Oracle Exadata Life Cycle & Services

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1 Oracle Exadata Life Cycle & Services Best Practices im Exadata Life Cycle Ein Whitepaper der avato consulting ag

2 Seite 2/ avato consulting ag Autoren: Ronny Egner Lutz Fröhlich Torsten Loof Stefan Panek Frank Schneede (Oracle Deutschland) avato consulting ag Siemensstr , Alzenau/Germany Telefon:

3 Seite 3/69 Inhalt 1 Exadata Projekte an jeder Ecke Zeit für ein erstes Fazit System Design und Projektplanung Analyse und Dokumentation der existierenden Systemlandschaft Workshop mit Oracle Proof of Concept (PoC) Modellauswahl Vorbereitung Data Centre Detailed Design Detailkonfiguration mittels des Exadata Deployment Assistant Hochverfügbarkeit Backup/Restore Installation und Migration Planung des Installationsprozesses Installation der Hardware Installation des Systems Datenbank-/Anwendungsmigration Migration über Export/Import Migration über Transportable Tablespace Migration mit Golden Gate Fallback Scenario Backup/Recovery Exadata Operations Integration in die Support-Organisation Horizontale versus vertikale Support-Organisation Oracle DBA oder Oracle DMA (Oracle Database Machine Administrator)? Oracle Service- & Support-Angebote Oracle Premier Support & Platinum Support Oracle ASR Weitere Oracle ACS Services Unterstützung von Oracle Partnern Exadata Patch Management: Mysterium oder planbarer Service? Was wird wann wodurch gepatcht? Bundle Patch, PSU, CPU, QDPE und QFSDP Zeitaufwand für den Patch-Vorgang...34

4 Seite 4/ Patch-Zyklen in der Praxis Empfehlungen für die erfolgreiche Patch-Installation Management- & Support Tools Provsioning/Rapid Provsioning Provisioning Rapid Provisioning Konfiguration Monitoring Patching Optimierung im Life Cycle Cell Offloading/Smart Scanning Storage Index Column Projection Predicate Filtering HCC (Hybrid Columnar Compression) Architecture Verschlüsselung/Entschlüsselung Virtual Columns Parallelisierung I/O Ressource Manager Flash Cache Conclusion Appendix Exadata Deployment Assistant Step by Step Referenzen...69

5 Seite 5/69 1 Exadata Projekte an jeder Ecke Zeit für ein erstes Fazit Ob als Basis für große und transaktionsreiche OLTP, als Data Warehouse, oder auch als Konsolidierungsplattform immer häufiger wird Exadata als ein zentraler Baustein der IT-Infrastruktur eingesetzt und viele Exadata Projekte wurden bereits abgeschlossen. Im Vordergrund der Plattformentwicklung standen Skalierbarkeit, High Performance-Datenbanken und Massendatenverarbeitung, um das System sowohl für das Datawarehousing als auch für OLTP-Anwendungen einsetzen zu können. Oracle positioniert Exadata zudem als eine ausgezeichnete Möglichkeit, Datenbankkonsolidierung auf einer einfach zu implementierenden Plattform voranzutreiben. Aus Oracle Sicht handelt es sich bei den Systemen um Engineered Systems. Mit der Exadata Database Machine wird eine vollständige Engineered IT-Infrastruktur geliefert. Die Oracle Database Machine besticht nicht nur durch hervorragende Performance. Sie ist unter anderem dafür ausgelegt, das Deployment und den Betrieb von Oracle Datenbanken deutlich zu optimieren. Sie ist sozusagen ein Allround-Talent und eine Lösung für sehr unterschiedliche Herausforderungen. Es ist an der Zeit, ein erstes Fazit aus Projekt- und Betriebssicht zu ziehen. Was sind die Voraussetzungen dafür, dass Anwendungen die Plattform bestmöglich nutzen? Wie wird Exadata optimal in bestehende Betriebsumgebungen eingepasst? Des Weiteren werden folgende Fragen beantwortet: Welche Tätigkeiten fallen an und wie sehen hier Best Practice-Ansätze aus? Wo übernimmt Oracle Aufgaben und Verantwortung im Life Cycle? An welchen Stellen sind hingegen Kunden und Oracle Partner gefragt? In welchen Bereichen erfordert eine Optimierung von Services ein Umdenken in der IT-Organisation, um den größtmöglichen Nutzen herbeizuführen? Natürlich gibt es Standardvorgehensweisen aber an welchen Stellen kann und sollte man von diesen abweichen? In diesem Dokument wird der gesamte Life Cycle einer Oracle Exadata Database Machine anhand der wesentlichen Phasen betrachtet. Dieses Whitepaper stellt dementsprechend Erfahrungen bei der Einführung, Implementierung, Betrieb und Optimierung von Oracle Exadata Systemen vor. Darüber hinaus weist das Whitepaper auf unterschiedliche Einsatzszenarien hin und behandelt Themen, die aufgrund der eingesetzten Technologien besondere Herausforderungen darstellen.

6 Seite 6/69 2 System Design und Projektplanung Delivered Ready to run so heißt es in den Beschreibungen zu Exadata von Seiten Oracles. Die Systeme werden getestet angeliefert und anschließend über Skripte durch Oracle ACS (Advanced Customer Support) installiert und konfiguriert. Die Basiskonfiguration stammt von Oracle Engineering. Alle individuellen Parameter werden über Sheets oder den Exadata Deployment Assistant eingestellt. Beim Ausfüllen der Parameter-Sheets erhält der Kunde Unterstützung von Oracle ACS. Im nächsten Schritt führt Oracle ACS alle erforderlichen Skripte automatisch aus und den Post-Check durch. Oracle wirbt damit, dass dieses Verfahren eine optimale Konfiguration für Anwendungen mit der idealen Mischung aus High Performance, hoher Verfügbarkeit sowie außergewöhnlicher Skalierbarkeit sicherstellt. Weiterhin unterstützt Oracle aktiv beim Design durch Beratung vor Ort. Diese Unterstützung kann bis hin zu einem Proof of Concept gehen. Da hier eine völlig neue IT-Infrastruktur eingeführt wird, ergeben sich kundenseitig dennoch zahlreiche Aufgaben, damit ein optimales Ergebnis erzielt wird. 2.1 Analyse und Dokumentation der existierenden Systemlandschaft Zu Beginn eines jeden Projekts, welches sich mit der Einführung einer neuen IT-Infrastruktur auseinander setzt, steht eine umfangreiche Anforderungsanalyse. Ein möglicher Ansatz besteht darin, die Ist-Architektur aufzunehmen und diese für einen gemeinsamen Workshop mit Oracle vorzubereiten. Dabei sind folgende Kennzahlen zu berücksichtigen: Prozessor Anforderungen Oracle Databanken Server Memory und SGA Planung Netzwerk Planung Disk Input/Output Operation Storage Kapazitätsplanung, inklusive Wachstum Berücksichtigung der ASM Redundanz Desaster Recovery Planung Fast Recovery Area Größe und Planung Anzahl und Größe der Datenbanken Transaktionscharakteristik Benutzeranzahl Aktuelle Engpässe (Basis können AWR Reports sein) In den meisten Fällen existieren Monitoring- oder Kapazitätsplanungswerkzeuge, welche die Bereitstellung dieser Kennzahlen zu vereinfachen.

7 Seite 7/ Workshop mit Oracle Nach Abschluss der Ist-Aufnahme und einer ausreichenden Capacity-Planung, die das Wachstum in den nächsten Jahren berücksichtigt, wird ein Workshop mit Oracle vereinbart. Im Workshop werden die Kennzahlen validiert, geprüft und gegebenenfalls vervollständigt. Oracle kann viele Fragen aus Erfahrungen mit vergleichbaren Exadata Kundenprojekten beantworten. Abschließend wird eine Entscheidungsvorlage ausgearbeitet. Zum einen dient diese als Grundlage für wirtschaftliche Berechnungen (TCO/ROI Betrachtungen) und zum anderen als Basis für einen möglichen Proof of Concept. 2.3 Proof of Concept (PoC) Ein Proof of Concept (PoC) ist bei der Entscheidung für eine neue IT-Infrastruktur kaum zu umgehen, denn durch ihn wird das Risiko wesentlich minimiert. Wird die erhoffte Performance tatsächlich erreicht? Wie läuft ein PoC für ein Exadata Projekt ab und was ist hier speziell zu beachten? Im Vorfeld werden die Ziele des Proof of Concept definiert. Dabei können Laufzeiten von Load Prozessen oder Batch Jobs und das Antwortzeitverhalten einer OLTP Anwendung eine Rolle spielen. Die Durchführung des Tests wird entweder in einem Testcenter oder auf einer bereitgestellten Maschine vorgenommen. Zentrale Punkte für den PoC sind neben den oben angesprochenen Performance-Tests vor allem auch Komprimierungs-Features sowie eine mögliche Migration der Anwendung auf Oracle Die Installationen basieren immer auf dem neusten Release. Derzeit ist es möglich, neben 11.2 auch 12.1 als DB Version zu verwenden. Beim Storage Server besteht die Wahl zwischen den Versionen und Oracle stellt die notwendige Exadata Infrastruktur und unterstützt beispielsweise beim Aufbau der Datenbank und der Anwendungsumgebung. Erst wenn alle Voraussetzungen und Anforderungen seitens des Kunden erfüllt sind, werden ausführliche Testreihen durchgeführt. Die Ergebnisse liefern die Grundlage für die Soll-Architektur.

8 Seite 8/ Modellauswahl Der nächste Schritt ist die Zielkonfiguration. Wie bereits erwähnt, sind eine belastbare Capacity-Planung und die Berücksichtigung möglicher Reserven notwendig. Wird beispielsweise im Storage der Exadata zu knapp kalkuliert, könnte dies bedeuten, dass bereits nach kurzer Zeit Engpässe entstehen. Oder, falls die Flash Recovery Area zu klein kalkuliert wurde, das Backup-Konzept muss überarbeitet werden. Erfahrungen zeigen, dass eine Reserve von mindestens 25 % eingeplant werden sollte. Soll-Architektur (Zahlen der aktuellen X4-Modellserie): Rechnersystem Eighth Rack Quarter Rack Half Rack Full Rack Anzahl Compute Nodes Anzahl Processor Cores Total Memory in GB Anzahl Storage Server Anzahl Disks Kapazität mit High Performance Disks in TB Kapazität mit High Capacity Disks in TB InfiniBand Switches Vorbereitung Data Centre Neben der Planung des Exadata Modells (oder der Exadata Modelle) muss eine gründliche Planung im Data Centre vorgenommen werden. Ein Oracle Support Mitarbeiter unterstützt hierbei vor Ort. Es werden der Zugang zum Data Centre, Stromversorgung, Klimatisierung und weitere Parameter geprüft.

9 Seite 9/ Detailed Design Zum Abschluss der Konfiguration sollten folgende Bereiche genauer betrachtet werden: Netzwerk: Domain-Name, IP-Adresse des Nameservers und Networktime Servers; Management Netzwerk Adressen; Client Netzwerkadressen und Client Gateway Netzwerkadressen; Zusätzliche Netzwerkadressen für das Bonding; Sämtliche Vorbereitungen in Absprache mit der Netzwerkgruppe innerhalb des Unternehmen (um beispielsweise die doppelte Vergabe von Adressen zu vermeiden); Storage/ASM: Es gibt zwei Arten von Festplatten: * High Performance mit 1,2 TB Bruttokapazität; * High Capacity mit 4 TB Bruttokapazität; (Hinweis: In einem Exadata System können keine unterschiedlichen Disk-Typen verbaut werden. Ein Mischbetrieb mit 1,2 TB und 4 TB Disks innerhalb eines Systems ist nicht möglich. Erweiterungen mit anderen Disks können genutzt werden.) * Flashcache Storage: Neben den Festplatten stehen zusätzlich mehr als 44 TB für die Performance- Optimierung zur Verfügung. Daher sind Engpässe im I/O Bereich fast ausgeschlossen. Empfehlung: High Capacity Platten mit 4 TB Kapazität; Die Gesamtkapazität vergrößert sich dadurch enorm, auch wenn I/O Performance einbüßt wird. Hier ein Vergleich der Bruttokapazität 1,2 TB versus 4 TB Disk (Wichtig zu beachten ist, dass nach der ASM Konfiguration nur noch knapp 50% des Brutto-Speicherplatzes zur Verfügung stehen.): Rechnersystem Quarter Rack Half Rack Full Rack High Performance Disks in TB High Capacity Disks in TB Oracle ASM: Exadata nutzt zur Storage-Verwaltung Oracle ASM. Daher sollte man abwägen, ob man bei den Diskgruppen mit Normal oder High Redundancy arbeitet. Dies hat ebenfalls Auswirkung auf die Gesamtkapazität des Storage.

10 Seite 10/69 Disk Groups: * Die Namen der Disk Groups können frei gewählt werden der Standard bei Oracle ACS ist +DATA für Nutzdaten und +RECO für Archive und Backup-Daten. * Verteilung der Gesamtkapazität auf die Disk Groups: Die Verteilung muss berechnet werden meistens wird die Gesamtkapazität im Verhältnis 40% DATA Disk Group und 60% RECO Disk Group realisiert. Zu beachten ist beispielsweise, ob ein Backup auf Disk geschrieben wird und welche Wachstumsraten zu erwarten sind. Datenbank-Server/Betriebssystem: Zwei mögliche Betriebssystemvarianten: * Oracle Enterprise Linux x86_64; * Oracle Solaris 11 x86_64; (Hinweis: Bei einem Exadata System X3-8 kann kein Solaris x86 installiert werden) Der überwiegende Anteil an Installationen wurde auf Basis von Oracle Enterprise Linux vorgenommen. Allerdings gibt es mittlerweile vereinzelt auch Exadata Systeme auf Basis Solaris x86. Die Entscheidung ist unter anderem abhängig davon, welches Know-how im Bereich Betriebssystem innerhalb des Unternehmens vorhanden ist. Empfehlung: Oracle Enterprise Linux; Zusätzlich sollte erwähnt werden, dass man mit Exadata ein Oracle ACS Consulting Package von 20 Personentagen erhält. Es empfiehlt sich, diese Ressource aktiv in die Planung einzubeziehen. 2.7 Detailkonfiguration mittels Exadata Deployment Assistant Die Detailkonfiguration wird in Zusammenarbeit mit dem Hersteller vorgenommen. Dazu nutzt Oracle den Exadata Deployment Assistant. Dieses Tool bietet eine menügesteuerte Step by Step-Konfiguration des Gesamtsystems. In der Regel wird nach jedem Konfigurationsschritt eine Zusammenfassung mit der Möglichkeit zur Korrektur angezeigt. Im Wesentlichen werden im Konfigurationsprozess Angaben erwartet, wie sie auch für Standard Oracle Datenbanken bei der Installation und Konfiguration erforderlich sind. An einigen Stellen sind jedoch Exadata-spezifische Angaben erforderlich. Viele Parameter können zwar nach der Installation noch angepasst werden, aber meist nur mit erheblichem Aufwand. Details zum Assistant und ein Step by Step-Beispiel finden Sie in Kapitel 8 Appendix - Exadata Deployment Assistant Step by Step.

11 Seite 11/ Hochverfügbarkeit Neben einer sorgsamen Planung der Systemkonfiguration spielt im Rahmen einer Exadata Planung für viele Kunden das Thema Desaster Recovery eine wichtige Rolle. Lösungsansätze, wie der Aufbau von Stretched Clusters, sind allerdings mit einer Exadata Architektur nicht realisierbar. Exadata integriert als ein ViS (Vertical integrated System) sowohl alle Hardware- als auch Software-Komponenten in einem Rack. Daher besteht die einzige Desaster Recovery Lösung darin, ein zweites Exadata System in einem entfernten Data Centre aufzubauen und Data Guard einzusetzen. Mit dieser Lösung erreicht man das Maximum an Sicherheit in Form einer Maximum Availability Architecture MAA. Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie hier: Deploying Oracle Maximum Availability Architecture with Exadata Database Machine [1]. Dieses zweite System ist von doppeltem Nutzen, denn es kann zusätzlich für die Entwicklungs- und Testdatenbanken oder als Reporting-System genutzt werden sofern Active Data Guard zum Einsatz kommt. Informationen zum Aufbau einer x86 Cloud finden Sie hier: Database as a Service [2]. Eine kostengünstigere Lösung bietet Standard x86-hardware auf der Basis Oracle Enterprise Linux und als Storage-Lösung entweder ein SUN ZFS Storage oder ein Pillar Axiom Storage-System. Diese Konfiguration kann ebenfalls mit Data Guard als Desaster Recovery Lösung genutzt werden. Dabei muss beachtet werden, dass spezielle Features von Exadata, wie Smart Scan, Storage Index, Flash Cache und auch IORM, nicht vorhanden sind. Somit scheidet diese Lösung für Performance-kritische Implementationen aus. 2.9 Backup/Restore Die Implementierung eines Backup-Verfahrens gehört nicht zum Installation Package von Oracle ACS. Der Kunde muss daher frühzeitig ein eigenes Konzept entwickeln. Grundsätzlich unterscheidet sich das Backup von Exadata nicht vom Backup anderer Oracle Datenbanken. Auch im Exadata Umfeld kommt meist RMAN (RMAN Skripte) zum Einsatz. Auf ein paar Besonderheiten sollte man jedoch achten: Die Compute Nodes müssen in die Backup-Strategie und die Verfahren einbezogen werden. Bei der Nutzung einer existierenden Tape Infrastruktur muss ein Media Server zur Anbindung von Fibre Channel eingesetzt werden. Alternativ kann man auf InfiniBand Fibre Channel Gateways zurückgreifen. Ist geplant, das System über Snapshot zu sichern und HCC zu verwenden, müssen ZFS oder Pillar Axiom Storage-System eingesetzt werden. Weitere Details zu diesem Thema finden Sie in Kapitel 3.6 Backup/Recovery.

12 Seite 12/69 3 Installation und Migration Bei der Installation von Exadata Systemen kommen viele Fragen auf. Es sind Aspekte der vertikal integrierten Technologie und der neuen Features zu betrachten: Smart Scan Storage Index Flash Cache Hybrid Columnar Compression I/O Resource Manager Die Installation teilt sich in verschiedene Phasen auf, die in diesem Kapitel beschrieben werden. 3.1 Planung des Installationsprozesses Der Installationsprozess besteht aus zwei Bereichen: 1. Abstimmung/OEDA: Existierende Standards im Unternehmen werden erneut abgestimmt und die Konfiguration wird mit Hilfe des Oracle Exadata Deployment Assistant (OEDA) vorbereitet. Der Output des OEDA ist ein wesentlicher Faktor für die Qualität der Installation. 2. Installation: Die Installation wird durch Oracle ACS durchgeführt. Dies ist ein automatisierter Prozess, der per Skript gesteuert wird. 3.2 Installation der Hardware Die Lieferung der Systeme erfolgt durch eine Spedition. Im ersten Schritt werden die Systeme an ihren vorgesehenen Platz im Data Centre gebracht und aufgebaut. Die Inbetriebnahme geschieht allerdings erst nach einigen Tagen, da sich das System akklimatisieren muss. Anschließend wird das System seitens Oracle in Betrieb genommen und Oracle ACS kann mit dem Setup beginnen. 3.3 Installation des Systems Die Installation von Exadata ist Oracle ACS vorbehalten und läuft wie folgt ab: Fertigstellung des Konfigurationsassistenten; Datentransfer zum DBM Konfigurator & Generierung der Parameterdateien; Upload der Dateien zum Exadata System; Start des CheckIP Skripts zur Prüfung der Netzwerkkonfiguration & erster Boot; Start des Onecommand Skripts;

13 Seite 13/69 Zum Installationsprozess ist weiterhin Folgendes anzumerken: Datenbank-Software Installation * Oracle ACS installiert auf dem Exadata System die zu dem Zeitpunkt aktuelle Software ( aktuell in Bezug auf Grid Infrastruktur und RDBMS Software). * Der Software-Stand kann der MOS Note entnommen werden. Diese MOS Note ist neben dem Oracle Information Center (Doc ID ) ein guter Einstiegspunkt für sämtliche Informationen zum Thema Exadata. * Des Weiteren sollte der Kunde zwecks Vereinheitlichung seine vorhandenen OFA (Oracle Optimal Flexible Architecture) Standards auf die Exadata Installation übertragen. Abnahme der Systeme * Oracle ACS schließt die Installation mit einem Exachk Performance Test ab und übergibt das System an den Kunden. Es empfiehlt sich, den Exachk Performance Test nach Konfigurationsänderungen zu wiederholen (Oracle Exadata Database Machine exachk or HealthCheck Doc ID ). * Ein Cluster-Abnahmetest wurde bei den von avato begleiteten Installationen nicht von Oracle durchgeführt. Im Zuge der Qualitätssicherung sind umfangreiche Cluster-Tests absolut empfehlenswert. So stellt man beispielsweise sicher, dass kein Single Point of Failure vorhanden ist und der Cluster vollständig funktioniert. Dokumentation * Die von Oracle übergebene Systemdokumentation sollte um betriebsspezifische und kundenspezifische Informationen ergänzt werden.

14 Seite 14/ Datenbank-/Anwendungsmigration Nach Abschluss der Installation wird das Exadata System konfiguriert und ist betriebsbereit. Im nächsten Schritt wird die Datenbank auf das System migriert. Die folgende Übersicht stellt die wesentlichen Methoden und ihre Randbedingungen für eine Migration vor: Anforderungen Methoden Export / Datapump Transportable Data Guard Data Guard Streams GoldenGate Import Export / Tablespaces physical Logical Import Standby Standby Oracle Version ab 10g ab 9i ab 9i ab 9i unabhängig Oracle Edition Standard Standard Standard Enterprise Enterprise Enterprise unabhängig Edition Edition Edition Edition Edition Edition Downtime hoch hoch mittel gering gering gering gering Systembelastung (Quelle) hoch hoch gering gering gering mittel mittel Installations & Konfigurationsaufwand (Datenbankparameter, Skriptparameter) mittel mittel gering gering mittel hoch hoch Komplexität gering gering mittel mittel hoch hoch hoch Invasives Verfahren (Eingriff in Applikation notwendig) Manueller Entwicklungsaufwand Aufwand Fallback Szenario* Abhängigkeit zu Plattform / Prozessor Architektur nein nein nein nein nein ggf. ggf. gering gering hoch gering mittel hoch hoch gering gering mittel gering gering mittel mittel nein nein nein ja** nein nein Datenreorganisation ja ja nein nein / ja ja Anpassung von Storage Features / Parameter ja ja nein ja ja Datentyp Unterstützung sehr gut sehr gut sehr gut sehr gut gut gut gut Zusätzliche Lizenzen nein nein nein ggf. EE ggf. EE ggf. EE ja * Fallbackszenario, welches über den Zeitpunkt der Migration (z. B. 1 Woche) hinausgeht ** MOS Artice ID:

15 Seite 15/69 Das Thema Migration kann aufgrund der hohen Individualität in diesem Whitepaper nicht im kompletten Umfang erörtert werden. In der Tabelle wurde beispielsweise die Migration von einem Fremdsystem nicht berücksichtigt. In der Praxis haben sich folgende zentrale Aspekte der Migration herauskristallisiert: Handling von Downtimes; Migration auf eine x86-architektur; Release (Exadata basiert immer auf dem aktuellen Release); Unsere Erfahrung hat gezeigt, dass in über 90% der durchgeführten Migrationen das Datenbank Utility Data Pump zum Einsatz kommt, obgleich hier eine lange Downtime benötigt wird. Um die Downtime zu minimieren und gleichzeitig einen Wechsel auf eine x86-infrastruktur zu vollziehen, hat sich in das Export/Import Verfahren bewährt. Weitere Empfehlungen in Bezug auf die Migration: Ausarbeitung detaillierter Checklisten nach dem Step by Step-Verfahren; Einbeziehung der Fachabteilung während der Migration; Mehrfaches Testen des Migrationsverfahrens & Generalprobe ; Im Folgenden soll auf einige Migrationsverfahren näher eingegangen werden Migration über Export/Import In der Praxis hat sich ein Verfahren etabliert, bei dem sowohl die Downtime minimiert als auch der Wechsel auf x86 vollzogen werden kann. Export/Import (bzw. seit Oracle 10g Data Pump) ist der Allrounder für die Migration von Datenmengen bis ca. 1 TB. Größere Datenmengen sollten, wenn möglich, mittels Transportable Tablespace migriert werden. Der Vorteil des Export/Import Verfahrens liegt darin, dass es bis zu Version 8 benutzt werden kann. Außerdem ist es unabhängig von dem bisherigen Betriebssystem der Datenbank. Darüber hinaus bietet es die Möglichkeit, nur bestimmte Daten zu ex- bzw. importieren und beim Import gewisse Änderungen an den Daten vorzunehmen (zum Beispiel eine Komprimierung der Daten). Nachteilig ist die vergleichsweise geringe Geschwindigkeit. Insbesondere der notwendige Neuaufbau der Indices und Constraints kann ohne entsprechendes Tuning länger dauern als der folgende Import. In der Praxis haben sich folgende Möglichkeiten bewährt, um den Exportvorgang zu beschleunigen:

16 Seite 16/69 Nutzung der PARALLEL Degree Parameters: Durch eine Aufteilung der zu exportierenden Tabellen auf mehrere Worker Processes wird in der Praxis eine annähernd lineare Steigerung der Exportgeschwindigkeit erreicht. Diese Geschwindigkeitssteigerung ist jedoch nur bis zur physikalischen Maximallesegeschwindigkeit des Storage bzw. der maximalen Schreibgeschwindigkeit des Storage möglich. Trennung des Export Files von den Data Files: Es empfiehlt sich, den zu schreibenden Export von den zu lesenden Data Files zu trennen, sodass beide beteiligten Storages nicht wiederholt zwischen lesendem und schreibendem Zugriff wechseln müssen. Auf diese Weise wird ein sequentieller Lese- bzw. Schreibvorgang erreicht. Ablegen der Export Files auf dem Exadata System: Für einen zügigen Import ist es ratsam, das Dump File bereits auf dem Exadata System abzulegen, sodass dieser Import auf dem Exadata System nicht durch die mit 1 Gbit/s begrenzte Geschwindigkeit ausgebremst wird. Alternativ kann das Dump File auf einem Storage abgelegt werden, der durch ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk angebunden ist (zum Beispiel via InfiniBand oder 10 Gigabit Ethernet). Komprimierter Export: Ist die für den Export notwendige Zeit trotz Parallelisierung und Trennung der Dateien zu hoch, sollte der Export komprimiert ausgeführt werden. Dies erfordert die Advanced Compression Lizenz oder eine gesonderte Vereinbarung mit Oracle, dieses Feature für die Migration nutzen zu können. Ist beides nicht gegeben, kann der Quell-Server mit einer hohen Anzahl möglichst schneller Netzwerkverbindungen ausgestattet und die vom Export erzeugten Dump Files auf diese Server verteilt werden. Erfahrungsgemäß sind die meisten Performance-Probleme beim Export von Tabellen mit großen LOBs zu erwarten. Dies liegt vor allem daran, dass LOBs sequentiell exportiert werden selbst wenn ein entsprechender PARALLEL Degree beim Export angegeben wurde. Der Export der Tabelle mit dem/den LOBs dauert länger als der Export aller anderen Daten und Metadaten. Das sorgt für Verzögerungen. Daher sollte man alle Daten und Metadaten ohne Tabellen mit LOBs exportieren und parallel jeweils einen einzelnen Export pro Tabelle mit LOBs starten. Der Export der Non-LOB-Tabellen kann nach Beendigung bereits in die neue Datenbank importiert und die Constraints/Indices aufgebaut werden. Die Separierung der Daten in wichtig und unwichtig trägt ebenfalls dazu bei, Zeit zu sparen. Wichtige Daten sind in diesem Fall solche, ohne die die Anwendung nicht funktionieren kann. Unwichtige Daten sind beispielsweise Archivdaten, deren Migration weniger zeitkritisch ist. Die Skalierung des Importvorgangs sollte über mehrere Knoten vorher getestet werden. Es lässt sich nicht immer eine Leistungssteigerung erzielen.

17 Seite 17/69 Unter den bereits erwähnten Voraussetzungen sind die Tabellen relativ schnell importiert die Erzeugung der Indices und Constraints dauert hingegen wesentlich länger. Die Praxis empfiehlt, die Constraints und Indices nicht mit Data Pump, sondern manuell zu erzeugen. Dieser Schritt erlaubt einen maximalen Parallelisierungsgrad. Vorsicht ist geboten, wenn die Tabellen vor dem Import durch den DBA erzeugt werden und viele Partitionen enthalten. Diese Kombination sorgt für lange Importzeiten aufgrund zusätzlicher Checks, die Data Pump beim Import bereits existierender Tabellen durchführen muss. Für jede zu importierende Partition bzw. Subpartition werden ca. zehn Sekunden zur Prüfung benötigt. Dies ist nur bei einer kleinen Anzahl von Partitionen vertretbar Migration über Transportable Tablespace Wenn Datenvolumen oder Zeit nicht ausreicht, bietet sich ein anderes Verfahren an: Transportable Tablespace. Weiterführende Information bietet die MOS Note Reduce Transportable Tablespace Downtime using Cross Platform Incremental Backups. Bei diesem Verfahren werden die Data Files mit den Daten kopiert. Anders als Export/Import hat dieses Verfahren den Nachteil, dass alle Daten in einem oder mehreren Tablespace(s) migriert werden, ohne die Möglichkeit, Daten von der Migration auszuschließen. Der Vorteil liegt in der höheren Geschwindigkeit, da beispielsweise die Zeit für den Neuaufbau der Indices und Constraints wegfällt. Transportable Tablespaces unterliegen allerdings Einschränkungen - beispielsweise folgenden: Die Datenbankversion der Zieldatenbank darf nicht aktueller als die der Quelldatenbank sein. Die Quelldatenbank muss mindestens die Version 10g Release 2 sein. Sofern sich die Plattformen von Quelle und Ziel unterscheiden, müssen die Data Files vor dem Import mit dem RMAN konvertiert werden. Bestimmte Objekttypen, wie zum Beispiel Indices, die auf benutzerdefinierten Funktionen basieren, werden nicht unterstützt und müssen vor dem Transport gelöscht und anschließend neu angelegt werden. Die Daten in dem oder den Tabelspace(s) müssen self-contained sein, d. h. alle Objekte des Schemas müssen durch die zu migrierenden Tablespaces erfasst werden.

18 Seite 18/69 Trotz der aufgeführten Einschränkungen eignet sich dieses Verfahren gut zur schnellen Migration großer Datenbanken. Der Ablauf der Migration ist wie folgt: 1. Auf der Quelle: a. Betreffende Tablespace(s) auf READ ONLY setzen; b. Export mit dem Parameter TRANSPORTABLE=y und der Angabe des Tablespace; c. Kopieren der Data Files auf das Ziel; d. Nach Abschluss des Kopiervorgangs die Tablespaces auf READ-WRITE setzen; 2. Auf dem Ziel: a. Sofern notwendig: Konvertieren der Data Files mit dem RMAN (und Ablegen im ASM); b. Import der Daten mittels Data Pump; c. Anlegen vorher gelöschter, inkompatibler Objekte; Die längste Zeit benötigt das Kopieren der Data Files. Diese Zeit lässt sich jedoch unabhängig von deren Größe auf wenige Minuten reduzieren. Dazu werden die Data Files im laufenden Betrieb als RMAN Image Copy gesichert. Eine Image Copy ist eine 1:1 Kopie der Data Files, welche unmittelbar durch die Datenbank genutzt werden kann. In die Image Copy können die Änderungen durch den RMAN inkrementell und damit sehr schnell übertragen werden. Speichert man diese Kopie via NFS auf dem Zielsystem, so wird die Dauer des Kopiervorgangs auf ein Minimum reduziert. Der beschriebene Ablauf muss allerdings um ein weiteres inkrementelles Backup nach der Aktivierung des READ-ONLY Status des Tablespace ergänzt werden. Die Zeit zum Konvertieren der Data Files lässt sich mit der Version 11g Release 2 der Datenbank nicht reduzieren. Doch da die zu lesenden Daten bereits lokal oder auf einem breitbandig angebunden Storage liegen (InfiniBand oder 10 GE jedoch nicht Gigabit Ethernet), ist die Konvertierung auf der Exadata Plattform dank Parallelisierung sehr schnell. Mit diesem Verfahren haben die Autoren eine 20 TB Datenbank innerhalb von fünf Stunden migriert. Eine vergleichbare Geschwindigkeit ist mit Export/Import kaum erreichbar.

19 Seite 19/ Migration mit Golden Gate Als dritte Methode zur Migration kann Golden Gate genutzt werden. Golden Gate ist eine Replikationstechnologie von Oracle, die Migrationen unabhängig vom Datenvolumen fast ohne Downtime ermöglicht. Bei dieser Technik werden die Daten von der Quelle zum Ziel kontinuierlich repliziert. Sofern die Tabelle noch nicht vorhanden ist, wird diese kopiert und nach Abschluss annähernd synchron repliziert. Golden Gate ist zudem in der Lage, Replikation nicht nur zwischen verschiedenen Oracle Versionen, sondern auch zwischen verschiedenen Datenbanksystemen (etwa MS SQL Oracle oder Oracle MySQL oder MS SQL DB2) vorzunehmen. Aufgrund dieser Features lässt sich eine Migration nach anfänglicher Synchronisation mit minimaler Downtime realisieren unabhängig von der Größe der Datenbank. Nachteilig ist allerdings, dass die Einarbeitung in Golden Gate zeitaufwändig und für die Nutzung eine entsprechende Lizenz erforderlich ist. Weitere Informationen zu Golden Gate im Exadata Umfeld finden Sie hier: Oracle GoldenGate on Oracle Exadata Database Machine [3]. 3.5 Fallback Scenario Selbst die beste Vorbereitung ist keine Garantie dafür, dass am Ende keine Fehler auftreten. Daher sollte man im Vorfeld ein Fallback Scenario ausarbeiten. Wird auf der Produktionsdatenbank bereits mit Oracle Flashback Technologie gearbeitet, so könnte man zu Beginn der Migration einen sogenannten Restore Point setzen und im Fehlerfall auf diesen zurück recovern. Ein anderes Verfahren könnte darin bestehen, eine Standby Datenbank mit dem ursprünglichen Stand zu aktivieren. 3.6 Backup/Recovery Das Backup von Exadata unterscheidet sich nicht von dem Backup einer Oracle RAC Datenbank. Der Unterschied liegt vielmehr in der Lokation des Backups. Es gibt folgende Möglichkeiten: Innerhalb des Exadata Racks * In der Fast Recovery Area; * In einer ASM Disk Group (Non-Fast Recovery Area); Außerhalb des Exadata Racks * In einer ASM Disk Group; * Auf einem NFS Mount Point; * Direkt von der Datenbank auf Tape; * Vom Disk Backup auf ein Tape;

20 Seite 20/69 Neben den oben genannten Randbedingungen und abhängig von den spezifischen RPO/RTO Anforderungen des Kunden kann ein Backup-Konzept erstellt und implementiert werden. Für ein effektives Backup gibt es zwei Szenarien: Szenario 1: DB mit physical Standby; Backups werden von der Primary in Form einer Image Copy gezogen sehr schnelle Wiederherstellung durch Switch des Data File im Fehlerfall; Die Standby läuft NICHT auf dem Exadata Storage sondern auf der ZBA (ZFS Backup Appliance) das ist ebenso mit HCC möglich. Backups sind Snapshots der Standby DB. Diese können genutzt werden * um UAT- und DEV-DBs zu erzeugen; * zum Backup der Datenbank auf Band; Nachteil: Es ist eine ZBA erforderlich; Vorteil: Sehr kleine RTO und der Aufbau von Testdatenbanken ist sehr schnell; Die einzelne Test-DB benötigt kaum Platz, da Snapshots genutzt werden; Szenario 2: DB mit physical Standby; Reine Backups der Standby DB auf Band mit dem RMAN; Nachteil: Bietet eine nicht so große RTO (hängt sehr stark von der DB-Größe und der Geschwindigkeit des Netzwerkes und der Bandlaufwerke ab). Zudem ist der Aufbau von Testdatenbanken wesentlich langsamer und braucht entsprechend viel Platz (2 DBs = doppelter Platz, 3 DBs = dreifacher Platz usw.); Weitere Informationen finden Sie hier: Backup and Recovery Performance and Best Practices for Exadata Cell and the Oracle Exadata Database Machine [4] und Backup and Recovery Performance and Best Practices using Oracle Sun ZFS Storage Appliance and Oracle Exadata Database Machine [5].

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