《DIY数据库检索》课件.pptVIP

*************************************数据库加密技术1透明数据加密透明数据加密(TDE)是一种数据库级别的加密技术，它在存储层对数据文件进行加密，对应用层完全透明。当数据写入磁盘时自动加密，读取时自动解密，应用程序无需修改代码即可获得加密保护。TDE主要防护数据文件被直接访问的风险，如物理盗窃、备份泄露等，但对于已连接到数据库的用户，数据仍然是可见的。2列级加密列级加密允许选择性地加密表中的特定列，通常用于保护特别敏感的信息如信用卡号、身份证号或医疗记录。与TDE不同，列级加密通常在应用层实现，数据在发送到数据库前加密，从数据库读取后解密。这种方法提供了更细粒度的保护，但会增加应用复杂性，并可能限制某些查询功能。3同态加密简介同态加密是一种新兴技术，允许在不解密的情况下对加密数据进行计算。这意味着数据库可以执行查询、聚合和其他操作，而无需接触明文数据。虽然同态加密具有革命性潜力，特别是在云数据库和敏感数据分析领域，但目前的实现在计算效率和功能完整性方面仍有限制，主要适用于特定场景。数据库容灾技术容灾策略数据库容灾策略定义了如何在灾难事件（如自然灾害、重大硬件故障或网络中断）后恢复数据库服务。策略应包括恢复时间目标(RTO，允许的最大停机时间)和恢复点目标(RPO，可接受的最大数据丢失)。根据业务需求和预算，可以选择热备份（几乎零停机时间，成本最高）、温备份或冷备份（恢复时间长但成本低）方案。数据同步方案数据同步是确保灾备站点数据更新的关键技术。同步复制提供零数据丢失保证，但可能增加主站点延迟；异步复制减少性能影响，但可能导致少量数据丢失。常用的同步技术包括数据库内置的复制功能、基于日志的复制工具和第三方数据同步软件。同步频率和机制应根据RTO/RPO要求选择。故障转移设计故障转移设计确保在主系统故障时能够平滑切换到备用系统。完善的设计包括自动故障检测机制、切换决策逻辑、DNS或负载均衡器更新以及客户端重连处理。自动故障转移提供更快的恢复，但需要防止脑裂情况；手动确认则提供更多控制，但延长了恢复时间。故障转移后的回切（切回主系统）策略同样重要。数据库调优工具数据库调优工具是提高数据库性能的关键资源。执行计划分析工具帮助开发人员理解查询的执行路径，识别全表扫描、未使用索引或低效JOIN等问题。大多数数据库系统提供EXPLAIN命令，可视化工具如MySQLWorkbench和pgAdmin则提供图形化的执行计划展示，使分析更直观。慢查询日志记录执行时间超过特定阈值的查询，是识别性能瓶颈的宝贵资源。工具如PerconaPMM和pt-query-digest可以分析这些日志，识别模式并提供优化建议。全面的性能分析工具集成了多种监控和诊断功能，包括资源使用率监控、锁争用分析、连接管理和查询执行统计等，提供系统级的性能视图，辅助DBA进行全面优化。内存数据库技术优势与局限性内存数据库将全部数据存储在主内存中，显著提高访问速度。与传统磁盘数据库相比，内存数据库可减少I/O等待，降低延迟，提高吞吐量，特别适合实时分析和高频交易等场景。然而，其主要局限在于容量受内存大小限制，成本较高，以及电源故障时数据易丢失（虽然现代内存数据库通常提供持久化机制）。典型应用场景内存数据库适用于多种需要极低延迟的场景，如会话管理、实时分析、缓存服务、金融交易、游戏服务器状态和物联网数据处理。它们特别适合处理高并发、短事务和需要复杂实时计算的应用。在微服务架构中，内存数据库经常用作服务间的共享状态存储，提供高性能的数据交换通道。持久化策略为防止数据丢失，内存数据库采用多种持久化策略。常见方法包括写前日志(WAL)、快照持久化（定期将内存状态写入磁盘）、命令日志（记录修改操作而非数据）和复制（将数据复制到多个节点）。许多系统如Redis提供可配置的持久化选项，允许根据应用需求平衡性能和耐用性。列式存储vs行式存储存储模型对比行式存储将数据按行组织，每条记录的所有字段连续存储，适合事务处理。列式存储则按列组织数据，将相同字段的值存储在一起，适合分析处理。行存更适合高频写入和完整记录读取，列存更适合大量数据的聚合操作和只访问少数列的查询，且通常提供更高的压缩率。适用场景分析行式存储适合OLTP场景，如订单处理、库存管理等，特点是高频的单记录操作，需要强事务保证。列式存储适合OLAP场景，如商业智能、数据仓库和大数据分析，特点是复杂查询、大数据集聚合计算和较低的写入频率。选择存储模型应基于业务特性、查询模式和性能需求。混合存储策略现代数据库系统越来越多地采用混合存储策略，结合两种模型的优势。典型实