Архитектура файлов и файловых групп
SQL Server сопоставляет базу данных с набором файлов операционной системы. Данные и сведения журналов никогда не смешиваются в одном и том же файле, при этом отдельные файлы используются только одной базой данных. Файловые группы представляют собой именованные коллекции файлов и используются для упрощения размещения данных и выполнения задач администрирования, например резервного копирования и восстановления.
Файлы базы данных
Базы данных SQL Server содержат файлы трех типов.
Первичные файлы данных.
Первичный файл данных является отправной точкой базы данных. Он указывает на остальные файлы базы данных. В каждой базе данных имеется один первичный файл данных. Для имени первичного файла данных рекомендуется использовать расширение MDF.
Вторичные файлы данных.
Ко вторичным файлам данных относятся все файлы данных, за исключением первичного файла данных. Некоторые базы данных могут вообще не содержать вторичных файлов данных, тогда как другие содержат несколько вторичных файлов данных. Для имени вторичного файла данных рекомендуется использовать расширение NDF.
Файлы журналов.
Файлы журналов содержат все сведения журналов, используемые для восстановления базы данных. В каждой базе данных должен быть по меньшей мере один файл журнала, но их может быть и больше. Для имен файлов журналов рекомендуется использовать расширение LDF.
SQL Server не требует обязательного использования расширений файлов MDF, NDF и LDF. Однако эти расширения помогают пользователю идентифицировать различные виды файлов и правильно их использовать.
В SQL Server расположение всех файлов базы данных записывается в первичный файл базы данных и в базу данных master. В большинстве случаев компонент SQL Server Database Engine использует сведения о размещении файлов, хранимые в базе данных master. Однако компонент Database Engine использует сведения о расположении файлов из первичного файла, чтобы инициализировать записи о расположении файлов в базе данных master. Это происходит в следующих случаях.
При присоединении базы данных с помощью инструкции CREATE DATABASE с одним из следующих параметров: FOR ATTACH или FOR ATTACH_REBUILD_LOG.
При обновлении SQL Server версии 2000 или версии 7.0.
При восстановлении базы данных master из копии.
Логические и физические имена файлов
Файлы SQL Server имеют два имени.
logical_file_name
logical_file_name — имя, используемое для ссылки на физический файл во всех инструкциях Transact-SQL. Логическое имя файла должно соответствовать правилам для идентификаторов SQL Server и быть уникальным среди логических имен файлов в соответствующей базе данных.
os_file_name
Имя os_file_name — это имя физического файла, включая путь к каталогу. Оно должно соответствовать правилам для имен файлов операционной системы.
Файлы данных и файлы журналов SQL Server могут использоваться как в файловой системе FAT, так и в системе NTFS. Рекомендуется использовать файловую систему NTFS по причинам ее большей безопасности. Файловые группы, доступные как для чтения, так и для записи, а также файлы журналов нельзя использовать со сжатой файловой системой NTFS. В сжатую файловую систему NTFS можно помещать лишь доступные только для чтения базы данных и доступные только для чтения вторичные файловые группы. Дополнительные сведения см. в разделе Сжатие и файловые группы только для чтения.
Если на одном компьютере выполняется несколько экземпляров SQL Server, каждый экземпляр получает особый каталог по умолчанию для хранения файлов базы данных, созданных в этом экземпляре. Дополнительные сведения см. в разделе Расположение файлов для экземпляра по умолчанию и именованных экземпляров SQL Server.
Страницы файлов данных
Страницы файлов данных SQL Server нумеруются последовательно; первая страница файла получает нулевой номер (0). Каждый файл базы данных имеет уникальный цифровой идентификатор. Чтобы уникальным образом определить страницу базы данных, необходимо использовать как идентификатор файла, так и номер этой страницы. В следующем примере показаны номера страниц базы данных, содержащей первичный файл данных объемом в 4 МБ и вторичный файл данных объемом в 1 МБ.
.gif "Последовательные номера страниц в двух файлах данных")
Первая страница каждого файла — это страница заголовка файла; она содержит сведения об атрибутах данного файла. Некоторые другие страницы, расположенные в начале файла, тоже содержат системные сведения, например карты размещения. Одна из системных страниц, хранимых как в первичном файле данных, так и в первом файле журнала, представляет собой загрузочную страницу базы данных, которая содержит сведения об атрибутах этой базы данных. Дополнительные сведения о страницах и о типах страниц см. в разделе Страницы и экстенты.
Размер файла
Файлы SQL Server могут автоматически увеличиваться в размерах, превосходя первоначально заданные показатели. При определении файла пользователь может указывать требуемый шаг роста. Каждый раз при заполнении файла его размер увеличивается на указанный шаг роста. Если в файловой группе имеется несколько файлов, их автоматический рост начинается лишь по заполнении всех файлов. Затем файлы увеличиваются в размерах по кольцевому списку.
Кроме того, можно указать максимальный размер каждого файла. Если максимальный размер файла не указан, файл может продолжать увеличиваться в размерах, пока не займет все доступное место на диске. Эта функция особенно полезна в случаях, когда SQL Server используется в качестве базы данных, внедренной в приложение, где пользователь не имеет удобного доступа к системному администратору. По мере необходимости пользователь может предоставить файлам возможность увеличиваться в размерах автоматически, тем самым снимая с администратора часть забот по наблюдению за свободным пространством базы данных и по распределению дополнительного пространства вручную.
Файлы моментального снимка базы данных
Вид файла, используемый для хранения копируемых во время записи данных моментального снимка базы данных, зависит от того, создается ли моментальный снимок пользователем или используется внутренними механизмами.
Данные моментального снимка базы данных, созданного пользователем, хранятся в одном или нескольких разреженных файлах. Технология разреженных файлов является свойством файловой системы NTFS. Изначально разреженный файл не содержит данных пользователя, и место на диске под него не выделяется. Общие сведения об использовании разреженных файлов в моментальных снимках базы данных и о том, как растут моментальные снимки базы данных, см. в разделах Как работают моментальные снимки базы данных и Основные сведения о размере разреженных файлов в моментальных снимках базы данных.
Моментальные снимки базы данных могут использоваться внутренними механизмами при выполнении определенных команд DBCC. Эти команды включают DBCC CHECKDB, DBCC CHECKTABLE, DBCC CHECKALLOC и DBCC CHECKFILEGROUP. Внутренним моментальным снимком базы данных используются разреженные дополнительные потоки данных исходных файлов базы данных. Подобно разреженным файлам, дополнительные потоки данных являются свойством файловой системы NTFS. Использование разреженных дополнительных потоков данных позволяет связать несколько расположений данных с одним файлом или папкой, не затрагивая при этом размер файла или статистику тома.
Файловые группы базы данных
Из объектов баз данных и файлов можно формировать файловые группы, используемые для решения задач распределения и административного управления. Существует два типа файловых групп.
Первичные файловые группы
В первичную файловую группу входит первичный файл данных и все прочие файлы, не назначенные специально в другие файловые группы. Все страницы для системных таблиц размещаются в первичной файловой группе.
Пользовательские файловые группы
К пользовательским файловым группам относятся все файловые группы, которые задаются с помощью ключевого слова FILEGROUP в инструкции CREATE DATABASE или ALTER DATABASE.
Файлы журналов не могут входить в состав файловых групп. Управление пространством журнала отделено от управления пространством данных.
Файл не может входить в состав нескольких файловых групп. Таблицы, индексы и данные больших объектов могут быть ассоциированы с указанной файловой группой. В этом случае все их страницы будут размещены внутри файловой группы; либо таблицы и индексы могут быть секционированы. Данные секционированных таблиц и индексов разделяются на блоки, каждый из которых может быть помещен в отдельную файловую группу базы данных. Дополнительные сведения о секционированных таблицах и индексах см. в разделе Секционированные таблицы и индексы.
В каждой базе данных одна файловая группа назначается файловой группой по умолчанию. Если при создании таблицы или индекса файловая группа не указывается, предполагается, что все страницы будут распределяться из файловой группы по умолчанию. В каждый момент времени лишь одна файловая группа может быть файловой группой по умолчанию. Элементы предопределенной роли базы данных db_owner могут присваивать той или иной файловой группе статус файловой группы по умолчанию. Если файловая группа по умолчанию не указана, в качестве таковой выступает первичная файловая группа.
Пример файлов и файловых групп
В следующем примере создается база данных на базе экземпляра SQL Server. База данных содержит первичный файл данных, пользовательскую файловую группу и файл журнала. Первичный файл данных входит в состав первичной файловой группы, а пользовательская файловая группа состоит из двух вторичных файлов данных. Инструкция ALTER DATABASE придает пользовательской файловой группе статус файловой группы по умолчанию. Затем создается таблица, определяющая пользовательскую файловую группу.
USE master;
GO
-- Create the database with the default data
-- filegroup and a log file. Specify the
-- growth increment and the max size for the
-- primary data file.
CREATE DATABASE MyDB
ON PRIMARY
( NAME='MyDB_Primary',
FILENAME=
'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\data\MyDB_Prm.mdf',
SIZE=4MB,
MAXSIZE=10MB,
FILEGROWTH=1MB),
FILEGROUP MyDB_FG1
( NAME = 'MyDB_FG1_Dat1',
FILENAME =
'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\data\MyDB_FG1_1.ndf',
SIZE = 1MB,
MAXSIZE=10MB,
FILEGROWTH=1MB),
( NAME = 'MyDB_FG1_Dat2',
FILENAME =
'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\data\MyDB_FG1_2.ndf',
SIZE = 1MB,
MAXSIZE=10MB,
FILEGROWTH=1MB)
LOG ON
( NAME='MyDB_log',
FILENAME =
'c:\Program Files\Microsoft SQL Server\MSSQL10.MSSQLSERVER\MSSQL\data\MyDB.ldf',
SIZE=1MB,
MAXSIZE=10MB,
FILEGROWTH=1MB);
GO
ALTER DATABASE MyDB
MODIFY FILEGROUP MyDB_FG1 DEFAULT;
GO
-- Create a table in the user-defined filegroup.
USE MyDB;
CREATE TABLE MyTable
( cola int PRIMARY KEY,
colb char(8) )
ON MyDB_FG1;
GO
Данная иллюстрация обобщает все вышесказанное.
.gif "Логические и физические имена файлов базы данных")