Динамически масштабируемое параллельное выполнение
Другим способом распределения нагрузки в базе данных Oracle является использование функции параллельного выполнения запросов. Параллельное выполнение (параллельный запрос или параллельный DML) распределяет работу по выполнению команды SQL между несколькими процессами. В среде Oracle Real Application Clusters эти процессы могут быть принадлежать разным экземплярам СУБД. Оптимизатор по стоимости СУБД поддерживает функцию параллельного исполнения как фундаментальный компонент при создании планов выполнения SQL-команд. В среде Real Application Clusters принятие решений о распараллеливании задачи зависит от возможностей внутриузлового и межузлового параллелизма. Например, если для конкретного запроса необходимо шесть процессов для его выполнения и шесть процессоров локального узла (узла, к которому подключен пользователь) свободны, то запрос будет обрабатываться только при помощи локальных ресурсов. Это демонстрирует эффективность внутриузлового параллелизма, при котором исключается распределение запроса между множеством узлов. Однако если в локальном узле доступны только два процессора, то для обработки запроса будут использоваться два процессора локального и четыре процессора другого узла. Таким образом, для ускорения операции с запросами используются как межузловой так и внутриузловой параллелизмы.
Оптимизатор Oracle способен изменять уровень запрашиваемого параллелизма в зависимости от загруженности системы. При недостаточном количестве свободных ресурсов, оптимизатор может понизить уровень параллелизма или даже вообще отменить распараллеливание выполнения. Это свойство является важным для сохранения стабильности работы системы, любая перегрузка системы может привести к резкой деградации производительности всех выполняемых задач.
Технология RAC в территориально-разнесенном кластере
Территориально-разнесенный кластер - это архитектура, в которой узлы кластера находятся в разных Центрах Обработки Данных (ЦОД). Благодаря технологии Oracle RAC все узлы кластера, независимо в каком ЦОД они располагаются, включены в активную работу, как и в случае локального кластера. С этой точки зрения технология Oracle RAC является уникальной. Плюс к этому Oracle RAC в территориально-разнесенном кластере обеспечивает необычайно быстрое восстановление, в случае сбоя на какой-либо площадке. В связи с тем, что эта архитектура вызывает очень большой интерес и имеет успешные реализации, важно понять, где ее применение приносит наибольшую пользу с учётом расстояний, задержки в передаче сигнала и обеспечиваемую ей степень защиты.
Ограничением в применении этой технологии могут быть значительные задержки при передаче сигнала на больших расстояниях. Наилучшим образом эта архитектура может быть реализована, когда два центра данных находятся относительно близко друг от друга (не более 100 км), а между центрами уже существуют достаточно дорогие прямые каналы связи без использования на их протяжении дополнительных ретранслирующих устройств.
Технология RAC для Extended Distance Clusters обеспечивает более высокую доступность, чем локальный RAC, но она может удовлетворять не всем требованиям мер по восстановлению работы в чрезвычайных ситуациях. Разнесение частей кластера на удаленные площадки является хорошей защитой от многих катастрофоподобных обстоятельств (локальное отключение электропитания, пожар, затопление помещения сервера, теракт), но не от всех. Такие стихийные бедствия, как землетрясения, ураганы или потопы, могут охватывать очень большую территорию. Компания должна произвести анализ и определить, могут ли оба центра обработки данных пострадать от одного и того же стихийного бедствия. Для всеобъемлющей защиты от различных угроз, включая защиту от повреждений данных и от региональных стихийных бедствий, специалисты компании Oracle рекомендуют использовать Oracle Data Guard совместно с технологией RAC, как описано в руководствах Oracle по архитектуре высокой доступности. Кроме этого Data Guard дает дополнительные преимущества, например поддержку поочередных обновлений версий Oracle.
Настроить территориально-разнесенный кластер сложнее, чем локальный. Особое внимание следует уделить месторасположению узлов, "кворуму" дисков и размещению устройств хранения с данными. При правильном применении эта архитектура может обеспечить более высокую доступность, чем база данных с локальным RAC. Для создания территориально-разнесенных кластеров можно использовать комбинацию программного обеспечения Oracle Clusterware, Oracle Real Application Clusters и Automatic Storage Management.
Создание и управление кластерной средой Oracle
Программное обеспечение Oracle Real Application Clusters создает из кластерной конфигурации единый образ не только для клиентских приложений, но и для администратора, что упрощает настройку и управление. Кластерная база данных RAC может быть установлена и сконфигурирована с любого узла входящего в кластер. Работу с кластерной конфигурацией поддерживают все средства и программы для управления базой данных, включая универсальную программу инсталляции ПО Oracle (OUI), Oracle Enterprise Manager, программу-ассистента конфигурирования базы данных (DBCA), программу-ассистента по модернизации версии базы данных (DBUA), программу-ассистента по конфигурированию сети (NETCA) и утилиты командной строки, такие как srvctl.
Утилита проверки кластера
В СУБД Oracle 10g Release 2 появилось новое средство проверки конфигурации кластера. Средство проверки кластера помогает устранять ошибки проведением ревизии до установки программного обеспечения, после его установки и при любых изменений конфигурации. Оно также может использоваться для текущей проверки кластера. Это утилита может быть вызвана из интерфейса командной строки или через API при помощи других программ, например универсальной программы установки Oracle Universal Installer (OUI).
Oracle Enterprise Manager
Программный пакет Enterprise Manager традиционно предлагаются как средство управления инфраструктурой программного обеспечения Oracle. В версии Enterprise Manager 10g пакет значительно переработан, так, например доступ к графическому интерфейсу управления теперь осуществляется через веб-браузер. Enterprise Manager для управления СУБД Oracle предлагается в двух редакциях:
• Database Control - средство управления одной базой данных Oracle, автоматически настраивается при помощи DBCA во время создания базы данных.
• Grid Control - средство управления информационной инфраструктурой предприятия, включая базы данных Oracle, устанавливается с отдельного компакт диска, включенного в поставку СУБД Oracle.
Оба средства поддерживают работу с кластерами и обладают централизованной консолью для управления кластерной СУБД.
Страница управления кластерной базой данных "Cluster Database" позволяет:
• Следить за общим состоянием системы, например, за количеством и текущим состоянием всех экземпляров кластерной СУБД.
• Видеть предупреждения, полученные со всех экземпляров, а также углубляться в систему для детального изучения источника каждого
предупреждения.
• Устанавливать пороги отслеживаемых показателей для генерации предупреждений на уровне кластерной базы данных.
• Выполнять мониторинг показателей производительности со всех экземпляров: агрегированных или отображенных друг с другом так, чтобы их можно было легко сравнить между собой. В случае необходимости можно произвести детализацию по отдельным компонентам.
• Контролировать статистику когерентности кэша кластера (например, global buffer gets и др.)
• Производить операции уровня всей кластерной базы данных: создание резервных копий и восстановление базы данных, запуск и остановка
экземпляров и т. д.
• Управлять Сервисами, выполняя такие операции, как создание, изменение, запуск/остановка, включение/выключение или перемещение Сервисов, и производить мониторинг их производительности.
На странице "Cluster" пакета Grid Control можно просматривать состояние аппаратного обеспечения кластера и операционной системы в целом - это особенно полезно, когда кластер обеспечивает работу множество баз данных. Страница даёт обзор общего состояния компонент кластера с возможностью перехода к отдельным экземплярам СУБД.
Grid Control 10g Release 2 может произвести автоматическое преобразование отдельного экземпляра базы данных Oracle в кластерную базу данных под управлением RAC. Кроме этого при помощи Enterprise Manager можно осуществить начальное создание кластера, включая инсталляцию программного обеспечения и конфигурацию Oracle Clusterware. Содержимое домашнего каталога программного обеспечения Oracle (Oracle Home), используемого для инсталляции, может храниться либо в Enterprise Manager как "Золотой образ" или на любом известном сервере. "Золотой образ" может быть создан из образцовой копии установленного программного обеспечения Oracle Clusterware или Real Application Clusters 10g Release 2. При клонировании программного обеспечения выполняются без исключения все действия по установке и конфигурации RAC и Oracle Clusterware, в том числе запуск "root.sh" под правами привилегированных пользователей и необходимые шаги до и после инсталляции. Эта справедливо и при добавлении нового узла к уже существующему кластеру. Для ОС Linux программное обеспечение от Oracle может установить "образ системы" на "голое железо". В такой "образ" может входить операционная система, агент Oracle Enterprise Manager, Oracle Clusterware и СУБД Oracle с Real Application Clusters. Каждый "образ" можно связать с профилем аппаратного обеспечения. Все компоненты "образа" хранятся как "Золотые образы" в Enterprise Manager. "Мастер по установке" позволяет производить выбор аппаратного обеспечения и устанавливать полный стек программного обеспечения на новый сервер. Новый узел добавляется к кластеру автоматически.