Повышение доступности Oracle Database 12c

Т Е Х Н И Ч Е С К И Й Д О К У М Е Н Т O R A C L E | О К Т Я Б Р Ь 2 0 1 5

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ ORACLE DATABASE 12C

Содержание

Введение .................................................................................................................................................. 2

Задача обеспечения высокой доступности ............................................................................................ 3

Высокая доступность Oracle Database .................................................................................................... 3

Инновации в Oracle Database 12c ..................................................................................................... 3

Принципы проектирования Oracle Database с высокой доступностью ............................................ 4

Oracle Maximum Availability Architecture ............................................................................................ 5

Внеплановые простои .............................................................................................................................. 6

Высокая доступность при отказе сервера: Oracle Real Application Clusters .................................... 6

Прозрачное аварийное переключение на резерв: Application Continuity ........................................ 7

Система хранения: Automatic Storage Management (ASM) .............................................................. 7

Доступность данных и защита от повреждения ............................................................................... 8

Резервное копирование и восстановление — Oracle Recovery Manager ........................................ 9

Резервное копирование на ленту — Oracle Secure Backup (OSB) ................................................ 11

Восстановление после логического сбоя: технология Oracle Flashback ....................................... 15

Защита данных и доступность в реальном времени — Oracle Data Guard ................................... 17

Высокая доступность с нулевой потерей данных независимо от расстояния: Active Data Guard .............................................................................................................................. 17

Высокая доступность в конфигурации «активный-активный»: GoldenGate .................................. 19

Аварийное переключение на резерв при полном выходе из строя сайта: Oracle Site Guard ...... 20

Плановые простои ................................................................................................................................. 20

Изменение конфигурации системы без остановки ......................................................................... 20

Изменение данных и приложений без остановки ........................................................................... 21

Обновление приложения без остановки: Edition-Based Redefinition ............................................. 22

ПОВЫШЕНИЕ ДОСТУПНОСТИ ORACLE DATABASE 12C

Горячее патчирование ..................................................................................................................... 22

Внесение патчей поочередно на каждом узле кластера с помощью Oracle RAC ........................ 22

Патчирование сначала Standby в конфигурации Data Guard ........................................................ 22

Обновления БД поочередно с помощью Data Guard ..................................................................... 23

Обновления БД поочередно с помощью Active Data Guard ........................................................... 23

Миграция платформы, техническое обслуживание систем и перенос ЦОД ................................. 23

Беспростойное техническое обслуживание с помощью Oracle GoldenGate ................................. 23

Управление решениями для высокой доступности Oracle Database .................................................. 24

Global Data Services ......................................................................................................................... 24

Заключение ............................................................................................................................................ 26

Приложение. Новые функции высокой доступности в Oracle Database 12c ....................................... 27

2

Введение

Организации используют информационные технологии (ИТ) для получения конкурентных

преимуществ, снижения эксплуатационных расходов, расширения связей с заказчиками

и бизнес-аналитики, предоставляемой руководству. Таким образом, организации все больше

зависят от своей ИТ-инфраструктуры и ее непрерывной доступности. Простои приложений

и недоступность данных напрямую приводят к потере производительности и доходов,

разочарованию заказчиков и ущербу для репутации.

В настоящее время основной подход к созданию инфраструктуры высокой доступности (High

Availability, HA) заключается в развертывании избыточного и часто простаивающего

оборудования и ПО от разрозненных поставщиков. Это подход часто связан с более крупными

затратами, но не обеспечивает ожидаемых уровней обслуживания из-за слабой интеграции

компонентов, технологических ограничений и сложности администрирования. Однако Oracle

предоставляет заказчикам комплексные и интегрированные технологии высокой доступности

для снижения расходов, получения максимальной выгоды от инвестиций благодаря

продуктивному использованию всех ресурсов высокой доступности и повышения качества

обслуживания пользователей.

В этой статье рассматриваются виды сбоев, влияющие на ИТ-инфраструктуру, и существующие

технологии Oracle Database для комплексного решения проблем при таких сбоях. Эти

технологии, интегрированные в архитектуру Oracle Maximum Availability Architecture (MAA),

снижают или исключают внеплановые простои, обеспечивают быстрое восстановление после

сбоев и снижают плановые простои.

Мы представляем новые возможности Oracle Database 12c, включая технологии Application

Continuity, Global Data Services и Active Data Guard Far Sync, которые соответственно улучшают

восстановление приложений, поддерживают глобальные сервисы баз данных и предоставляют

средства защиты от потери данных в глобальном масштабе. В статье описаны новые

возможности Oracle Database 12c для производительности, функциональности и простоты

использования, которые добавляются к уже существующим средствам высокой доступности,

в том числе Real Application Clusters, Automatic Storage Management, Recovery Manager, Data

Guard и Active Data Guard, Oracle Secure Backup и Edition-Based Redefinition. Представлены

также инновационные новые возможности решения Zero Data Loss Recovery Appliance, в корне

меняющие подход к защите данных и восстановлению.

3

Задача обеспечения высокой доступности Проектирование, управление и внедрение архитектуры высокой доступности для достижения всех бизнес-целей при ограничениях сегодняшнего реального мира — это весьма сложная задача. Многие поставщики предлагают технологии и услуги для защиты вашего бизнеса от потери данных и простоев, но кому верить?

По мнению специалистов Oracle, высокая доступность охватывает ряд важных аспектов, помимо основной цели исключения простоев. Основные характеристики всесторонне продуманной архитектуры высокой доступности:

» Доступность данных: обеспечение постоянного доступа к данным во избежание остановки бизнеса.

» Защита данных: предотвращение потерь данных, подрывающих жизнеспособность бизнеса.

» Производительность: достаточно короткое время отклика для эффективных бизнес-операций.

» Расходы: снижение затрат на развертывание, управление и поддержку для экономии корпоративных ресурсов.

» Риск: долгосрочное, стабильное обеспечение требуемых уровней обслуживания с учетом развития бизнеса без неожиданных больших затрат и разочарований.

Отправной пункт для достижения высокой доступности — понимание уровней обслуживания, необходимых организации для реализации всего вышеуказанного. Это помогает принимать важные решения по технологиям и определяет необходимый размер инвестиций в архитектуру высокой доступности.

Успешные решения высокой доступности обеспечивают достижение целей по уровням обслуживания для всех вышеуказанных составляющих. Эти решения должны быть гибкими, так как у разных приложений, бизнес-функций и групп пользователей разные требования к уровням обслуживания. Необходимо также обеспечить гибкость адаптации к изменениям, потому что постоянных решений нет: требования меняются с изменением условий ведения бизнеса.

Высокая доступность Oracle Database Компания Oracle три десятилетия работала над тем, чтобы помочь ИТ решить задачу высокой доступности, и разрабатывала для этого комплексные средства высокой доступности, встроенные в базу данных. Результатом этих инноваций являются решения высокой доступности, которые обеспечивают организациям реальные конкурентные преимущества, помогая достичь нужных уровней обслуживания самым экономичным способом.

Средства высокой доступности Oracle Database охватывают весь диапазон плановых и внеплановых отключений. Oracle создает и поставляет средства высокой доступности для баз данных, тесно интегрированные с основной внутренней функциональностью СУБД. Это позволяет создавать экономичные решения, которые снижают риски для бизнеса и обеспечивают уникальные уровни защиты данных, производительности и рентабельности. Средства высокой доступности СУБД Oracle Database гибки, позволяют выбрать нужный уровень высокой доступности и легко адаптируются для экономичной поддержки ваших бизнес-целей сегодня и в будущем.

Инновации в Oracle Database 12c

Oracle Multitenant, новая опция для Oracle Database 12c, реализует революционную технологию для консолидации баз данных и облачных вычислений. Архитектура Multitenant снижает расходы на ИТ, обеспечивая архитектуру «управления как единым целым» (manage-as-one) для консолидации и виртуализации баз данных. Мультиарендная архитектура Multitenant также делает сверхвысокую доступность основным требованием, когда консолидация баз данных проводится для критически важных бизнес-приложений. По определению консолидация баз данных означает, что мы кладем все яйца в одну корзину. Чем больше мы снижаем расходы путем консолидации, тем больше яиц оказывается в одной корзине и тем серьезней возможные операционные и финансовые последствия для бизнеса в случае отключения.

4

Новые средства высокой доступности в Oracle Database 12c созданы для обеспечения сверхвысокого уровня доступности, необходимого для консолидированных баз данных в частных облаках. Это включает поддержку мультиарендной архитектуры для всех функций высокой доступности Oracle, новые уровни избыточности, прозрачное аварийное переключение на резерв, сохраняя все транзакции, и полную защиту от потерь данных при авариях, независимо от географического расстояния. Архитектура Oracle Multitenant представляет собой следующее поколение технологии баз данных, а долгосрочные и проверенные принципы проектирования высокой доступности Oracle изначально обеспечивают сверхдоступность, необходимую для консолидированных сред.

Принципы проектирования Oracle Database с высокой доступностью

Высокая доступность СУБД Oracle Database обеспечивается набором тесно интегрированных функций высокой доступности, встроенных в ядро СУБД. Решая проблемы высокой доступности, Oracle руководствуется тремя основными принципами, описанными ниже.

Использование внутренних возможностей СУБД Oracle для максимальной защиты данных

Знание внутренних алгоритмов и структур данных, включая структуру блоков базы данных и формат журналов, и управление ими дают возможность Oracle создавать уникальные интеллектуальные средства защиты данных. Например, поскольку Oracle Data Guard обнаруживает повреждения в базе данных на самом раннем этапе, это предотвращает распространение физических повреждений, логических повреждений и несогласованности данных, вызванных «потерянными» операциями записи. Active Data Guard идет на шаг дальше, автоматически устраняя повреждения на диске, которые могут произойти в основной или резервной БД, незаметно для пользователя.

Аналогичным образом утилита Recovery Manager (RMAN) выполняет физические и логические проверки блоков базы данных Oracle для обеспечения надежных резервных копий. RMAN включает стратегию «одна полная резервная копия, затем только инкрементальные», согласно которой резервное копирование выполняется только для измененных блоков. Это обеспечивает неявную дедупликацию на стороне исходной БД, что намного экономичней внешнего механизма дедупликации. RMAN также обеспечивает детальное, экономичное восстановление отдельных блоков вместо целых файлов данных. Еще один пример защиты данных, предлагаемый только компанией Oracle, — это способность технологий Flashback отменить изменения в базе данных на нужном уровне гранулярности для области распространения конкретной ошибки (базы данных, таблицы или отдельной транзакции). Восстановление всей базы данных в этом случае не требуется.

Обеспечение высокой доступности средствами, встроенными в приложение

Обеспечение высокой доступности и защиты данных с помощью кластера с аварийным переключением на холодный резерв или на уровне, как в решениях, ориентированных на систему хранения, не гарантирует исчерпывающую защиту и быстрое восстановление. Опция Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC) дает возможность одной и той же СУБД Oracle Database работать на кластере серверов баз данных в конфигурации «активный-активный». Производительность легко масштабируется путем развертывания дополнительных серверов в сети. Пользователи активны на всех серверах, и все серверы имеют общий доступ к одной и той же СУБД Oracle Database. Высокая доступность обеспечивается в случае внеплановых отключений или планового технического обслуживания путем переключения пользователей с отключаемого сервера на другие серверы кластера Oracle RAC, продолжающие работать.

Отключения в конечном итоге влияют на доступность приложения, поэтому, в отличие от решений, ориентированных на систему хранения, технологии высокой доступности Oracle работают на уровне бизнес-объектов, например для исправления поврежденных таблиц или восстановления конкретных транзакций. Решения Oracle очень эффективны, так как обеспечивают гранулярное восстановление части базы данных, без простоя приложения. С помощью функции Online Redefinition можно также вносить структурные изменения в таблицу в то время, когда другие пользователи обращаются к этой таблице и обновляют

5

данные в ней. Application Continuity, новая возможность в Oracle Database 12c, скрывает от конечных пользователей и приложений многие типы сбоев, повторяя сессию после отказа сервера или узла незаметно для приложения.

Решения Oracle для высокой доступности решают проблемы не только внеплановых отключений. Все типы технического обслуживания БД могут проводиться без остановки или поочередно с минимальным простоем или вообще без простоя.

Резервные системы в конфигурации Data Guard можно легко сделать системами двойного назначения и использовать для тестирования. Риски в этом случае снижаются благодаря тому, что все изменения полностью тестируются на точной копии основной БД, прежде чем вносятся в производственную среду.

Предоставление интегрированной, автоматической и открытой архитектуры с высокой рентабельностью

Возможности обеспечения высокой доступности, встроенные в СУБД Oracle Database, не требуют отдельной интеграции или установки. Обновления для новых версий сильно упрощены благодаря исключению обременительного и трудоемкого процесса сертификации многочисленных технологий сторонних поставщиков. Кроме того, можно управлять всеми функциями через единый интерфейс управления Oracle Enterprise Manager Cloud Control. Oracle встраивает автоматизацию в каждый шаг, устраняя виды ошибок, типичные для ручных конфигураций. Например, заказчики могут легко выбрать автоматическое аварийное переключение на резервную БД в случае отключения основной БД, автоматическое удаление и архивацию резервных копий для эффективного управления пространством хранилища и автоматическое устранение повреждений физических блоков.

Решения Oracle для высокой доступности постоянно активны по своей природе, благодаря чему не требуются компоненты, функционирующие только в случае сбоев. Все узлы кластера Oracle RAC активны, резервные системы Data Guard поддерживают приложения только для чтения и быстрое инкрементальное резервное копирование, а Oracle GoldenGate поддерживает чтения и записи с разрешением конфликтов на всех реплицированных БД Oracle Database, позволяя выполнять обновления в любой БД. Открытая архитектура высокой доступности Oracle обеспечивает высокую окупаемость и сводит к минимуму риск отказов. Вопрос о том, заработает ли система после сбоя и сколько времени потребуется на возобновление обслуживания, вообще не встает: все компоненты высокой доступности Oracle уже запущены и выполняют полезную работу и пользователи могут убедиться в их надежности.

Oracle Maximum Availability Architecture

Oracle Maximum Availability Architecture (MAA) — набор лучших практик для интегрированного использования технологий высокой доступности (см. рис. 1).

Рис. 1. Технологии высокой доступности Oracle и архитектура Oracle Maximum Availability Architecture

6

Лучшие методы MAA создаются и поддерживаются командой разработчиков Oracle, постоянно проверяющих интегрированное использование функций высокой доступности СУБД Oracle Database. Реальное качество обслуживания клиентов также проверяется командой MAA, и полученные знания передаются другим клиентам.

MAA включает лучшие методы для важных компонентов инфраструктуры, в том числе серверы, систему хранения и сеть, а также лучшие методы настройки и эксплуатации для средств высокой доступности Oracle, работающих в этой инфраструктуре. Ресурсы MAA (oracle.com/goto/maa) постоянно обновляются и расширяются.

Поскольку не у всех приложений одни и те же требования высокой доступности и защиты данных, лучшие методы MAA описывают разные стандартные архитектуры для достижения разных целей по уровням обслуживания. Подробнее это обсуждается в статье Эталонные архитектуры Oracle MAA — основа для DBaaS (база данных как сервис)1.

В остальной части этого документа более подробно обсуждаются средства высокой доступности Oracle Database 12c.

Внеплановые простои Аппаратные ошибки, которые вызывают отказ серверов, по существу, непредсказуемы и вызывают простои приложений. Причиной внеплановых простоев также может быть целый ряд сбоев, связанных с доступностью данных, включая повреждение хранилища, отключение вычислительной площадки и человеческие ошибки. В этом разделе говорится о том, как решения Oracle для высокой доступности учитывают эти основные категории сбоев для предотвращения внеплановых простоев или смягчения их последствий.

Высокая доступность при отказе сервера: Oracle Real Application Clusters

Доступность серверов связана с обеспечением непрерывного доступа к сервисам базы данных даже в случае выхода из строя одной или нескольких машин, на которых размещен сервер базы данных, что может произойти из-за аппаратной или программной ошибки. Опция Oracle Real Application Clusters (RAC) обеспечивает самую эффективную защиту от таких отказов.

Oracle Real Application Clusters (RAC) — это основная технология кластеризации Oracle с общим доступом к БД всех экземпляров в кластере (shared everything). С опцией RAC СУБД Oracle Database несколько экземпляров базы данных могут работать на разных серверах кластера с общим набором файлов, составляющим базу данных. База данных охватывает множество аппаратных систем, но для приложения выглядит как единая, унифицированная база данных.

Архитектура Oracle RAC расширяет преимущества доступности и масштабируемости для всех приложений следующим образом.

» Отказоустойчивость в пуле серверов, особенно в случаях выхода из строя компьютеров. Поскольку узлы работают независимо друг от друга, отказ одного или двух узлов не влияет на остальные узлы. Эта архитектура также позволяет прозрачно перевести группу узлов в интерактивный или автономный режим, в то время как остальная часть системы продолжает предоставлять сервисы баз данных.

» Гибкое и экономичное планирование мощностей позволяет масштабировать систему до любой мощности по мере изменения потребностей бизнеса. С Oracle RAC пользователи могут добавлять узлы в сеть по мере роста потребностей в мощности. Это устраняет простои и снижает расходы по

1 http://www.oracle.com/technetwork/database/availability/maa-reference-architectures-2244929.pdf

7

сравнению с более дорогостоящей модернизацией путем замены существующей монолитной системы более крупной. Oracle RAC обеспечивает почти линейное масштабирование без внесения изменений в приложение.

Application Continuity, новая функция Oracle Database 12c, защищает приложения от прерываний сессий базы данных из-за выхода из строя экземпляра, сервера, системы хранения, сети или другого компонента. Application Continuity повторяет выполняемые запросы таким образом, что для приложения отказ узла RAC выглядит как небольшая задержка выполнения. Подробнее это описано ниже в разделе о технологии Application Continuity.

Oracle RAC также поддерживает новую мультиарендную архитектуру, а стек программного обеспечения Oracle RAC, помимо обеспечения высокой доступности серверов2, является идеальной инфраструктурой для консолидации баз данных.

Более подробные сведения доступны в материалах по Real Application Clusters в сети OTN (oracle.com/goto/rac).

Прозрачное аварийное переключение на резерв: Application Continuity

Разработчикам приложения трудно замаскировать все прерывания сессий с базой данных. В результате ошибки и ожидания часто заметны для конечных пользователей, что ведет к разочарованиям и потере производительности. Oracle Database 12c представляет Application Continuity — новую функцию, которая маскирует сбои, восстанавливая сессию с базой данных после внеплановых отключений. Application Continuity выполняет восстановление сессии на уровне драйвера СУБД, и сбой инфраструктуры — это для приложения лишь небольшая задержка выполнения.

Система хранения: Automatic Storage Management (ASM)

Oracle Automatic Storage Management (ASM) — это базовая (кластерная) технология управления томами, которая используется СУБД Oracle Database и файловой системой Oracle ASM Cluster File System (ACFS), которая позволяет хранить все данные и управлять ими в общей системе хранения. Благодаря низкой стоимости, простоте администрирования и высокой производительности технология ASM предпочтительна для баз данных Oracle.

Для производительности и высокой доступности технология ASM выполняет страйпинг и зеркалирование всех объектов. Интеллектуальные средства зеркалирования позволяют администраторам задавать двойное или тройное зеркало для защиты данных. Если операция чтения выявляет поврежденный блок на диске, ASM автоматически перемещает правильный блок из зеркальной копии в неповрежденную часть диска. Администраторы могут также использовать утилиту ASMCMD для переноса определенных блоков вручную. Отказы диска не вызывают простоев системы благодаря возможности использования данных на зеркальных дисках. Если отказавший диск навсегда удаляется из ASM, базовые данные распределяются заново между оставшимися дисками для стабильно высокой производительности.

Flex ASM, новая функция Oracle Database 12c, повышает доступность базы данных (экземпляра), предоставляя механизм аварийного переключения экземпляра БД к ASM на других узлах и снижая потребление ресурсов, связанное с ASM, на 60 %. Flex ASM упрощает консолидацию БД на базе кластера, так как все экземпляры БД, работающие на определенном сервере, могут продолжить работу в случае отказа экземпляра ASM на этом сервере.

ASM Disk Scrubbing, новая функция Oracle Database 12c, выполняет проверки на наличие логических повреждений и исправление этих повреждений автоматически как в обычных, так и в высокоизбыточных дисковых группах. Это дополняет проверки работоспособности, выполняемые инструментом RMAN во время резервного копирования и восстановления.

2 Oracle Grid Infrastructure, включая Oracle ASM/ACFS и Oracle Clusterware, и СУБД Oracle Database с опцией Oracle Real Application Clusters составляют стек ПО Oracle Database RAC.

8

Доступность данных и защита от повреждения

Доступность данных связана с борьбой и смягчением последствий потери данных: это может быть потеря или повреждение критически важных бизнес-данных. Отказы данных могут быть вызваны одной причиной или комбинацией причин: выходом из строя подсистемы хранения, отказом вычислительной площадки, человеческими ошибками и повреждением данных. Из-за этих разноплановых причин отказы данных часто трудно выявлять и диагностировать. В этом и последующих разделах рассматриваются технологии высокой доступности СУБД Oracle Database, помогающие диагностировать, предотвращать и смягчать последствия потери данных, и выполнять восстановление.

Защита от человеческих ошибок

Человеческие ошибки — это одна из основных причин простоев, поэтому хорошее управление рисками должно включать меры предотвращения и исправления человеческих ошибок. Например, из-за неправильного предложения WHERE оператор UPDATE может обработать значительно больше строк, чем предполагалось. Oracle Database 12c обеспечивает набор мощных средств, помогающих администраторам предотвращать, диагностировать такие ошибки и восстанавливать данные. Oracle Database 12c также включает функции, позволяющие непосредственно конечным пользователям восстанавливать данные после таких проблем, что ускоряет восстановление утерянных и поврежденных данных.

Хороший способ предотвращения дорогостоящих человеческих ошибок — это ограничение доступа пользователей только теми данными и службами, которые им необходимы. СУБД Oracle Database обеспечивает инструменты защиты для гибкого управления доступом пользователей. Пользователи идентифицируются, и администраторы могут предоставлять пользователям только те привилегии, которые необходимы им для выполнения служебных обязанностей.

Например, раньше администратору резервного копирования были бы предоставлены права SYSDBA с соответствующими последствиями угрозы безопасности. Новые привилегии, доступные в Oracle Database 12c, включают SYSDG и SYSBACKUP для разделения обязанностей и более четкого определения области действия людей, администрирующих базу данных. Привилегия SYSDG предназначена для таких операций, как настройка Data Guard, мониторинг и изменение роли БД. Привилегия SYSBACKUP предназначена для операций Recovery Manager (RMAN), таких как резервное копирование или восстановление базы данных.

В следующих разделах обсуждаются резервное копирование и технологии Flashback для восстановления после человеческих ошибок.

Защита от физического повреждения данных

Физическое повреждение данных происходит из-за ошибок в любом из компонентов стека ввода-вывода. Когда Oracle дает команду записи, эта операция ввода-вывода в базе данных передается коду операционной системы. Операция записи проходит через весь стек ввода-вывода: от файловой системы к менеджеру томов, затем к драйверу устройства, адаптеру шины (Host-Bus Adapter), контроллеру системы хранения и кешу NVRAM, после чего данные наконец записываются на диск. Отказы или ошибки оборудования в любом из этих компонентов могут привести к записи на диск неправильных или поврежденных данных. Это может повредить внутреннюю управляющую информацию Oracle или данные приложения/пользователя с возможными катастрофическими последствиями для функционирования базы данных. На следующих страницах обсуждается комплексный набор решений Oracle для защиты данных от повреждения.

Обнаружение и предотвращение физических и логических повреждений блоков

Для комплексной защиты от повреждения данных Oracle MAA рекомендует развернуть Data Guard с параметрами, которые обеспечат основные проверки на наличие повреждений, включая проверки заголовков блоков, контрольные суммы блоков и проверку «потерянных» операций записи (физическая

9

и логическая проверка блоков). Active Data Guard также обеспечивает автоматическое исправление поврежденных физических блоков, обнаруженных в основной базе данных, с использованием хорошей копии из активного резерва и наоборот. Эти параметры влияют на производительность и поэтому должны тестироваться до включения в производственную БД. Каждый параметр описан в документе «My Oracle Support Note 1302539.1»3. Полностью эта тема обсуждается в статье по MAA «Preventing, Detecting, and Repairing Block Corruptions» (Предотвращение, обнаружение и устранение повреждений блоков)4.

Резервное копирование и восстановление — Oracle Recovery Manager

Помимо технологий предотвращения сбоев и восстановления после сбоя, каждая ИТ-организация должна внедрить полную процедуру резервного копирования данных для множества сценариев отказов и сбоев. Oracle предлагает лучшие в своем классе инструменты резервного копирования и восстановления, готовые для использования с продуктами Oracle. Эти инструменты позволяют эффективно осуществлять резервное копирование и восстановление и восстанавливать состояние данных на момент, непосредственно предшествовавший отказу. Oracle поддерживает резервного копирования на диск, ленту и в облачную систему хранения. Благодаря этому обширному набору вариантов резервного копирования пользователи могут развернуть наилучшее решение именно для их окружения. В следующих разделах обсуждаются технологии Oracle для резервного копирования на диск, ленту и в облако, а также инструмент Data Recovery Advisor.

Утилита Oracle Recovery Manager (RMAN)

Recovery Manager (RMAN) управляет процессами резервного копирования и восстановления данных. RMAN поддерживает настраиваемые политики резервного копирования и восстановления и ведет исторические записи всех операций резервного копирования и восстановления в базе данных. Крупная база данных может содержать сотни файлов, что сильно затрудняет резервное копирование без решения, совместимого с продуктами Oracle. Пропуск одного критически важного файла может сделать бесполезной резервную копию всей базы данных, а неполнота резервной копии может остаться незамеченной, пока эта копия не потребуется в аварийной ситуации. RMAN гарантирует, что все файлы, необходимые для восстановления базы данных сначала с резервной копии, а потом с помощью журналов базы данных, будут включены в резервные копии базы данных. Во время резервирования и восстановления данных утилита RMAN проверяет все данные, предупреждая распространение поврежденных блоков. Если во время восстановления резервной копии обнаруживаются поврежденные блоки, RMAN автоматически использует один или больше файлов из предыдущей резервной копии, насколько это необходимо для успешного восстановления данных.

RMAN предлагает несколько уровней сжатия: уровень BASIC включен в Oracle Database Enterprise Edition, а уровни LOW, MEDIUM и HIGH доступны как часть опции Oracle Advanced Compression Option (ACO). Степень сжатия и использование ЦП на этих уровнях уменьшаются в следующем порядке: HIGH, BASIC, MEDIUM и LOW. Таким образом, уровень HIGH обеспечивает самую большую степень сжатия, но потребляет больше ресурсов ЦП.

Функциональность RMAN Active Duplicate создает клон или физическую резервную базу данных по сети без использования резервных копий. Копии файлов данных записываются непосредственно в целевую базу данных. В Oracle Database 12c рабочая нагрузка переносится на сервер назначения по вспомогательным каналам, устраняя узкие места использования ресурсов на исходном (обычно производственном) сервере базы данных. Active Duplicate Cloning, новая функция Oracle Database 12c, может использовать возможности сжатия и передачу данных секциями для еще большего повышения производительности. Сжатие неиспользуемых блоков происходит автоматически. Как и раньше, администраторы могут настроить RMAN для использования двоичной компрессии в случае, если узким местом является сетевой трафик.

3 В документе «MOS Note 1302539.1» объяснены возможные компромиссы между защитой и производительностью при выборе этих параметров. 4 http://www.oracle.com/technetwork/database/availability/corruption-bestpractices-12c-2141348.pdf

10

Межплатформенное резервирование и восстановление

Межплатформенная функциональность RMAN, новая в Oracle Database 12c, обеспечивает резервирование и восстановление между разными платформами5

для эффективного использования табличного пространства и миграции баз данных. На исходной платформе команда BACKUP создает наборы резервных копий табличных пространств пользователей, включая файл дампа метаданных Data Pump, в режиме только для чтения. Команда RESTORE на целевой платформе автоматически преобразует данные в форматах с различным следованием байтов и подключает табличные пространства. Чтобы свести к минимуму влияние режима только для чтения, мы рекомендуем создавать инкрементальные резервные копии, которые затем преобразовывать в нужный формат и применять к файлам данных, восстановленным из резервной копии. Табличные пространства находятся в режиме только для чтения только. тогда, когда создается заключительная инкрементальная резервная копия.

Поддержка архитектуры Oracle Multitenant в RMAN

RMAN также поддерживает мультиарендную архитектуру. Знакомая команда BACKUP DATABASE или RESTORE DATABASE теперь выполняет резервирование и восстановление мультиарендной контейнерной базы данных (Container Database, CDB), включая все ее подключаемые базы данных (Pluggable Database, PDB). Можно использовать команды RMAN для отдельных PDB, включая создание и восстановление полных резервных копий, с помощью ключевого слова PLUGGABLE.

Например, следующий скрипт RMAN восстанавливает состояние подключаемой базы данных на определенный момент времени в прошлом:

RMAN> RUN

{SET UNTIL TIME 'SYSDATE-3';

RESTORE PLUGGABLE DATABASE <PDB>;

RECOVER PLUGGABLE DATABASE <PDB>;

ALTER PLUGGABLE DATABASE <PDB> OPEN RESETLOGS;}

RMAN также поддерживает клонирование контейнерной базы данных, включая все или некоторые подключаемые базы данных.

Другие расширения RMAN, доступные в СУБД Oracle Database 12c

Теперь RMAN может восстанавливать отдельные таблицы базы данных из резервной копии с помощью простой команды RECOVER TABLE. Эта команда восстанавливает одну или несколько таблиц (самую последнюю или более старую версию) из резервной копии RMAN. Таблицы могут быть восстановлены в том же месте или перенесены в другое табличное пространство. При необходимости RMAN может создать файл дампа одной или нескольких таблиц с помощью функциональности Data Pump. Эта функциональность заменяет ручной процесс, сопряженный с большим количеством ошибок, и улучшает целевое время восстановления (Recovery Time Objective, RTO). Она расширяет возможности восстановления в случаях, когда технология Flashback неприменима, например в случае, если удаленная таблица уже была удалена из корзины или момент времени, на который требуется восстановление, находится за пределами окна, заданного параметром UNDO_RETENTION.

К другим расширениям RMAN в СУБД Oracle Database 12c для повышения производительности и удобства использования относится следующее.

5 Межплатформенные инкрементальные резервные копии поддерживаются для ОС Linux и в более ранних версиях, как указано в документе MOS Note 1389592.1. Традиционно межплатформенная передача баз данных требовала либо импорта/экспорта, либо процедур межплатформенного переноса табличных пространств, что серьезно влияло на доступность приложений.

11

» Поддержка утилитой RMAN создания многосекционных копий образов и инкрементальных резервных копий.

» Быстрая синхронизация резервной базы данных с основной базой данных с помощью простой команды RMAN: RECOVER DATABASE .. FROM SERVICE.

» Прямая поддержка SQL-операторов в командной строке (CLI) RMAN — нет необходимости в ключевом слове SQL и не требуются кавычки. Подробнее это описано в материалах Oracle по утилите RMAN в сети OTN (oracle.com/goto/rman).

Fast Recovery Area

Основным компонентом стратегии резервирования СУБД Oracle Database является Fast Recovery Area (FRA) — место в файловой системе или группе дисков ASM для всех файлов и операций, связанных с восстановлением базы данных Oracle. Все файлы, необходимые для восстановления базы данных в случае отказа носителя, могут постоянно находиться в области FRA, включая управляющие файлы, архивные журналы, копии файлов данных и резервные копии RMAN. Oracle автоматически управляет пространством в области FRA. Одна область FRA может использоваться одной или несколькими базами данных.

Для области FRA задается не только место, но и квота. Если несколько баз данных совместно используют одну и ту же область FRA, у каждой из них будет своя квота и размер FRA будет суммой этих квот баз данных. Если в области FRA создаются новые резервные копии и для них недостаточно места (согласно назначенной квоте), резервные копии и архивные журналы, которые не требуются для соответствия политике хранения RMAN (или уже были скопированы на ленту), автоматически удаляются для освобождения пространства. Область FRA также уведомляет администратора (через alert.log файл), если объем использованного пространства близок к размеру квоты, а файлов, которые можно было бы удалить, нет. Администратор может добавить больше пространства на диске, создать резервные копии файлов на ленте, чтобы освободить место для области FRA, или изменить политику хранения.

Инструмент Data Recovery Advisor

Многих сбоев из-за проблем с данными можно избежать с помощью точного анализа ошибок и файлов трассировки за период, предшествующий возможному отключению. Инструмент Data Recovery Advisor (DRA) может проактивно выполнять проверки работоспособности базы данных для проверки физической целостности, выявления возможных признаков предстоящего отключения базы данных и предупреждения администратора. Администратор может получить рекомендации по восстановлению и принять меры для устранения проблемы, прежде чем она приведет к простою системы. Если повреждены критически важные бизнес-данные и требуется быстрое восстановление, DRA помогает администратору БД выполнить безопасное и быстрое восстановление, быстро и тщательно оценив возможные варианты. Поскольку инструмент DRA тесно интегрирован с другими средствами высокой доступности Oracle, такими как Data Guard и RMAN, он может точно определить возможные варианты восстановления с учетом конкретных условий. Эти варианты восстановления затем представляются администратору в порядке увеличения возможной потери данных. DRA может как автоматически использовать лучшие варианты восстановления, так и служить справочником для администратора для восстановления вручную.

Резервное копирование на ленту — Oracle Secure Backup (OSB)

Oracle Secure Backup (OSB) — это решение Oracle корпоративного класса для управления резервным копированием на ленту базы данных и данных файловой системы. Oracle Secure Backup обеспечивает масштабированное, централизованное управление резервным копированием на ленту для распределенных и разнородных ИТ-сред следующим образом:

12

» Интеграция с Recovery Manager (RMAN) начиная с версии Oracle Database 10g до Oracle Database 12c, которая может ускорить резервное копирование на 25–40 % по сравнению с похожими продуктами.

» Защита данных файловой системы для серверов UNIX, Windows и Linux, а также защита сетевой системы хранения (NAS) с помощью протокола Network Data Management Protocol (NDMP).

» Детальный контроль на основе политик, включая шифрование резервных копий, а также управление, дедупликацию лент и ротацию лент между разными географическими пунктами (vaulting).

» Управлять средой Oracle Secure Backup можно из командной строки, веб-интерфейса OSB или через Oracle Enterprise Manager.

Следующие новые расширения в последней версии OSB 10.4 идеальны для Exadata:

» Повышение производительности в для NUMA (Non-Uniform Memory Access,). Процесс резервного копирования и восстановления баз данных Oracle и сервис OSB взаимодействуют друг с другом через область общей памяти для передачи данных между процессами. На машинах NUMA инструмент OSB 10.4 обеспечивает работу этих процессов в одной или нескольких регионах NUMA для максимальной производительности.

» Увеличение скоростей передачи данных через интерфейс InfiniBand (IB) благодаря использованию протокола передачи данных RDS (Reliable Datagram Socket) или RDMA (Remote Direct Memory Access) вместо TCP/IP, что дает два основных преимущества. Во-первых, это может уменьшить количество медиасерверов, необходимое для достижения нужной производительности, так как при более высокой пропускной способности внешнего интерфейса можно использовать больше ленточных устройств на каждый сервер 6. Во-вторых, один или несколько медиасерверов могут использовать несколько интерфейсов IB, а не один, как в случае использования TCP/IP для передачи через интерфейс InfiniBand, так как объединенный сетевой адаптер пока не поддерживает протокол TCP/IP для интерфейса IB, только RDS/RDMA.

» Повышение коэффициента использования сети путем распределения нагрузки между сетевыми интерфейсами тем самым повышает производительность и исключает случаи чрезмерного или недостаточного использования любого интерфейса. Если на компьютере больше одного сетевого интерфейса определенного типа, инструмент OSB 10.4 использует все имеющиеся интерфейсы этого типа для связи данных между компьютером клиента и компьютером сервера OSB7.

Oracle Secure Backup Cloud Module

Облачная система хранения (такая как Amazon S3) обеспечивает простой доступ к надежным резервным копиям, которые хранятся за пределами ЦОД. С помощью RMAN и модуля Oracle Secure Backup Cloud Module можно направлять резервные копии прямо на Amazon S3 или создавать резервные копии локально, а затем пересылать их в облако. Если база данных работает на облачных серверах веб-сервисов Amazon (Amazon Web Services), модуль OSB Cloud является идеальным инструментом защиты данных.

Модуль OSB Cloud может создавать резервные копии всех поддерживаемых версий СУБД Oracle Database8. Администраторы могут по-прежнему использовать имеющиеся средства резервного копирования (Enterprise Manager, скрипты RMAN и т. д.) для создания облачных резервных копий. Более подробные сведения доступны в материалах по OSB в сети OTN (oracle.com/goto/osb).

6 Например, если благодаря использованию протокола RDS/RDMA при передаче через интерфейс InfiniBand пропускная способность 50 %, это означает скорость передачи 3 ГБ/с вместо 2 ГБ/с в расчете на каждый сервер с одним портом InfiniBand. 7 OSB выбирает тип сетевого интерфейса в следующем порядке: RDS/RDMA, InfiniBand, IPv6, IPv4. 8 Модуль OSB Cloud использует интерфейс RMAN для управления носителями, что обеспечивает простую интеграцию внешних библиотек с RMAN для всех операций резервного копирования и восстановления базы данных.

13

Защита данных в реальном времени — Zero Data Loss Recovery Appliance

Zero Data Loss Recovery Appliance — это инновационное решение для защиты данных, которое полностью интегрируется с утилитой RMAN и СУБД Oracle Database9. Это решение снижает вероятность потери данных и кардинально сокращает влияние защиты данных на производственные сервера по всей организации. Recovery Appliance надежно защищает все базы данных в ЦОД с архитектурой большого облака, обеспечивает сквозную проверку данных и полностью автоматизирует управление всем жизненным циклом защиты данных для всех баз данных Oracle через единый интерфейс Enterprise Manager Cloud Control.

Recovery Appliance — это интегрированный аппаратно-программный комплекс со значительными техническими инновациями, которые стандартизируют процессы резервного копирования и восстановления баз данных Oracle во всем ЦОД. Этот комплекс дает следующие уникальные преимущества.

» Устранение потерь данных благодаря использованию проверенной технологии Data Guard для передачи журналов БД, фундаментальной единицы транзакционных изменений в базе данных. Защищенные базы данных передают обновление в Recovery Appliance немедленно после создания этой записи, поэтому не нужно создавать резервные копии архивных журналов в основной базе данных. Гранулярность и способность защищать БД в режиме реального времени обеспечивают защиту базы данных до последней секунды.

» Минимальное влияние резервного копирования на работу. Технология Delta Push комплекса Recovery Appliance освобождает ресурсы основных баз данных, используя для этого стратегию только инкрементального резервного копирования. Защищенные базы данных посылают инкрементальные резервные копии RMAN в Recovery Appliance после начальной полной резервной копии. Технология block change tracking в RMAN используется для отправки изменений, в результате эффективная дедупликация на стороне исходной базы данных обеспечивается благодаря пересылке только уникальных изменений. Технология Delta Push устраняет потребность в повторном создании полных резервных копий и снижает утилизацию сети. Кроме того, все издержки, связанные с операциями удаления, проверки и обслуживания резервных копий RMAN, а также резервными копиями на лентах, переходят к Recovery Appliance.

» Восстановление на любой момент времени с помощью технологии Delta Store. Recovery Appliance проверяет, сжимает, индексирует и сохраняет дельты. Дельты являются основой виртуальных полных резервных копий баз данных, которые, по существу, являются представлениями полных физических резервных копий в виде набора инкрементальных резервных копий на определенный момент времени в прошлом. Эти представления экономят место и основаны на ссылках на необходимые блоки БД. Когда приходит время для операции восстановления, Delta Store эффективно воссоздает полную физическую резервную копию из инкрементальных резервных копий на соответствующий момент времени. Резервные копии архивных журналов, сохраняемые Recovery Appliance, затем используются для наката восстановленной копии до нужного момента времени. Delta Store устраняет влияние на производственноый сервер, связанное с традиционным восстановлением резервной копии и применением к ней последующих инкрементальных резервных копий. Операция восстановления резервной копии еще более оптимизируется благодаря масштабируемости и скорости базовой аппаратной архитектуры Exadata.

9 http://www.oracle.com/recoveryappliance

14

» Сквозная проверка данных по мере поступления дельт комбинируется с фоновыми проверками существующих резервных копий на диске. Логическая и физическая проверка с использованием глубоких знаний структуры блоков Oracle обеспечивает непревзойденный уровень защиты по сравнению с другими решениями.

» Безопасная репликация резервных копий между комплексами Recovery Appliance защищает от возможных отключений Recovery Appliance и обеспечивает аварийную защиту на случай сбоя сайта. Дельты и журналы транзакций могут также направляться из защищенной базы непосредственно в удаленный Recovery Appliance для аварийной защиты.

» Круглосуточная, экономичная, автономная архивация на ленту без влияния на основные серверы баз данных. Комплекс Recovery Appliance поставляется с предустановленным ПО управления архивации на ленту Oracle Secure Backup (OSB). OSB поддерживает адаптер Fibre Channel с пропускной способностью 16 Гб/с на каждом вычислительном сервере, и OSB может прямо подключаться к ленточным накопителям без дорогостоящих сторонних агентов по резервному копированию или специализированных медиасерверов.

» Защита данных облачного масштаба. Recovery Appliance предоставляет концепцию политик защиты, которые определяют целевые окна восстановления на Recovery Appliance или ленточный накопитель для каждой группы баз данных. Используя политики защиты, можно легко группировать базы данных всей организации по уровням сервиса восстановления БД.

» Сквозное управление жизненным циклом защиты данных с помощью Enterprise Manager Cloud Control. Управление обеспечивается с создания резервной копии базы данных утилитой RMAN до сохранения этой резервной копии на диске или ленте и/или репликации в другой Recovery Appliance в удаленном ЦОД. Местоположение всех резервных копий отслеживается в каталоге Recovery Appliance. Любая операция резервного копирования и восстановления RMAN может извлечь самые подходящие резервные копии, где бы они ни хранились.

» Современная архитектура облачного масштаба. Комплекс Recovery Appliance основан на высокомасштабируемой, высокоизбыточной и отказоустойчивой архитектуре хранения данных. По мере того как все больше баз данных организации резервируется в Recovery Appliance, можно легко добавлять вычислительные серверы и серверы хранения. В результате создается простое, отказоустойчивое, горизонтально масштабируемое облако для поддержки растущих потребностей бизнеса. Базовая конфигурация состоит из 2 вычислительных серверов и 3 серверов хранения с доступным пространством 37 ТБ для хранения поступающих резервных копий. По мере роста можно добавлять серверы хранения в стойку до максимальной емкости 220 ТБ. Когда первая стойка заполняется до отказа, можно подключить дополнительные стойки через интерфейс InfiniBand. Можно подключить до 18 полностью настроенных стоек общей емкостью до 5,4 ПБ.

Recovery Appliance — это идеальное корпоративное решение для резервного копирования и восстановления на определенный момент времени в прошлом для СУБД Oracle. Это также идеальное решение по аварийному восстановлению для СУБД Oracle, где можно обеспечить целевое время восстановления (RTO) приложения путем восстановления из резервной копии. Oracle Data Guard и Active Data Guard, рассматриваемые в следующих разделах, — это решения для приложений с более жестким временем восстановления (RTO), обеспечить которое можно только путем быстрого аварийного переключения на работающую копию основной базы данных.

15

Восстановление после логического сбоя: технология Oracle Flashback

Человеческие ошибки. Технологии Oracle Database Flashback — это уникальный и обширный набор решений для восстановления данных. Эти решения позволяют выборочно и экономично отменить действия, явившиеся следствием человеческих ошибок. До появления технологий Flashback можно было повредить базу данных за минуты, а на восстановление могли уйти дни. С технологией Flashback время, необходимое для восстановления после ошибки, зависит от того, сколько изменений было сделано с момента возникновения ошибки. Время восстановления не зависит от размера базы данных, что особенно ценно в условиях постоянного роста баз данных и уникально для СУБД Oracle Database. Технологии Flashback поддерживают восстановление на всех уровнях, включая строку таблицы, транзакцию, таблицу и всю базу данных.

Технологию Flashback легко использовать: можно восстановить всю базу данных с помощью одной короткой команды вместо сложной процедуры. Flashback также обеспечивает детальный анализ и устранение локального сбоя, например в случае, если случайно был удален заказ не того заказчика. Flashback может устранить и больший ущерб без длительных простоев, например в случае, если были удалены все заказы заказчика за вчерашний день.

Запрос Flashback Query

С помощью запроса Oracle Flashback Query администраторы могут запросить любые данные на любой момент времени в прошлом. Эта мощная функция может использоваться для просмотра и логического воссоздания поврежденных данных, которые могли быть случайно удалены или изменены. Например, простой запрос

SELECT * FROM emp AS OF TIMESTAMP time WHERE…

отображает строки из таблицы emp от указанного времени (временная отметка, полученная, например, с помощью преобразования TO TIMESTAMP). Администраторы могут использовать Flashback Query для выявления и устранения логических повреждений данных. Эта функциональность также может быть встроена в приложение, чтобы его пользователи могли легко и быстро отменить ошибочные изменения данных, не обращаясь к администратору.

Запрос Flashback Versions Query

Flashback Versions Query дает возможность администраторам получить разные версии строки таблицы за определенный временной интервал, а не просто одну версию на определенный момент времени. Например, запрос

SELECT * FROM emp VERSIONS BETWEEN TIMESTAMP time1 AND time2 WHERE…

отобразится каждая версия строки за период между двумя временными отметками, включая транзакции с использованием этой строки. Администратор видит, когда и как изменились данные, что очень ценно для восстановления данных или отладки приложения.

Flashback Transaction Query

Логическое повреждение данных возможно и в случае, если ошибочная транзакция изменяет данные в нескольких строках или таблицах. С помощью запроса Flashback Transaction Query администратор может увидеть все изменения, внесенные конкретной транзакцией. Например, запрос

SELECT * FROM FLASHBACK_TRANSACTION_QUERY WHERE XID = transactionID

покажет изменения, произведенные транзакцией, и создаст SQL-операторы для отката (flashback) транзакции (идентификатор транзакции можно получить с помощью запроса Flashback Versions Query). С помощью этого точного инструмента администратор может обнаружить и устранить логические повреждения в БД.

16

Flashback Transaction

Отказы данных часто выявляются не сразу, и за это время какие-то «хорошие» транзакции могут быть выполнены с данными, логически поврежденными более ранней «плохой» транзакцией. В такой ситуации администратор должен проанализировать изменения, внесенные «плохой» транзакцией, а также другими (зависимыми) транзакциями, которые позже изменяли те же самые данные. Это необходимо, чтобы отменить «плохую» транзакцию, сохранив исходное, правильное состояние данных. Такой анализ может быть трудоемким, особенно для сложных приложений.

С помощью Flashback Transaction администратор может увидеть одну «плохую» транзакцию и, если потребуется, все зависимые от нее транзакции с помощью одной операции PL/SQL. Или администратор может использовать мастер Enterprise Manager для выявления нужных транзакций и их отката.

Flashback Database

Традиционно для восстановления состояния всей базы данных на определенный момент времени в прошлом использовался следующий способ: сначала база данных восстанавливалась из резервной копии RMAN, а затем «обновлялась» накатом до момента времени, предшествовавшего ошибке. Время на такую операцию пропорционально размеру базы данных (которая постоянно растет) — это часы или даже дни.

В отличие от этого функция Flashback Database, которая использует журналы Flashback, оптимизированные для работы с Oracle, может быстро восстановить состояние базы данных на определенный момент времени. Flashback Database работает быстро, так как восстанавливает только измененные блоки. Flashback Database может восстановить всю базу данных за минуты с помощью простой команды, например:

FLASHBACK DATABASE TO TIMESTAMP time

Никаких сложных процедур восстановления до заданного момента времени не требуется, и не нужно восстанавливать резервные копии. Flashback Database кардинально сокращает простои, необходимые для восстановления состояния базы данных на заданный момент времени. Кроме того, Flashback Database интегрируется с Data Guard и поддерживает такие возможности Data Guard, как Snapshot Standby и возврат статуса основной базы данных прежней основной базе данных после аварийного переключения (см. также раздел по Data Guard).

Flashback Table

Если логическое повреждение ограничено одной или несколькими таблицами, функция Flashback Table позволяет администратору легко восстановить состояние этих таблиц на заданный момент времени. Например, запрос

FLASHBACK TABLE orders, order_items TIMESTAMP time

отменяет любые обновления таблиц orders и order_items, выполненные после заданного времени.

Flashback Drop

Для восстановления ошибочно удаленной таблицы раньше требовалось восстановление из резервной копии, обновление этой копии до заданного момента времени с помощью журналов транзакций, экспорт/импорт и создание заново всех атрибутов таблицы. С помощью функции Flashback Drop можно легко восстановить удаленную таблицу с помощью команды FLASHBACK TABLE <таблица> TO BEFORE DROP. Эта команда восстанавливает удаленную таблицу, а также все ее индексы, ограничения и триггеры из корзины Recycle Bin (логический контейнер для удаленных объектов).

Подробные сведения доступны в материалах по технологиям Flashback в сети OTN (oracle.com/goto/flashback).

17

Защита данных и доступность в реальном времени — Oracle Data Guard

Организациям необходимо защищать критически важные данные от событий, которые могут привести к отключению всего кластера или ЦОД. Кластер может стать недоступным из-за человеческой ошибки, повреждения данных или сбоев в системе хранения. Стихийные бедствия и отключения электропитания или средств связи влияют на доступность всего ЦОД. СУБД Oracle Database предлагает набор решений для защиты данных, которые помогут избежать дорогостоящих простоев из-за отключения кластера или ЦОД. Часто обновленные и проверенные локальные и удаленные резервные копии являются основой всей стратегии высокой доступности. Однако полное восстановление многотерабайтных резервных копий может занять больше времени, чем может позволить себе организация, а сами резервные копии могут не содержать последние версии данных. Поэтому организации часто поддерживают одну или несколько синхронизированных реплик основной базы данных в разных ЦОД. Oracle предлагает несколько решений, которые могут использоваться для этой цели. Oracle Data Guard и Active Data Guard оптимизированы для защиты данных Oracle и обеспечивают высокую доступность и аварийное восстановление.

Data Guard — это комплексное решение для устранения единой точки отказа, который может вызвать отказ всей системы, для важных баз данных Oracle. Data Guard предотвращает потери данных и простои простым и экономичным способом, поддерживая синхронизированную физическую реплику (резервную базу данных) основной базы данных (основной). Администраторы могут выбрать ручное или автоматическое аварийное переключение на резервную базу данных, если основная недоступна. Можно быстро и автоматически переключить клиентское соединение на резервную базу данных и возобновить сервис.

Data Guard обеспечивает высочайший уровень защиты данных благодаря глубокой интеграции с Oracle Database, точной локализации неисправностей и проверке данных с учетом особенностей баз данных Oracle. Дефекты системы или ПО, повреждение данных или ошибки администратора, возникшие в основной базе данных, не попадают в резервную.

В Data Guard можно выбрать асинхронную защиту (с почти нулевой потерей данных) или синхронную (с нулевой потерей данных). Асинхронные конфигурации легко установить без ущерба для производительности основной базы данных, независимо от расстояния между основной и резервной базами данных. Напротив, синхронная передача влияет на производительность и таким образом практически ограничивает расстояние между основной и резервной базами данных. Производительность снижается из-за того, что основная база данных не переходит к следующей транзакции, пока не получит подтверждение от резервной базы данных, чтобы изменения для текущей транзакции были защищены. Время ожидания подтверждения увеличивается вместе с расстоянием между основной и резервной базами данных, что прямо влияет на время отклика и пропускную способность приложений. Fast Sync и Active Data Guard Far Sync — это две новые возможности для Oracle Database 12c, устраняющие это ограничение (информацию о Far Sync см. в разделе по Active Data Guard).

Fast Sync

Fast Sync обеспечивает простой способ повышения производительности в синхронных конфигурациях с нулевой потерей данных. Если используется Fast Sync, резервная БД посылает подтверждение основной БД, как только получает обновление в оперативной памяти, не дожидаясь записи на диск в резервный файл журнала транзакций. Это уменьшает влияние синхронной передачи на производительность основной БД, сокращая общее время передачи от основной БД к резервной и обратно. Функция Fast Sync включена в Data Guard.

Высокая доступность с нулевой потерей данных независимо от расстояния: Active Data Guard

Active Data Guard — это поднабор функциональности Data Guard, который включает ряд инновационных функций защиты и доступности данных, а также функции, увеличивающие возврат инвестиций на системы аварийного восстановления. Некоторые основные возможности описаны ниже.

18

Повышение окупаемости путем передачи нагрузки резервной базе данных Active Data Guard

Active Data Guard позволяет передать некоторую нагрузку (приложения формирования отчетов, которые могут использовать базу данных только для чтения, нерегламентированные запросы, извлечение данных и т. д.) обновляемой физической резервной базе данных, в то время как продолжает осуществляться аварийная защита. Для повышения производительности в технологии Active Data Guard используется уникальный процесс одновременного применения изменений. Кроме того, в резервной БД применяется та же модель согласованного чтения для доступа к данным только для чтения, что и в основной. Ни одно другое решение для физической или логической репликации этого не делает. Передача нагрузки с использованием базы только для чтения резервной базе данных устраняет затраты на бездействующие ресурсы резервного сервера.

Существует множество приложений для создания отчетов, которые могут использовать базу данных только для чтения, если не требуется запись в глобальные временные таблицы или доступ к уникальным последовательностям. Active Data Guard включает новые возможности Oracle Database 12c, которые обеспечивают запись в глобальные временные таблицы и доступ к уникальным последовательностям в активной резервной БД. Это еще больше увеличивает число приложений для создания отчетов, от которых можно освободить основную БД. Ни одно другое решение для физической или логической репликации не обеспечивает все эти возможности, как Active Data Guard: в каждом альтернативном решении отсутствует хотя бы одна подобная возможность. Active Data Guard — это опция для СУБД Oracle Database Enterprise Edition.

Active Data Guard Far Sync: нулевая потеря данных независимо от расстояния

Active Data Guard Far Sync — это новая возможность Oracle Database 12c, обеспечивающая нулевую потерю данных для основной БД путем поддержания синхронизированной резервной БД на любом расстоянии от основной. Это достигается без ущерба для производительности БД с минимальными расходами и сложностью. Экземпляр Far Sync (новый тип в конфигурации Data Guard) принимает изменения от основной БД в синхронном режиме и передает их асинхронно в удаленную резервную БД (см. рис. 2).

Промышленную БД можно быстро перенести на удаленную резервную БД вручную или автоматически без потери данных.

Рис. 2. Active Data Guard Far Sync — защита для нулевой потери данных независимо от расстояния

Экземпляр Far Sync — это «легкое», содержащее только управляющий файл и файлы журналов экземпляр БД. Ему нужна лишь небольшая часть ресурсов ЦП, памяти и ввода-вывода резервной БД. Он не хранит файлы данных и не выполняет восстановление. Его единственная задача — прозрачно освободить

19

основную БД от обслуживания удаленных центров. Экземпляр Far Sync может уменьшить использование полосы пропускания благодаря сжатию передаваемых данных с помощью опции Oracle Advanced Compression.

Рассмотрим конфигурацию Data Guard с основной БД в Нью-Йорке и резервной в Лондоне. Для достижения нулевой потери данных достаточно использовать Active Data Guard и развернуть экземпляр Far Sync на расстоянии синхронной репликации в Нью-Йорк (менее 150 миль (240 км)). Это не создает никаких осложнений для существующей среды и не требует никаких нестандартных систем хранения, специальных сетевых средств, дополнительных лицензий на СУБД или сложного управления.

Подробнее см. в материалах по Data Guard и Active Data Guard в сети OTN (oracle.com/goto/dataguard).

Автоматическое исправление блока в Active Data Guard

Потеря данных на уровне блоков обычно происходит из-за случайных ошибок ввода-вывода, а также повреждений в оперативной памяти, которые записываются на диск. Когда СУБД Oracle Database считывает блок и обнаруживает повреждение, она помечает этот блок как поврежденный и уведомляет приложение об ошибке. Если Active Data Guard не используется, ни одна последующая операция чтения блока не будет успешной, пока блок не будет восстановлен вручную. При использовании Active Data Guard восстановление носителя на уровне блоков происходит автоматически и прозрачно. Active Data Guard устраняет физическое повреждение в основной БД, используя для этого правильную версию блока, полученную из резервной БД. И наоборот, поврежденные блоки в резервной БД автоматически исправляются с помощью правильной версии из основной БД.

Высокая доступность в конфигурации «активный-активный»: GoldenGate

Физическая репликация Data Guard оптимизирована для конкретной цели — обеспечения простого, прозрачного, одностороннего физического тиражирования данных для оптимальной защиты и доступности данных. В отличие от этого Oracle GoldenGate — многофункциональный продукт для логической репликации. Он располагает инновационными функциями для симметричной репликации, развертывания в конфигурации «звезда», репликации подмножества данных и преобразования данных для соответствия любым требованиям.

GoldenGate также поддерживает репликациию между большим набором разнородных аппаратных платформ и СУБД, не только Oracle.

Рис. 3. Oracle GoldenGate — двунаправленная актив-актив репликация

Приложения могут использовать GoldenGate с минимумом изменений или специальной разработки. Например, можно настроить GoldenGate для сбора изменений по всей базе данных, определенного набора схем или отдельных таблиц. Базы данных, использующие технологию Oracle GoldenGate, могут быть разнородными, например смесь Oracle, DB2, SQL Server и т. д. Эти базы данных могут быть размещены на разных платформах: Linux, Solaris, Windows и т. д. Базы данных могут также использовать разные структуры

20

данных, используя GoldenGate для преобразования данных в нужный формат. Со всеми этими возможностями можно упростить ИТ-среду организации, сделав GoldenGate единым стандартом в технологии репликации.

Высокая доступность в конфигурации «активный-активный»

Если используется конфигурация «активный-активный» GoldenGate, то исходная и целевая базы данных доступны для чтения и записи, что позволяет распределять любые нагрузки между участвующими в репликации БД. Это обеспечивает высокую доступность и защиту данных в случае отказа отдельного узла. Это также отличный способ обеспечить беспростойное техническое обслуживание: изменения вводятся в одну реплику и синхронизируются с исходной базой данных, которая работает с предыдущей версией, а затем пользователи постепенно и без простоев переключаются на реплику, работающую с новой версией.

Поскольку пользователи в конфигурации «активный-активный» GoldenGate могут обновлять разные копии одной и той же таблицы в любом месте, возможны конфликты обновления из-за одновременного изменения одного и того же элемента данных в разных БД. Oracle GoldenGate предлагает ряд опций для предотвращения, обнаружения и разрешения конфликтов. Эти опции могут быть внедрены глобально или использоваться отдельно для каждого объекта в зависимости от значений данных, фильтров или событий, включая сообщения об ошибках базы данных. Подробнее это описано в материалах по GoldenGate в сети OTN (oracle.com/goto/goldengate).

Аварийное переключение на резерв при полном выходе из строя сайта: Oracle Site Guard

Oracle Site Guard — это часть продукта Oracle Enterprise Manager Cloud Control 12c, автоматизирующая процесс аварийного восстановления для всего стека ПО Oracle. Oracle Site Guard позволяет администраторам полностью автоматизировать аварийное переключение всего сайта на резерв. Site Guard устраняет потребность в специалистах особой квалификации и избавляет ИТ-персонал от трудоемких ручных операций аварийного переключения, что снижает вероятность человеческой ошибки, которая может привести к длительному простою или потере данных. Site Guard организует скоординированную отработку отказов для Oracle Fusion Middleware и СУБД Oracle Database и распространяется на другие компоненты ЦОД. Site Guard интегрирован с базовыми механизмами репликации, которые синхронизируют основную и резервную среды и защищают важные данные, и поддерживает Oracle Data Guard для данных Oracle и репликацию на уровне системы хранения для данных файловых систем, внешних по отношению к Oracle Database.

Плановые простои Плановые простои обычно указываются в расписании, чтобы дать администраторам окно для обслуживания системы и приложений. Во время этих окон технического обслуживания администраторы создают резервные копии, ремонтируют или добавляют аппаратные компоненты, модернизируют или исправляют программные пакеты и вносят изменения в компоненты приложений, включая данные, код и структуру баз данных. Oracle понимает необходимость устранить или свести к минимуму плановые простои для выполнения этих системных операций и технического обслуживания. Oracle Database 12c позволяет проводить плановое техническое обслуживание в интерактивном режиме для основной версии БД, а также поочередно с использованием синхронизированной копии основной БД. Можно также использовать двустороннюю репликацию между двумя копиями основной БД для миграции с одной версии на другую без простоя. Эти возможности описаны в следующих разделах.

Изменение конфигурации системы без остановки

Oracle поддерживает динамическое изменение конфигурации системы для всех компонентов вашего аппаратного стека Oracle без остановки. Продукт Oracle Automatic Storage Management (ASM) имеет встроенные возможности для добавления или удаления дисков ASM без остановки. Когда диски добавляются в группу ASM Diskgroup или удаляются из нее, Oracle автоматически перераспределяет

21

данные в новой конфигурации системы хранения, а система хранения, база данных и приложения остаются в работающем состоянии. Опция Real Application Clusters (RAC) предоставляет мощные возможности изменения конфигурации без остановки сервиса БД. Администраторы могут динамически добавлять и удалять узлы кластера, не прерывая работы базы данных или приложения. Oracle также поддерживает динамическое добавление или удаление ЦП на серверах SMP, если есть возможность делать это без остановки сервера. И наконец, с помощью средств Oracle для динамической настройки общей памяти администраторы могут без остановки БД увеличивать и уменьшать размер общей памяти и кэша базы данных. Благодаря средствам автоматической настройки памяти администраторы могут позволить Oracle автоматически определять размер и распределение общей памяти на основе аналитических данных Oracle по использованию памяти. Большой набор средств Oracle для изменения конфигурации без остановки работы систем не только позволяет администраторам свести к минимуму простои из-за технического обслуживания, но и дает возможность организации масштабировать мощности по требованию.

Изменение данных и приложений без остановки

Реорганизация данных и схем без остановки БД повышает общую доступность базы данных и уменьшает плановые простои, предоставляя пользователям полный доступ к БД в течение всего процесса реорганизации. Например, добавление столбцов со значениями по умолчанию не влияет на доступность или производительность БД. Многие DDL операции позволяют администраторам задать время ожидания блокировки для поддержания высокой доступности во время операций технического обслуживания и обновления схем. Кроме того, индексы могут создаваться с атрибутом INVISIBLE, чтобы оптимизатор Cost-Based Optimizer (CBO) игнорировал их, хотя эти индексы все еще поддерживаются операциями DML. Когда индекс будет готов для производственного использования, простой оператор ALTER INDEX сделает его видимым для CBO.

Перенос файлов данных и секций без остановки БД

Oracle Database 12c может перенести файл данных, когда пользователи обращаются к его данным, с помощью команды ALTER DATABASE MOVE DATAFILE. Эта возможность обеспечивает доступность данных во время обслуживания. Эта возможность полезна для переноса редко используемых файлов данных в менее дорогую систему хранения. Еще один пример использования — это перенос базы данных из системы хранения не ASM в систему хранения ASM.

Online Partition Move, новая возможность в Oracle Database 12c, упрощает сжатие данных. Эта функция поддерживает многосекционное переопределение данных в одной сессии.

Переопределение таблиц без остановки БД

С развитием бизнеса меняются также приложения и базы данных, которые его поддерживают. Если использовать как часть стратегии пакет DBMS_REDEFINITION (также доступный в Enterprise Manager), администраторы могут снизить простои из-за обслуживания базы данных, разрешив изменения в структуре таблицы и одновременно поддерживая производственную систему в рабочем состоянии. Администраторы, использующие этот API-интерфейс, дают возможность пользователям обращаться к исходной таблице, в том числе операциям вставки, обновления и удаления, пока процесс техобслуживания изменяет временную копию таблицы. Переходная таблица синхронизируется с исходной таблицей обычным способом, и, как только процедуры техобслуживания завершаются, администратор выполняет окончательную синхронизацию и активирует таблицу с новой структурой. Расширения для интерактивного переопределения таблиц в Oracle Database 12c включают следующее.

» Интерактивное переопределение таблиц с помощью политик VPD (Virtual Private Database) с новым параметром copy_vpd_opt в start_redef_table.

» Переопределение одной командой с помощью новой процедуры REDEF_TABLE.

22

» Повышение производительности sync_interim_table, повышение отказоустойчивости finish_redef_table с лучшим управлением блокировками, повышение доступности для переопределения секций с блокировками только на уровне секций и повышение производительности благодаря тому, что в журнал записываются изменения только для определенных секций.

Обновление приложения без остановки: Edition-Based Redefinition

Функция Edition-Based Redefinition СУБД Oracle Database позволяет интерактивно обновлять приложения без простоя в работе. Когда установка обновления завершается, можно одновременно использовать приложение в состояниях до обновления и после него. Это означает, что существующая сессия может по-прежнему использовать приложение в прежнем состоянии, пока не будет завершено пользователем, а все новые сеансы будут использовать обновленное приложение. Когда все сеансы, использующие необновленные приложения, завершаются, эту прежнюю редакцию приложения можно удалить. Таким образом, приложение в целом удобно переходит со старой версии на новую c возможностью одновременного использования старой и новой версий приложения (hot rollover). Edition- based Redefinition вводит новый объект БД — редакцию (edition).

» Изменения в коде устанавливаются отдельно в новой редакции.

» Изменения данных вносятся безопасным способом: записываются только новые столбцы или новые таблицы, невидимые для старой редакции. Специальное представление (editioning view) показывает таблицу особым образом для каждой редакции, чтобы каждая видела только свои столбцы.

» Триггер для разных версий распространяет изменения данных, произведенные в старой редакции, на столбцы новой редакции или наоборот в период одновременного использования обеих редакций.

Горячее патчирование

Патчирование без остановки БД позволяет вносить патчи в процессы экземпляра Oracle, не останавливая экземпляр. Каждый процесс, связанный с экземпляром, проверяет наличие исправленного кода в безопасной точке выполнения, а затем копирует код в свое пространство.

Внесение патчей поочередно на каждом узле кластера с помощью Oracle RAC

Oracle поддерживает применение патчей к узлам системы Real Application Cluster (RAC) поочередно, и база данных остается доступной в течение всего процесса патчирования. Если обновление выполняется поочередно, один из экземпляров переводится в пассивное состояние и в него вносятся исправления, в то время как другие экземпляры в пуле серверов продолжают работу. Этот процесс повторяется, пока не будут исправлены все экземпляры. Такой метод обновления может использоваться для обновлений Patch Set Update (PSU), обновлений Critical Patch Update (CPU), а также для разовых исправлений БД и диагностических патчей с помощью OPATCH, обновлений операционной системы и модернизаций оборудования.

Патчирование сначала Standby в конфигурации Data Guard

Патчирование сначала Standby в конфигурации Data Guard (начиная с Oracle Database 11.2.0.1) обеспечивается для physical standby для разных уровней исправлений ПО между основной и резервными базами данных. Цель — внесение и проверка патчей Oracle поочередно10. Это относится к следующим видам патчей.

» Patch Set Update, Critical Patch Update, Patch Set Exception и пакет патчей Oracle Database, а также обновление на новые версии.

» Пакет обновлений Oracle Exadata Database Machine, обновление ПО Exadata Storage Server. 10 Подробнее о таких патчах см. в документе MOS Note 1265700.1.

23

Обновления БД поочередно с помощью Data Guard

Обновления по технологии transient logical database rolling upgrade использует физическую резервную базу данных Data Guard для установки полного набора исправлений Oracle Database (для перехода с Oracle 11.2.0.1 на 11.2.0.3), установки новой версии (для перехода с Oracle 11.2 на 12.1) или других видов технического обслуживания, которые изменяют логическую структуру базы данных. Процесс начинается с основной и физической резервной баз данных. Как всегда, сначала обновляется резервная БД, но в этом случае временно используется логическая репликация Data Guard (SQL Apply) для синхронизации старой и новой версий. В отличие от Redo Apply логическая репликация использует SQL для репликации данных между версиями, поэтому на нее не влияют различия в физической структуре обновлений, которые могут существовать в разных версиях Oracle.

Когда обновление и ресинхронизация с исходной основной БД завершаются, основной БД становится резервная база данных на новой версии. После этого исходная основная БД возвращается в состояние на момент, когда начался процесс обновления, и преобразуется в физическую резервную БД для новой основной. Физическая резервная БД подключается к новому Oracle Home с новой версией, обновляется и повторно синхронизируется с использованием обновления, созданного новой основной БД (второе обновление каталога не требуется).

Обновления БД поочередно с помощью Active Data Guard

Хотя вышеописанный процесс обновления БД очень эффективен для уменьшения планового простоя, это ручная процедура с большим количеством шагов, а следовательно, с большой вероятностью ошибок. Поэтому такой процесс обновления используют неохотно, и в результате пользователям приходится мириться с более длительными простоями, неизбежными при традиционных методах обновления. Традиционные методы обновления также увеличивают риски, так как техническое обслуживание выполняется на основной базе данных ДО ТОГО, как может появиться уверенность в успехе.

Database Rolling Upgrades, новая возможность в Oracle Database 12c, использующая Active Data Guard, решает эту проблему, заменяя более чем сорок ручных шагов, необходимых для обновления БД поочередно, тремя пакетами PL/SQL, автоматизирующими значительную часть этого процесса. Эта автоматизация сводит к минимуму плановые простои и снижает риски, выполняя и проверяя все изменения на полной реплике производственной БД, прежде чем пользователи переводятся на новую версию.

Вы можете использовать эту возможность для обновления версий базы данных, начиная с первого набора исправлений Oracle Database 12c11. В Oracle Database 12c можно использовать это для других задач технического обслуживания базы данных12.

Миграция платформы, техническое обслуживание систем и перенос ЦОД

Data Guard также обеспечивает некоторую гибкость в размещении основной и резервной баз данных: они могут работать в системах с разными ОС или аппаратными архитектурами, что обеспечивает очень простой способ платформенной миграции с минимальным простоем13. Кроме того, Data Guard может использоваться для простой миграции в ASM и перехода с одноэкземплярных СУБД на Oracle RAC, а также для переноса ЦОД с минимальными простоями и рисками. Oracle GoldenGate обеспечивает максимум гибкости для миграции между разнородными платформами с минимальным или нулевым простоем.

Беспростойное техническое обслуживание с помощью Oracle GoldenGate

ПО Oracle GoldenGate — это самый гибкий метод уменьшения или полного исключения плановых простоев.

11 Но вы должны по-прежнему выполнить обновление Transient Logical Standby, если переходите с Oracle Database 11g на Oracle Database12c или с Oracle Database 12.1 на первый пакет исправлений Oracle Database 12.1. 12 Задачи обслуживания включают: секционирование несекционированных таблиц, замену BasicFiles LOB на SecureFiles LOB, переход с хранения данных в формате CLOB с типом данных XMLType на хранение в двоичном формате XML, изменение таблиц для сжатия OLTP. 13 Сведения о комбинациях платформ, поддерживаемых в конфигурации Data Guard, содержатся в документе MOS Note 413484.1.

24

Репликация между разнородными платформами этим методом поддерживает практически любую межплатформенную миграцию, технологическое обновление, обновление баз данных и обновление многих приложений, которые изменяют серверные объекты БД, и все это с минимальным или нулевым простоем. Логическая репликация GoldenGate позволяет хранить базы данных на разных платформах или синхронизировать версии. Можно внести изменения в копию производственной БД, а затем синхронизироваться со старой версией. После проверки пользователи переключаются на копию, работающую с новой версией или на новой платформе. Односторонняя репликация GoldenGate требует некоторого простоя, когда все пользователи отключаются от старой версии и подключаются к новой. Двусторонняя репликация GoldenGate с механизмом разрешения конфликтов позволяет постепенно перевести пользователей со старой версии на новую с нулевым простоем.

Управление решениями для высокой доступности Oracle Database Oracle Enterprise Manager Cloud Control 12c — это интерфейс управления ПО Oracle. Cloud Control обеспечивает функции централизованного управления всей ИТ-инфраструктурой Oracle, включая системы, которые используют технологии Oracle и не Oracle. Благодаря большому набору возможностей администрирования, управления конфигурацией, развертывания, сквозного мониторинга и безопасности, Oracle Cloud Control снижает расходы и сложность управления множеством сред, при этом клиенты могут поддерживать необходимые уровни обслуживания своей ИТ-инфраструктуры.

Oracle Enterprise Manager Cloud Control 12c включает следующие основные возможности обеспечения высокой доступности.

» Консоль High Availability Console, включающая мониторинг различных областей высокой доступности (таких как кластеризация, резервное копирование и восстановление, репликация и аварийное восстановление), обеспечивает общий статус конфигурации высокой доступности и инициирует соответствующие операции.

» На странице рекомендаций по достижению максимальной доступности (Maximum Availability Architecture Configuration Advisor) можно оценить конфигурацию и определить решения для защиты от сбоев сервера, узла и системы хранения, а также от человеческих ошибок и повреждений данных, что позволит внедрить решения, рекомендованные компанией Oracle, в рабочие процессы.

» Можно еще больше автоматизировать архитектуру MAA, обеспечив миграцию баз данных в ASM и преобразование одиночных экземпляров БД в Oracle RAC с минимальным простоем.

» Поддерживается управление Oracle Secure Backup, а также функциями создания/восстановления резервных копий файловых систем и отчетности Oracle Secure Backup.

Global Data Services

Многие заказчики передали нагрузку, только для чтения или преимущественно для чтения, репликам Active Data Guard Standby. Репликация Oracle GoldenGate также позволяет распределять нагрузку между несколькими БД внутри ЦОД и за его пределами.

В реплицируемых архитектурах с несколькими ЦОД трудно внедрить и использовать динамическое, прозрачное и автоматическое распределение нагрузки.

Global Data Services (GDS), новая возможность для Oracle Database 12c, решает эти проблемы, распространяя знакомое понятие сервисов баз данных (Database Services) на несколько экземпляров БД в близлежащих и удаленных ЦОД. GDS предоставляет аварийное переключение как в конфигурации с RAC, управление сервисами и балансировку нагрузки для сервисов на реплики БД (см. рис. 4). GDS обеспечивает балансировку нагрузки внутри регионов и между ними на все репликации базы данных. Например, GDS может распределять нагрузки между несколькими активными резервными экземплярами,

25

называемыми фермами для чтения, и даже направлять трафик чтения в основную БД при соответствующих условиях. Функция GDS предназначена для приложений с возможностями репликации.

Преимущества Global Data Services (GDS) включают следующее:

» Повышение доступности благодаря возможности аварийного переключения на локальные и глобальные БД.

» Повышение масштабируемости благодаря возможности балансировки нагрузки между несколькими БД.

» Повышение управляемости благодаря централизованному администрированию глобальных ресурсов.

Помимо уже имеющихся СУБД Oracle Database, для GDS требуется один или несколько экземпляров Global Services Manager (GSM) и GDS Catalog Database. Каждая область имеет собственный GSM (плюс реплики для высокой доступности). Фактически это сервер со специализированным ПО, которое отслеживает нагрузку и доступность БД и соответствующим образом перераспределяет нагрузку. Для уровня приложений (клиентов, использующих сервисы базы данных) GSM выглядит как listener. GDS Catalog — база данных (одна для всей структуры GDS, но реплицируемая для высокой доступности), которая содержит метаданные, необходимые для работы GDS, подобно тому, как RMAN Catalog содержит метаданные для резервного копирования. Экземпляры GSM и GDS Catalog работают во взаимодействии с новой функциональностью GDS в Oracle Database 12c.

Рис. 4. Global Data Services для аварийного переключения и балансировки нагрузки между ЦОД

В примере GDS на рис. 4 передача ролей БД Data Guard (при плановом или аварийном переключении на резерв) выполняется как обычно, но в этом случае GDS знает, что передача ролей произошла, и направляет подключения (для чтения и записи или только для чтения) соответствующим образом. GDS с Active Data Guard поддерживает следующее.

» Аварийное переключение сервиса на резерв и балансировку нагрузки по реплицированным БД в локальных и удаленных ЦОД.

» Автоматические ролевые сервисы для передачи ролей Data Guard.

» Балансировка нагрузки для ферм чтения.

26

GDS c GoldenGate обеспечивает аварийное переключение на резерв и балансировку нагрузки между локальными и удаленными ЦОД. Если Active Data Guard и Oracle GoldenGate позволяют передать производственную нагрузку ресурсам реплики, GDS дает возможность лучше использовать реплику для лучшей производительности, масштабируемости и доступности.

Заключение Успешные организации развертывают и эксплуатируют высокодоступные технологические инфраструктуры для защиты критически важных данных и информационных систем. В основе многих критически важных информационных систем лежит СУБД Oracle, обеспечивающая доступность, безопасность и надежность ИТ-инфраструктуры. СУБД Oracle Database 12c, основанная на десятках лет инноваций, предлагает еще более совершенные решения мирового класса для высокой доступности и защиты данных. Цель — обеспечить максимальную доступность данных и приложений во время планового технического обслуживания и в случае неожиданных сбоев.

Лучшие методы архитектуры Oracle MAA позволяют заказчикам достичь целей высокой доступности с помощью ресурсов и технологий, соразмерных с их требованиями и ограничениями. С этими лучшими практиками заказчики могут достичь высокой доступности на любой платформе и для любой системы. Архитектура MAA может использоваться для развертывания БД на недорогих потребительских серверах, где можно увеличить доступность и производительность путем горизонтального масштабирования. MAA может также использоваться для серверов хранения и универсальных серверов высшего класса. И наконец, последнее, но не менее важное — системы Oracle разработаны с нуля в соответствии с требованиями MAA. Заказчики, которым нужна сверхвысокая производительность с максимальной доступностью, развертывают системы Oracle Exadata Database Machine в качестве основы своей инфраструктуры, ориентированной на БД. Системы Oracle Exadata Database Machine построены на том же глубоком понимании ИТ-инфраструктуры и технологий БД, которое лежит в основе лучших методов Oracle MAA, успешно проявивших себя в тысячах глобальных систем по всему миру.

Решения Oracle для высокой доступности охотно принимаются заказчиками и по-прежнему являются важнейшим преимуществом Oracle, если требуется технология базы данных для круглосуточной работы организаций в сегодняшнем мире. Ознакомиться с историями успешного применения технологий высокой доступности Oracle в различных отраслях по всему миру можно по адресу oracle.com/goto/availability.

27

Приложение. Новые функции высокой доступности в Oracle Database 12c

ФУНКЦИЯ ОПИСАНИЕ НОВОЙ ИЛИ РАСШИРЕННОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОСТИ В ORACLE DATABASE 12c

Application Continuity

Защищает приложения от прерываний сессий БД из-за сбоя или отказа экземпляра, сервера,

системы хранения, сети или любого другого компонента. Application Continuity повторяет

выполняемые запросы таким образом, что для приложения отказ узла RAC выглядит как

небольшая задержка выполнения.

Flex ASM

Увеличивает доступность БД (экземпляра) и упрощает консолидацию БД на основе кластера,

обеспечивая аварийное переключения системы хранения между узлами и снижая расход ресурсов

на ASM (в некоторых случаях на 60 %).

ASM Disk Scrubbing

Выявляет логические повреждения и устраняет их автоматически как в обычных,

так и в высокоизбыточных дисковых группах. Это дополняет проверки работоспособности,

выполняемые инструментом RMAN во время резервного копирования и восстановления.

Data Guard Fast Sync

Резервная БД посылает подтверждение основной БД, как только получает обновление в

оперативной памяти, не дожидаясь записи на диск в резервный файл журнала транзакций.

Data Guard Far Sync

Обеспечивает нулевую потерю данных для основной БД, поддерживая синхронизированную

резервную БД на любом расстоянии от основной с минимальными затратами и сложностью.

Global Data Services

(GDS)

Распространяет сервисы базы данных на несколько локальных или удаленных экземпляров БД.

GDS предоставляет аварийную отработку отказа, подобную RAC, управление сервисами

и распределение сервисных нагрузок на группу реплик БД.

Oracle Secure Backup

(OSB)

Повышение производительности в для NUMA (Non-Uniform Memory Access,). Более высокие

скорости передачи через InfiniBand (IB) благодаря использованию протокола RDS/RDMA вместо

TCP/IP. Улучшение использования сети путем балансировки нагрузки по сетевым интерфейсам.

RMAN и

мультиарендная

архитектура

Команды BACKUP DATABASE и RESTORE DATABASE теперь создают/восстанавливают

мультиарендную контейнерную базу данных (CDB), включая все ее подключаемые базы данных

(PDB). Можно использовать команды RMAN для отдельных PDB, включая создание и

восстановление полных резервных копий, с помощью ключевого слова PLUGGABLE.

Межплатформенность

Резервное копирование и восстановление RMAN между разными платформами для миграции табличных пространств и БД.

Другие

дополнительные

возможности

RMAN

Может восстановить последнюю или более старую версию отдельной таблицы БД из резервной

копии. Таблицы могут быть восстановлены на том же самом месте или в другом табличном

пространстве. Многосекционное создание image copies и инкрементальных резервных копий.

Быстрая синхронизация резервной БД с основной с помощью одной команды. Прямая

поддержка SQL-операторов в командной строке — ключевое слово SQL не требуется.

Функциональность

интерактивного

переноса

Online Data Move позволяет перенести файл данных, в то время как

пользователи обращаются к его данным. Online Partition Move поддерживает

многосекционное интерактивное переопределение в одной сессии.

Улучшения Online

Table Redefinition

Переопределение одной командой. Повышение производительности sync_interim_table,

повышение отказоустойчивости finish_redef_table с лучшим управлением блокировками,

повышение доступности для переопределения секций с блокировками только на уровне секций

и повышение производительности благодаря тому, что в журнал записываются изменения

только для определенных секций.

Обновления с Active

Data Guard

Заменяет десятки шагов, необходимых для обновления БД поочередно, 3 пакетами PL/SQL,

автоматизирующими значительную часть этого процесса. Сводит к минимуму плановые простои

и риски путем внесения и тщательной проверки всех изменений на полной реплике

производственной БД до переключения пользователей на новую версию.

Корпорация Oracle, головной офис

500 Oracle Parkway

Redwood Shores, CA 94065, USA

Для запросов со всего мира

Тел.: +1-650-506-7000

Факс: +1-650-506-7200

СВЯЖИТЕСЬ С НАМИ Hardware and Software, Engineered to Work Together © Oracle и аффилированные компании, 2015. Все права защищены. Этот документ предоставляется исключительно в информационных целях, и его содержание может меняться без уведомления. Документ может содержать ошибки, и на него не распространяются никакие гарантии или условия, выраженные устно или предусмотренные законодательством, включая подразумеваемые гарантии и условия товарного состояния и соответствия определенным целям. Oracle не несет никакой ответственности в связи с данным документом. Документ также не создает никаких договорных обязательств ни прямо, ни косвенно. Воспроизведение или передача этого документа в любой форме, любым способом (электронным или физическим) и для любой цели возможны только с предварительного письменного разрешения Oracle. Oracle и Java являются зарегистрированными товарными знаками корпорации Oracle и/или ее аффилированных лиц. Другие названия могут быть товарными знаками соответствующих владельцев. Intel и Intel Xeon являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками корпорации Intel. Все товарные знаки SPARC используются по лицензии и являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками компании SPARC International, Inc. AMD, Opteron, логотип AMD и логотип AMD Opteron являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками компании Advanced Micro Devices. UNIX является зарегистрированным товарным знаком Open Group. 1015

Разрабатывая свои программы и продукцию, корпорация Oracle заботится об окружающей среде.

blogs.oracle.com/russia

facebook.com/oracle.russia

twitter.com/oracleRU

oracle.com/ru

1 | МАКСИМАЛЬНАЯ ДОСТУПНОСТЬ ORACLE DATABASE 12C