Sicherung von Oracle Datenbanken mit der ZFS Backup Appliance. Attila Mester Presales Architect, Data Protection

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1 Sicherung von Oracle Datenbanken mit der ZFS Backup Appliance Attila Mester Presales Architect, Data Protection

2 The following is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle s products remains at the sole discretion of Oracle.

3 Agenda Disk und Tape Backup von Oracle Datenbanken ZFS Storage Arrays und Backup Appliance Überblick Best Practice Konfiguration mit der ZFSSA Sizing auf Kapazität und Performance Mehrwerte mit ZFSSA Storage Services Beispiele mit NetBackup, NetWorker, TSM und OSB Resources

4 Oracle Database Backup RMAN Server mit Oracle DB Mount Disk Target (FRA o. Ext.Storage wie ZFSSA) RMAN CL. CL. O.Mod. + SBT Backup Client mit Oracle DB LAN MS Media Server FC Tape Disk Oracle Database Backup Recovery Manager (RMAN) ist die Oracle empfohlene Methode für DB Backup! Native RMAN Backup to Disk, oder auf Band mit einem Backup Tool RMAN Full oder Incremental Backups, Online, Multi-Streamed Validiert Datenbank Blöcke während Backup Unused Block Compression, Native Encryption, verschiedene Kompressionsstufen Richtige Strategie kombiniert mit Kompression hat DeDup Effekt! Data Recovery Advisor Hilfe bei Restores Management der benötigten Backup Files mit RMAN Katalog

5 Oracle s Storage Portfolio Engineered Systems NAS Storage SAN Storage Tape and Virtual Tape SL8500 SL3000 VSM Exadata Exalogic SPARC SuperCluster Big Data Appliance ZFS Storage Appliances 2500-M2 Pillar Axiom 600 LTO T9840 T10K SL150 Cloud Storage Deployment Options: Private, Public, Hybrid Services: IaaS, PaaS, SaaS Consumption Options: Build, Manage, Subscribe Storage Software Storage Management: OEM, ASM, Storage Analytics, CAM, ACSLS, ELS Automated Tiering: Partitions, SAM QFS, Hybrid Storage Pools, VSM Data Reduction: 11g ACO, HCC, RMAN, ZFS Storage Appliance Dedup/Comp Data Protection: Data Guard, RMAN, OSB, ZFS Storage Appliance Snap/Rep, MaxRep Security/Encryption: ASO, Oracle Key Manager, Disk/Tape Encryption

6 Appliances für Backup ZFS Storage Array NAS Filer VM Storage Oracle Database Storage Backup Target Device ZFS Backup Appliance vorkonfigurierte ZFSSA getestet, validiert für Eng.Systems Backup Oracle Database Backup Logging Recovery Appliance Eng.System, basierend auf RMAN, DataGuard und Flashback Techn. Real Time DP für tausende DBs

7 ZFSSA Essentials Application I/O Virtual Pool file-, volume-, data services Hybrid Storage Pool read flash, write flash, hard drives NFS Compress CIFS Dedup Snap Clone Replication Read Intensive I/O IB Thin Provision Write Intensive I/O Storage iscsi FC ü Mirror, RAID-Zx ü ü ü Storage OS Software Auto Administration System Analytics Virtual Storage Pools Dynamic Data Tiering Modular Scalability Oracle SW integration

8 ZFS Backup Appliance powered by ZFS Backup für Oracle s Engineered Systems Up to 26 TB/h backup, ~14TB/h restore 4x schnellere Restores als von Data Domain Skaliert bis 3.4 PBs

9 Oracle s neue, 4.Gen. ZS3 Serie löst die 7120, 7320 und 7420 ab ZFS Storage Operating System Integrierte SW Suite mit Oracle Software ZS3-2 2x schneller 3x skalierbar OS8 Storage OS Support Single or Dual Controllers 512GB DRAM 8 PCIe Slots 8 (16) Disk Shelfs 12TB Read Flash 2 (4) TB Write Flash ZS3-4 Single or Dual Controllers 2TB DRAM 14 PCIe Slots 36 Disk Shelfs 12TB Read Flash 10TB Write Flash All Flash Configuration

10 ZFS SA: Controller Options ZS3-2 ZS3-4 ZS3-BA CPU Cores 2 X 8 core 4x10 core 4x10 core DRAM 256 GB 1 TB 1 TB Max Read Flash 4 SSDs 4 SSDs Base units ship with 1 per controller; allow up to 4 through x-options Max Write Flash 32 (64) SSDs 144 SSDs 144 (HC) or 132 (HP) HA Option Yes Yes HC and HP systems come clustered # Data HDDs in-head Max # Disk Enclosures 8 (16) Max # Drives 192 (384) # Open PCIe Slots PCIe Version Form Factor 2U (4U HA) 3U (6U HA) 6U

11 ZFS SA: Shelf Options DE2-24P (Performance) 2U HDD 300GB or 900GB SAS2 10K RPM 73GB SAS2 SSD Write Accelerator Storage Enclosures DE2-24C (Capacity) 4U HDD 4TB SAS2 7.2K RPM 73GB SAS2 SSD Write Accelerator

12 Agenda Disk und Tape Backup von Oracle Datenbanken ZFS Storage Arrays und Backup Appliance Überblick Best Practice Konfiguration mit der ZFSSA Sizing auf Kapazität und Performance Mehrwerte mit ZFSSA Storage Services Beispiele mit NetBackup, NetWorker, TSM und OSB Resources

13 DB Backup, empfohlene Architektur IP - 10GbE o. InfiniBand Tape Backup FC Media Management Server mit Oracle Secure Backup, oder third-party backup software RMAN Backup Backupset dnfs Mount, 10GbE o. InfiniBand native RMAN Oracle Datenbank (Exadata) ZFS Backup Appliance oder Storage Array Tape Library

14 ZFSSA Anschlüsse... mehrere DB Nodes redundante InfiniBand oder 10GbE Switche 2x dual HBAs (4 ports) ZFSSA Controller -1 ZFSSA disk Shelfs für HA konfiguriert: Ausfall eines Controllers Ausfall eines Switches Ausfall einer HBA Ausfall eines Netzwerk Ports 2x dual HBAs (4 ports) ZFSSA Controller -2...

15 ZFSSA Volume Konfiguration 2 Pools über alle Shelfs 1 Pool pro Controller 16 dnfs Mounts beide Controller aktiv 8 Shares pro Pool Pools Pools kann fail-over im Controller Cluster jedes Share 1 Mountpoint Shares keine SSDs, nur HDs RaidZ-1 (3+1)

16 Durchsatz von Plattenzahl abhängig Durchsatz erhöht sich mit Anzahl der Shelfs 1 Storage Pool pro Controller liefert beste RMAN Ergebnisse (schnellere Platten liefern besseren Durchsatz) ZS3 RMAN Performance Scaling Adding Disk Shelves: 7200 RPM High Capacity Drives Single Parity RAID 1 shelf 2 shelves 3 shelves 4 shelves 8 shelves Backup (Image copy) 5.1 TB/hr 9.8 TB/hr 13.8 TB/hr 20.5 TB/hr 26 TB/hr Restore (Image copy) 1.8 TB/hr 4.0 TB/hr 6.3 TB/hr 11.4 TB/hr 17 TB/hr

17 Was ist "direct NFS"? dnfs liefert integriertes Performance Tuning für Oracle Datenbanken auf ZFSSA (auch für Backup) Teil der Oracle DB Reduziert CPU Load und Latency OISP Oracle Intelligent Storage Protocol (OISP) integrated with dnfs in 12c dynamically tunes record size and logbias variables on the ZFS Storage Appliance to optimize performance Bypass des Betriebssystems (> 25% schneller als NFS) Load Balance über multiple Network Interfaces, Stripe von Netzwerk Buffers über bis zu 4 Addresses Beispiel: Direct NFS Striping Number of Addresses Backup 4209 MB/s 5261 MB/s 5417 MB/s

18 Best Practice Konfigurationen Netzwerk Konfiguration Storage Konfiguration Empfohlene Backup Strategie Restore Strategien Datenvorhaltung Test Szenarien

19 Konfigurationsschritte Netzwerk Konfiguration Infiniband für Exadata, wenn Entfernung < 100 m bei > 100 m Entfernung oder normale DB Server 10 GbE aktiv-aktiv IP Multipathing Gruppen, und Jumbo Frames Enable dnfs (oranfstab Konfiguration) Storage Konfiguration keine SSDs wenn nur Backup/Restore zwei gleich grosse Pools pro Appliance Nutzung des "Exadata Backup Konfiguration Utilities" zur Automatisierung

20 Konfigurationsschritte (Fortsetzung) Empfohlene Backup Strategien RMAN "weekly full" mit "daily incremental level 1" sind optimal max. 16 RMAN Channels allokieren "incrementally updated backup strategy" mit Vorsicht geniessen! Image Backups wenn Datenbank Test/Entw./Migration notwendig, optionale Nutzung des "Snapshot Management Utilities" Datenvorhaltung wenige Backup Zyklen auf Disk vorhalten, Tape für Archivierung Backup Sets sollen über SBT Schnittstelle auf Tape kopiert werden

21 Reduzierung der Daten durch Kompression STORAGE KOMPRESSION ZFS Storage Appliance 4 Levels der Kompression Wird auf der ZFSSA ausgeführt Keine zusätzlichen Kosten ORACLE DATABASE KOMPRESSION HCC Wird auf dem Database Node ausgeführt Einsetzbar nur auf Oracle Storage (ZFSSA, Pillar, Exadata Storage Zellen) ACO Wird auf dem Database Node ausgeführt Low, Medium, High sind kostenpflichtig RMAN Basic Kompr. ist frei nutzbar

22 Agenda Disk und Tape Backup von Oracle Datenbanken ZFS Storage Arrays und Backup Appliance Überblick Best Practice Konfiguration mit der ZFSSA Sizing auf Kapazität und Performance Mehrwerte mit ZFSSA Storage Services Beispiele mit NetBackup, NetWorker, TSM und OSB Resources

23 Berechnungen der ZFSSA Kapazität ZFSSA Kapazität 1 Shelf mit 24x4TB Disks hat ca. 64 TB nutzbare (RaidZ1) Kap. Benötigte Kapazität bei Full/Incremental Strategie: 1 Woche Retention: 2 Full, 12 Incrementals, 14 Tage ArchiveLogs 2 Woche Retention: 3 Full, 18 Incrementals, 21 Tage Logs, usw... Beispiel, Effekt der RMAN und ZFS Kompression bei Full Backup: 11x mit BASIC, CPU Load 70-80% 9x mit LOW, CPU Load 20% 10x with MEDIUM, CPU load 50% 17x with HIGH, CPU load 100% ZFS Kompression variiert Incremental und Archive Log Backups weniger, 2-3x

24 RMAN Incremental + Backup Compression Effektivste Storageplatz Nutzung Annahmen: Database Grösse (used space) = 450GB Database change rate = 10% Backup type = RMAN backup set "Weekly full" Backup am Sonntag "Daily incremental" backups Mon-Sam Durchschnittliche RMAN Kompressionsrate: Full backup = 11x Incremental backup = 3x Archived log backups = 2x Storage Savings with Compression: 7.6x 11.4x

25 ZFSSA Performance Werte (ZS3-4) Durchsatz eines Controllers liegt bei ca MB/s Backup Durchsatz pro Shelf bei max. 5 TB/h (ca MB/s), gemessen bei Exadata und IB Anschluss, HC Drives Restore weniger, ca. die Hälfte Restore vom Full Backup am schnellsten, Vorteil der "Incremenally Updated Strategy"

26 Agenda Disk und Tape Backup von Oracle Datenbanken ZFS Storage Arrays und Backup Appliance Überblick Best Practice Konfiguration mit der ZFSSA Sizing auf Kapazität und Performance Mehrwerte mit ZFSSA Storage Services Beispiele mit NetBackup, NetWorker, TSM und OSB Resources

27 Mehrwerte für RMAN Backups auf ZFSSA Snapshots, Clones, Replication, Compression, HCC Support Development Database Test Database Tape Backup Production Database RMAN Primary Disk Array Sun ZFS Storage Appliance Oracle RMAN Target Replicated Oracle RMAN Target RMAN Image Backups können ohne Kopieren als Datenbanken in Betrieb genommen werden Beschreibbare Volume Kopien (CoW) erlauben das Klonen der Datenbanken Asynchrone IP Remote Replikation verbessrt HA und DR ZFS Kompression kann Storage Platzbedarf reduzieren, Backup/Recovery beschleunigen Automatisierung des Snapshot und Cloning Managements mit der opt. SNAP Mgmt. Utility möglich

28 Oracle Snap Management Utility Produktivitätssteigerung bei Datenbank- und Storage Administration

29 Snap Management Utility for Oracle DB Automatisiert die Administration des Snap Managements Vereinfacht Storage Management für DBAs Ermöglicht Snapshots & Clones vom DBA Console Automation Policy Management GUI or CLI Einfach und intuitive Steuert die ZFS Storage Operationen Virtuell unlimiterte Snapshots (capacity limited) Support für herkömmliche Oracle DB Umgebungen und Engineered Systems

30 Agenda Disk und Tape Backup von Oracle Datenbanken ZFS Storage Arrays und Backup Appliance Überblick Best Practice Konfiguration mit der ZFSSA Sizing auf Kapazität und Performance Mehrwerte mit ZFSSA Storage Services Beispiele mit NetBackup, NetWorker, TSM und OSB Resources

31 DB Backup, B2D2T empfohlene Architektur IP - 10GbE o. InfiniBand Tape Backup FC Media Management Server Oracle Modul mit SBT Library Backup Client SW RMAN Backup Backupset dnfs Mount, 10GbE o. InfiniBand RMAN native RMAN Oracle Datenbank ZFS Backup Appliance oder Storage Array Oracle Secure Backup, NetBackup, NetWorker, TSM,... Tape Library

32 Resources ZFS Storage Appliances: Configuration Best Practices for Exadata Backup with ZFSSA: documentation/zfssa-exadata-rman-v pdf Cloning Solution with RMAN and ZFSSA: systems-hardware-architecture/cloning-solution pdf Snap Management Utility for Oracle Databases: overview/zfs-snap-management-overview html New: Oracle Database Backup Logging Recovery Appliance: database-backup-logging-recovery-appliance/index.html

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