benedikt terschluse oracle 10g the self-managing database friedrich-schiller-universität jena...

Benedikt Terschluse

ORACLE 10gORACLE 10gthe self-managing databasethe self-managing database

Friedrich-Schiller-Universität JenaLehrstuhl für Datenbanken und Informationssysteme

Seminar: Aspekte und Werkzeuge der DB-Administration und deren Automatisierung

Benedikt Terschluse

Gliederung:

1. Einleitung2. Funktionalität von ORACLE Database 10g

2.1 self-configuring2.2 self-optimizing2.3 self-organizing2.4 self-inspecting2.5 self-protecting2.6 self-healing

3. Vergleich zur Konkurrenz4. Fazit

Gliederung

Benedikt Terschluse

1. Einführung

• Die Firma ORACLE» gegründet 1977 in Kalifornien von Larry Ellison, Bob

Miner und Ed Oates» CEO: Lawrence J. Ellison» heute rund 55000 Mitarbeiter weltweit

• Marktanteil von ORACLE liegt bei 41,3%• Hauptkonkurrent ist IBM mit ähnlichem Marktanteil

• Hier wird ORACLE Database 10gORACLE Database 10g Release 2 betrachtet (von 2005)

1. Einführung

Benedikt Terschluse

Analyse der Fähigkeiten von Database 10g in den Gebieten:

• Self-configuring:» Installation und Konfiguration

• Self-optimizing:» Probleme erkennen -> Performance verbessern

• Self-organizing: » gegebene Ressourcen geschickt verteilen

• Self-inspecting: » wann fällt welche workload an

• Self-protecting: » Sicherheitslücken erkennen

• Self-healing: » Fehler beheben können

1. Einführung

Benedikt Terschluse

Gliederung:




Gliederung

Benedikt Terschluse

2. Funktionalität von ORACLE Database 10g2.1 self-configuring

• schnellere Installation:schnellere Installation: » Server-Installation (1.5 GB) in 20 Minuten» Client Installation (80MB) in einer Minute

• einfache Konfiguration:einfache Konfiguration:» Database Creation Assistant (DBCA): leitet den DBA

durch den Einrichtungsvorgang

• einfache Updates:einfache Updates:» Database Update Assistant (DBUA): leitet durch den

Update-Vorgang. Für manuelle Updates: catupgrd.sql

2. Funktionalität von Database 10g2.1 self-configuring

Benedikt Terschluse

Automatic Shared (SGA) Memory Management:

Normal muß der DBA für jede der folgenden Komponenteneinzeln Speicher festlegen:

• shared pool (für die Ausführung von SQL und PL/SQL)• java pool (java excecution state)• large pool (für große Bedarfe wie recovery manager)• buffer cache• streams pool

Jetzt nur noch den SGA-TARGET Parameter wählen.


Benedikt Terschluse

Abb1: SGA-TARGET auf 132 MB festgelegt aktuell wird der Speicher wie in der Tabelle dargestellt verteilt.Alternativ: View V$SGA_DYNAMIC_COMPONENTS


Benedikt Terschluse

Einschränkungen zur automatischen Verteilung:• DBA kann Speicheruntergrenzen festlegen

» Beispiel: – SGA_TARGET = 132 MB– SHARED_POOL_SIZE = 32 MB– DB_CACHE_SIZE = 20 MB

– bleiben 80 MB zur automatischen Verteilung

• recycle buffer caches und additional buffer caches manuell festlegen

» Speicher dafür bei automatischer Verteilung abziehen


Benedikt Terschluse

VorteileVorteile durch automatisches Speichermanagement:durch automatisches Speichermanagement:

• Out-of-memory Fehler seltener

• deutliche Performanceverbesserung:» schnelle Anpassung an neue workload

• einfacher zu bedienen» nur ein Parameter muß festgelegt werden


Benedikt Terschluse

Zum Aktivieren des automatic memory managements im Enterprise Manager auf enable klicken oder in der Kommandozeile ALTER SYSTEM SET SGA_TARGET = „Größe des Speichers“ eingeben.

Abb2: aktivieren des automatic shared managements


Benedikt Terschluse

SGA_TARGET kann zwischen SGA_MaxSize und Minimum des Speichers, der den einzelnen Komponenten zugeteilt wurde, gesetzt werden. Zur Hilfe kann man den SizeAdvisor befragen (siehe Abb3).

Abb3: size advisor für den SGA_TARGET


Benedikt Terschluse

2.2 self-optimizing

• Kernpunkt der Bemühungen des autonomic computing.• Gegebene Ressourcen effektiv auslasten• Anfragen tunen

ORACLE Database 10gORACLE Database 10g verwendet hier: • automatic workload repositoryautomatic workload repository (AWRAWR):

» sammelt Statistiken über die workload• automatic database diagnostics monitorautomatic database diagnostics monitor (ADDMADDM):

» erkennt wo Optimierungsbedarf besteht» optimiert selbst» oder leitet an „Spezialisten“ weiter (siehe Abb4)

2. Funktionalität von Database 10g2.2 self-optimizing

Benedikt Terschluse

Abb4: die Optimierungsarchitektur


Benedikt Terschluse

Die automatic workload repository (AWR):Die automatic workload repository (AWR):

• läuft automatisch im Hintergrund• Standardeinstellungen: alle 30 min. ein snapshot, Daten

die älter als 7 Tage sind, werden gelöscht• Einstellungen kann der DBA natürlich verändern• DBA kann auch jederzeit selbst einen snapshot machen• Gesammelte Statistiken sind Basis für Optimierungen im

ADDM


Benedikt Terschluse

Der automatic database diagnostics monitor (ADDM):Der automatic database diagnostics monitor (ADDM):

• Ziel: Finde die Bereiche der Datenbank, welche den größten Ressourcenbedarf haben

• Ist die Stelle des Problems gefunden, wird nach den Ursachen gesucht

• ADDM gibt Vorschläge was man tun sollte und welchen „Experten“ man ggf. zu Rate ziehen sollte

• Im Enterprise Manager kann man durch intuitive Steuerung das Problem bis auf die Basis herunterbrechen

• genaueres in den folgenden screenshots ...


Benedikt Terschluse

Abb5: Im Enterprise Manager wird angezeigt, dass es 2 Problemegibt, die das ADDM gefunden hat


Benedikt Terschluse

Abb6: Kurzbeschreibung der Probleme und Lösungsvorschläge


Benedikt Terschluse

Abb7: Detailinformationen zu Problem Nr. 1 mit Details, wie man es beheben könnte


Benedikt Terschluse

Abb8: ADDM Report mit Verbesserungsvorschlag in Textform


Benedikt Terschluse

Der Der Enterprise ManagerEnterprise Manager

• Enterprise Manager ist das Herzstück der Datenbankverwaltung.

• von hier aus sind die verschiedenen Reports zu erreichen • Struktur sieht folgendermaßen aus:


Benedikt Terschluse

Abb10: EnterpriseManager


Benedikt Terschluse

Die DetailseitenDie Detailseiten:

• ADDM Detail bekannt aus Abb. 7• Wait Detail: Zeigt an, wie die Wartezeiten verteilt sind.

Von hier aus kann man sich weitere Details zu den sessions und den SQL Statements ansehen

• Session Detail: Sind die Wartezeiten gleichmäßig auf alle sessions verteilt oder gibt es welche wo gar nichts geht

• SQL Detail: Welche SQL Statements warten am längsten


Benedikt Terschluse

SQL-Tuning in Database 10gSQL-Tuning in Database 10g

• klassische Aufgabe des Optimizers• kein rule-based optimizer mehr, nur noch cost-based

optimizing in database 10g• manuelles SQL Tuning schwierig und zeitaufwendig, da

man sowohl das Datenbankschema (Indexe, ...) genau kennen muss als auch die workload

• workload verändert sich mit der Zeit, => neue Indexe/materialized views müssen her

• daher: automatisches SQL Tuning


Benedikt Terschluse

Der SQL tuning process:Der SQL tuning process:

Dieser Prozess besteht aus 3 Schritten, die in einer ArtSchleife ablaufen, bis eine akzeptable Performance erreichtist, oder keine Verbesserungen mehr erreicht werden können:

• herausfinden, welche Anfragen sehr lange dauern und einen besonders hohen Bedarf an Systemresourcen haben

• sicherstellen, dass der Query-Optimizer die Anfrage bereits gut optimiert hat

• Andere Ausführungspläne testen, um die Anfrage schneller zu machen.


Benedikt Terschluse

Abb11: Manuelles SQL-tuning


Benedikt Terschluse

Abb12: Autom. SQL-tuning


Benedikt Terschluse

Der SQL Tuning AdvisorSQL Tuning AdvisorEr checkt SQL Statements in 4 Stufen:• Analyse von Statistiken

» jedes Objekt nach Statistiken durchsuchen» Vorschläge machen, was noch erhoben werden sollte

• SQL-Profiling: » Erstellen eines SQL Profils zur Anfrageoptimierung» SQL Syntax selbst muss nicht geändert werden

• Ausführungspfadanalyse: » schauen ob neuer Index Bearbeitung schneller macht

• SQL Strukturanalyse: » SQL-Anfrage auf syntaktische und semantische

Struktur prüfen


Benedikt Terschluse

Der SQL Tuning AdvisorSQL Tuning Advisor

Abb13: Aufruf des SQL Tuning Advisors im ADDM


Benedikt Terschluse

Der SQL Tuning AdvisorSQL Tuning Advisor

Abb14: Vorschlag des SQL Tuning Advisors nach Aufruf aus ADDM


Benedikt Terschluse

Der SQL Access AdvisorSQL Access Advisor

• analysiert ein vorgeschlagenes Datenbankschema für eine bestimmte workload

• schlägt vor, welche Indexe und matirialized views zu erstellen sind

• prüft, dass Kosten für Anlegen der Strukturen nicht deren Nutzen übersteigen


Benedikt Terschluse

2.3 self-organizing

• gegebenen Ressourcen geschickt nutzen und verteilen• nicht trennscharf von self-configuring oder self-optimizing

abzugrenzen• ORACLE Database 10g: besitzt für die Verteilung der

Systemressourcen den Resource ManagerResource Manager

» CPU-Zeit an Benutzergruppen und Anwendungen verteilen

» Batch Jobs evtl. nur in Nebenzeiten ausführen lassen» dazu kann man einen resource plan festlegen

2. Funktionalität von Database 10g2.3 self-organizing

Benedikt Terschluse

Parameter des resource plans:

• CPU-Zeit• Anzahl aktiver Sessions• Anzahl paralleler Zugriffe• Automatische Gruppenzuweisung• SQL Anfragen und Sessions beenden• Ausführungsdauer• Undo Operationen• Maximale Wartezeit


Benedikt Terschluse

3 Beispiele für verschiedene resource plans

1.: resource plan für eine Bank (zweistufig)

Abb15.1: Struktur des Plans Abb15.2: Tabelle zur Ressourcenverteilungauf Stufe 1 (Banksystem)


Benedikt Terschluse


2.: resource plan für ERP oder CRM System

Abb16: Tabelle zur Ressourcenverteilung (ERP oder CRM System)


Benedikt Terschluse


3.: resource plan für ein Data Warehouse

Abb17: Tabelle zur Ressourcenverteilung (Data Warehouse)


Benedikt Terschluse

Den Resource ManagerResource Manager findet man natürlich auch imEnterprise Manager:

Abb18: Resource Manager im Enterprise Manager


Benedikt Terschluse

Weitere Möglichkeiten des self-optimizing in Database 10g:

• Intelligent Capacity Planning» Schätzung, wie groß ein Objekt werden wird» Wählt daher den passenden Speicherort» vermeidet Fragmentierung der Platten

• Storage Manager » Verteilung der Daten auf verschiedene Platten» Lese- und Schreibzeit wird kürzer» Grundlage ist Analyse der workload


Benedikt Terschluse

2.4 self-inspecting

• Ein DBMS sollte „sich kennen“• große Herausforderung, da workload sich dauernd ändert • Statistiken müssen stets aktuell gehalten werden• in Database 10g ist dafür die automatic workload

repository (AWR) zuständig• ist bereits in 2.2 erklärt worden

2. Funktionalität von Database 10g2.4 self-inspecting

Benedikt Terschluse

2.5 self-protecting

• Schutz vor deadlocks und Abstürzen, verursacht durch schlechte Anfragen oder schlechte Ressourcenverteilung

» -> das sollte der Resource Manager regeln (siehe 2.3)

• Schutz vor Angriffen auf die Datenbank» ORACLE bietet row-level security an. IBM und Microsoft

setzen auf security per table» nur regelbasiert, daher keine weitere Betrachtung an

dieser Stelle

2. Funktionalität von Database 10g2.5 self-protecting

Benedikt Terschluse

2.6. self-healing

• Datenbank nach einem Fehler schnell wieder in einen funktionierenden Zustand zurückversetzen

• ACID-Eigenschaften erfüllen• und dabei downtime möglichst klein halten, Ausfallzeiten

sind schließlich immer teuer• In Database 10g gibt es hierfür den Recovery ManagerRecovery Manager

(RMAN)

2. Funktionalität von Database 10g2.6 self-healing

Benedikt Terschluse

Der Recovery ManagerRecovery Manager

• Zeitfenster festlegen, in dem backup stattfinden soll

• Speicherort für backup festlegen:» DB_RECOVERY_FILE_DEST

• Alle notwendigen Dateien (control files, log files, ...) hier gespeichert und verwaltet:

» Dateianordnung und Komprimierung für maximale Speicherplatzausnutzung

» alte und nicht mehr benötigte Dateien automatisch löschen


Benedikt Terschluse

Das inkrementelle backupinkrementelle backup

• gibt es seit ORACLE Database 8.0

• Neu in Database 10g: » geänderte Blöcke werden gekennzeichnet» erspart zeitaufwendige Suche bei Anstoß des backup» daher kann inkrementelles backup nun schneller

durchgeführt werden


Benedikt Terschluse

Das flashback featureflashback feature

• Ein Hauptproblem für die Sicherheit in Datenbanken ist der Benutzer.

• Fehler, die durch Benutzereingriff entstehen sind schwer zu vermeiden

• mit flashback featureflashback feature schnell zu einer funktionierenden Konfiguration zurückspringen

• soll schneller gehen als den Fehler zu machen


Benedikt Terschluse

Das flashback featureflashback feature

Abb18: Vergleich vor/mitORACLE Database 10gbei Wiederherstellung einer versehentlich gelöschten Tabelle


Benedikt Terschluse

Gliederung:




Gliederung

Benedikt Terschluse

3. Vergleich zur Konkurrenz

• da es sehr viele verschiedene DBMS gibt vergleiche ich hier nicht mit allen, sondern nur mit dem Hauptkonkurrenten IBM DB2 Universal Database 8.2

• „unabhängige“ Studie der Edison Group vom 1.11.2004


Benedikt Terschluse

Ergebnisse der Studie

• Installation und erste, einfache out of the box Konfiguration


Benedikt Terschluse


• täglicher Betrieb


Benedikt Terschluse


• Sicherungen und Wiederherstellung nach Fehler


Benedikt Terschluse


• Performancediagnose und tuning


Benedikt Terschluse


• Zusammenfassung: Database 10g ist insgesamt im Schnitt 47% schneller als DB2 und erfordert 36% weniger Schritte um ein gewünschtes Ergebnis zu erzielen

• ORACLE hält also sein Versprechen, hier eine wesentlich schnellere und einfacher zu bedienende Datenbank erstellt zu haben


Benedikt Terschluse

Gliederung:




Gliederung

Benedikt Terschluse

4. Fazit

• Viele sehr interessante automatische Features• sehr große Vereinfachung der Bedienung, sichtbar auch

in der Studie die in Abschnitt 3 betrachtet wurde• gleichzeitig ist die Datenbank auch wirklich schneller

geworden, auch dies zeigt sich in Abschnitt 3• trotzdem gibt es noch genug Möglichkeiten für den

Administrator um einzugreifen• aus gutem Grund?? ...

4. Fazit

Benedikt Terschluse

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.Vielen Dank für die Aufmerksamkeit.

benedikt terschluse oracle 10g the self-managing database friedrich-schiller-universität jena...

Documents