Data: 29/05/2013
Titolo: Db Machine
Autore: M.Melone
Status: Final
La Db Machine Filippetti
Implementare una db machine ottimale per le caretteristiche proprie del database Oracle richiede
specifiche metodologie.
Procedere con metodo è quindi fondamentale per conseguire il raggiungimento degli obiettivi in
ambito di performance e sicurezza che la nostra soluzione vuole proporre.
La proposta DB Machine Filippetti offre una soluzione Blade Servers in grado di ospitare il
database Oracle contemplando un’ambiente di replica per l’alta affidabilità, adatto sia per una
configurazione attiva-passiva che per una configurazione attiva-attiva nonchè di offrire un
invidiabile livello di performance ad un costo notevolmente inferiore rispetto alle altre proposte
presenti sul mercato.
La soluzione viene corredata da uno strumento di monitoraggio leader che metterà a disposizione
non solo i dati verticalizzati su ogni ambito della nostra soluzione ma anche una correlazione
intelligente fra essi che garantirà la riduzione dei tempi di individuazione e risoluzione di eventuali
problematiche.
Riassumendo la db Machine proposta da Filippetti garantisce i seguenti vantaggi:
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La costruzione di un’ambiente di supporto per i database con prestazioni più elevate e una
maggiore scalabilità a costi inferiori
Il consolidamento dello storage, l’alta prestazione di file services,
compliance,
archiviazione, backup consolidato, il thin provisioning
La garanzia di un monovendor con caratteristiche unix
Riduzione dei tempi di deployment
Personalizzazione per soddisfare le esigenze di ogni cliente
Una soluzione testata e certificata
Componenti integrati garantiti per funzionare senza problemi
Storage su più livelli che garantisce l'accesso più veloce ai dati più utilizzati
Possibilità di virtualizzazione del network
L’utilizzo dei dischi attraverso un bus PCI senza intermediazione del controller
Un’unica console di gestione per storage, server e network
La tecnologia Hitachi ASM ottimizzata per il tiering dei dati
Un’ ambiente di Alta affidabilità e Business continuity paragonabile all’Oracle RAC
Un’utility per la migrazione, e l’upgrade dei sistemi che oltre a garantire la stabilità
dell’ambiente e consente ne consente il test prima della messa in produzione
Un’interfaccia unica ed immediata che oltre a dare visibilità sullo stato di salute dell’intero
ambiente sia infrastrutturale che applicativo garantisce una corretta correlazione dei vari
componenti dell’ambiente con possibilità di analisi del trand e di riduzione dei tempi di
risoluzione dei problemi.
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La soluzione nel dettaglio
1. Componenti Hardware
1.1 Hitachi Server Blades
La Filippetti prevede di fornire come soluzione hardware, a sostegno sia della configurazione
attivo-attivo che di quella passivo-attivo ed anche tenendo conto delle evoluzioni future possibili,
un Hitachi Compute Blade Series 2000 configurabile secondo le necessità del cliente.
Caratteristica vincente di tale componente riguarda infatti la possibilità di effettuare il
partizionamento fisico della singola lama in due unità elaborative a se stanti, consentendo di
avere su ogni enclosure fisico fino ad 8 lame fisicamente montate, equivalenti a 16 unità
elaborative potenzialmente utilizzabili.
Per motivi di espandibilità e densità del numero delle lame, nella soluzione vengono considerati
ad ogni modo una enclosure blade attestata sia all’infrastruttura di networking che
all’infrastruttura Storage Area Network.
La gestione di tutte le features del blade avviene mediante l’utilizzo di una console fruibile via
web browser.
La Soluzione prevede una configurazione dell’hardware di riferimento ottimizzata al fine di
garantire:
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Maggiori performances erogabili dall’ambiente Oracle
Ottimizzzazione dell’ambiente attuale del cliente anche in vista di eventuali necessità di
risorse aggiuntive, e di futuri upgrades di S.O. e/o Oracle
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Esempio di architettura Oracle ottimale su Hitachi Blade 2000
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Autore: M.Melone
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I sistemi Hitachi Compute Blade 2000 sono sistemi specificatamente progettati per l’utilizzo in
Datacenters e con ambienti di virtualizzazione in quanto sono in grado di supportare un elevato
numero di tipologie di processori nonché di periferiche I/O.
Di seguito si elencano alcune delle principali features del prodotto.
Supporto per processori Xeon della serie 5600 e 7500 con slots di memoria dedicati per
singolo socket e numero di I/O leader nella tipologia blade.
Multi Blade SMP – Possibilità di combinare CPU, Memoria e periferiche di I/O di più blade in
un’unica macchina per ottenere massime prestazioni e scalabilità. Questa caratteristica consente
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di aumentare o ridimensionare le risorse senza dover ricorrere al continuo ammodernamento
tecnologico.
Design dell’architettura di I/O Ibrida – Permette la configurazione dell’ I/O a livello blade
mediante assegnazione diretta delle risorse di I/O del blade.
Partizionamento logico del blade – Supporta diverse opzioni per il partizionamento delle
risorse attraverso strumenti di VMWare, Microsoft Hyper-V ed Hitachi. L’architettura hardware è
ottimizzata per un bilanciamento real time nell’utilizzo delle risorse. Il partizionamento logico del
blade è una feature abilitata a livello hardware il che offre maggiore sicurezza nell’isolamento
degli ambienti, il supporto nativo per l’utilizzo di applicazioni non certificati in ambienti di
virtualizzazione software nonché, essendo gestita a livello hardware, non necessita di alcuna
installazione.
Caratteristiche tecniche della soluzione
La piattaforma blade offerta è la serie 2000 che dispone delle seguenti caratteristiche di
base:
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Occupazione rack 10U per singolo enclosure
Compatibile per l’installazione su racks standard da 19”
Supporto per CPU multicore
Supporto per Multi OS
HDD SAS hot-swap
Tutti i moduli completamente ridondati
Massima flessibilità nella configurazione
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Nella figura seguente si può vedere l’esploso della struttura fisica dell’enclosure.
Nella figura seguente è possibile, invece, vedere la struttura del fronte e retro dell’enclosure:
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Caratteristiche tecniche generiche delle lame blades
Le blades offerte nel contesto del presente progetto sono delle Hitachi Compute Blade basate su
processori INTEL Xeon E5640 (4 Core).
Di seguito una sezione fisica di una lama con la suddivisione dei singoli componenti:
Nella figura seguente invece si riporta il diagramma logico dei componenti per singola lama:
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Conformità e funzionalità legate al risparmio energetico
L’ambiente blade offerto dispone di una nuova funzionalità configurabile chiamata Power Capping
threshold. Il software di gestione del blade dispone di un sistema di monitoraggio circa il consumo
di corrente (Minimo, Massimo e Medio). La funzionalità di Power Capping è in grado di agire sulla
frequenza del processore per controllare il consumo medio di corrente. Con questo sistema viene
garantito il 7% di risparmio energetico rispetto agli ambienti tradizionali.
Funzionalità N+M Cold Standy-by
Questa caratteristica consente di impostare uno o piu servers come “backup server” in modo che,
in caso di failure di un server legato ad esempio ad un crash del sistema operativo a seguito di un
fail hardware, una delle lame di backup prenda il posto del server guasto e provveda al ripristino
automatico del servizio. Questa funzionalità avviene attraverso un meccanismo chiamato WWN
takeowner che consente di associare alla lama di backup le WWN delle controller fibra del server
down. Logicamente un prerequisito per il funzionamento di questa features è che la lama in
questione deve effettuare il boot-on SAN.
Strumenti di gestione dell’ambiente
Attraverso l’on-board Chassis Management che risiede all’interno delle blades/chassis.
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Nella figura seguente vogliamo dare visibilità delle funzionalità del blade gestibile dalla console:
1.2 Stec SSD
Una delle strategie più efficaci per migliorare sostanzialmente le prestazioni di Oracle è quello di
incrementare l'affidabilità e ottimizzare la configurazione, della tecnologia hardware che si ha a
supporto. Qualsiasi soluzione deve avere come requisito fondamentale la flessibilità necessaria
per essere utilizzata oltre che con Oracle anche con altre applicazioni e database.
Se si osserva un carico elaborativo prevalentemente di lettura in cui un numero significativo di
letture sono fisiche (ossia eseguite dallo storage anziché dalla cache di Oracle), questo tipo di carico potrebbe trarre notevoli vantaggi dall'utilizzo di unità Flash.
Migliorare Le Prestazioni delle Operazioni di I/O
Per poter ovviare a questo problema è consigliabile progettare l’ambiente in modo che si abbiano
a disposizione:
• Memorie di Tipo Flash la tecnologia Flash ha reso possibile il salvataggio o la
cancellazione di dati in un unico step, introducendo quindi un incredibile guadagno in
velocità
• Dischi di tipo SSD è una tipologia di dispositivo di memoria di massa che utilizza
memoria a stato solido (in particolare memoria flash) per l'archiviazione dei dati.
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Ipoteticamente, l'intero database potrebbe essere collocato sulle unità Flash. Nella maggioranza
dei casi, tuttavia, è meglio collocare determinati componenti del database sulle unità Flash e
lasciare il resto sulle unità disco rigido.
La Release Oracle 11R2 a differenza delle release precedenti ha la capacità di estendere il pool
di buffer con la flash cache. Questo consente di ignorare il criterio automatico di occupazione
della buffer cache specificando come gli oggetti debbano essere memorizzati nella cache nella
memoria flash. Considerando che la memoria flash è molto più veloce rispetto ai dischi magnetici,
il database può migliorare le prestazioni in modo notevole.
Le unità a stato solido STEC sono dotate, oltre che di una tecnologia all’avanguardia, anche del
set di tecnologie correlate più completo presente nel settore delle performance e dell’endurance.
Le tecnologie che utilizzate da questi dischi sono nate per soddisfare le più difficili esigenze di
un'impresa moderna e gli ambienti di cloud computing.
Di seguito alcune tra le più innovative:
9
Advanced Flash Management: Consente ai dati di essere scritti in modo uniforme in tutto
lo spazio disponibile nella memoria flash, indipendentemente dal tipo di carico di lavoro
applicato. Questo impedisce l'usura prematura dei singoli elementi all'interno dei media.
9
CellCare™ Technology: Un'innovazione unica costruita su una tecnologia brevettata da
STEC che in modo trasparente estende la vita dei supporti a stato solido mediante
l'applicazione di tecniche avanzate di processo del segnale, per adattare ed ottimizzare
l’accesso ai circuiti flash a livello di segnale elettrico. Cellcare è in grado di allungare la vita
di un supporto di tipo flash di ben 13 volte, anche senza la gestione attraverso l’Advanced
Flash Management.
9 Secure Array of Flash Elements™ (SAFE) Technology:
L’implementazione della tecnologia RAID, SAFE permette ai dischi a stato solido STEC di
garantire la sicurezza dei dati a fronte di guasti a livello di pagina flash e di blocco dati, e
di eventuali failures.
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2. Componenti Software
2.1 Shareplex for Oracle
L’architettura prevede l’istallazione di un prodotto di replica individuato nella soluzione Quest
Shareplex: tale soluzione, oltre a garantire un ambiente in alta affidabilità paragonabile ad una
configurazione in Oracle RAC per un valore economico notevolmente inferiore, potrà fornire anche
un supporto in fase di migrazione dei dati attuali e futuri.
Per le funzionalità di altà affidabilità la Db Machine Filippetti prevede l’utilizzo del prodotto QuestShareplex.
Data Protection of Business Critical Solutions
SharePlex® for Oracle è la “Data Protection Solution” per database Oracle conveniente, semplice
da usare e gestire.
x
Comparazione Dati, Sincronizzazione e Monitoring in un solo strumento
x
Gartner 2010 Oracle #1 Quota di mercato del +48%
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SharePlex® for Oracle 2010 #1 Quota di mercato del +68%
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Key Functionality:
Semplifica la replica fornendo ciò che è realmente necessario per adattarsi al business - replicare
più copie dei dati a livello locale, remoto o in-the-cloud per usi speciali :
9
Migrazioni o Upgrade
9
Reportistica
9
High Availability
9
Disaster Recovery
9
Valida alternativa al RAC come soluzione per la scalabilità
SharePlex ® viene fornito con tutte le funzioni necessarie per gestire e mantenere l’ambiente di
replica …
Compare/Repair
Convalida l'integrità dei dati tra database sorgente e destinazione.
Gestisce in-flight tutte le modifiche apportate all'oggetto. Se viene rilevata una discrepanza (out
of sync), fissa l'anomalia sincronizzando la tabella mantenendone l’integrità.
Sync Utility
Utilizzando le procedure Oracle di Export e Import consente ad un oggetto di essere creato o
sincronizzato.
Gestisce in-flight tutte le modifiche apportate all'oggetto
SharePlex® Manager
Interfaccia grafica che consente di monitorare e gestire tutte le loro installazioni SharePlex ®.
Fornendo Avvisi e evidenziando le problematiche nel momento stesso in cui si presentano.
Nella pagina seguente viene illustrata l’Architettura su cui si basa la tecnologia di replica
SharePlex
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SharePlex
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Replica i dati senza sovraccaricare il
database di produzione.
Cattura all’interno dei redo-log solamente le
informazioni necessarie alla replica della
transazione dal source al target,
minimizzando la latenza e l’utilizzando rete.
Flessibilità e scalabilità nella replica tra vari
ambienti hardware e software, riducendo gli
investimenti richiesti dall’ IT.
Implementazione facile e veloce.
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Altre soluzioni
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Replicano dati utilizzando triggers e
tavole supplementari all’interno del
database sorgente con forte impatto
sulle risorse del database e quindi
sulle performance.
Repliche che non utilizzano i redolog necessitano di grossi
spostamenti di dati sulla rete.
Metodologia di replica inflessibile.
Gli ambienti source e target devono
essere esattamente omogenei sia
hardware che software, impedendo
la possibilità di strutturare soluzioni
di HA
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2.2 Foglight
L’utilizzo di uno strumento di monitoraggio come Foglight permette molto di più di una rilevazione
e gestione di un allarme.
Foglight Analytics grazie allo storico dei dati relativi alle prestazioni di alta granularità permette di
accelerare la risoluzione dei problemi e la prevenzione, ed aiuta il DBA a massimizzare le proprie
risorse di database e di evitare rischi durante gli aggiornamenti.
L'esempio più evidente di come vengono utilizzati strumenti di analisi per migliorare l'esperienza
in tempo reale è con la possibilità di avere un allarme customizzabile
Uno dei maggiori problemi con le soluzioni di monitoraggio è l'incapacità di fornire avvisi di
avvertimento precisi - che o arrivano troppo tardi, o che danno falsi positivi. La soglia di allarme è
assoluta, e progettato per proteggere i limiti superiori (ad esempio: 95%).
Sebbene sia possibile cercare di calibrare le soglie, nessun amministratore potrà mai
implementare un tipo di soglia che individui un comportamento anomalo nello stato attuale di
quel Database che si evolve nel tempo
Punti forza del prodotto:
9
Velocizzazione della Risoluzione dei Problemi
Riduzione del MTTR; Fornire visibilità delle cause principali; Identificazione e Risoluzione
dei problemi cronici di performance
9
Prevenzione dei Problemi ed Analisi del Trend
Individuazione e risoluzione delle condizioni che comportano degrado delle performance
9
Ottimizzazione nell’utilizzo delle risorse del Database Rinvio di aggiornamenti HW;
ottimizzazione dei tempi di risposta; Riequilibrio delle risorse per un a massimizzazione
del throughput
9
Minimizzazione dei rischi di Upgrade
Prospettiva e garanzia del comportamento dell’ambiente a seguito di una modifica
9
Adaptive Baseline Alerting
Sfrutta le performance storiche per individuare uno status di prestazione definibile
"normale" per ogni tipologia di metrica raccolta.
Fornisce, avvisi di preallarme precisi quando vengono rilevati problemi emergenti - come
deviazioni dal comportamento normale.
Sfrutta la presenza di soglie fisse per segnalare allarmi critici quando le risorse del
database sono sovraccariche.
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