Folien

Oracle
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Oracle Real Application Cluster
[email protected]
BU Datenbank
Oracle Deutschland GmbH
Agenda
• Hochverfügbarkeit für Datenbanken
• Virtualisierung
• Oracle Datenbank Grid
• Oracle Real Application Clusters
• Verfügbarkeit
• Skalierbarkeit
• Flexibilität
• Oracle Grid Infrastruktur
• Oracle Clusterware
• Oracle Automatic Storage Management
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Cold Failover Cluster
• Benötigt Storage Failover, Shared Filesystem oder ASM
• Lange Failover-Zeiten
• Ressourcen müssen erst gestartet werden
• Datenbankinstanz nicht „warm“
• Keine Ressourcenausnutzung des zweiten Knotens
• Sizing für Ausfall
• Skalierung nur Horizontal
Shared Nothing Cluster
A-F
G-M
N-S
T-Z
• Ressourcen werden nicht gleimäßig verwendet
• Lange Failover Zeiten
• Alle Benutzer sind betroffen
• Ressourcen müssen auf einem neuen Knoten gestartet werden
• Unausgewogene Datenzugriff nach Failover
• Daten müssen partitioniert werden => Keine direkte Skalierbarkeit
Real Application Cluster
Oracle Real Application Cluster
•
•
•
•
Aktiv-Aktiv Shared Disk Cluster
Unlimitierte Skalierbarkeit (Test mit 100 Knoten)
Erweiterte HA-Konzepte verfügbar (e.g. Desaster Recovery DG)
Performance-Optimierungen
• Parallelisierung, Ressourcemanager, Partitionierung
• Vorraussetzung Shared Filesystem oder ASM
Virtualisierung 2 Ansätze
Grid Computing
Zusammenfassen mehrerer
physischer Server
zu einem logischen großen
Virtualisierung
Splitten eines physischen
Servers in mehrere
logische kleine Server (VMs)
Server Virtualisierung/VMs
Definition : ”Disaggregation eines Physikalischen Servers in
mehrere Virtuelle Server.”
• Verschiedene
Betriebssysteme und
Applikationen teilen denselben
Physikalischen Server
• Unterstützung gleichzeitiger
Aktivität Heterogener
Betriebssysteme
• Isolation der Ressourcen für
jedes Betriebssystem
• Dynamische Rekonfiguration
Oracle
Oracle
10g
NFS
11g
WinXP
RH 4.0
OEL 4.0
Virtual
Machine
Virtual
Machine
Virtual
Machine
Virtual Machine Monitor
Hardware (SMP, MMU, physical
memory, Ethernet, IDE/SCSI)
Server Virtualisierung/Partitionierung
Definition : ”Disaggregation eines Physikalischen Servers in
mehrere Server, indem Teile des Servers in unabhängige
Partitionen aufgeteilt werden.”
• Unterstützt von allen gängigen
UNIX Systemen
• Implementiert über die Firmware
• Partitionen können dynamisch
verändert werden im
Zusammenhang mit einem
Resource Manager
• Trennung zwischen Server
Partitionierung und Virtuellen
Maschinen “verschwimmt”
• Zielrichtung: Virtuelle Partitionen.
• 4 Separate Server
• Dedizierte & gemeinsam benutze
CPU, RAM, I/O
• OS & H/W Isolation
• Granularität geht auf Teil-CPU
• Aktueller Trend: Virtual I/O
• Virtualisiert Netzwerk und SAN
Zugriffe zwischen den Partitionen
Server Pooling
Definition : ”Aggregation mehrer Physikalischer Server zu
einem Virtuellen Server.”
• Mehrere Server agieren wie
ein großer Server
• Erlaubt Skalierung über
Rechnergrenzen hinweg
• Bietet HA & Skalierbarkeit
• Benötigt Clusterfähige
Infrastruktur Software
• Oracle RAC
• Oracle Application Server
• Cluster File System
Oracle Real Application
Clusters 11g
Clusterware Software
OS
OS
OS
Hardware
Hardware
Hardware
Komplementäre Technologien!
• Server Pooling & Server Virtualisierung sind komplementär:
• Virtualisierung innerhalb eines Servers (Vertikale Skalierung)
• Virtualisierung über einzelne Server (Horizontale Skalierung)
• Server Virtualisierung bietet
• Einfache, schnelle Konsolidierung nicht ausgelasteter Server
• Verringerter Platz-, Strom- und Kühlungsbedarf
• Schnelle Provisionierung neuer Umgebungen
• Server Virtualisierung bietet nicht
•
•
•
•
Geschäftszuverlässigkeit
Skalierung über Rechnergrenzen hinweg
Hohe Performance (Overhead von VMs)
Reduzierung von Administrationskosten
• Reine Server Virtualisierung ist ideal für kleinere Nutzlasten,
Umgebungen die schnell bereitgestellt werden müssen und nicht
kritische Applikationen
• Reines Server Pooling ist perfekt für größere Nutzlast und
Geschäftskritische Applikationen
Agenda
• Hochverfügbarkeit für Datenbanken
• Oracle Datenbank Grid
• Oracle Real Application Clusters
• Verfügbarkeit
• Skalierbarkeit
• Flexibilität
• Oracle Grid Infrastruktur
• Oracle Clusterware
• Oracle Automatic Storage Management
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Aktueller Oracle RAC Status
10 Jahre
12,000
Kunden
Was ist RAC:
Die geclusterte Datenbank (Shared All)
Network
Benutzer
Zentrale
Verwaltungskonsole
Interconnect
High Speed
Switch oder
Interconnect
Kein SPOF
(Single Point
Of Failure)
Clustered
Datenbank Server
Hub oder
Switch
Fabric
Gespiegeltes
Platten
Subsystem
Storage Area Network
Verfügbarkeit: Allstate
•
•
•
•
Im Moment 4 Knoten aber weitere geplant
12 Dual Core Prozessoren pro Knoten
24 total “Cores” pro Knoten
Intensiver Gebrauch von Oracle Datenbank 10g Services zur
Lastverteilung, wo und wann diese gebraucht wird
• Eckpfeiler einer vollständigen HA Lösung
hosted airlines
Uptime on central system
Physical database
accesses / sec
world’s scheduled
network airline seats
bookings processed
End-user requests / sec
RAC Verfügbarkeit: Rolling Patching
a
2
1
Node 1 shut down/patched/started
Both nodes running
EM
a
a
a
4
Node 2 shut down & patched
3
Nodes in mixed mode
RAC: Skalierbarkeit
Data A-Z
• Klein starten, inkrementell wachsen
• Skalierbar UND Hochverfügbar
• Hinzufügen von Kapazität ohne Ausfallzeit
RAC: Skalierbarkeit
• Big Iron
• Kauf auf Basis des
erwarteten Wachstums
• Hohe Inkrementelle Kosten
• Low cost clusters
• Kauf, wenn notwendig
• Kleine inkrementelle
Schritte mit aktueller
Hardware (Preis &
Geschwindigkeit)
RAC: Skalierbarkeit
• eBay in Latin America
• Betreibt den Marktplatz auf RAC
• Schritt für Schritt erweitert mit
„wachsendem“ Marktplatz
1,500,000
Nodes
Business Volume
2,000,000
1,000,000
500,000
0
2004
2005
2006
2007
RAC: Skalierbarkeit
Knotenkommunikation ist unabhängig von der Clustergröße
Instance A
Instance B
3
Current
225
Update
Block 10
1
Requester
Instance C
GCS
200
Coordinator
2
Holder
RAC: Skalierbarkeit
Stock Exchange Nutzlast Test
8
2000 tps
80%↑
3600 tps
67%↑
80%↑
6480 tps
64%↑
67%↑
# of CPUs
6
1200 tps
83%↑
2200 tps
78%↑
3888 tps
70%↑
6424 tps
4
88%↑
640 tps
83%↑
88%↑
1200 tps
76%↑
84%↑
2208 tps
2
# of Nodes
1
2
4
6
8
RAC: Skalierbarkeit
Vergleichbar oder sogar Besser als SMP zu geringeren Kosten
140%
120
100
80
SMP
RAC
60
40
20
0
OASB
16 CPUs
IBM
TPC-C
64 CPUs
HP/ Intel
Telecom
Loan
72 CPUs
Sun
48 CPUs
Sun
RAC: Flexibilität und Agilität
Vorher
• Verfügbarkeit basierend auf passiver HW
• Keine automatische Skalierbarkeit
• Server HW dediziert für die Applikation
ERP
DW
Web
CRM
RAC: Flexibilität
Enterprise Grid Computing
• Maximale Verfügbarkeit und grenzenlose Skalierbarkeit
• Server Hardware wird von allen Applikationen verwendet
Services
ERP
ERP spare
DW
ERP data
Web
CRM
Web data
Data A-Z
DW data
CRM data
RAC: Flexibilität
Enterprise Grid Computing
• Maximale Verfügbarkeit und grenzenlose Skalierbarkeit
• Server Hardware wird von allen Applikationen verwendet
Services
ERP
DW
ERP
DW
Web
ERP data
Data A-Z
DW data
Web
CRM
Saisonabhängig
hinzufügen
Web
vondata
Services
für Web/DW
CRM data
Load Balancing Advisory
(LBA)
• Load Balancing Advisory gibt
„Ratschläge“ zur Lastverteilung
über RAC Instanzen
• Alle Applikationen (OCI, JDBC)
• Lastverteilung (Durchsatz, Priorität)
• Keine Last auf „Hängende“ Knoten
Connection Pool
LBA Advice:
OLTP Service
instance1 33%
80%
instance2 33%
10%
instance3 34%
10%
Konsolidierte Datenbank
Node-1
Node-1
Node-2
Node-3
Node-4
Node-5
Node-6
Point of Sale
CRM
Orders
Collabsuite
Report Billing
ing
DW
Intel Factory Automation
Konsolidierte DSS Clustered Datenbank
Nodes for Dataset B
Nodes for Dataset A
Nodes for Dataset C
Node 1
Node 2
Node 3
Node 4
Node 5
Node 6
Node 7
Node 8
Node 9
inst1
inst2
inst3
inst4
inst5
inst6
inst7
inst8
inst9
Node 10
inst10
DB
•
•
Konsolidierte 3 DSS Datenbanken in eine Cluster Datenbank
Verwendung vom Automatic Workload Management (Services) zur
Funktionsverteilung unterschiedlicher User auf die Knoten
•
•
•
•
•
Dataset A
Dataset B
Dataset C
: Knoten 1, 2, 3, 4 (Service für Data loading & Query)
: Knoten 5, 6,7 (Service für Data loading & Query)
: Knoten 8, 9, 10 (Service für Data loading & Query)
Transparent Application Failover (TAF) für alle Query Services
Parallelisierung über mehrere Knoten über Instance Groups passend zu den
Services
29
Verbindungsaufbau mit SCAN
Application Server
Oracle RAC
Database
SCAN
Listeners
Clients
Local
Listeners
Einfacher Cluster Zugriff
Application Server
Oracle RAC
Database
SCAN
Listeners
Clients
Listeners
Agenda
• Hochverfügbarkeit für Datenbanken
• Oracle Datenbank Grid
• Oracle Real Application Clusters
• Verfügbarkeit
• Skalierbarkeit
• Flexibilität
• Oracle Grid Infrastruktur
• Oracle Clusterware
• Oracle Automatic Storage Management
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Oracle Grid Infrastructure 11gR2
Ein Produkt – universeller Einsatz
• Oracle Grid Infrastructure 11g Release 2 vereint
• Oracle Clusterware
• Oracle Automatic Storage Management (ASM)
•
in einem Oracle Home
• Oracle Grid Infrastructure ist die Plattform für Oracle RAC
• ASM Cluster File System (ACFS)
• Cluster Health Manager
PSFT
RAC DB1
RAC DB2
Siebel
Oracle RAC DBs
Oracle Grid Infrastructure
ASM Cluster Filesystem
Oracle Clusterware: Hochverfügbarkeit
Protected App A
Protected App B
Cluster Datenbank 1
Protected App C
Datenbank
Cluster Datenbank 2
Konsolidierter Storage Pool
durch Automatic Storage
Management
• Oracle Clusterware bietet eine hochverfügbare, konsolidierte Plattform
für eine gemeinsam genutzte Infrastruktur
• Infrastruktur fürs Server Pooling
• Einbindung von 3rd-party Applikationen zu deren Absicherung
Das „Filesystem“ Storage für Oracle
Automatic Storage Management
• Der bevorzugte Storage Manager für Oracle
Datenbanken ( Striping / Mirroring )
• Einfache online Verwaltung
• Automatisches Repair & Rebalance
• Performance von Raw Volumes
• Enge Anbindung an Oracle
• Basis für ein Storage Grid
ASM: Operationaler Stack
ASM
Vor ASM
Tabellen
Tabellen
Tablespace
Dateien
Tablespace
0010 0010 0010 0010 0010
0010 0010 0010 0010 0010
Dateien
Datei-System
Datei-System
Logical Vol
Logical Vol
Disk-Gruppe
Disk-Gruppe
Networked Storage
(SAN, NAS, DAS)
ASM
ASM: Innere Werte
• Administration
•
•
•
•
•
Einfache Provisionierung
Storage Array Migration
VM/FS CO-Existenz
SQL, EM, Command line
Konsolidierung
• Performanz
• Verteilte I/O über das
komplette verfügbare Storage
• Auto-Tuning
• ASM nicht im I/O Pfad
• Verfügbarkeit
• Automatische Wiederherstellung eines Spiegels
• Automatische Block Reparatur
• Rolling Upgrades
• RAC & Clusterware
Support
• Kosten Einsparungen.
•
•
•
•
Shared Storage Pool
Just-in-Time Provisionierung
Keine Lizenz Kosten
Keine Support Kosten
ASM: Storage Grid
• Storage Pool
• Gemeinsame Ressourcen
• Freier Plattenplatz
• IOPs
• Ermöglicht durch einen
einzigartigen Striping
Algorithmus
• Hinzufügen von neuem
Storage
• Platz wird sofort gleichmäßig
verwendet, nach dem
Hinzufügen (Rebalance
Operation)
ASM Storage Pool
LUN 1
LUN 2
LUN 3
LUN 4
Grid Infrastruktur: ASM für alle Daten
Databases
Applications
File Systems
Automatic Storage Management (ASM)
DB Datafiles
OCR and Voting Files
Oracle Binaries
3rd Party File Systems
• Datenbank Files
• Oracle Datenbank Software Installation
• ASM vollwertiger Volume Manager
• Standard Filesysteme in ASM (ext3, NTFS)
• ASM Cluster Filesystem
• Clusterware Konfigurationsfiles: OCR und Voting disk
ASM Cluster Filesystem (ACFS)
• Eigenes Cluster Filesystem
• Plattformübergreifendes
Standard Filesystem
• Ausgelegt für HA (Offlining)
und Skalierbarkeit
• Bis zu 64 Read-Write
(Copy-On-Write) Snapshots
• Verschlüsselung
• Erweiterte Security
• Replikation
Oracle RAC One Node
Die bessere Virtualisierung für Oracle Datenbanken
• Oracle RAC One Node ist eine virtualisierte
Oracle Single Instance-Datenbank
• Alle Vorteile der Virtualisierung
auf physikalischen Servern
• Server-Konsolidierung
• Standardisiertes Deployment für
alle Datenbank-Typen hinweg
• Eingebaute Failover-Technologie
• Live Migration von Datenbank-Instanzen
über Server-Grenzen hinaus (OMotion)
• Rolling Patching für Single Instance-Datenbanken
• Online Upgrade von RAC One Node zu Oracle RAC
RAC zum Selberbasteln?
• Technische Informationen
http://www.oracle.com/goto/rac
• Dokumentation
http://otn.oracle.com/documentation
• Oracle Database 11g Release 2 RAC On Linux Using
VirtualBox
http://www.oracle-base.com/articles/11g/oracle-db11gr2-rac-installation-on-oel5-using-virtualbox.php