Infrastruktur-Blueprints für Oracle-Datenbanken

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1 DOAG-Konferenz 2010 Daniel Steiger Senior Consultant Trivadis AG 18. Nov. 2010, Nürnberg Basel Bern Lausanne Zürich Düsseldorf Frankfurt/M. Freiburg i. Br. Hamburg München Stuttgart Wien

2 Trivadis Facts & Figures Über 540 Mitarbeiter an 11 Standorten im Raum D-A-CH Finanziell unabhängig und nachhaltig profitabel Kennzahlen 2009 ú Konzernumsatz: CHF 100 Mio. / EUR 66 Mio. ú Bei über 650 Dienstleistungskunden in über 1'600 Projekten aktiv ú Über 160 laufende Service Level Agreements ú Forschungs- und Entwicklungsbudget: CHF 5.0 Mio. / EUR 3.3 Mio

3 Trivadis - das Besondere Kundenindividuelle Lösungskompetenz und Herstellerunabhängigkeit Technologiekompetenz Lösungs- und Integrations-Know-how Begleitung über den gesamten IT-Projekt- Lifecycle bietet fundierte Methodenkenntnisse und eigenentwickelte Vorgehensweisen garantiert wiederholbare Qualität und Realisierungssicherheit hat über 15 Jahre Expertise in Oracle, Microsoft, IBM & Open Source verfügt über ein eigenes Technology Center und setzt auf technologische Exzellenz hat eine breite, branchenübergreifende Kundenbasis und jährlich über 1600 Projekte verbindet technologisches Spezialistenwissen mit dem Verständnis für die Business-Spezifika des Kunden begleitet den gesamten IT-Projekt-Lifecycle mit einem modularen Dienstleistungsportfolio bietet für jeden Reifegrad die passende Dienstleistungs- und Lösungskombination 3

4 Agenda Blueprint wie, was, wozu? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 4

5 Was ist ein Blueprint? 5

6 Was ist ein Blueprint? 6

7 Blueprint wozu? Source: Object Oriented Analysis and Design, Grady Booch (1993) 7

8 Ein Blueprint ist eine abstrahierte Systembeschreibung/Darstellung kann als Referenzarchitektur betrachtet werden dient als Brücke zwischen Business und Technologie kann herstellerneutral, oder herstellerspezifisch sein ist ein Planungshilfsmittel dient als Basis für die spätere Detailspezifikation Solution 8

9 Agenda Blueprint wie, was, wozu? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 9

10 Methodisches Vorgehen führt zum Ziel (1) Führe mich nicht in Versuchung Bottom-Up Welche Anforderungen muss das System erfüllen? Anwort: die Geschäftsanforderungen! Daher Bottom-Up Top-Downü 10

11 Methodisches Vorgehen führt zum Ziel (2) Top-Down, ausgehend von den Anforderungen, kann der Architekturprozess in fünf Phasen gegliedert werden: Requirement Engineering/ Analysis System Context, Constraints Architectural Desicions System Design Implementation ú Analysieren: Analyse der Geschäftsanforderungen ú Klären: Klärung der Rahmenbedingungen ú Entscheiden: Fällen von Architekturentscheiden ú Gestalten: Erstellen des Systemdesigns ú Überwachen: Überwachung der Implementation Dieser Prozess ist hochgradig iterativ, iterativ, iterativ, itera... ú Erwarten Sie keinen Durchmarsch... 11

12 Agenda Blueprint wie, was, wo? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 12

13 Architekturbestimmende Themen (1) Welche Geschäftsanforderungen stehen auf der Agenda? ú D.h. welche Anforderungen muss die Infrastruktur erfüllen? Verfügbarkeit Konsolidierung Sicherheit Lifecycle 13

14 Architekturbestimmende Themen (2) Verfügbarkeit ú z.b. 99.5% ú RPO/RTO Skalierung ú Performance & Capacity ú Antwortzeiten ú Elastizität 14

15 Architekturbestimmende Themen (3) Konsolidierung ú Aus Vielen mach Eines ú Server / Datenbanken / Storage ú Sehr oft kostengetrieben (Virtualisierung) ú Aus Einem mach Viele ú Server / Storage Provisionierung ú Verkürzen der Bereitstellungszeit ú Server / Datenbanken / Services ú In vielen Fällen Optimierung der Servicebereitstellung 15

16 Architekturbestimmende Themen (4) Sicherheit ú Compliance-Anforderungen ú Regulatorien / interne Standards Kosten ú Initialkosten und wiederkehrende Kosten ú Lizenzmodelle (Oracle) Lifecycle ú Applikations-Lifecycle vs. Technologie-Lifecycle 16

17 Agenda Blueprint wie, was, wo? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 17

18 Building-Blocks Bausteine für Oracle-DB-Infrastrukturen Typ Knoten Service Listener Instanz Clusterware OS Netzwerk VIP Datenbank Storage Location Beschreibung physischer oder virtueller Server Datenbankservice Datenbanklistener Datenbank- oder ASM-Instanz Oracle Clusterware Betriebssystem Privates oder öffentliches LAN oder WAN Virtual IP Datenbankfiles physischer oder virtueller Speicher (DAS, SAN oder NAS) Datacenter, Rechenzentrum, Gebäude 18

19 Building-Blocks Die grafische Darstellung der Building-Blocks wird bewusst einfach gehalten und zeigt nur die zum Verständnis der Architektur notwendigen Komponenten und Details. Location A DB Server Service Listener Public LAN Physical LAN link Physical SAN Link Cluster Interconnect VIP DB Instanz ASM Instanz Clusterware OS Storage DB Passiv Connection or Element Activ Connection or Element Boundary Location 19

20 Oracle Basis-Architekturen Basisarchitektur Single Instance Charakteristik Datenbank auf einem Knoten. Keine Redundanz. Scale- Up begrenzt möglich. Einsatz von Instance Caging möglich ab 11gR2 (EE) Failover Cluster (FOC) Knotenredundanz. Service-Failover bei Knotenausfall. Automatischer Failover mit 3 rd -Party Clustermanager, mit Oracle Clusterware,oder mit Oracle Failsafe auf Windows. Kein Disasterschutz RAC Data Guard (DG) MAA Oracle VM Skalierungslösung (Scale-Out) und Service- Hochverfügbarkeit. Kein Disasterschutz (ausser mit Streched-Cluster und Host-Based-Mirroring). Disasterschutz auf Basis einer aktiven Standby- Umgebung (Standby-DB). Mittels Fast-Start-Failover automatischer Failover bei Serviceausfall auf Primärseite. Maximum Availability Architecture: Kombination vom RAC und Data Guard. Skalierfähige, Daten- und Service- Hochverfügbarkeitslösung DB-Server-Virtualisierung auf Basis XEN (Paravirtualisierung für x86-systeme) für Infrastrukturkonsolidierung, DB-Serverprovisionierung und HA 20

21 Welche Architektur für welche Anforderung? Architektur Verfügbarkeit Skalierung Konsolidierung Provisionierung Kosten Single Instance Failover Cluster 99% % RAC 99.9% Data Guard 99.5% MAA 99.9% Oracle VM 99.5%

22 Agenda Blueprint wie, was, wo? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 22

23 Beispiel: Ausgangslage Im Rahmen einer Plattformablösung soll eine neue Datenbankinfrastruktur evaluiert werden. Der Kunde ist offen für den Einsatz neuer Servertechnologien. Zudem wird die Konsolidierung der Datenbanken angestrebt. Bestehende Umgebung ú 2 SUN E6900 mit total 80 Cores Ultrasparc IV+, 320 GB Memory ú Failover-Cluster mit Veritas Cluster und Veritas Filesystem (host based mirroring) ú 31 Datenbanken ú 13.1 TB Diskplatz (alloziert), 6.2 TB (benutzt) 23

24 Beispiel: Anforderungen Anforderungen ú RPO: near zero data loss ú RTO: 30 Minuten ú Verfügbarkeit: 99.9% ú Skalierbarkeit: Zuwachs der Transaktionsmenge in den nächsten 2 Jahren um den Faktor 3 ú Datenbankkonsolidierung soweit sinnvoll ú Provisionierungsziel für neuen DB-Service: ½ Tag ú Sicherheit: 2 DBs benötigen strikte Trennung von technischer und applikatorischer Administration ú Kosten: Lizenzoptimierung ist anzustreben ú Nur Einsatz von zertifizierter HW und SW 24

25 Beispiel: Lösungsansatz Anforderungen ú RPO: near zero data loss Ø Ø Data Guard, ggf. mirror SAN ú RTO: 30 Minuten Ø Ø Data Guard mit FSFO ú Verfügbarkeit: 99.9% Ø Ø RAC (TAF) ú Skalierbarkeit: Zuwachs der Transaktionsmenge in den nächsten 2 Jahren um den Faktor 3 Ø Ø starke CPUs und I/O (Exadata?) ú Datenbankkonsolidierung Ø Ø Shared DBs und Services ú Provisionierungsziel für neuen DB-Service: ½ Tag Ø Ø Oracle VM, Shared DBs ú Sicherheit: 2 DBs benötigen strikte Trennung von technischer und applikatorischer Administration Ø Ø Database Vault ú Kosten: Lizenzoptimierung ist anzustreben Ø Ø wenige, starke CPUs ú Nur Einsatz von zertifizierter HW und SW Ø Ø Oracle 11gR2, Grid Infrastructure 25

26 Lösungskonzept (1) Business Continuity durch Lokationsredundanz sichergestellt ú Ø Ø Data Guard Service-Verfügbarkeit durch Passiv-Instanzen auf RAC gewährleistet ú Ø Ø Pre-Started Instanzen erlauben schnellen Servicefailover ú Ø Ø DB-Services (CRS) sind höchstverfügbar Skalierung durch Einsatz einer High-End Datenbankinfrastruktur ú Ø Ø Oracle Database Machine / Exadata ú Ø Ø Reduktion der CPUs von 80 auf 27 Cores (Oracle Lizenzkosten J ) Platform CPU Faktor SUN E Cores: Ultrasparc IV+ 1.5GHz 3 DBM/Exadata 27 Cores: Intel(R) Xeon(R) CPU E

27 Lösungskonzept (1) Kostenoptimierung durch 100%-Oraclestack ú Ø Ø Einsatz der 11g-Grid-Infrastruktur (Clusterware und ASM) ú Ø Ø Wegfall der Nicht-Oracle-Lizenzen (Veritas Cluster und File System) Datenbank-Konsolidierung durch Bildung von Themendatenbanken und DB-Services (CRS) ú Ø Ø Reduktion von 31 DBs auf 6-10 DBs Provisionierungsoptimierung durch Standardisierung und leistungsfähige HW ú Ø Ø Sehr hoher Standardisierungsgrad (Setup, Konfiguration) ú Ø Ø Automatisiertes Setup von neuen Datenbanken ú Ø Ø Mehrfachnutzung der Themendatenbanken 27

28 Blueprint: Service- & Disaster-Recovery DC1 Primary srv14 srv13 I4_THa srv12 I3_THa I4_THb srv11 I2_THa I3_THb I4_THc Sa Sb I1_THa Sc I2_THb Sd I3_THc I4_THd I1_THb I2_THc I3_THd I1_THc I2_THd ASM4 I1_THd ASM3 Oracle GI ASM2 Oracle GI ASM1 Oracle GI DC3 DG Observer Disaster Recovery DC2 Standby srv24 srv23 I4_THa srv22 I3_THa I4_THb srv21 I2_THa I3_THb I4_THc Sa Sb I1_THa Sc I2_THb Sd I3_THc I4_THd I1_THb I2_THc I3_THd I1_THc I2_THd ASM4 I1_THd ASM3 Oracle GI ASM2 Oracle GI ASM1 Oracle GI Exadata Oracle Grid Infr. DATA FRA DATA FRA 4-Knoten RAC + Data Guard + Observer Exadata Oracle Grid Infr. DATA FRA DATA FRA 28

29 Agenda Blueprint wie, was, wo? Methodik führt zum Ziel Architekturtreiber Data are always part of the game. Oracle Basisarchitekturen Beispiel Take-Aways 29

30 Take-Aways Das Mantra im Architekturprozess lautet: Top-Down Der Architekturprozess ist iterativ Reduktion der (Anforderungs-)Komplexität auf wenige zentrale, architekturbestimmende Themen Blueprints dienen als Brücke zwischen Business und Technologie Je höher die Anforderungen, desto grösser die Komplexität (und damit die Kosten) 30

31 ... und nicht vergessen die Katze zu streicheln J Source: Object Oriented Analysis and Design, Grady Booch (1993) 31

32 Trivadis finden Sie auf Ebene 3 Stand Nr. 304 Daniel Steiger Senior Consultant Trivadis AG Basel Bern Lausanne Zürich Düsseldorf Frankfurt/M. Freiburg i. Br. Hamburg München Stuttgart Wien

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