卸载

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SQL

• DDL

• DML

• DCL

• DQL