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Oracle OpenWorld
Steven Schuettinger
Oracle Technical Alliance Manager

Bei der Oracle OpenWorld im September erwies sich unser Ansatz zum einfachen Verschieben und Verwenden von Daten in Private und Public Clouds als echtes Zugpferd. Auch die FlexPod Datacenter Plattform wird mit Spannung erwartet und zieht viel Aufmerksamkeit auf sich. In einem kürzlich erschienenen Tech OnTap Artikel werden die aktuellen Verbesserungen bei FlexPod einschließlich der Konfigurationen von Validated Designs for Oracle von Cisco beschrieben.

Auch DBAs und Bereichsmanager erkennen allmählich, dass Clustered Data ONTAP das Potenzial haben, das Geschäft zu revolutionieren. Wenn Sie Datenbank-Storage für Spitzenlasten bereitstellen, bleibt Ihre teure Storage-Infrastruktur die meiste Zeit relativ ungenutzt. Mit Clustered Data ONTAP können Sie Daten unkompliziert zwischen Storage Tiers verschieben, um sie an Bedarfsänderungen anzupassen und Ihre Investitionen in hochperformanten Storage und Flash optimal zu nutzen.

Ein großes Unternehmen der Erdöl- und Erdgasbranche beabsichtigt, das SAP Check-Writing-Modul mithilfe dieser Vorgehensweise zu unterstützen. Zum Zeitpunkt der Scheckausstellung werden die erforderlichen Daten auf Medien mit Flash-Beschleunigung verschoben, was für die Applikation transparent bleibt. Nach Abschluss des Vorgangs erfolgt die Rückverschiebung. Dies ist wirtschaftlicher, weil die Daten nicht mehr ständig auf schnellem Storage vorgehalten werden müssen. Die Beschleunigung wird dann verwendet, wenn sie für bestimmte Datensets benötigt wird.

In diesem Jahr fanden drei Themen großen Anklang:

  • Beschleunigung von Oracle mit Flash
  • Verringerung von RTO/RPO über Automatisierung und Effizienz
  • Steigerung der geschäftlichen Flexibilität mithilfe von Thin Clones

Ich möchte jeden dieser Punkte etwas ausführlicher erläutern.

Integration von Flash in Ihre Oracle Umgebung

Natürlich spricht jeder über Flash und dessen Auswirkungen auf die Datenbank-Performance. Auf der anderen Seite interessieren im Bereich Datenbanken nur Lösungen, die sich uneingeschränkt bewährt haben.

Ich schätze, dass das der Grund für den Anklang ist, den unsere Flash-Technologie befunden hat. Die in den Flash-Arrays unserer EF-Series verwendete Technologie baut auf den Erfahrungen aus der Implementierung von über 650.000 Storage-Systemen auf und stellt deswegen bewährte Performance, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Management bereit.

NetApp bietet drei verschiedene Flash-Lösungen, mit denen die Oracle Anforderungen erfüllt werden:

  • reiner Flash (möglicherweise in Kombination mit FAS)
  • hybrider Flash unter Verwendung des intelligenten Cachings von Flash Pool
  • hybrider Flash unter Verwendung des intelligenten Cachings von Flash Cache

Reines Flash-Array mit FAS

Die erste Lösung kombiniert die Fähigkeiten von Oracle mit der Performance eines NetApp EF540 oder EF550 Flash-Arrays und den Datensicherungsfunktionen von NetApp FAS. Hierbei wird Oracle Automatic Storage Management (ASM) zum Aufteilen der Daten und zum gleichzeitigen Senden aller Schreibvorgänge an das EF Array und das FAS Array verwendet. Aufgrund der bewährten Schreibarchitektur, die eingehende Schreibvorgänge in das NVRAM schreibt und dann vollständige Stripes auf rotierende Laufwerke schreibt, kann das FAS Array schreibintensive Workloads auch ohne Flash-Beschleunigung bewältigen.

Die Kombination von EF für eine Latenz von unter einer Millisekunde und hoher Transaktions-Performance mit FAS für Redundanz und Datenmanagement vereint die besten Funktionen beider Plattformen.

Abbildung 1: Die Verwendung einer Kombination aus EF für Latenzzeiten von unter einer Millisekunde mit hoher transaktionsorientierter Performance und FAS für Redundanz und Datenmanagement bietet Ihnen das Beste beider Plattformen.

Das EF Array ist der bevorzugte Pfad für Lesevorgänge, während das FAS Array auch hier Redundanz und Datensicherungsfunktionen bietet. Diese Lösung ist in TR-4145 ausführlicher dokumentiert.

Auf einen DBA könnte das Vorhandensein zweier Datenpfade natürlich durchaus ein wenig wie ein „wissenschaftliches Experiment" wirken. Aus diesem Grund haben wir mit AppDynamics kooperiert, wo man ausführliche Tests von der Applikationsebene bis hinab zur Storage-Infrastruktur durchgeführt hat. Wenn es einen Performance-Engpass gibt, dann ihn kann dieses Tool schnell erkennen und beseitigen. Das AppDynamics Produkt funktioniert bei jeweils auf EF Arrays ausgeführtem Data ONTAP und SANtricity. Sie können die Performance beider Datenpfade also wahlweise gleichzeitig oder separat betrachten. Auf diese Weise erhalten Sie Performance und Management und senken die Risiken.

Flash Pool

Die NetApp Flash Pool Technologie bietet vorhersehbare Performance für sehr spezifische Oracle Workloads, ohne hierfür in ein reines Flash-Array investieren zu müssen. Die Verwendung von Flash Pool in Oracle Umgebungen ist in TR-4195 dokumentiert.

Dieser Bericht beschreibt, welche Auswirkungen das Hinzufügen einer relativ kleinen Menge Flash (1 bis 12 % der HDD-Gesamtkapazität) auf die OLTP-Performance hat. Das Hinzufügen von SSDs zum Erstellen eines Flash Pool Caches in Kombination mit 80-15K Laufwerken hat den Durchsatz gemessen in Transaktionen pro Minute nahezu verdreifacht. Gleichzeitig wurde die Latenz auf weniger als ein Drittel des unbeschleunigten Workloads reduziert. Wenn Sie den bei gleicher Latenz erzielbaren Durchsatz zwischen Festplatten allein und Flash Pool (Festplatten und SSDs) vergleichen, erhöht sich der Durchsatz um das Neunfache.

Das Hinzufügen von SSDs zur Erstellung eines Flash Pool Caches aus einer bestehenden Festplattenkonfiguration erhöht den Durchsatz um das Neunfache.

Abbildung 2: Das Hinzufügen von SSDs zur Erstellung eines Flash Pool Caches aus einer bestehenden Festplattenkonfiguration erhöht den Durchsatz um das Neunfache.

Ein ähnlicher Test mithilfe von 108-3 TB SATA-Laufwerken kombiniert mit 11-200 GB SSDs erhöhte den Durchsatz um annähernd das 2,5fache und senkte die Latenz wiederum um zwei Drittel.

Die Flash Pool Technologie bietet:

  • persistente und kurze Lesereaktionszeiten für große aktive Datensets
  • erhöhten Systemdurchsatz
  • potenziell weniger HDDs erforderlich; mögliche Verwendung preisgünstiger HDDs mit hoher Kapazität anstelle von Performance-HDDs

Flash Cache

Viele Kunden, die Oracle und NetApp verwenden, setzen Flash Cache-Software seit der Markteinführung 2009 ein. Flash Cache wird als PCIe Flash-Karte direkt in FAS Controller eingesetzt und stellt einen beschleunigten Lese-Cache bereit, der viele Terabyte groß ist. Der aktuelle Höchstwert liegt bei 16 TB für das FAS6290 bei der Verwendung mehrerer Karten. Alle unsere FlexPod Lösungen für Oracle enthalten Flash Cache. Jeder leseintensive Oracle Workload profitiert von dieser Technologie. Tests zeigen, dass das Hinzufügen von Flash Cache zu einer ausschließlich aus HDDs bestehenden Konfiguration den I/O-Durchsatz um 75 % und die durchschnittliche Reaktionszeit um 30 % steigern kann.

Eine zusätzliche Anleitung für die Verwendung von Flash Cache und Flash Pool mit Oracle Datenbanken finden Sie in TR-4162.

Backup und Recovery

Mir ist bewusst, dass Oracle Backup und Recovery bereits in diversen Artikeln auf Tech OnTap behandelt wurden, aber das Thema ist und bleibt für DBAs eine große Herausforderung und ein Bereich, in dem NetApp und die NetApp Snapshot Technologie einen großen Unterschied machen.

Wie groß also ist dieser Unterschied? Wir haben Tests an einer 8-TB-Datenbank mit dem Oracle Automated Stress Test (OAST) Schema durchgeführt. Dies ist ein von Oracle angebotenes Prüf-Tool und -Schema. Bei Verwendung des traditionellen Backup-Tools RMAN von Oracle dauerte das Backup bei Verwendung der Binärkomprimierung 26 Stunden. Im Vergleich dazu dauerte ein konsistentes NetApp Snapshot Backup mit dem SnapManager für Oracle nur 1 Minute und 47 Sekunden. Die Datenbank wird hierbei in den Hot Backup Mode versetzt, die Snapshot Kopie wird erstellt und dann wird der normale Datenbankbetrieb fortgesetzt. Weitere Informationen finden Sie in den Abschnitten „Test Environment" und „Results and Conclusions" von Oracle on FlexPod CVD.

Das ist sehr schnell und hinzu kommt noch ein bedeutender vorteilhafter Nebeneffekt. Oracle RMAN wird auf dem Server ausgeführt. Sie entscheiden sich für so viele Oracle Lizenzen, wie Sie für die Anzahl der Prozessorkerne zum Ausführen Ihrer Applikation benötigen. Dies schließt auch die Rechenleistung ein, die Sie für Backups brauchen. Wird der Server durch Verlagerung dieser Aufgaben auf den Storage entlastet, können Sie Ihre Applikation mit mindestens gleichbleibender Performance und weniger Oracle Lizenzen ausführen. In der Praxis werden Lizenzen zwar normalerweise nicht zurückgegeben, doch werden hierdurch Oracle Ressourcen für andere Dinge wie Entwicklung und Tests freigegeben.

Vielleicht fragen Sie sich an diesem Punkt: „Jeder Storage-Anbieter verfügt über eine Snapshot Technologie. Warum sollte ich NetApp den Vorzug geben?" Die Snapshot-Technologien anderer Anbieter basieren auf dem Copy-on-Write-Prinzip. Jedes Mal, wenn ein Block überschrieben wird, muss der ursprüngliche Block zuerst an eine andere Stelle kopiert werden. Dies verringert die Geschwindigkeit, mit der die Daten geschrieben werden können, und bremst so die Datenbank aus. NetApp WAFL (Write Anywhere File Layout) überschreibt niemals vorhandene Blöcke. Es gibt kein Copy-on-Write und damit auch keine Performance-Einbußen. Pro Volume können Sie bis zu 252 Snapshot Kopien aufbewahren – ohne spürbare Auswirkungen auf die Performance. Storage-Platzbedarf besteht lediglich, wenn an der aktiven Datenbank Änderungen vorgenommen werden.

Ein weiterer Einwand, den ich häufiger höre, lautet, dass Snapshot Kopien keine „echten" Backups seien, denn ein „echtes" Backup würde die Wiederherstellung nach Infrastruktur- oder standortweiten Ausfällen gestatten. Aus diesem Grund stellen wir jedoch für Snapshot Kopien auf NetApp Storage die Möglichkeit bereit, diese Kopien nach Bedarf an sekundären oder tertiären Remote-Standorten zu spiegeln und dort zu sichern. Auch diese Aufgabe wird vom Storage-System ausgeführt – ohne Auswirkungen auf den Datenbankserver. Die Erstellung einer konsistenten Snapshot Kopie dauert weniger als zwei Minuten und kann deswegen beliebig oft durchgeführt werden. Mit dieser Kopie stehen Ihnen zahlreiche Datensicherungs- und Datenmanagement-Optionen zur Verfügung.

Ein letztes Problem besteht darin, dass viele Oracle DBAs ihre vorhandenen Tools gut kennen und deswegen zögern, ihre Geschäftsmethodik zu ändern. Vor einigen Jahren entwickelten wir eine Schnittstelle für RMAN, um das Ausführen von NetApp Snapshot Backups, NetApp SnapRestore (zur Wiederherstellung von Snapshot Backups) und NetApp FlexClone (mehr dazu im nächsten Abschnitt) innerhalb des Tools zu gestatten, mit dem Sie bereits vertraut sind. Auf diese Weise werden Risiken gesenkt und der Einstieg vereinfacht.

Steigerung der geschäftlichen Flexibilität mithilfe von Thin Clones

Die letzte Technologie, die ich beschreiben möchte, ist das Klonen mit NetApp FlexClone. Mit FlexClone können Sie eine beschreibbare „Kopie" eines Volumes erstellen und dabei nur inkrementellen Storage verwenden – daher die Bezeichnung „Thin Clones". Lesen Sie Back to Basics: FlexClone, wenn Sie mit dieser NetApp Technologie nicht vertraut sind.

Aus Sicht von Oracle besteht der Vorteil von FlexClone darin, dass Ihnen eine beschreibbare Kopie einer Datenbank dann zur Verfügung steht, wenn Sie sie brauchen. Wie Sie die Vorteile von FlexClone wahrnehmen, hängt davon ab, welche Aufgabe Sie haben:

  • Storage-Administratoren wissen FlexClone zu schätzen, weil der Gesamtplatzbedarf für Storage sich dank der Effizienz verringert. Sie müssen nicht lange nach freiem Festplattenspeicher suchen, wenn eine Datenbankkopie benötigt wird.
  • DBAs mögen FlexClone, weil es die Risiken senkt. Wenn ein Patch auf Ihrer Produktionsinstanz installiert werden muss, können Sie einen Klon erstellen, den Patch dort installieren und vor dem eigentlichen Rollout sicherstellen, dass alles erwartungsgemäß funktioniert.
  • Bereichsmanager schätzen FlexClone, weil alle Mitglieder des Entwicklungsteams mit einem eigenen Klon arbeiten können. Dies beschleunigt die Entwicklung erheblich.

Vereinfachung des Ablaufs von Applikationstests

Das Testen von Applikationen, egal ob für eine neue oder bereits bestehende Datenbankversion, ist immer ein komplizierter, zeitaufwendiger und potenziell teurer Prozess:

  • Um sicherzustellen, dass Ihre Applikationen korrekt ausgeführt werden, müssen Tests mit Produktionsdaten durchgeführt werden. Dafür benötigen Sie viele Kopien dieser Produktionsdaten, um sicherzustellen, dass durch das Testen keine Engpässe entstehen.
  • Da Sie echte Daten von Ihrer Produktionsdatenbank verwenden, müssen Sie vermutlich auch sensible Informationen wie Namen, Adressen, Konto- und Kreditkarteninformationen usw. sichern.
  • Sie benötigen ein Testverfahren, das Ihre Applikation gegen Ihre Testdatenbank prüft.

Sie können den Prozess der Applikationstests auf Oracle 11g optimieren, indem Sie eine Kombination aus Funktionen von NetApp und Oracle verwenden:

  • Mit der NetApp FlexClone Technologie können Sie beliebig viele Thin Clones eines Datensatzes erstellen.
  • Oracle Data Masking Pack sorgt für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften durch eine konsistente und regelbasierte Applikation zur Maskierung von Formaten. Eine umfangreiche und erweiterbare Formatbibliothek unterstützt eine Vielzahl von Maskierungsformaten.
  • NetApp SnapManager für Oracle automatisiert das Klonen, die Datenmaskierung und andere Prozesse für maximale Effizienz bei einem geringeren Bedienungsfehlerrisiko.
  • Oracle Real Application Testing, das mit Oracle Database 11g eingeführt wurde, ermöglicht in Verbindung mit der NetApp Technologie ein schnelles Testen von Applikationen zur Sicherstellung ordnungsgemäßer Funktionsfähigkeit und Performance.

Abbildung 3 zeigt den Prozessablauf für das Testen mit diesen Technologien.

Prozessablauf beim Erstellen von Testumgebungen und Testen mithilfe einer Kombination aus NetApp und Oracle Technologien

Abbildung 3: Prozessablauf beim Erstellen von Testumgebungen und Testen mithilfe einer Kombination aus NetApp und Oracle Technologien

Schlussfolgerung

Wir bringen kontinuierlich neue und innovative Lösungen auf den Markt, um den Betrieb von Oracle Datenbanken zu optimieren. Wählen Sie aus unseren zahlreichen Flash-Lösungen diejenige Option aus, die Ihre Performance-Anforderungen erfüllt, ohne Ihr Budget zu stark zu belasten. Snapshot und Klontechnologien sind zwar nicht neu, erlauben aber das Vereinfachen und Beschleunigen einer Vielzahl von Datenmanagement-Aufgaben. Immer mehr DBAs erkennen den Mehrwert dieser Technologien.

Die kürzlich veröffentlichten FlexPod CVDs erleichtern das Implementieren neuer Applikationen mit der passenden Infrastruktur in hohem Maße. Clustered Data ONTAP bietet viele neue Funktionen, mit denen Ihre Oracle Umgebung noch flexibler wird.

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Von Steven Schuettinger, Technical Alliance Team for Oracle

Steve startete seine IT-Karriere als Entwickler für Oracle Version 5. Danach wurde er zu einem DBA, dem Performance und Management sehr am Herzen liegen. Er war der erste Oracle DBA bei Sun Microsystems und dort als Technical Alliance Manager für Oracle tätig. 2005 wechselte Steve zu NetApp. Dort berät er Kunden und verwaltet die technischen Aspekte der Beziehung zwischen NetApp und Oracle. Da er die Aufgaben von DBAs sehr gut kennt, konzentriert er sich auf die Bewältigung der typischen Herausforderungen, mit denen sich DBAs konfrontiert sehen. Dabei kommuniziert er als ehemaliger DBA hervorragend mit seinen Kunden.

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In dieser Ausgabe von Tech OnTap

Diese Ausgabe von Tech OnTap enthält zwei Artikel zu Ankündigungen neuer Plattformen. Die neue EF550 macht Oracle Datenbanken, VDI und andere I/O-intensive Applikationen noch schneller. Hinzu kommt die E-Series, eine hervorragende Storage-Option für alle Umgebungen, in denen Daten vorwiegend von der Applikation verwaltet werden.

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