Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA)

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1 Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) DOAG Konferenz 2013 Nürnberg, November 2013 Wolfgang Tanzer metafinanz Informationssysteme GmbH

2 Wir fokussieren mit unseren Services die Herausforderungen des Marktes und verbinden Mensch und IT. Business Intelligence Themenbereiche Über metafinanz Enterprise DWH Data Modeling & Integration & ETL Architecture: DWH & Data Marts Hadoop & Columnar DBs Data Quality & Data Masking Insurance Reporting Standard & Adhoc Reporting Dashboarding BI Office Integration Mobile BI & InMemory SAS Trainings for Business Analysts BI & Risk Customer Intelligence Customer based Analytics & Processes Churn Prediction and Management Insurance Analytics Segmentation and Clustering Predictive Models, Data Mining & Statistics Scorecarding Social Media Analytics Fraud & AML Risk Solvency II (Standard & internal Model) Regulatory Reporting Compliance Risk Management metafinanz gehört seit 23 Jahren zu den erfahrensten Software- und Beratungshäusern mit Fokus auf die Versicherungsbranche. Mit einem Jahresumsatz von 250 Mio. EUR und über Mitarbeitern entwickeln wir für unsere Kunden intelligente zukunftsorientierte Lösungen für komplexe Herausforderungen Wolfgang Tanzer Ihr Ansprechpartner Consultant Data Warehousing Mehr als 4 Jahre DWH-Erfahrung Oracle OWB Expertise Technical Project Coordinator mail phone <Titel der Präsentation> Seite 2

3 Gliederung Einführung 1.1 Motivation 1.2 Was ist Flashback Database Archive? 1.3 Wie funktioniert Flashback Database Archive? Proof of Concept aus der Praxis 2.1 Welche Voraussetzungen waren gegeben? 2.2 Welche Anforderungen gab es? 2.3 Wie wurde der PoC durchgeführt? Fazit Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 3

4 1 Einführung

5 Historisierung von Daten wird in jedem Unternehmen benötigt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten Daten zu historisieren. Motivation Historisierung von Daten Lange Aufbewahrung von Daten Gesetzliche und betriebliche Vorschriften Änderungen müssen nachvollziehbar sein Historisierte Daten dürfen nicht veränderbar sein Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 5

6 Historisierung von Daten wird in jedem Unternehmen benötigt. Es gibt verschiedene Möglichkeiten Daten zu historisieren. Motivation Historisierung von Daten Wie? Im DWH die Möglichkeit der Slowly Changing Dimensions Externe Anwendungen Trigger (zu Lasten der Performance) Oracle bietet seit der 11g Datenbank die Option Flashback Database Archive (auch als Total Recall bekannt) Kann FDA als SCD Ersatz eingesetzt werden? Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 6

7 Flashback Database Archive: Automatisiertes Tracken aller Änderungen eines Datensatzes Flashback Database Archive Was ist das? Total Recall: Das perfekte Gedächtnis Option der Oracle Datenbank Basiert auf der bewährten Flashback Technologie von Oracle jede Änderung an einem Datensatz wird automatisch gespeichert Speichert alle Änderungen in einem vordefiniertem Tablespace Speichert alle Änderungen in einem vordefiniertem Zeitraum Daten werden nach vorgegebenem Zeitraum automatisch gelöscht Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 7

8 Flashback Database Archive: Automatisiertes Tracken aller Änderungen eines Datensatzes Flashback Database Archive Was ist das? jede Änderung an einem Datensatz wird automatisch gespeichert Funktioniert für INSERT, DELETE, UPDATES und MERGE Funktioniert für die meisten DDL Statements Schutz vor Veränderung der versionierten Daten Kann für Audit Reports verwendet werden Keine Triggers oder andere zusätzliche Tools nötig Keine Anpassung vorhandener Anwendungen (für aktuelle Daten) Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 8

9 Datensatzänderungen werden über das UNDO Management ins Archiv geschrieben. Flashback Database Archive Architektur Änderungen werden im UNDO Bereich solange vorgehalten, bis sie in das Archiv geschrieben wurden. Eintrag ins Archiv erfolgt nach COMMIT NOLOGGING wird ignoriert Quelle: Oracle.com Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 9

10 Welche DML und DDL Befehle funktionieren bei aktiviertem Flashback Database Archive? Flashback Database Archive Architektur INSERT UPDATE DELETE MERGE TRUNCATE ADD COLUMN REMOVE COLUMN RENAME COLUMN RENAME TABLE Quelle: Oracle.com Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 10

11 FDA: Wie funktioniert es? Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein. Flashback Database Archives Voraussetzungen 11g Separater Tablespace für die Archive (Archiv kann aber über mehrere Tablespaces gelegt werden) Tablespace muss über Automatic Segment Space Management verwaltet werden. UNDO MANAGEMENT: AUTO Archive Log Modus Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 11

12 FDA: Wie funktioniert es? Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein. Flashback Database Archives Voraussetzungen Privileg FLASHBACK ARCHIVE ADMINISTER Execute Privileg DBMS_FLASHBACK und DBMS_FLASHBACK_ARCHIVE Archiv kann für eine Tabelle oder für mehrere Tabellen verwendet werden Es handelt sich um neue Objekte in der Datenbank Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 12

13 Neue Objekte die sich mit bekannten Befehlen anlegen lassen. Archive anlegen CREATE FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> TABLESPACE <tablespace_name> RETENTION <duration> YEAR; CREATE FLASHBACK ARCHIVE: legt ein neues Archiv in dem angegebenem Tablespace an RETENTION: Parameter, der angibt, wie lange die historisierten Daten vorgehalten werden (auch möglich: MONTH, DAY) Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 13

14 Befehle, mit denen sich die Archive verwalten lassen Archive verwalten ALTER FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> SET DEFAULT; Setzt das Archiv als Standard fest ALTER FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> MODIFY RETENTION <duration> YEAR; Ändert die Dauer der Speicherung der historisierten Daten Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 14

15 Befehle, mit denen sich die Archive verwalten lassen Archive verwalten - Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 15

16 Befehle, mit denen sich die Archive verwalten lassen Archive verwalten ALTER FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> PURGE ALL; Leert das Archiv komplett ALTER FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> PURGE BEFORE TIMESTAMP (SYSTIMESTAMP - INTERVAL '1' YEAR); Leert alle historisierten Daten, die älter als ein Jahr sind. Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 16

17 Historisierung bei Tabellen aktivieren. Archive verwenden/aktivieren ALTER TABLE <table_name> FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> ; Aktiviert die Historisierung für eine bestehende Tabelle, verwendet dabei ein fest angegebenes Archiv ALTER TABLE <table_name> FLASHBACK ARCHIVE; Aktiviert die Historisierung für eine bestehende Tabelle, verwendet dabei das Standard Archiv Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 17

18 Historisierung bei Tabellen aktivieren. Archive verwenden/aktivieren CREATE TABLE <table_name> (<col_name> NUMBER(10) NOT NULL,...) FLASHBACK ARCHIVE <archive_name>; Erstellt eine neue Tabelle, bei der die Historisierung mit einem vorgegebenen Archiv aktiviert wird. ACHTUNG: Sobald FDA für eine Tabelle aktiviert ist, kann diese Tabelle nicht mehr gelöscht werden. Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 18

19 Historisierung bei Tabellen aktivieren. Archivierung aktivieren Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 19

20 Wird ein Archiv für eine Tabelle deaktiviert oder ganz gelöscht, gehen alle historisierten Daten verloren. Archive deaktivieren DROP FLASHBACK ARCHIVE <archive_name> ; Dieser Befehlt löscht unwiderruflich das Archiv und somit alle historisierten Daten ALTER TABLE <table_name> NO FLASHBACK ARCHIVE; Dieser Befehl deaktiviert die Historisierung für eine einzelne Tabelle. Hier gehen alle historisierten Daten der Tabelle verloren. Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 20

21 Historisierte Daten können mit sehr wenigen Anpassungen der bestehenden Systeme / SQLs abgefragt werden. Historisierte Daten abfragen Bisher genutzte Abfragen funktionieren weiterhin (liefern aktuelle Datensätze) Kleine Anpassung um historisierte Datensätze abzufragen Keine Änderungen bei INSERTs, UPDATEs, DELETs oder TRUNCATEs Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 21

22 Geänderte Daten können mit dem Parameter AS OF TIMESTAMP abgefragt werden. Liefert die gültige Version des Datensatzes zu diesem Zeitpunkt zurück. Historisierte Daten abfragen: AS OF TIMESTAMP SELECT * FROM <table_name> AS OF TIMESTAMP TO_TIMESTAMP (' :00:32', 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS'); SELECT * FROM <table_name> AS OF TIMESTAMP TO_TIMESTAMP (SYSTIMESTAMP - INTERVAL '60' MINUTE); AS OF TIMESTAMP: Mit diesem zusätzlichem Parameter wird die Version des Datensatzes zurückgeliefert, die zu dem Zeitpunkt gültig war Kann auch genutzt werden, um versehentlich gelöschte Daten wieder herzustellen Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 22

23 Beispiel: Daten in Tabelle mit aktiviertem FDA einfügen Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 23

24 Beispiel: Daten ändern und löschen Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 24

25 Beispiel: Stand der Daten zu einen früherem Zeitpunkt Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 25

26 Beispiel: Fehlermeldung bei falscher Auswahl des Timestamps Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 26

27 Mit dem Parameter VERSIONS können verschiedene Versionen eines Datensatzes betrachtet werden. Historisierte Daten abfragen: VERSIONS SELECT versions_startscn, versions_starttime, versions_endscn, versions_endtime, versions_xid, versions_operation, <col_1>, <col_2> FROM <table_name> VERSIONS BETWEEN TIMESTAMP TO_TIMESTAMP (' :00:32', 'YYYY- MM-DD HH24:MI:SS') AND TO_TIMESTAMP(' :00:32', 'YYYY-MM-DD HH24:MI:SS'); VERSIONS BETWEEN: Liefert verschiedene Versionen eines Datensatzes zum angegebenen Zeitraum zurück Mit den zusätzlichen Spalten kann überprüft werden, was an dem Datensatz wie zu welchem Zeitpunkt geändert wurde Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 27

28 Nützliche Informationen zu den Versionen eines Datensatzes liefern Pseudospalten Pseudospalten VERSIONS_STARTSCN VERSIONS_STARTTIME VERSIONS_ENDSCN VERSIONS_ENDTIME VERSIONS_XID Starting System Change Number (SCN) oder TIMESTAMP, wann diese Version des Datensatzes erzeugt wurde. Starting System Change Number (SCN) oder TIMESTAMP, wann diese Version des Datensatzes ungültig wurde. ID der Transaktion, welche die Version des Datensatzes erzeugt hat. VERSIONS_OPERATION Operation, welche die Version dieses Datensatzes erzeugt hat. (I = Insert, U = Update, D = Delete) Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 28

29 Verschiedenen Versionen von Datensätzen anzeigen Beispiel Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 29

30 2 Proof of Concept aus der Praxis

31 Data Warehouse bereits vorhanden. Neue Anforderungen kamen hinzu Gegebenheiten Kunde aus der internationalen Versicherungsbranche Data Warehouse besteht seit einiger Zeit DWH enthält Transaktionen von Verträgen und Schäden DWH enthält dient als Schnittstelle zu einem SAP System Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 31

32 Oracle Data Warehouse, ohne ETL Tool. Vorhandenes DWH Oracle DWH Kein ETL Tool, Beladung über PL/SQL Prozeduren und Packages Data Marts und Core DWHH (Basetables) im gleichen Schema Reporting erfolgt über Cognos Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 32

33 DB2 Quellsysteme, aus denen die Daten über Staging Schichten in Basetabellen geladen werden. Architektur des DWH Drei DB2 Quellsysteme Anbindung über Oracle Gateway Komplettlieferung über Staging Schemas Zusammenführung der Staging Schemas in Core DWH Aus den Core DWH werden verschiedene Datamarts und eine SAP Schnittstelle befüllt Ca. 200 Dimensionstabellen Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 33

34 Monatlicher Abschluß der Quellsysteme stellt den ETL Prozess dar, der wiederrum alle Basetabellen löscht und mit allen Daten befüllt Ladeprozess des DWH ETL Prozess stellt einen Monatsabschluß der Verwaltungssysteme dar Beim Monatsabschluß werden alle Basetabellen gelöscht und neu angelegt Es werden immer alle Daten aus den Quellsystemen geladen. (Keine Deltabeladung) Deltaermittlung erst bei Befüllung der Faktentabellen. Fakten älter als 2 Jahre werden gelöscht Dimensionstabellen werden gelöscht und neuangelegt Dimensionen werden aus den Fakten generiert Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 34

35 PoC: Neue Anforderungen an das bestehendes Data Warehouse. Anforderungen Neue Anforderung externer Wirtschaftsprüfer: Nachvollziehbarkeit von errechneten Werten im DWH (Berichten) Änderungen von Dimensionen müssen historisiert werden und auch abrufbar sein Historisierte Daten müssen 15 Jahre vorgehalten werden Jährlicher Snapshot der Dimensionen ausreichend Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 35

36 Umsetzung der Anforderungen nicht ohne große Änderungen des Data Warehouses möglich Umsetzung der Anforderungen SCD2 wäre für die Dimensionen ideal => Zeitlich nicht machbar, da zu viele Dimensionen und Beladung über PL/SQL Prozeduren erfolgt. => Teilumbau des ETL Prozesses wäre notwendig Idee des Kunden: Flashback Database Archive Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 36

37 PoC: Umsetzung. FDA wurde in einem Testsystem in das bestehende Data Warehouse eingebaut. Umsetzung des PoC Kopie des Produktivsystems Auswahl von Dimensionstabellen, welche historisiert werden solllen Mehrere Monatsabschlüße Technischer Fragenkatalog, um zu überprüfen ob FDA alle fachlichen Anforderungen erfüllen kann Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 37

38 Beim ersten Testlauf mit aktiviertem FDA traten Probleme auf, die aber schnell behoben werden konnten. Umsetzung des PoC - Probleme Tabellen dürfen nicht mehr gelöscht werden (nicht möglich bei aktiviertem FDA) Anstatt DROP der Tabellen wurden diese geleert (TRUNCATE) Historisierung mit Flashback Database Archive (FDA) Seite 38

39 PoC: technische Frageliste, was FDA für die gewünschten fachlichen Anforderungen erfüllen muss. Eingereicht von verschiedenen Projektbeteiligten Frageliste Kriterien aus verschiedenen Bereichen Infrastruktur Entwicklung Reporting Verschiedene Projektbeteiligte DBAs DB Entwickler Report Entwickler <Titel der Präsentation> Seite 39

40 Auszug aus der Frageliste consectet Frageliste Anforderungen Datenwachstum der Tabellen Partitionierung der archivierten Tabellen Komprimierung der archivierten Tabellen Einfluss auf den gesamten ETL Prozess Einfluss eines TRUNCATE mit aktiviertem FDA auf die Geschwindigkeit Performance der Cognos Berichte Korrekte Wahl des "as-of-timestamp" Import & Export / Backup & Recovery FDA nur einmal im Jahr aktivierbar <Titel der Präsentation> Seite 40

41 Beantwortung der Fragen Datenwachstum / Partitionierung / Komprimierung FDA Tabelle wächst bei jeden TRUNCATE und INSERT der Daten Zu viel Speicherplatz wird benötigt FDA Tabellen werden automatisch partitioniert, kein Eingreifen möglich FDA Tabellen werden automatisch komprimiert, kann über den Tablespace geregelt werden <Titel der Präsentation> Seite 41

42 Beantwortung der Fragen consectetur Performance ETLp / Berichte Keine messbaren Auswirkungen auf die Performance des ETL Processes Keine messbaren Auswirkungen auf die Performance der Berichte <Titel der Präsentation> Seite 42

43 Beantwortung der Fragen consectetur Timestamp Auswahl ETLp Keine Möglichkeit den richtigen Timestamp für die Tabellen zu finden Mappingtabelle mit Timestamps und ETL Läufen müsste angelegt und gepflegt werden => Zu großer Aufwand bei über 200 Dimensionstabellen <Titel der Präsentation> Seite 43

44 Beantwortung der Fragen consectetur Import & Export ETLp / Backup & Recovery DBAs konnten während des PoC keine Antwort auf die Auswirkungen von FDA auf ein Backup bzw. Recovery geben Ebenfalls keine Antwort auf die Möglichkeit Datenbanken mit aktivierten FDA zu klonen (für Entwicklung und Test) - <Titel der Präsentation> Seite 44

45 Beantwortung der Fragen consectetur Jährlicher Snapshot ETLp mit FDA Jährlicher Snapshot mit FDA nicht möglich Deaktivierung von FDA löscht alle historisierten Daten FDA muss immer aktiviert sein <Titel der Präsentation> Seite 45

46 3 Fazit

47 Nicht alle Fragen konnten zufriedenstellend geklärt wurden. Ein paar blieben offen. consectet Frageliste Anforderungen Datenwachstum der Tabellen Partitionierung der archivierten Tabellen - Komprimierung der archivierten Tabellen Einfluss auf den gesamten ETL Prozess Einfluss eines TRUNCATE mit aktiviertem FDA auf die Geschwindigkeit Performance der Cognos Berichte Korrekte Wahl des "as-of-timestamp" - Import & Export / Backup & Recovery FDA nur einmal im Jahr aktivierbar - <Titel der Präsentation> Seite 47

48 FDA erfüllte nicht alle Anforderungen und konnte daher nicht als Historisierungsmöglichkeit in diesem Data Warehouse verwendet werden Fazit Nicht alle Anforderungen wurden zufriedenstellend erfüllt Einige Fragen konnten in der gegebenen Zeit nicht beantwortet werden Es gab zu viele Show Stopper um den PoC weiter zu machen FDA sollte kann in Betracht gezogen werden, muss aber individuell geprüft werden Einfache Möglichkeit zu Historisieren <Titel der Präsentation> Seite 48

49 Interesse? Fragen? Austausch? Treffen Sie uns an unserem Stand und gewinnen Sie eine Hadoop-Schulung!

50 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! metafinanz Informationssysteme GmbH Leopoldstraße 146 D München Phone: Fax: DWH & Hadoop Expertise Besuchen Sie uns auch auf:

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