Oracle Net Übersicht mit Tiefgang Konrad Häfeli. Technology Manager Infrastructure. Januar 2010

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1 Oracle Net Übersicht mit Tiefgang Konrad Häfeli. Technology Manager Infrastructure. Januar Schlüsselworte Oracle Net Services, Oracle Net, SQL Net, Database Service, TAF, FAN, SDU, RTT 2. Einleitung Oracle Net, eine Komponente der Oracle Net Services, als Bindeglied und Entkopplungs-schicht zwischen Applikationen und Datenbanken ermöglicht die Umsetzung von Client/Server resp. Three Tier Architekturen. Es ist die Grundlage für die Verteilung der Belastungen auf verschiedene physische oder auch logische Server. Die (Rückwärts- Kompatibilität der verschiedenen Versionen hat bis auf ein paar kleinere Vorkommnisse, wenn man sich an die Grundfunktionalität gehalten hat, wenig Probleme bereitet. Meistens werden die Konfigurationen via Files (sqlnet.ora, tnsnames.ora, listener.ora gemacht, sodass diese relativ einfach kopiert und auf die jeweiligen Bedürfnisse angepasst werden können. Was war nun aber meine Motivation einen Vortrag über dies eigentlich nicht so prickelnde Thema zu schreiben? Der Mensch wir aus Erfahrung klug In einem MAA Projekt wurde die scheinbar klare Konfiguration des Applikationszugriffs auf den hochverfügbaren Datenbankservices (RAC abgesichert mit Dataguard auf die Probe gestellt und gefährdete durch Probleme die Endabnahme des Systems. 3. Übersicht Für die Verbindung eines Clients mit dem Server braucht Oracle Net die Information auf welchen Server, über welchen Port auf welchen Service zugegriffen werden soll. Meistens geschieht das mit dem TCP Protokoll und wird in einem sogenannten Verbindungsdeskriptor definiert. Dieser definiert somit die physische Lokation des angegebenen Datenbankservices: (DESCRIPTION = (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP (HOST = pyrrha09 (PORT = 1521 (CONNECT_DATA = (SERVICE_NAME = TECH11.ttc.trivadis.com Diese Deskriptoren werden meistens mit einem Alias versehen und in Repositories abgelegt welche entsprechend der Naming-Methode unterschiedlich ausgeprägt sind. Local Naming tnsnames.ora File Directory Naming LDAP compliant Directory Server Easy Connect Naming expliziter connect string External Naming z.b. NIS (Network Information Service info@trivadis.com. Info-Tel Datum Seite 1 / 5

2 4. Verfügbarkeit Die Verfügbarkeitsfunktionalität von Oracle Net spricht vor allem die Applikation an. Dadurch wird der gewünschte Datenbank Service auch im Fehlerfall (Instanz, Knoten, Lokation erreicht. Durchsatz-Anforderungen sind hier meist nicht ausschlaggebend, sondern fehler- und möglichst verzögerungsfreie Automatismen. Failover: Mehrere Adressen können in der ADDRESS_LIST angegeben werden, dann wird per default connect time failover (FAILOVER=ON gesetzt. Es wird sequentiell die Liste durchgegangen bis die Verbindungen hergestellt werden kann. Loadbalance: Bei mehreren Connect Deskriptoren (DESCRIPTION_LIST ist loadbalancing defaultmässig eingeschalten. Es werden random die Verbindungen hergestellt um die Last zu verteilen. Die Kombination der Parameter versucht random eine Verbindung herzustellen bis eine funktioniert. (DESCRIPTION = (ADRESS_LIST = (FAILOVER = ON (LOAD_BALANCE = ON (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP(HOST = pyrrha01(port = 1521 (ADDRESS = (PROTOCOL = TCP(HOST = pyrrha02(port = 1521 (CONNECT_DATA = (SERVICE_NAME = TECH11.ttc.trivadis.com Durch die Konfiguration des remote_listeners wir nicht nur eine zahlenmässig gleiche Verteilung der Verbindungen gemacht (clientseitiges Loadbalancing, sondern entsprechend der Serverlast die Connectionrequests verteilt (serverseitiges Loadbalancing. Transparent Application Failover (TAF wird bevorzugt auf der Server Seite implementiert. Durch das Setzen der FAILOVER_MODE Parameter der Datenbank Services wir ein automatisches reconnect auf einen verfügbaren Knoten möglich. Der FAILOVER_TYPE SESSION macht zwar kein nahtloser failover von offenen Cursorn, hat aber auch keinen Overhead bei normalen Select- Operationen auf der Clientseite. begin DBMS_SERVICE.CREATE_SERVICE( service_name => 'TECH11, network_name => 'TECH11, failover_method => 'BASIC', failover_type => 'SESSION', failover_retries => 180, failover_delay => 1; end; / Client Programme können mittels Fast Application Notification (FAN von einem Failover benachrichtigt werden und ohne eventuelle TCP Timeouts abzuwarten auf überlebende Knoten oder Lokationen reconnecten. Bei OCI Clients ist das mittels Advanced Queuing Funktionalität relativ einfach möglich. Wenn beim DB Service die Notification gesetzt ist beinhaltet die SYS.REG$ Tabelle die nötigen Client Informationen welche z.b. vom Dataguard Broker beim Rollentausch durch einen DB Down Event in der Alert Queue informiert werden. info@trivadis.com. Info-Tel Datum Seite 2 / 5

3 begin DBMS_SERVICE.MODIFY_SERVICE( service_name => 'TECH11.ttc.trivadis.com', aq_ha_notifications => true; end; / Sind Knoten, resp. deren IP Adressen nicht mehr verfügbar ist es sehr zeitaufwändig durch die verschiedenen ADDRESS Konfigurationen durch zu gehen und im schlimmsten Fall jeweils ein TCP Connect Timeout abzuwarten. Durch das Setzen von SQLNET.OUTBOUND_CONNECT_TIMEOUT im sqlnet.ora File kann dies auf den spezifizierten Wert (wenige Sekunden reduziert werden. Es kann Applikationskonfigurationen geben, vor allem bei der Integration von alten Systemen, da helfen die neuen Failoverfunktionen nicht in jedem Fall. Wenn im Extremfall IP Adressen direkt in der Applikation codiert sind oder z.b. eigene Applikationsconnection Pools alloziert werden, kann es Sinn machen die IP Adresse(n des gecrashten Knotens auf den neuen PRIMARY Knoten zu übernehmen. Solche Funktionalität kann mit Clustern oder eigenen Scripten implementiert werden und ist in der Regel einfacher zu implementieren als komplizierte Client-Notifikationen in alten Applikationen einzuführen. 5. Performance In der Regel ist die Datentransferlast einer Applikation kein Problem für eine Oracle Net Verbindung. Datentransfer und das Verhalten bei grossen Lasten ist aber relevant beim Einsatz von Oracle Net Services beim Redotransport in Dataguardumgebungen. Dabei tritt die Primary Datenbank als Client auf, der Daten über das Netz zum Standby Knoten überträgt. Die Bandbreite für die Übertragung der Daten von und zu den Clients hängt natürlich vom physischen Netzwerkanschluss ab der heute meinst nicht unter 1GBit/sec liegt, was einer maximalen Datenmenge von ca. 90 MB/s entspricht (Faustregel max. 70% Auslast des Netzwerks als Sicherheit, Division durch 8 für Bit/Byte Umrechnung. Nebst konfigurationsrelevanten Anpassungen kommen auch physische Effekte zum tragen, die in der Auslegung der Systeme berücksichtig werden müssen, aber nicht umgangen werden können (gemessen als RTT, round trip time. Massive Verbesserugen im Netzwerkdurchsatz können erzielt werden wenn die beiden sqlnet.ora Parameter RECV_BUF_SIZE und SEND_BUF_SIZE optimiert werden. Oracle empfiehlt diese auf das Dreifache des Bandwidth Delay Product (BDP zu setzen. Dieses berechnet sich aus der Roh-Bandbreite des Netzwerks multipliziert mit der Round Trip Time (RTT. Diese kann z.b. durch den Einsatz von traceroute ermittelt werden (Faustregel ist 1 ms pro 50km Übertragunsstrecke. Für ein GB Netzwerk mit einer Millisekunde RTT ergäbe das ein BDP von 125KB, die Bufferparameter sind optimal mit Faktor 3, somit auf Byte zu setzen bps * s / 8 b * 3 = RECV_BUF_SIZE = SEND_BUF_SIZE = Zur Verbesserung der Netzwerkauslastung und somit der Performance kann client- und serverseitig im sqlnet.ora der Wert für die Session Data Unit (SDU gesetzt werden. Default von 8kB kann bei hoher Last auf 32KB gesetzt werden: DEFAULT_SDU_SIZE=32767 info@trivadis.com. Info-Tel Datum Seite 3 / 5

4 Die SDU könnte ebenfalls im connect descriptor resp. in der SID_LIST des Listeners angegeben werden. Damit die Datenmenge für die Übertragung reduziert wird, hat Oracle ab 11gR1 Redocompression als Dataguardproperty eingeführt. Leider findet die Komprimierung nur statt wenn ein log Gap geschlossen wird. Dabei aber ist die Reduktion mit 80-90% markant. 6. Neue Funktionalität 11gR2 Oracle unterstützt in der aktuellen Version Internet Protocol Version 6 (IPv6, diese adressiert das Problem der auslaufenden IPv4 Adressen. Für die Konfiguration von Oracle Net spielt das keine Rolle, wenn der Hostname via DNS korrekt aufgelöst wird (entweder IPv4 oder IPv6. Oracle Restart bringt eine Hochverfügbarkeitsfunktionalität auf Basis srvctl für eine Single-Instanz Umgebung. Durch geeignete Konfiguration wird sichergestellt, dass der Listener-Prozess wieder gestartet wird wenn er nicht mehr läuft. srvctl add listener -l listener1120 srvctl remove listener -l listener1120 srvctl start listener -l listener1120 srvctl stop listener -l listener1120 Connection Timeouts können nun auf Basis der Deskriptoren konfiguriert werden und übersteuern global gesetzte in sqlnet.ora. Dies ergibt flexiblere Konfigurationen im Dataguard Umfeld: 7. CIDR TRANSPORT_CONNECT_TIMEOUT spezifiziert die Wartezeit von Oracle Net für die Etablierung einer Verbindung auf den Datenbank Server. Er übersteuert TCP.CONNECT_TIMEOUT im sqlnet.ora. CONNECT_TIMEOUT spezifiziert die Wartezeit von Oracle Net für die Etablierung einer Verbindung auf die Datenbank. Er übersteuert SQLNET.OUTBOUND_CONNECT_TIMEOUT im sqlnet.ora. Classless Inter-Domain Routing. In CIDR notation, an IPv6 subnet is denoted by the subnet prefix and the size in bits of the prefix (in decimal, separated by the slash (/ character. For example, 2001:0DB8:0000:0000::/64 denotes a subnet with addresses 2001:0DB8:000:0000:0000:0000:0000:0000 through 2001:0DB8:000:0000:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF. The CIDR notation includes support for IPv4 addresses. For example, /24 denotes the subnet with addresses through Fazit Im Hochverfügbarkeitsumfeld, beim Einsatz von RAC und Dataguard, spielt Oracle Net und seine optimale Konfiguration, eine grosse Rolle zur Erreichung der Ziele. Bei nicht optimierten Einstellungen kann nebst der Datenbank Service Verfügbarkeit auch die Datensicherheit leiden, weil aus Performancegründen nicht die nötigen Protection-Levels gesetzt werden können. Das Austunen lohnt sich in jedem Fall und ist durch vergleichbar einfache Mittel zu erreichen. Schon ab Oracle 10gR2 sind die wichtigen Funktionalitäten vorhanden, mit 11gR1 und R2 sind eher kleinere Verbesserungen eingeführt worden. info@trivadis.com. Info-Tel Datum Seite 4 / 5

5 Viel Erfolg beim Einsatz von Trivadis-Know-how wünscht Ihnen Konrad Häfeli Trivadis AG Papiermühlestrasse 73 Tel: +41-( CH-3014 Bern Fax: +41-( Internet: Mail: Info-Tel Datum Seite 5 / 5