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2 avato Forum in Kooperation mit Oracle Oracle Cloud, Database as a Service Agenda Cloud Technologie: Ronny Egner Strategien Einführung & Operations: Lutz Fröhlich Oracle Lösungen und Strategien: Paul Wehner Oracle Private Cloud avato consulting ag 2

3 Ronny Egner: Cloud Technologie Agenda Cloud Strategie Architektur Technologisches Konzept Konzept & Aufbau Cloud Virtualisierung Ausblick Oracle 12c Zentrale Features Konzept Perspektive für Cloud Technologie Hochverfügbarkeit: RAC / Dataguard Strategie bei der Ressourcenverteilung Oracle Private Cloud avato consulting ag 3

4 Cloud Strategie Public oder Private Cloud Bei steigenden Anforderungen in den Bereichen Compliance & Security sowie Service Level ist eine Private Cloud-Strategie erforderlich Bei einer Hybrid-Strategie kann eine Public Cloud als Ergänzung (Dev, Test) dienen Infrastructure oder Plattform as a Service Je höher die Anforderung an die Verfügbarkeit und je größer das Datenvolumen, desto eher ist PaaS (DBaaS) die sinnvollste Strategie Basis sollten Hardware-Standardkomponenten auf Basis Intel sein Scale-Out durch den Einsatz von Exadata (X3-2 bzw. X3-8) Oracle Private Cloud avato consulting ag 4

5 Architektur Application Interface Database Instance Oracle 11gR2 (10.x optional) Database Machine Oracle Enterprise Linux 5.x/6.x x64 Software-Stack Oracle 12c / 11gR2 / 10.x Oracle Enterprise Linux 5.x/6.x x64 RAC / Data Guard (optional) ASM (optional) OVM (optional) Hardware Standardkomponenten Exadata Scale out vor allem bei I/O-intensiven Anwendungen Oracle Private Cloud avato consulting ag 5

6 Technologisches Konzept Grundlagen Aufbau Cloud Erfahrungen mit Oracle Cloud als Konsolidierungsplattform Mehr als 80% aller Oracle Implementierungen sind in der Regel konsolidierungs- und Cloud-fähig Entscheidend ist jedoch das Konzept Drei bzw. vier verschiedene Ansätze: Database Machine Database Instance Database Schema Ab 12c: Pluggable Database Die Ansätze werden je nach Konzept ergänzt durch: Virtualisierung RAC Data Guard Oracle Private Cloud avato consulting ag 6

7 Technologisches Konzept Virtualisierung Marktgängige Produkte verschiedener Hersteller VMWARE Oracle Citrix... Warum Oracle VM? NUR Oracle VM ist zertifiziert und supported; alle anderen nicht! Lizenzkosten und entsprechende Bestimmungen ( Hard Partitioning ) sind zu beachten Wann Virtualisierung, wann nicht? Grundsätzlich gilt: Alle nachfolgend beschriebene Konzepte können mit virtualisierten Servern realisiert werden Aber: Virtualisierung eignet sich nicht für ressourcenintensive Anwendungen/Datenbanken Nur sinnvoll, wenn Database Machine gefordert, aber die Anwendung selbst einen kleinen Server nicht auslastet Für UAT und DEV einsetzbar, da geringere Anforderungen an die Verfügbarkeit Oracle Private Cloud avato consulting ag 7

8 Technologisches Konzept Database Machine Konzept Ein oder mehrere Server ( RAC ) für eine oder mehrere Datenbanken einer Applikation Main Features Höchste Form der Isolation aber auch gleichzeitig höchste Kosten (Hardware, Lizenzen, Administration) Größtmögliche Anpassung an die Bedürfnisse (z.b. Installation von zusätzlicher Software) Ausgezeichnete Isolation der Datenbank(en) von anderen Komponenten Weitere Anforderung Ein Server ist ein Single Point of Failure daher Einsatz von RAC und/oder Data Guard fast schon zwingend erforderlich Oracle Private Cloud avato consulting ag 8

9 Technologisches Konzept Database Instance Konzept Mehrere Datenbanken teilen sich einen Server Eine Datenbank pro Applikation Main Features Gute Isolation der Anwendungen voneinander Moderate Kosten durch bessere Auslastung der Hardware Weniger Server zu administrieren Herausforderungen Schwierige Abgrenzung der Ressourcen zwischen den Datenbanken Upgrades der Grid Infrastruktur oder des Betriebssystems betreffen alle Anwendungen Probleme ein gemeinsames Wartungsfenster zu finden Wieder Single Point of Failure, d.h. Data Guard oder RAC sehr empfohlen Oracle Private Cloud avato consulting ag 9

10 Technologisches Konzept Database Schema Konzept Eine Datenbank, viele Schemas und Anwendungen Größtmögliche Konsolidierung bei geringsten Kosten für Hardware und Lizenzen, aber der Pflegeaufwand kann enorm sein Main Features Isolation der Anwendungen nur auf Ebene des Schema Bestimmte Möglichkeiten der Datenbank (z.b. PUBLIC SYNONYME, CONTEXT, Ablage von Objekten im SYS oder SYSTEM Schema) dürfen nicht genutzt werden Pflege und Synchronisation der Usernamen zwischen den verschiedenen Anwendungen ist wichtig Herausforderungen Keine individuellen Features für einzelne Anwendungen/Schemas möglich Aufwändiges User- und Rechtemanagement Hohe Aufwände für Backup und Restore auf Anwendungsebene Upgrades der Grid Infrastruktur oder des Betriebssystems betreffen alle Anwendungen Probleme ein gemeinsames Wartungsfenster zu finden Wieder Single Point of Failure, d.h. Data Guard oder RAC sehr empfohlen Oracle Private Cloud avato consulting ag 10

11 Technologisches Konzept Oracle 12c Konsolidierung mit Oracle 12c Database Die neue Version der Oracle 12c ist auf Konsolidierung von Anwendungen ausgerichtet Statt wie bisher eine Datenbank pro Instanz zu verwalten kann Oracle jetzt bis zu 253 Pluggable Databases pro Instanz verwalten Jede PDB erscheint für den Benutzer wie eine eigene Datenbank ähnlich wie eine Virtuelle Maschine für den Benutzer wie ein Server erscheint Anwendungen laufen ohne Anpassung in der PDB Pro Anwendung eine PDB mit beliebig vielen Schemas (Gruppierung nach Anwendung) Allerdings nur ein Zeichensatz pro PDB (eventuell Unicode?) Unterstützung von RAC, Data Guard und RMAN auf Ebene der PDB Test im Betaprogramm avato Tests (Ronny Egner) sehr erfolgreich und vielversprechend Oracle Private Cloud avato consulting ag 11

12 Ausblick: Oracle 12c Zentrale Features Pluggable Database Eine Datenbankinstanz, welche viele einzelne, unabhängige Datenbanken enthält 12c unterscheidet zwischen der Container Database (CDB) und den Pluggable Databases (PDB) Hiracical Storage Management Mit der neuesten Version integriert Oracle HSM in die Datenbank Es ist jetzt automatisiert möglich, auf Ebene des Datensatzes, des Datenblocks, der Partition oder der Tabelle Daten zu komprimieren Zudem können jetzt gezielt Datensätze, Datenblocks, Partitionen oder Tabellen in einen anderen Tablespace (welches auf einem langsameren Storage angelegt wurde) verschoben werden Application Continuity Mit diesem Feature bemerkt eine Applikation im besten Fall nicht mehr, wenn ein Knoten ausfällt und kann ihre Arbeit an genau der Stelle, an der sie unterbrochen wurde, auf einem anderen Knoten fortsetzen Oracle Private Cloud avato consulting ag 12

13 Ausblick Oracle 12c Konzept PDB Oracle Private Cloud avato consulting ag 13

14 Ausblick Oracle 12c Perspektive für Cloud Technologie Was ändert sich durch den Einsatz von 12c und Pluggable Database Virtualisierung bringt deutlich weniger Effekte und wird weniger attraktiv Database Schema bietet applikationsübergreifend keine Vorteile mehr Schwenk hin zur Database Instance auf physikalischer Maschine in einem RAC ggf. ergänzt durch Data Guard Wichtige I/O-intensive Applikationen mit großem Datenvolumen werden nach wie vor als Database Machine betrieben werden Allerdings auch hier bei Wartung an der Instanz ein Wartungsfenster für alle Anwendungen notwendig Oracle Private Cloud avato consulting ag 14

15 Hochverfügbarkeit Nutzung von RAC / Dataguard RAC und Data Guard erhöhen die Verfügbarkeit und ergänzen sich in ihren Funktionen RAC Data Guard Schutz vor Ausfall eines Knoten Schutz vor Datenverlust o +++ Physikalische Trennung der Daten Skalierungsmöglichkeiten Im Produktivbetrieb ist eines der Beiden eigentlich zwingend erforderlich Oracle Private Cloud avato consulting ag 15

16 Hochverfügbarkeit Nutzung von RAC / Data Guard Vorbereitung Clients (Anwendungen) für den Einsatz von RAC/DG Dies erfordert u.u. Anpassungen an den Clients, so dass ein Schwenk (DG) oder der Ausfall eines Knotens (RAC) transparent für die Anwender erfolgt Mögliche Technologien, die je nach Client eingesetzt werden können sind: TAF FAN Fast Connection Failover mit ONS (Oracle Notification Service) Die Möglichkeit der Clients mit einem Ausfall eines Knotens umzugehen bildet eine Schlüsselfunktion! Oracle Private Cloud avato consulting ag 16

17 Strategie Ressourcenverteilung Je mehr Applikationen auf einem System konsolidiert werden, desto wichtiger ist die Kontrolle der Ressourcen: Zwischen der Datenbank und anderen Applikationen Zwischen den Datenbanken Innerhalb einer Datenbank zwischen verschiedenen Schemas Ressourcenverteilung zwischen Datenbanken Schwierig und aufwändig zu realisieren Linux bietet keine von Oracle unterstützte Möglichkeit Datenbankprozesse zu gruppieren und zu priorisieren Einzige Möglichkeit: CPU_COUNT steuert die Maximale Anzahl an der durch die Datenbank genutzte CPUs Da der Parameter dynamisch ist kann er online verändert werden Sinnvoll ist eine Überbuchung von 10-25%, je nach Lastverhalten oder dynamische Steuerung durch die Datenbank selbst Oracle Private Cloud avato consulting ag 17

18 Strategie Ressourcenverteilung Innerhalb der Datenbank: Durch den Oracle Ressourcen Manager Verteilung nach: Fair Share Garantiertes Minimum Maximum Verteilung der freien Ressourcen auf die anderen Applikationen Grundlage der Einteilung in die Ressourcengruppen sind u.a.: Services Username Dauer des Statement Sehr feine Abstimmung innerhalb der Datenbank möglich 12c: Ressource Manager per Default aktiviert Die Ressourcen werden zwischen den PDBs gleichmäßig verteilt (2 PDBs= ½, 3 PDBs= 1/3, 4 PDBs = ¼, usw.) Oracle Private Cloud avato consulting ag 18

19 Strategie Ressourcenverteilung Limitierungen bei der Ressourcenverteilung / -begrenzung: Verteilung bzw. Limitierung von I/O ist nur mit Exadata möglich Limitierung von Hauptspeicher in einzelnen Sessions ist generell schwierig (lässt sich nur über ein Event steuern) Management des Datenbank Buffer Cache je nach Applikation gar nicht möglich (bleibt fraglich, ob dies sinnvoll ist) Oracle Private Cloud avato consulting ag 19

20 Lutz Fröhlich: Strategie Einführung & Operations Agenda Planung und Konzeption Konsolidierungsmodelle SaaS Isolation Cloud Management Features Rapid Provisioning Cloud Lifecycle Management Praktischer Einstieg DBaaS Fahrplan Snap Clone RMAN Clone Self-Service Provisioning Lizenzen und Produkte Oracle Private Cloud avato consulting ag 20

21 Konsolidierungsmodelle Implementierung/ Onboarding Dedizierte VM IaaS Dedizierte DB DBaaS Dediziertes Schema SaaS Einfach Einfach Aufwändig (Standardisierung, Versionen) Wartung Komplex Einfach Komplex Isolation Hoch Mittel Gering Grad der Konsolidierung Gering Mittel Hoch ROI Gering (Server-Ebene) Hoch (Server, OS) Sehr hoch (Server, OS, Datenbank) Oracle Private Cloud avato consulting ag 21

22 SaaS Isolation Resource Isolation Storage: Separate Tabelspace pro Schema CPU: Oracle Resource Manager (Datenbank-Dienste) Memory: Kann nicht durch Resource Manager geregelt werden. Thresholds und Alerts des Performance Monitoring Security Isolation Grants und Privilegien auf das Schema Beziehung zwischen Schema und Datenbankdienst Data Vault für zusätzliche Sicherheit Oracle 12c Plugable Database Oracle Private Cloud avato consulting ag 22

23 Cloud Management Features IaaS DBaaS SaaS Single VM Template Provisioning Self-Service Provisioning Self-Service Provisioning Policy driven resource scale out and scale back Live migration Integrated database lifecycle management Integrated database lifecycle management Chargeback on database level Chargeback on Service Level Host and VM level Chargeback Snap Clone (Netapp, ZFS) Export/Import TSPITR Full Clone (RMAN) Oracle Private Cloud avato consulting ag 23

24 Rapid Provisioning Lifecycle für Applikationen und damit für die Datenbanken werden kürzer. Applikationen müssen schneller eingeführt werden. Standard Provisioning Zeitraubende Prozesse die über verschiedene Abteilung etablibiert sind müssen koordiniert werden Transition Management Einzelne Ressourcen stehen nicht bereit und müssen durch Antragsverfahren bestätigt und bereit gestellt werden Gesamtprozess einschließlich Life Cycle Management personalaufwändig und teuer Rapid Provisioning Benötigte Ressourcen stehen bereit (im Rahmen der Quotas) Provisioning in wenigen Stunden Automatisierter Prozess, der wenig manuelle Ressourcen benötigt Hohes Maß an Standardisierung Oracle Private Cloud avato consulting ag 24

25 Cloud Life Cycle Management mit dem Enterprise Manager Der Oracle Enterprise Manager deckt den kompletten Cloud Life Cycle ab: Planung Einrichtung Test Deployment Überwachung Verwaltung Chargeback Optimierung Oracle Private Cloud avato consulting ag 25

26 DBaaS - Fahrplan Vorbereitung (Benutzer/Rollen für Administratoren und Self Service-Benutzer erstellen/zuweisen) Credentials erstellen Provisioning der Datenbanksoftware Konfiguration des Listener Einen Datenbank-Pool erstellen Ein Datenbank-Pool ist eine Sammlung von Ressourcen, auf die beim Provisioning zugegriffen werden kann. Eine Sammlung von Datenbankservern, auf denen die Datenbanksoftware installiert ist. Konfiguration der Anforderungen z.b. Maximaldauer einer Anforderung Quotas aufsetzen Memory, Storage, Anzahl der Datenbanken Es können verschiedene Kategorien gebildet werden (Entwicklung, Test, Produktion) Ein Datenbase Provisioning Profile erstellen Snapshots, RMAN Backup, DBCA Template, Schema Export Ein Database Service Template erstellen Ermöglicht den Self-Service-Benutzern eine Datenbank oder ein Schema zu erstellen Snap Clone, RMAN Backup, DBCA Template, Template für SaaS Chargeback konfigurieren Oracle Private Cloud avato consulting ag 26

27 DBaaS Snap Clone Provisioning großer Datenbanken in wenigen Minuten Aktuell unterstützt: NAS Netapp, ZFS (EMC, HDS geplant) Features Storage Technology Use and throw -Datenbanken (UAT, Zeitreisen), kurzlebige Datenbanken Voll integriert in 12c CC Life Cycle Management Vorteile Spart Speicherplatz da nur der Platz für die Deltas benötigt wird (copy-on-write Snapshot), wenige Megabyte für eine 1 TB DB Da das Snapshot nur aus Zeigern besteht, müssen nur die Zeiger ersetzt werden. Cloning 1 TB DB in wenigen Minuten Oracle Private Cloud avato consulting ag 27

28 DBaaS RMAN Clone Provisioning via RMAN Clone Aktuell unterstützt: Alle Plattformen und Storage-Typen Features Oracle Technology Datenbanken mit längerem Lebenszyklus Voll integriert in 12c CC Life Cycle Management Vorteile Storage-neutral Passt in die existierend Infrastruktur Oracle Private Cloud avato consulting ag 28

29 Self-Service Provisioning mit dem EM CC Out-of-the-box Konsole, kann angepasst werden, API Provisioning: PaaS, DBaaS Clone-Methoden: RMAN Clone (copy-on-write), Snap Clone, Schema Export Integriert: Monitoring, Backup, Patching Self-Service-Benutzer bekommt einen Service-Katalog präsentiert Ist in den kompletten CC Lifecycle eingebunden Self-Service-Benutzer können: Datenbanken starten und stoppen Backup- und Restore-Operationen durchführen Wichtigen Metriken überwachen Den Retirement-Prozess anstoßen Oracle Private Cloud avato consulting ag 29

30 Lizenzen und Produkte Lizenzen Oracle Cloud Management Pack for Oracle Databases Produkte Enterprise Manager CC 12cR2 mit Oracle Cloud Application Plug-in (+ Patch ) Enterprise Manager CC 12cR2 mit Oracle Cloud Application Plug-in Oracle Private Cloud avato consulting ag 30

31 Backup Hochverfügbarkeit, Clustering Oracle Private Cloud avato consulting ag 31

32 Architektur, Technologie Technology Database Management Oracle Enterprise Manager 11 Database DR 3rd Party Applikationen Database Software Automatic Storage Management (ASM) O/S Clusterware O/S Netzwerk Oracle Data Guard 11gR2 Beliebiger Hersteller Oracle 12c / 11gR2 / 10g R2 Oracle Automatic Storage Manager (ASM) Oracle Grid Infrastruktur (CRS) Oracle Enterprise Linux 5.x oder 6.x 64-bit Operating System 10 GE Ethernet für Enduser und Applikationen Infiniband (wenn nicht vorhanden, 10 Gbit Ethernet) für den Interconnect X86 Hardware Storage Beliebiger Hersteller Beliebiger Hersteller; FC-SAN empfohlen, iscsi nur bei geringerem I/O Oracle Private Cloud avato consulting ag 32

33 Architektur, Technologie Clusterware & Database Release Database Release Als Datenbanksoftware kommt entweder die Standard oder Enterprise Edition (siehe auch unten Lizenzierung) zum Einsatz. Durch den Aufbau des Clusters und die Wahl des Betriebssystems ist es möglich jede Datenbankversion von 10g Release 1 bis 12c Release 1 einzusetzen. Clusterware Einziges Kriterium ist, dass die Version der Grid Infrastruktur immer größer oder gleich der höchsten eingesetzten Datenbankversion ist. Sind die internen Festplatten ausreichend groß gewählt, können möglichst viele unterschiedliche Datenbankversionen eingesetzt werden. Allerdings sollte wenn möglich nur die aktuelle Version 11g Release 2 oder 11g Release 1 eingesetzt werden, da es nur für diese noch Support von Oracle gibt Oracle Private Cloud avato consulting ag 33

34 Architektur, Technologie Hochverfügbarkeit, Desaster Recovery Strategie Stretched Cluster über zwei Datacenter mit Replikation in ein drittes Features Kein Problem die dritte Voting Disk zu platzieren DR- und Livesystem physikalisch getrennt Livesystem an unterschiedlichen Standorten schützt gegen Standortausfall Oracle Private Cloud avato consulting ag 34

35 Architektur, Technologie Hochverfügbarkeit, Desaster Recovery Strategie Stretched Cluster mit Replikation auf einen Standby-Node in einem der Datacenter Features Konstengünstiger als Variante mit drei Rechenzentren DR-System steht im gleichen Rechenzentrum wie Live-System ist aber physikalisch getrennt (anderer Bandabschnitt oder ähnliches) Livesystem an unterschiedlichen Standorten schützt gegen Standortausfall Oracle Private Cloud avato consulting ag 35

36 Architektur, Technologie Hochverfügbarkeit, Desaster Recovery Strategie Cluster mit Replikation auf einen anderen Cluster in anderem Rechenzentrum Features Einfaches Setup, da keine Verbindung zwischen den Rechenzentren notwendig ist Beide Seiten werden aktiv genutzt, d.h. bessere Auslastung der Ressourcen Dennoch Schutz vor Ausfall eines Standortes wenn auch ein Ausfall gewisse manuelle Schritte erfordert Oracle Private Cloud avato consulting ag 36

37 Architektur, Technologie Was ist zu beachten? Ein paar Erfahrungen aus der Praxis Platzierung der dritten Voting Disk Schwierig bei zwei Rechenzentren Kompromiss: Zweite Voting Disk in einem separaten System in einem der Rechenzentren... wenn das Rechenzentrum mit dem System, das die dritte Voting Disk beinhaltet betroffen ist sind separate Schritte notwendig den Cluster neu zu starten Blades vs. Single Server Blades hängen (aus der Erfahrung) von zu vielen Komponenten ab, die auch gepatcht werden müssen Empfehlung Single Server zu nutzen Wenn Blades, dann Verteilung der Blades auf verschiedene Chassis; NIEMALS alle Blades in ein Chassis! Größe des Clusters Faustregel: Mindestens 4 Knoten pro Cluster Die einzelnen Maschinen so groß wie möglich und ökonomisch sinnvoll so viel RAM wie möglich (derzeit ca. 256 GB pro Knoten ökonomisch sinnvoll) Hierbei die Anwendungen und den Workload beachten! Oracle Private Cloud avato consulting ag 37

38 Architektur, Technologie Was ist zu beachten? Ein paar Erfahrungen aus der Praxis Aufteilung der Ressourcen im Cluster Ressource Manager und CPU_COUNT Parameter Services helfen bei der Verteilung der Sessions Server Pools helfen bei der Aufteilung der Ressourcen und Datenbanken im Cluster Virtualisierung Wenn, dann OVM Supportproblematik Lizenzkosten Generell aber nicht zu empfehlen für PROD-Systeme (Performanceverlust, zusätzliche Ebene, komplizierteres Debugging und Performancetuning) Für UAT/DEV durchaus mach- und realisierbar Frage der Notwendigkeit durch 12c in Frage gestellt... Oracle Private Cloud avato consulting ag 38

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