Попеременное обновление программного обеспечения
Oracle позволяет производить попеременное обновления (patch) программного обеспечение в RAC. Обновление производится по очереди на каждом узле, при этом в нерабочем состоянии находится только один узел, а остальные продолжают работать. Подобный сценарий допустим со специально помеченными для этого обновлениями. Эта возможность присутствует в RAC начиная с Oracle 10g.
Для Oracle Clusterware ВСЕ обновления могут быть применены попеременно.
Поддержка попеременного перехода между версиями
Oracle Clusterware поддерживает попеременный переход на узлах между версиями. Такую же возможность предоставляет Automatic Storage Management, начиная с версии Oracle 11g. Всё это обеспечивает беспрерывное функционирование бизнеса в режиме 24x7.
Real Application Clusters позволяет производить попеременный переход между версиями с перерывами в работе близкими к нулевым при помощью логической резервной базы данных (SQL Apply) Data Guard. В случае реализации данного сценария, сначала логическая резервная переводится на новую версию. В этот момент времени базы данных Data Guard работают под управлением различных версий СУБД Oracle. После того как на новом программном обеспечении произведены все необходимые тесты для подтверждения работоспособности системы, осуществляется переключение ролей между основной и резервной базами данных. Следующими шагами являются перевод на новую версию основной базы данных, а затем обратное переключение ролей. В случае отказа от продолжения перехода, во время работы в смешанном режиме возможен откат изменений без потери данных. Для дополнительной защиты при выполнении данной процедуры может использоваться другая резервная база данных.
Oracle Clusterware: Защита других приложений
Кроме поддержки работы кластерных баз данных RAC программное обеспечение Oracle Clusterware для любых других приложений позволяет создать среду так называемого "Failover" кластера. В таком кластере защищаемая задача работает только на одном узле и в случае его сбоя мигрирует на другой "живой" узел кластера. Эта возможность реализована в Oracle Clusterware начиная с версии 10g Release 2.
Включение приложения в среду высокой доступности Oracle Clusterware состоит из трёх этапов:
• Создание внешней программы для старта, мониторинга и остановкиприложения, принимающей от Clusterware один из возможных аргументов - "start", "stop" или "check".
• Создание профиля приложения. В профиле кроме имени приложения и управляющей программы определяются узлы, на которых приложение может работать, и политика их выбора, зависимости приложения от других ресурсов кластера, в том числе VIP, временные параметры мониторинга, повторного старта и другие.
• Регистрация профиля приложения. Кроме этого, для большей интеграции приложений в Oracle Clusterware есть программный интерфейс 'C'(API). С помощью этого интерфейса защищаемая программа во время работы может манипулировать содержимым Oracle Cluster Registry (OCR), и изменять поведение Oracle Clusterware по управлению приложением.
Даже без использования RAC кластерная конфигурация, построенная с помощью Oracle Clusterware, может обеспечить высокую готовность работающим на нем приложениям, в том числе некластерным экземплярам СУБД Oracle, позволить консолидацию дисковых систем и простой переход к RAC в дальнейшем, когда для баз данных Oracle потребуется еще большая доступность и гибкое масштабирование.
Oracle Clusterware является бесплатным программным обеспечением и лицензировано для использования на кластере при условии:
• защищаемое программное обеспечение произведено компанией Oracle;
• защищаемое программное обеспечение использует базу данных Oracle;
• защищаемое программное обеспечение работает на Oracle Unbreakable Linux;
• по крайне мере на одном из узлов кластера лицензирована для использования СУБД Oracle редакций Enterprise или Standard.
Кластером считается группа компьютеров с выполняемым на них Oracle Clusterware и одним набором файлов OCR и Voting File.
Описание примера: В кластер с помощью Oracle Clusterware объединены четыре компьютера с одним набором файлов OCR и Voting File, расположенных на общих дисковых устройствах. На кластере под управлением Clusterware работают четыре приложения: приложение A на узле 1, приложение B на узле 2, приложение С на узле 3, некластерная СУБД Oracle работает на узле 4. Для всех четырех приложений любой другой узел может быть сконфигурирован в качестве резервного. Узлы 1 и 2 используются для работы кластерной СУБД Oracle.
Automatic Storage Management
Механизм Automatic Storage Management (ASM) изначально представленный в СУБД Oracle 10g объединяет в себе кластерную файловую систему и возможности менеджера томов. ASM входит в стандартный функционал СУБД Oracle и не требует дополнительного лицензирования. ASM сокращает стоимость владения системами хранения для файлов СУБД Oracle, автоматизируя множество дисковых операций.
Механизм ASM производит балансировку распределения данных между дисковыми устройствами для оптимизации производительности и защищает данные при поддержке их избыточности.
Возможности ASM доступны как в одиночных экземплярах СУБД Oracle, так и в кластерных базах данных под управлением Oracle RAC. При этом ASM может использоваться по желанию, и его возможности могут быть применены в смешанных конфигурациях, когда одна часть файлов размещается на дисковых группах ASM, а другая на альтернативных файловых системах или на неформатированных разделах дисков.
ASM производит виртуализацию дисковых устройств - отдельные диски объединяются в дисковые группы, являющиеся единицами хранения файлов с точки зрения администратора базы данных и самой СУБД Oracle. Кроме сокращения количества единиц управления, СУБД Oracle может производить автоматическое именование файлов базы данных.
Механизм ASM производит оптимизацию распределения данных между дисковыми устройствами одной дисковой группы, используя технологию схожую с идеей чередования данных (striping), но по собственному алгоритму. Для этого ASM разбивает данные на экстенты размером в 1 мегабайт или 128 килобайт в зависимости от типа файла.
Кластерные технологии СУБД Oracle
Механизм ASM позволяет изменять состав дисковых групп "на лету", без остановки доступа к данным на них расположенных. При добавлении или удалении дискового устройства из дисковой группы ASM производит автоматическую перебалансировку данных. Перебалансировка может осуществляться с разной степенью интенсивности, что позволяет избежать падения производительности производимых в этот момент операций ввода-вывода с базами данных.
ASM поддерживает три режима избыточности данных:
• External - избыточность не поддерживается. Рекомендуется использовать при применении RAID массивов осуществляющих избыточность данных на аппаратном уровне;
• Normal - 2-х кратная избыточность. Поддерживаются две копии одного экстента.
• High - 3-х кратная избыточность. Поддерживаются три копии одного экстента.
Для защиты от сбоев аппаратных устройств обеспечивающих работу сразу множество дисков, в дисковых группах можно определить failure группы, при этом избыточность данных будет поддерживаться между дисками находящимися в различных failure группах. Это позволяет обеспечить "зеркалирование" данных между дисками, находящимися под управлением разных контроллеров и даже между отдельными дисковыми массивами.
Основными нововведениями ASM версии Oracle 11g являются:
• Быстрая ресинхронизация при кратковременном сбое - позволяет отслеживать изменение экстентов в случае кратковременной недоступности части дисковой подсистемы, содержащей дублированные данные. В этом случае после устранения проблем нет необходимости производить полное восстановление данных на вновь включенных в конфигурацию дисковых устройствах, - восстанавливаются только те экстенты, дубликаты которых были изменены за время недоступности дисков.
• Улучшенная поддержка очень больших баз данных - размер экстента файла базы данных отныне будет варьироваться в зависимости от его размеров. Размеры экстентов могут варьироваться от 1 единицы размещения (Allocation Unit) до 8 и 64 единиц. Кроме этого при создании дисковых групп разрешено устанавливать единицу размещения отличную от значения по умолчанию в 1МБ. Возможные значения могут быть 1/2/4/8/16/32/64МБ. И то, и другое новшество позволяют: увеличить максимальные размеры управляемого дискового пространства (до 140PB без избыточности, 42PB c 2-х кратной избыточностью, 15PB с 3-х кратной), сэкономить ресурсы памяти и увеличить производительность.
• Предпочтительная группа сбоя при чтении - эта возможность позволяет указать для каждого узла предпочтительную группу дисков для чтения, что очень важно при построении катастрофоустойчивых решений, когда дисковые массивы и узлы располагаются на значительном расстоянии друг от друга, что характерно для территориально разнесенных кластеров.
• Попеременное обновление программного обеспечения ASM - позволяет производить обновление по очереди на каждом из узлов кластера. Во время выполнения процедуры обновления на узлах допускаются различные версии программного обеспечения.
Консолидация дисковых устройств хранения
Automatic Storage Manager с помощью Oracle Clusterware позволяет произвести консолидацию дисковых ресурсов в группы, так что они могут использоваться совместно всем базами данных, работающими на одном кластере. Для пользования совместным дисковым пулом база данных не должна быть кластерной, в этом случае опадает необходимость приобретения лицензий Real Application Clusters.
Описание примера: Для всех баз данных работающих на кластере, объединенном
Oracle Clusterware, используется единый пул дисковых устройств. Файлы кластерной базы данных с экземплярами на узлах 1 и 2, кластерной базы данных с экземплярами на узлах 3 и 4 и не кластерной базы данных с экземпляром на узле 4 размещаются в общих дисковых группах под управлением кластерной конфигурации ASM.
Real Application Testing - новая опция СУБД Oracle 11g
Принципиальным отличием опции Real Application Testing от известных средств эмуляции нагрузки является то, что вместо трудоемкого создания синтетического теста, производится ее захват на промышленной системе. Захваченная в виде SQL команд нагрузка воспроизводится на тестовом стенде с последующим автоматическим анализом исполнения.
Таким образом, опция Real Application Testing для многих заказчиков и разработчиков делает реальным недостижимое полнофункциональное тестирование с реальным объемом нагрузки, а значит существенно снижает риски миграции на новую платформу.
Пример возможного сценария работы с опцией Real Application Testing:
• Полное резервное копирование производственной БД - это обеспечит аккуратное воспроизведение нагрузки на тестовой системе и снизит
количество логических ошибок;
• Захват и сохранение в двоичные файлы активности клиентов базы данных при минимальном воздействии на систему. Возможные фильтры: по
отдельным сессиям, по именам пользователей, модулей, программ или сервисов;
• Восстановление на тестовой системе копии производственной БД. Желательна установка системного времени на время начала захвата
активности;
• Трансформация захваченных файлов в проигрываемый формат, для возможного многократного воспроизведения;
• Установка режима воспроизведения: синхронный или асинхронный.
Синхронный режим гарантирует последовательность действий, точно в том порядке, в котором они были произведены. Асинхронный режим порядок действий не сохраняет (подходит для стресс-тестов).
• Запуск воспроизведения нагрузки на тестовой базе данных.
• Получение отчетов.
Дополнительные настройки при воспроизведении тестов для асинхронного режима:
• время между sql вызовами:
• 0% - выполнять как можно быстрее;
• <100% выполнять быстрее, чем в реальной ситуации;
• 100% выполнять точно как в реальной ситуации;
• > 100% выполнять медленнее, чем в реальной ситуации
• последовательность входа сессий:
• 0% - все сессии соединяются в БД немедленно;
• 100% все сессии соединяются точно так, как в реальной ситуации;
• порядок операций commit:
• сохранять порядок операции;
• не сохранять порядок операций.
Кроме этого можно указать, число сессий, которые должны воспроизводить нагрузку.
Автоматически формируемая отчетность включает:
• Число строк, которые вернул каждый sql вызов в промышленных и тестовых системах, и отклонение между ними;
• Отчетность по ошибкам для каждого вызова для новых ошибок, которые произошли на тестовой системе, а так же по ошибкам, которые изменились на тестовой системе;
• Отчеты Automatic Workload Repository (AWR)
Все операции по захвату, воспроизведению нагрузки осуществляются из графического интерфейса Enterprise Manager (EM)
В версии СУБД Oracle 10.2.0.4 планируется появление возможности захвата нагрузки на СУБД Oracle 10g для ее воспроизведения ее на СУБД Oracle 11g, что позволит значительно упростить переход с одной версии на другую.
Опция Real Application Testing может работать как с кластерной так не-кластерной базой данных. Но особую пользу она может принести именно при миграции приложений в среду Oracle RAC.
Заключение
Технология Oracle Real Application Clusters предназначена для обеспечения гибкой экономичной масштабируемости и высокой доступности. Защищая от сбоев программной и аппаратной части, Oracle RAC обеспечивает непрерывный доступ к данным.
Технология RAC объединяет мощности нескольких компьютеров в единую вычислительную систему для решения задач по обработке и управлению информацией в базе данных. При этом Oracle RAC является единственной жизнеспособной альтернативой большим SMP-системам для приложений всех типов, включая хранилища данных и системы с массивной оперативной обработкой транзакций.
RAC и Grid-технологии дают возможность радикально снизить эксплуатационные затраты и обеспечить новый уровень гибкости, делая корпоративные системы более адаптивными и динамичными. Динамическое обеспечение узлами, устройствами хранения, центральными процессорами и оперативной памятью позволяет быстро и эффективно гарантировать необходимые уровни обслуживания при одновременном снижении затрат за счет лучшего использования ресурсов. Среда RAC полностью прозрачна для приложения, работающего с кластерной базой данных - его не требуется модифицировать.
Даже без использования RAC построение кластерной конфигурации на основе Oracle Clusterware может принести выгоды. Oracle Clusterware позволяет обеспечить высокую доступность для приложений разработанных другими производителями, а совместное его использование с Automatic Storage Management даёт возможность построить единый кластеризованный пул дисковых устройств предприятия.
Окончание.