Oracle 10g Hochverfügbarkeit

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1 Andrea Held Oracle 10g Hochverfügbarkeit Effizient konfigurieren, optimieren und verwalten An imprint of Pearson Education München Boston San Francisco Harlow, England Don Mills, Ontario Sydney Mexico City Madrid Amsterdam

2 Bibliografische Information Der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Die Informationen in diesem Produkt werden ohne Rücksicht auf einen eventuellen Patentschutz veröffentlicht. Warennamen werden ohne Gewährleistung der freien Verwendbarkeit benutzt. Bei der Zusammenstellung von Texten und Abbildungen wurde mit größter Sorgfalt vorgegangen. Trotzdem können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden. Verlag, Herausgeber und Autoren können für fehlerhafte Angaben und deren Folgen weder eine juristische Verantwortung noch irgendeine Haftung übernehmen. Für Verbesserungsvorschläge und Hinweise auf Fehler sind Verlag und Herausgeber dankbar. Alle Rechte vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien. Die gewerbliche Nutzung der in diesem Produkt gezeigten Modelle und Arbeiten ist nicht zulässig. Fast alle Hardware- und Softwarebezeichnungen, die in diesem Buch erwähnt werden, sind gleichzeitig auch eingetragene Warenzeichen oder sollten als solche betrachtet werden. Umwelthinweis: Dieses Produkt wurde auf chlorfrei gebleichtem Papier gedruckt. Die Einschrumpffolie zum Schutz vor Verschmutzung ist aus umweltverträglichem und recyclingfähigem PE-Material ISBN by Addison-Wesley Verlag, ein Imprint der Pearson Education Deutschland GmbH, Martin-Kollar-Straße 10 12, D München/Germany Alle Rechte vorbehalten Einbandgestaltung: Lektorat: Korrektorat: Herstellung: Satz: Druck und Verarbeitung: adesso 21, Thomas Arlt, München Rainer Fuchs, rfuchs@pearson.de Anne Spranger, München Elisabeth Prümm, epruemm@pearson.de mediaservice, Siegen ( Bercker, Kevelaer Printed in Germany

3 Inhaltsverzeichnis V Vorwort Abkürzungsverzeichnis Konventionen Danksagung Einleitung Motivation Wer braucht Hochverfügbarkeit? Resümee Übersicht zum Buch Hochverfügbarkeit Begriffsbestimmung Anwendungsarchitekturen und Verfügbarkeit Downtime-Kategorien Metriken Kennzahlen Mathematische Grundlagen Berechnung der Systemverfügbarkeit Verfügbarkeitsklassen Ausfallkosten und Aufwände für Verfügbarkeit Verfahren zur Kostenanalyse Die Bedarfsanalyse Resümee Maßnahmen zur Sicherung der Verfügbarkeit in Oracle-Umgebungen Oracle High Availability-Technologien Oracle und Rechnerredundanz Oracle und Online-Technologien Oracle und Fast Backup und Recovery Übersicht von Downtime-Kategorien und Oracle-Technologien Wiederanlaufzeiten der einzelnen Verfahren Maßnahmen für Middle Tier und Application Server Infrastrukturmaßnamen Sicherung der Stromversorgung Klimatechnik Schutz vor Feuer, Nässe, Blitzschlag und Einbruch Hardware-Redundanz Redundanz der Systemkomponenten Redundanz der Einzelkomponenten RAID Weitere Maßnahmen, die nicht auf Redundanz beruhen... 71

4 6 Inhaltsverzeichnis 3.6 Software Management Wartung Personaleinsatz Notfallplan Fehlerklassifizierung Bestimmung der Maßnahmen Resümee Oracle Flashback Architekturübersicht Flashback Query und Flashback Table Flashback Drop Flashback Database Bewertung der Flashback-Typen Allgemeine Voraussetzungen für Flashback Flashback Table und Flashback Query Flashback Drop Flashback Database Einsatz der Flashback-Technologien Einsatz von Flashback Query Flashback Table: Zurücksetzen ganzer Tabellen Flashback Drop: Gelöschte Tabellen wiederherstellen Zurücksetzen ganzer Datenbanken Resümee Standby-Datenbanken und Data Guard Was ist eine Standby-Datenbank? Standby-Datenbanken mit Oracle Data Guard Funktionsweise einer Standby-Konfiguration Technische Übersicht Typen von Standby-Konfigurationen Physical und Logical Standby Databases Standby-Datenbanken und ergänzende Technologien Prozessarchitektur einer Oracle Standby-Datenbank Services in Oracle Standby-Konfigurationen Oracle Standby-Datenbanken und Data Guard Auswahl des Standby-Datenbanktyps Unterstützte Datentypen in Logical Standby-Datenbanken Bestimmung des Protection Mode Lokale und entfernte Standby-Datenbanken Online Redo Logs, Archived Redo Logs und Standby Redo Logs Systemanforderungen Bandbreite für den Redo Log-Transfer

5 Inhaltsverzeichnis Implementierung von Standby-Konfigurationen Erstellung einer Physical Standby Database Erstellung einer Logical Standby-Datenbank Verwendung von Standby Redo Logs Konfiguration der Log Transport Services Implementieren des Protection Mode Implementieren der Log Gap Detection Automatisches Standby File-Management Konfiguration von Oracle Data Guard Data Guard-Konfiguration mit Data Guard CLI Erstellen der Data Guard-Konfiguration mit Grid Control Verwalten der Data Guard-Konfigurationsfiles Monitor der Standby-Konfiguration mit DB Views Log Transport Services Log Apply Services Switchover Manueller Switchover einer Physical Standby-Datenbank Manueller Switchover einer Logical Standby-Datenbank Switchover mit Data Guard CLI Switchover mit Grid Control Failover Failover einer Physical Standby-Datenbank Failover einer Logical Standby-Datenbank Failover mit Data Guard CLI Grid Control und Data Guard Transparent Application Failover der Clients Resümee Oracle Real Application Cluster (RAC) Wie funktioniert RAC? Hochverfügbarkeit im Aktiv/Aktiv-Cluster Schutz vor Datenverlust Skalierung im RAC Connection Load Balancing Hardware-Architektur Clusterknoten Shared Disk-Zugriff ASM, Cluster-Filesystem und Raw Devices Cluster Interconnect im Private Network Public Network Namen und Adressen des Private und Public Network Voting Disk

6 8 Inhaltsverzeichnis 6.7 Software-Architektur Cluster Manager Prozessarchitektur Global Resources Cluster Registry Cache Fusion Virtuelle IP-Adressen Transparent Application Failover Die Cluster-Datenbank Installation der Software und Implementierung einer Cluster-Datenbank Neues zur Cluster-Installation in Oracle 10g Systemanforderungen RAC-Zertifizierungen Prüfen der Installationsvoraussetzungen Konfigurieren des Disk Storage Betriebssystemgruppen und Benutzer Benutzeräquivalenz Konfiguration von SSH Letzte Schritte vor der Installation Installation der Cluster Ready Services Prüfen der Installation Bereinigung nach fehlerhafter Installation Vorbereitungen bei Verwendung von Raw Devices Installation der Oracle Datenbank Management-Software Database Upgrades Konfiguration des SPFiles im Cluster Automatic Storage Management-Komponenten für RAC Hinzufügen eines weiteren Knotens zum Cluster Services im Cluster Erstellen und Modifizieren von Services Verwalten von Services Entfernen von Services Oracle Net-Konfiguration Service und Instanz Connection Load Balancing und Client Failover Connection Load Balancing Verwalten der Cluster-Umgebung Database Control und Grid Control Server Control Startup und Shutdown der Cluster-Instanzen Verwalten der Cluster Registry

7 Inhaltsverzeichnis Verwalten der Parameterfiles Job Scheduler in RAC-Umgebungen Konfiguration der Flash Recovery Area RAC und Grid Computing Resümee Oracle Cluster File System (OCFS) Raw Devices Cluster-Filesysteme Limitierungen ASM und OCFS Zugriff auf OCFS OCFS-Versionen Migration zu OCFS Konfiguration von OCFS auf Windows Konfiguration von OCFS auf Linux Auswahl einer geeigneten Blocksize Verteilung der Dateien auf unterschiedliche Devices Fragmentierung Prüfen gemounteter OCFS Volumes Troubleshooting Resümee Automatic Storage Management (ASM) Wozu ASM? Von Oracle Managed Files zu Automatic Storage Management Architektur ASM-Instanzen ASM-Disks Disk Groups Failure Groups Cluster Synchronisation Services Datenbank-Instanzen Limitierungen ASM und Filesysteme in einer Datenbank ASM-Performance ASM-Datensicherheit Storage Management und Allocation Database Configuration Assistant Administration von ASM-Instanzen Ändern der Disk Membership einer Disk Group Mounting und Dismounting Disk Groups ASM-Verzeichnisstrukturen Aliasnamen für ASM-Files

8 10 Inhaltsverzeichnis Löschen von ASM-Files Prüfen der Metadaten in ASM Löschen einer Disk Group Nutzen von ASM-Files in der Datenbank ASM-Filenamen Erstellen einer Datenbank mit ASM Resümee Implementierung und Verwaltung von Raw Devices Übersicht notwendiger Raw Devices für die Datenbankerstellung AIX Erstellen einer Volume Group Erstellen der Logical Volumes als Basis der Raw Devices Sun Solaris Erstellen von Shared Disk Groups Erstellen von Logical Volumes Deport und Import der Disk Groups auf Clusterknoten HPUX Deaktivieren von Shared Volume Groups Erstellen einer Volume Group Erstellen der Logical Volumes als Basis der Raw Devices Export und Import der Volume Groups auf Clusterknoten Linux Windows Parallelisierung und Partitionierung im Cluster Anforderungen Serielle und parallele Verarbeitung Architektur der Parallel Query Option Parallelisierbare Operationen Konfiguration der Oracle-Datenbankinstanz zur Parallelisierung Interne Parallelisierungsmodi Setzen des Parallelisierungsgrades Statement Level Table Level Session Level Instance Level Prioritäten der Level Weitere Optionen paralleler Verarbeitung INSERT AS SELECT SQL Loader-Parallelisierung Paralleles Recovery Monitoring parallelisierter Prozesse Oracle Partitioning

9 Inhaltsverzeichnis Was ist Partitionierung? Partitioning und Parallelisierung Range Partitioning List Partitioning Hash Partitioning Composite Partitioning Optimierung von Lesezugriffen mit Partitionierung Partitionierte Indizes Resümee Wartungsarbeiten im laufenden Betrieb Dynamic Reconfiguration Online-Reorganisation Index-Rebuild Online-Rebuild von Index Organized Tables Rebuild einer Tabelle Online Table-Redefinition Redefinition mit SQL*Plus Synchronisation während des Redefinitionsvorganges Abbruch der Redefinition im Fehlerfall Parallel-Support für die Umstellung großer Tabellen Redefinition mit Oracle Enterprise Manager Monitoring des Redefinitionsprozesses Weitere Online-Vorgänge Coalesce von Indizes und Index Organized Tables Online Analyze Validate Online Hinzufügen und Entfernen von Prozessoren Quiesce Database Resümee Oracle Backup und Fast Recovery RMAN RMAN-Katalog RMAN-Backup und Recovery Flash Recovery Area Full und Incremental Backups Virtuelle Full Backups Change Tracking-Verfahren und inkrementelle Backups Komprimierte Backups Restartable Backups Erstellen von Betriebssystemkopien der Datenbank Split Mirror Backup Backup der Flash Recovery Area Backup relevanter Dateien außerhalb der Flash Recovery Area

10 12 Inhaltsverzeichnis Sicherung und Wiederherstellung nach einem Reset Logs-Befehl Backup der Archive Logs Automated Disk Based Backups und Recovery Datenbank Restore und Recovery in der Praxis Restartable Restore Trial Recovery Block Media Recovery Dateien ohne Backup wiederherstellen Resümee Administration hochverfügbarer Oracle-Systeme Kurzübersicht der Oracle 10g New Features Datenbank und Instanz Übersicht der verfügbaren Werkzeuge SQL*Plus Oracle Enterprise Manager DBControl Benutzerdefinierte Installation von DBControl Manuelle Konfiguration von DBControl Starten und Stoppen der DBConsole Services Oracle Enterprise Manager Grid Control Systemanforderungen Inbetriebnahme von Grid Control Starten und Stoppen des Oracle Management Servers Starten und Stoppen der Oracle Management Agents Ports der Administrationswerkzeuge Administrationsbenutzer Parameterfiles ASCII-basierte Parameterfiles Binäre Server-Parameterfiles Start-Reihenfolge Erstellen und Konvertieren von PFiles und SPFiles Verwendung mehrerer Parameterfiles Sicherung der Parameterfiles Größe des Undo Tablespaces und Undo Advisor Resümee Best Practices Flashback Standby-Datenbanken und Data Guard Real Application Cluster RAC Best Practices RAC FAQ Raw Devices, Cluster-Filesysteme und Automatic Storage Management

11 Inhaltsverzeichnis Partitionierung und Parallelisierung im Cluster Fast Backup und Recovery Checklisten und Verfahrensweisen Hardware für Real Application Clusters Prüfen der Installationsvoraussetzungen für RAC AIX Sun Solaris HPUX HP Tru64 Unix Linux Windows Shell Limits und Kernel-Parameter Dynamische und nichtdynamische Parameter in Oracle 10g Erstellen eines Katalogs für RMAN A Befehlsreferenz A.1 PFiles und SPFiles A.1.1 Datenbank-Parameter A.1.2 Data Dictionary Views A.1.3 Befehle A.2 Erstellen von Diensten für Oracle-Instanzen unter Windows A.3 Erstellen eines Passwortfiles auf Unix und Windows A.4 Flashback A.4.1 Datenbank-Parameter A.4.2 Data Dictionary Views A.4.3 Befehle A.5 Standby-Datenbanken A.5.1 Datenbank-Parameter A.5.2 Data Dictionary Views A.5.3 Befehle A.6 Data Guard A.6.1 Datenbank-Parameter A.6.2 Befehle A.7 Oracle Real Application Clusters A.7.1 Datenbank-Parameter A.7.2 Data Dictionary Views A.7.3 Befehle A.8 Services A.8.1 Datenbank-Parameter A.8.2 Data Dictionary Views A.8.3 Befehle

12 14 Inhaltsverzeichnis A.9 Parallelisierung A.9.1 Parallelisierungsmodi A.9.2 Level A.9.3 Oracle-Hints zur Parallel Execution A.9.4 Wichtige Oracle-Konfigurationsparameter A.9.5 Befehle A.10 Partitionierung A.10.1 Data Dictionary Views A.10.2 Befehle A.11 ASM A.11.1 Datenbank-Parameter A.11.2 Data Dictionary Views A.11.3 Befehle A.12 OCFS A.13 RMAN A.13.1 Data Dictionary Views A.13.2 Befehle B Literatur B.1.1 Allgemeine Übersicht B.1.2 Web-Links B.1.3 Downtime-Kalkulatoren im Web C Glossar D Listing-Übersicht Stichwortverzeichnis

13 Vorwort Die Auswahl und Implementierung einer geeigneten Verfügbarkeitsstrategie ist eine schwierige Aufgabe. Sie erfordert einen guten Überblick über mögliche Architekturen und einiges an Hintergrundwissen. Je nach Anforderung Ihrer Anwendung kann ein gänzlich anderer Weg sinnvoll, angemessen und preiswerter sein. Dieses Buch zeigt die verschiedenen Möglichkeiten, (Hoch-)Verfügbarkeit für Oracle- Datenbanken zu gewährleisten. Es bietet Ihnen Hilfestellung zur Anforderungsanalyse, Auswahl und Umsetzung verschiedener Technologien, die in Oracle 10g erhöhte Systemverfügbarkeit unterstützen. Nach einer einleitenden theoretischen Einführung in das Thema werden Oracle- Technologien, deren Architekturen und Implementation sowie eventuelle Hürden behandelt. Themen sind insbesondere X Hochverfügbarkeit: Begriffsbestimmung, Metriken, Vorgehensweise bei Planung und Umsetzung X Oracle-Technologien: Flashback, Standby-Datenbanken und Data Guard, Oracle Real Application Cluster, Automatic Storage Management, das Oracle Cluster File System, Verwendung von Raw Devices als Basis einer Cluster-Datenbank, Parallelisierung und Skalierung im Cluster sowie Wartungsarbeiten im laufenden Betrieb X Umsetzung der einzelnen Oracle-Technologien: Checklisten, Best Practices, Literaturangaben, ein Glossar mit allen Fachbegriffen sowie eine umfassende Befehlsreferenz rund um das Thema Hochverfügbarkeit mit allen wichtigen Befehlen Der Fokus dieses Buches liegt auf jenen Technologien, die Oracle 10g bietet. Technologien wie Datenbankspiegel und Hardware-Replikation, die ausschließlich durch Dritthersteller unterstützt werden, sind nicht Bestandteil dieses Buches. Für eine Einarbeitung in Themen, die nicht spezifisch für das Oracle DBMS sind, kann daher Literatur gemäß den Literaturangaben im Anhang herangezogen werden. Für Fragen und Anregungen zum Buch bin ich unter der folgenden -Adresse erreichbar: andrea.held@held-informatik.de. Weil sich aber auch der Verlag über Ihre Meinung zum Buch freuen würde, können Sie mich ebenso unter andrea.held@addisonwesley.de anmailen. Ich hoffe, Sie werden ebenso viel Freude beim Lesen dieses Buches haben, wie ich sie beim Schreiben hatte. Nun wünsche ich Ihnen viel Spaß und gutes Gelingen! Andrea Held