Arquitectura física de una base de datos en SQL Server

La unidad fundamental del almacenamiento de datos en SQL Server es la página. El espacio en disco asignado a un archivo de datos (.mdf o .ndf) de una base de datos se divide lógicamente en páginas numeradas de forma contigua de 0 a n. Las operaciones de E/S de disco se realizan en el nivel de página. Es decir, SQL Server lee o escribe páginas de datos enteras.

Páginas
En SQL Server, el tamaño de página es de 8 KB. Esto significa que las bases de datos de SQL Server tienen 128 páginas por megabyte. Cada página empieza con un encabezado de 96 bytes, que se utiliza para almacenar la información del sistema acerca de la página. Esta información incluye el número de página, el tipo de página, el espacio libre en la página y el Id. de unidad de asignación del objeto propietario de la página.

Tipo de página	Contenido
Datos	Las filas de datos con todos los datos, excepto los datos text, ntext, image, nvarchar(max), varchar(max), varbinary(max) y xml, cuando text in row está establecido en ON.
Índice	Entradas de índice.
Texto o imagen	Tipos de datos de objetos grandes: Datos text, ntext, image, nvarchar(max), varchar(max), varbinary(max) y xml. Columnas de longitud variable cuando la fila de datos sobrepasa 8 KB: varchar, nvarchar, varbinary y sql_variant.
Mapa de asignación global, Mapa de asignación global compartido	Información acerca de si se han asignado las extensiones.
Espacio disponible en páginas	Información acerca de la asignación de páginas y el espacio libre disponible en las páginas.
Mapa de asignación de índices	Información acerca de las extensiones utilizadas por una tabla o un índice por unidad de asignación.
Mapa cambiado masivamente	Información acerca de las extensiones modificadas por operaciones masivas desde la última instrucción BACKUP LOG por unidad de asignación.
Mapa cambiado diferencial	Información acerca de las extensiones que han cambiado desde la última instrucción BACKUP DATABASE por unidad de asignación.

Las filas de datos se colocan en las páginas una a continuación de otra, empezando inmediatamente después del encabezado. Al final de la página, comienza una tabla de desplazamiento de fila y cada una de esas tablas contiene una entrada para cada fila de la página. Cada entrada registra la distancia del primer byte de la fila desde el inicio de la página. Las entradas de la tabla de desplazamiento de fila están en orden inverso a la secuencia de las filas de la página.

Extensiones
Las extensiones son la unidad básica en la que se administra el espacio. Una extensión consta de ocho páginas contiguas físicamente, es decir 64 KB. Esto significa que las bases de datos de SQL Server tienen 16 extensiones por megabyte.

Para hacer que la asignación de espacio sea eficaz, SQL Server no asigna extensiones completas a tablas con pequeñas cantidades de datos. SQL Server tiene dos tipos de extensiones:

• Las extensiones uniformes son propiedad de un único objeto; sólo el objeto propietario puede utilizar las ocho páginas de la extensión.
• Las extensiones mixtas, que pueden estar compartidas por hasta ocho objetos. Cada una de las 8 páginas de la extensión puede ser propiedad de un objeto diferente.

Archivos de base de datos
Las bases de datos de SQL Server 2005 utilizan tres tipos de archivos:

• Archivos de datos principales: El archivo de datos principal es el punto de partida de la base de datos y apunta a los otros archivos de la base de datos. Cada base de datos tiene un archivo de datos principal. La extensión recomendada para los nombres de archivos de datos principales es .mdf.

• Archivos de datos secundarios: Los archivos de datos secundarios son todos los archivos de datos menos el archivo de datos principal. Puede que algunas bases de datos no tengan archivos de datos secundarios, mientras que otras pueden tener varios archivos de datos secundarios. La extensión de nombre de archivo recomendada para los archivos de datos secundarios es .ndf.

• Archivos de registro: Los archivos de registro almacenan toda la información de registro que se utiliza para recuperar la base de datos. Como mínimo, tiene que haber un archivo de registro por cada base de datos, aunque puede haber varios. La extensión de nombre de archivo recomendada para los archivos de registro es .ldf.

Páginas de archivo de datos

Las páginas de un archivo de SQL Server 2005 están numeradas secuencialmente, comenzando por 0 para la primera página del archivo. Cada archivo de una base de datos tiene un número de identificador único. Para identificar de forma única una página de una base de datos, se requiere el identificador del archivo y el número de la página.

Archivos de instantáneas de bases de datos
La forma de archivo que utiliza una instantánea de base de datos para almacenar sus datos de copia por escritura depende de si la instantánea la ha creado un usuario o se utiliza internamente:

• Una instantánea de base de datos que crea un usuario almacena sus datos en uno o más archivos dispersos. La tecnología de archivos dispersos es una característica del sistema de archivos NTFS. Al principio, un archivo disperso no incluye datos de usuario y no se le asigna espacio en disco.

• Las instantáneas de bases de datos las utilizan internamente algunos comandos DBCC. Entre estos comandos se incluyen: DBCC CHECKDB, DBCC CHECKTABLE, DBCC CHECKALLOC y DBCC CHECKFILEGROUP. Una instantánea de base de datos interna utiliza secuencias de datos alternativos dispersos de los archivos de base de datos originales.