The Unbreakable Database System

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1 The Unbreakable Database System Real Application Cluster Unterföhring, M. Kühn 1

2 Comparisson HA - HA Ziele, DataGuard, HA Oracle, RAC RAC Features - Cache Fusion, TAF, Load Balancing RAC on Solaris - SPARC, x86 RAC on Linux Konfiguration - best Practice - Scaling 2

3 Comparisson HA: HA Ziele Reduzieren bzw. Vermeiden von Ausfallzeiten - Software-, Hardware-, Human Error, Disaster Daten und Anwendungen für Benutzer verfügbar halten Erhöhung des Applikationsdurchsatzes durch horizontale Skalierung Erhöhte Verfügbarkeit auch während Wartung oder Upgrade 3

4 Comparisson HA: DataGuard Vorteile - Schutz gegen Human Errors - Standorte können beliebig sein (Disaster Recovery) - Bis zu 10 Standby Server - No Data Loss im Guaranteed Protect Mode - Gap Detection / Gap Resolution Nachteile - Kein automatisches Failover - Hoher administrativer Aufwand - Gracefull Database Failover ist zeitintensiv - Datenverlust, wenn nicht im Guaranteed Protect Mode - Je höher der Datenschutz, desto schlechter die Performance Primary Standby Redo Logs Redo Logs Local Remote Archiving via Oracle Net Local Standby 2, 3,.., 10 Archived Redo Logs Archived Redo Logs 4

5 Comparisson HA: HA Oracle Vorteile - automatische Übernahme im Fehlerfall - schnelle Fehlererkennung - kein Datenverlust - Aktiv / Aktiv Konfiguration - geringer administrativer Aufwand Disk 1 Ora1 Ora2 Mirror 1 Nachteile - keine horizontale Skalierung - Im Fehlerfall müssen sich alle User wieder verbinden - Standort maximal 10km getrennt (Campus Cluster) Disk 2 Ora1 Ora2 Mirror 2 Disk 1 Mirror 1 Disk 2 Mirror 2 5

6 Comparisson HA: Oracle RAC Vorteile - Skaliert über alle Knoten - Hohe Performance durch Cache Fusion - Im Fehlerfall sind nur wenige Benutzer (hier 33%) betroffen - Automatische Benuzterübernahme - Sehr schnelle Übernahme (<1min) - Applikationen werden fortgeführt (TAF) Nachteile - Hohe Kosten - Standort maximal 10km getrennt Inst1 Disk Inst1 Inst2 Inst3 FC Switch Mirror Inst2 FC Switch Disk Mirror 6

7 Comparisson HA: Bewertungstabelle Criteria Data Guard HA Oracle RAC Performance Low Normal High Availability Normal High Very high Failover 8-10min 2-3min < 1min Data Loss High Low Very low Manageability Complex Easy Easy Cost Low Normal High 7

8 Comparisson HA - HA Ziele, DataGuard, HA Oracle, RAC RAC Features - Cache Fusion, TAF, Load Balancing RAC on Solaris - SPARC, x86 RAC on Linux Konfiguration - best Practice - Scaling 8

9 RAC Features: Cache Fusion Optimierung des Cache Coherency Protokolls - Reduzierung der Anzahl Messages - Vermeidung von I/O Eindruck einer global SGA (Shared Global Area) Inst1 Inst2 Inst3 Inst4 Cache Fusion FC Switch Disk Mirror 9

10 RAC Features: OPS Block Ping Node 1 Instance 1 User DLM 1 2 Node 2 Instance 2 SGA 6 5 SGA Block 4711 Sun Block 4711 HP IBM Sun 7 4 DBWR LGWR 3 Anzahl I/O: 2 x Write + 1 x Read 10

11 RAC Features: RAC Block Shipping Node 1 Instance 1 User GCS 1 2 Node 2 Instance 2 SGA SGA Block 4711 Sun 3 Interconnect Block 4711 HP IBM Sun DBWR LGWR Anzahl I/O: 0 x Write + 0 x Read 11

12 RAC Features: Total Application Failover (TAF) Applikationen und Benutzer werden bei Systemausfall automatisch und transparent mit der nächsten laufenden Instanz verbunden User User User Es sind nur wenige Benutzer betroffen. Hier sind es 1/3 aller Benutzer Übernahme der Benutzer liegt bei weniger als 1 Minute Inst1 Inst2 Client pre-connect möglich, um große Anzahl an Benutzern schneller zu migrieren FC Switch Disk Mirror 12

13 RAC Features: Connection Load Balancing Client LISTENER Node1: 20% Node2: 90% Node 1 CPU Load 20% LISTENER Node1: 20% Node2: 90% Node 2 CPU Load 90% Listener tauschen sich alle 30 Sekunden über CPU Load aus Shared Server: 1. kleinster Node Load 2. kleinster Instance Load 3. kleinster Dispatcher Load Dedicated Server: 1. kleinster Node Load 2. kleinster Instance Load 13

14 Comparisson HA - HA Ziele, DataGuard, HA Oracle, RAC RAC Features - Cache Fusion, TAF, Load Balancing RAC on Solaris - SPARC, x86 RAC on Linux Konfiguration - best Practice - Scaling 14

15 RAC on Solaris: Architecture for 9i RAC Oracle 9i basiert auf Cluster Framework DB kann im Filesystem (QFS) liegen Mirroring über Standorte mit SVM Bis zu 8 Nodes Disk Mirroring mit SVM für RAC Node1 Node2 Oracle 9i RAC Sun Cluster SVM QFS RAW Solaris Architecture Disk Standort A Mirror Standort B 15

16 RAC on Solaris: Architecture for 10g RAC Oracle 10g bringt sein eigenes stupides Cluster Framework mit Cluster Ready Services (CRS) werden per inittab restarted DB Instanzen werden durch CRS gestartet und überwacht (kein Cluster Agent) RAW Devices können bequem mit SVM Partitioning angelegt werden Oracle 10g RAC Oracle CRS RAW Solaris 9/10 Oracle 10g RAC Oracle CRS Cluster mit SVM Solaris 9/10 Oracle 10g RAC Oracle CRS RAW Solaris x86 16

17 RAC on Solaris: Sun Cluster RAC SVM Edition Inst1 Inst1 Inst2... FC Switch Inst1 Inst7 Inst1 Inst8 Rechner können an 2 Standorten sein, aber greifen auf dasselbe Storage zu, das nur an einem Standort sein kann RAID 1/5 Rechner und Storage können an 2 Standorten verteilt werden. Die Spiegelung ist host-based mit SVM multi-owner Disks. Inst1 Mirror Inst1 Inst2 FC Switch Inst1 Inst7 Mirror Inst1 Inst8 FC Switch multi-owner Disks multi-owner Disks 17

18 RAC on Linux: Architecture RAC on Linux läuft mit RH ES/AS oder SLES8+9 DB Files können nur von der HW gespiegelt werden, d.h keine standortübergreifende Spiegelung mit LVM möglich DB Files können im Filesystem mit OCFS liegen keine Binaries und Logs Nur 2 Node RAC mit OCFS; kein OCFS Support für SE RAC (4CPUs) Oracle 10g RAC Standort A Standort B Oracle 9i RAC Oracle CRS Node 1 Node2 LVM OCFSRAW LVM OCFSRAW hangcheck hangcheck Linux Linux Disk mit R1 / R5 18

19 Comparisson HA - HA Ziele, DataGuard, HA Oracle, RAC RAC Features - Cache Fusion, TAF, Load Balancing RAC on Solaris - SPARC, x86 RAC on Linux Konfiguration - best Practice - Scaling 19

20 Konfiguration : best practise - Skalierung Availability durch horizontale Skalierung Performance durch vertikale Skalierung Viele kleine Server produzieren Overhead - Systemload aller Server steigt - Erfahrung: 1 Server 80%, 2 Server 50% + 50% -> 20% Overhead bei Lastverteilung 100 Empfehlung: ++ wenige große Server -- viele kleine Server Busy Time in % 10%W / 90%R 50%W / 50%R 90%W / 10%R 0 1 Node 2 Node (QFE) 2 Node (GE) 20

21 Konfiguration : best practise - Transparent Application Failover Scenario 1 - shutdown abort von Instance 1 - DB Connect geht automatisch und tranparent zum nächsten Knoten - Failover < 1min Scenario 2 - Power off von Knoten 2 - DB Connect bzw. Client bekommt nichts vom Ausfall mit - TCP/IP Client Timeout Parameter laufen ab, erst jetzt ist der Ausfall bekannt - Failover findet nach 11min statt Lösung zu Scenario 2 - Threshold 1: tcp_ip_abort_interval (default: ms) - Threshold 2: tcp_ip_abort_cinterval (default: ms) 21

22 Diskussion: Fragen 22

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