virtualisierung & rac 1 - doag.org · virtualization layer virtual machines. 4 lösung ii: ......
TRANSCRIPT
1
Oracle
<Insert Picture Here>
Virtualisierung & RAC
[email protected] DatenbankOracle Deutschland GmbH
2
<Insert Picture Here>
Agenda
• Warum Virtualisierung?
• Arten der Virtualisierung
• Zusammenspiel der Virtualisierung
• Beispiele Virtualisierung & RAC• IBM LPAR
• HP Blade
• Oracle VM
• Virtualisierung � Desaster Recovery
Traditionelle IT Architekturen
• Insellösungen:• Statisch zugewiesene
Rechnerresourcen
• Manche brauchen weniger Ressourcen
• Andere sind fast nicht mehr benutzt
• Hohe Kosten• Hardware
• Wartung
• Software
• Storage
• Anpassungen an wechselnde Geschäftsanforderungen sind sehr schwierig
ApplikationX
ApplikationY
ApplikationZ
3
Grid Computing, Virtualisation, Green-IT – warum ?
• Kosten
• Bessere Ressourcenausnutzung
• Serverkonsolidierung
• Bedarfsgerechte Skalierbarkeit
• Ausfallsicherheit / Verfügbarkeit
• Wartbarkeit
• Schnellere Reaktion auf neue Anforderungen
• Erhöhen des Service-Grades
• Reduzierung der Umweltbelastung
Lösung I: Server VirtualisierungOracle VM
• Splitten eines physischenServers in mehrerelogische kleine Server
• Serverwartung• Hardware:
Online Migration zu einem anderen Server
• Zusätzlicher Nutzen:• Granulare
Ressourcenzuordnung
• Einfaches Deployment
• Server Konsolidierung
Hardware Plattform
Virtualization Layer
Virtual Machines
4
Lösung II: Virtualisierung (Cluster)
• Zusammenfasses mehrerer physischer Server zu einem logischen großen
• Serverwartung• Hardware:
Arbeit übernehmen andere Knoten
• Betriebssysteme
• Zusätzlicher Nutzen:• Ressourcenausnutzung
• Unlimitierte Skalierbarkeit
• Ungeplante Ausfallzeiten
… the answer to every consolidation and
availability problem may not be a single
virtualisation technology, but instead a
combination of complementary solutions.
Burton Group
5
Unterschiede – TechnologieVerfügbarkeit / Skalierbarkeit / Flexibilität
VirtualisierungOracle VM
• Limitiert durch die Größe der SMP Box
• Online Migration zu einem größeren Server
• Verringert geplante Ausfallzeiten
• Vereinfacht HA Deployment
• FeingranulareRessourcenzuordnung
• Dynamisches Load Balancinginnerhalb des Servers
Grid ComputingOracle Real Application Clusters
• Unlimitierte Skalierung (CPU & IO)
• Provisionierung neuer Server in den Cluster
• Verringert geplante und ungeplante Ausfallzeiten
• Best mögliche Failover-Zeiten
• Allokation von Server Ressourcen
• Dynamisches Load Balancing über Rechnergrenzen
Unterschiede - NutzenEinsparungspotential & Eignung
VirtualisierungOracle VM
• Server Konsolidierung
• Verbesserte CPU-Ausnutzung
• Kleine bis mittlere Applikationen
• Legacy und nicht kritische Applikationen
• Test & Entwicklung
• Einfaches Deployment
• Anwendungstransparent
Grid ComputingOracle Real Application Clusters
• Skalierung und Hochverfügbarkeit mit kostengünstiger Hardware
• Verbesserte Ausnutzung der Ressourcen Server übergreifend
• Mittlere bis sehr große Applikationen
• Geschäftskritische Anwendungen
• Performancekritische Anwendungen
• Anwendungstransparent
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Verfügbarkeit
����☺☺☺☺Initiales Deployment
☺☺☺☺����Skalierbarkeit
☺☺☺☺0 min
☺☺☺☺< 1 min
Systemwartung
(geplant Ausfallzeit)
☺☺☺☺����Systemausfall
(ungeplante Ausfallzeit)
Grid / RACOracle VMSzenarien
Oracle VM erweitert das Gridkomplementäre Lösungen
Oracle VM Oracle VM Oracle VM
RAC
Node
RAC
Node
RAC
Node
Oracle
Application
Enterprise
Manager
high speed interconnect
Single
Instance
Database
• Einfache Pflege und Verwaltung
• Virtualisierung innerhalb und über Cluster hinweg
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Verfügbarkeit
����Intensiver Workload
•Enterprise DWH
•kritische Unternehmens-Applikationen
��������Konsolidierung, Flexibilität & HA:
•SOA Applikationen
•Grid fähige Software
**����Konsolidierung:
•Legacy Applikationen
•Geringer Oracle Anteil
•Nicht Grid fähige Software
GridGrid & Oracle VM
Oracle VMSzenarien
* Abhängig von Geschäftsanforderungen
<Insert Picture Here>
RAC & IBM LPAR
Datenbank Cluster
8
Einleitung: Dynamic LPAR
• Standard auf den neueren Power Systemen
• Allokation von Prozessoren, Memoryund I/O zu virtuellen Servern
• Minimum 128 MB, 1 CPU
• Komplett unabhängige Ressourcen
• Ressourcen können zwischen der laufenden Partitionen ausgetauscht werden
• Applikationen werden von den Änderungen benachrichtigt
• Automatisierung mit Hilfe des Partition Load Managers
• AIX 5.2+ oder Linux 2.4+
HMC
AIX 5L Linux
Hypervisor
Part#1
Production
Part#2 Part#3 Part#4
Legacy Apps
Test/Dev
File/Print
AIX 5L AIX 5L
Move resources
between live partitions
4 CPU
6GB Memory
2 Ethernet
2 CPU
4GB Mem.
2 Ethernet
2 CPU
4GB Mem.
2 Ethernet
2 CPU
2GB Mem.
2 Ethernet
Micro-Partitions
• Teilen sich einen gemeinsamen Pool von Prozessoren
• Allokation von CPU Ressourcen “on Demand”
• Verbrauchen keine Ressourcen wenn nicht benötigt
• Bekommen ein garantiertes Minimum an Ressourcen, wenn benötigt.
• “Capped” oder “Uncapped”
• Teilen des Plattenzugriffs (Adapter) möglich
• Teilen der Netzwerkadapter möglich
• Unterstützen dynamische Rekonfiguration des Memories
• Isoliert
AIX 5.2
I/O S
erve
rP
artit
ion
I/O Adapters
LAN, WAN, …
3 CPUs
8 CPUs
Disks
AIX
5.3
AIX
5.3
AIX
5.3
Linu
x 2.
6
i5/OS
1 CPU
Hypervisor
9
Micro-Partitions – Definitionen
• Shared Pool• Anzahl Prozessoren nicht dediziert einer LPAR zugeordnet
• Capacity Entitlement• Garantiertes Resource-Mimimum einer aktiven
Partition
• Minimum : 0.1 , Increment : 0.01
• Capped/Uncapped• Capped Partitionen verwenden maximal das zugewiesene Capacity Entitlement
• Uncapped Partitionen erhalten freie Ressourcen zusätzlich zu Ihrem Capacity Entitlement
• Weight• Relative Priorisierung von Uncapped Partitionen
• Virtual Processors• Anzahl Prozessoren, die ein Betriebssystem “sieht”
• Können die Anzahl “echter” Prozessoren des Shared Pools übersteigen
• Setzten ein oberes Limit für den Ressourcenverbrauch
• Capacity Entitlement kann kleiner oder gleich der Anzahl Virtueller Prozessoren sein
POWER5 Hypervisor
App App AppLargeApp
Shared PoolDedicated
LPARLPARLPAR LPARLPARLPAR LPARLPARLPAR
DeconfiguredDeconfiguredDeconfigured
Inactive (CoD)Inactive (Inactive (CoDCoD))
Logical (SMT)Logical (SMT)Logical (SMT)
Physical(Installed)
VirtualVirtualVirtual
DedicatedDedicatedDedicated
SharedSharedShared
lscfg | grep proc
84 2
Micro-Partitioning Overview
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Virtual Ethernet
• Kommunikation zwischen der Partitionen• Konfiguriert wie ein standard
Ethernet Switch
• IEEE 802.1Q
• Supported 4096 VLANs• Unterstüzt mehrere Protokolle
(z.B. IPv4, IPv6)
• Zugriff auf externe Netzwerke via. I/O Server• Verwendung eines Shared
Ethernet Adapter Bridge
• Standard Routing Protokolle
AIX 5.3 I/O Server
I/O Server
AIX 5.3 LINUX 2.6
Oracle
Hypervisor
Example: Virtual Ethernet Connections
AIX 5.3
Oracle
DB2
AIX 5.3 I/O Server
LINUX 2.6
Hypervisor
Oracle
EBS
I/O Server
Storage
Private
Oracle
Appl.
AIX 5.3
Oracle
DB1
AIX 5.3 I/O Server
LINUX 2.6
Hypervisor
Oracle
EBS
I/O Server
Oracle
Appl.
NAS Storage
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Virtual SCSI
• Virtual I/O Servers (VIOS)• Eigene “reale” Adapter
• SCSI, Fibre-channel, iSCSI• Festplatten & optische Medien
• Multipathing
• LPAR greift via. virtueller Adapter (VSCSI) zu
• Logische Devices• Angezeigt als SCSI devices
• Verwendbar als Boot Device
• Untertützt Mirroring und Multipathing (MPIO)
• “Shared” zwischen den LPARs
A A’
A’A
AIX 5.3 I/O Server
I/O Server
AIX 5.3 LINUX 2.6
Oracle
OracleDatabase
Hypervisor
Example: Virtual SCSI Connections
Oracle
RAC QA
AIX 5.3
I/O Server
Hypervisor
Oracle
RAC DB
I/O Server
SAN
Storage VolumeController
Oracle
TestOracle
RAC QA
I/O Server
Hypervisor
Oracle
RAC DB
I/O Server
Oracle
Test.
AIX 5.3
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Example: Virtual SCSI Connections
Oracle
QA
AIX 5.3
I/O Server
Hypervisor
Oracle
RAC DB
I/O Server
SAN
Storage VolumeController
Oracle
TestOracle
QA
I/O Server
Hypervisor
Oracle
RAC DB
I/O Server
Oracle
Test.
AIX 5.3
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RAC & HP Blades
Datenbank Cluster
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Warum Blades?
• Geringere Stromaufnahme
• Weniger Kabel
• Geringerer Platzbedarf
• Schnellere Inbetriebnahme
• Geringere TCO
… bei gleicher Rechnertechnik!
Betriebskosten: Power/cooling & Cabling
• Redundante Power16 x 2 power supplies per server = 3216 x 2 power cables per server = 32
• Redundante Kühlung:16 x 9 fans per server = 144 (N+1)
• Ext LAN ports16 x 4 Nics = 64 LAN Cables
• Ext SAN ports16 x 2 FC ports = 32 4Gbit sfps +
32 FC Cables
• KVM Connectivity16 x Video/PS2 = 16 KVM Cables
• Redundante Power:6 shared by 16 servers2-6 cables shared by 16 servers
• Redundante Kühlung:10 shared by 16 servers (N+3)
• Ext LAN ports4-8 Cables
• Ext SAN ports4-8 4Gbit sfps + 4-8 FC Cables
• iKVM Connectivity2 KVM Cables
16 x 16 in 1
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Energie Efficient Computing
Ökonomisch & Ökologisch• Beispiel: Einsparung bis zu 114 Watt pro Server (Power) – durch
Thermal Logic (Power Supplies, Power Regulator, Lüfter, …)
Ökonomisch• 171 Watt (für Power & Cooling ~1.5x)• Kalkulation für ein Jahr Betrieb (7 x 24) => 8760 Stunden• 8.760 Stunden x 171 Watt = 1498 kWh => ~164 Euro pro Server im
Jahr (bei einem Strompreis von 11 Cent pro kWh)• Beispiel mit 16 Servern: 2636€ weniger pro Jahr• 7910€ weniger auf 3 Jahre
Ökologisch• 1kg CO2 pro kWh (Kohlekraftwerk); Quelle: http://www.eia.doe.gov• Beispiel mit 16 Servern: 24 Tonnen CO2 weniger pro Jahr
c7000 EnclosureFront View
10U
15
c7000 EnclosureFront View
10U
Onboard Administrator• HP Insight Display, set-up simplification
Integrierter Strom• Einfache Konfiguration &
große Effizienz
• Flexibilität, Kapazität und Redundanz
c7000 EnclosureFront View
10U
Half-Height Blade Server• Bis zu 16 pro Enclosure
16
c7000 EnclosureFront View
10U
Full-Height Blade Server• Bis zu 8 pro Enclosure
double Blade Server• Bis zu 32 pro Enclosure
c7000 EnclosureRear View – Volle Redundanz
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c7000 EnclosureRear View - Volle Redundanz
Onboard Administrator
• Fernwartung
• Redundant Active/Passive Design
• Mid-plane ist komplett redundant(keine Aktiven Komponenten)
• Beide OA’s können ausfallen, das Enclosure läuft weiter!
c7000 EnclosureRear View - Volle Redundanz
Active Cool Lüfter
• Passt sich der maximalen Last, Durchlüftung und Lautstärke an
• Redundates Lüfterdesign
Power Management
• Wahl 1 phasig oder 3 phasige Enclosure
• AC Redundanter Modus oder Redundanz nach Stromversorgung
• Optimale Performce pro Watt
• Nur 3 benötigt für das komplette Enclosure
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c7000 EnclosureRear View - Volle Redundanz
Interconnect Einschübe
• 8 Einschübe; bis zu 4 redundante I/O fabrics
• Bis zu 94% Verringerung der Kabel
• Ethernet, Fibre Channel, iSCSI, SAS, IB
• Enclosure Mid-plane aggregierteBandbreite von 5Tbs
• Redundante Verbindungen zu jedem Blade
HP Virtual Connect Ethernet Module
• 16x 1Gb Ethernet – Verbindung zu einer NIV in jedem Blade Server Einschub
• 1x 10Gb – Cross-link zwischen nebeneinanderliegenden VC-Enet Modulen
• Management Interface über den Onboard Administrator
8x 1Gb Ethernet (RJ45)Usable as data center links or
as stacking links.
2x 10Gb Ethernet (CX4)Usable as data center links or
as stacking links. Port Number & Status IndicatorsIndicates whether a data center link (green),
stacking link (amber), or highlighted port (blue).
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Server & NetzwerkeEnge Kopplung erfordert LAN & SAN Änderungen
• Netzwerk- und Storage Administratoren sind auch bei Routineaufgaben gefordert
• Wird ein Server ersetzt oder bewegt
• Muss auf die Änderung der MAC adresse reagiert werden (DHCP Server, etc.)
• Das Zoningeingerichtet und die Storage Presentation(WWN) angepasst werden
Network AdministratorServer Administrator
Storage Administrator
A
B
C
Spare
LAN
SANE
NE
T
Sw
itch
FC
S
witc
h
Blade Enclosure
NIC
HB
AN
ICH
BA
NIC
HB
AN
ICH
BA
MAC addr
WWN
Virtual Connect Flexibilität
• Virtual Connectvirtualisiert das Netzwerk, so dass Änderungen der Server keine Auswirkungen auf Netzwerk und Storage haben:
• LAN, SAN, & Server Administratoren helfen beim Initialen Aufsetzten
• Danach kann alles Weitere vom Server Administrator erldigtwerden
• Keine sichtbaren Änderungen der MAC Adresse oder der WWNs
Network DomainServer Domain
Storage Domain
A
B
C
Spare
LAN
SAN
Blade Enclosure
NIC
HB
AN
ICH
BA
NIC
HB
AN
ICH
BA
HP
Virt
ualC
onn
ect
20
pNIC pNIC
Server Blade BServer Blade A
Virtual Connect
For Ethernetworks across
multiple stackedenclosures
HP Virtual Connect Manager
pNIC pNIC
LAN 2 LAN 3 LAN 4LAN 1
Spare or new Server
pNIC pNIC
Virtual ConnectManager (VCM)
Looks just like standard server connections from external network switches
pNIC pNIC
Server BServer A
Virtual Connect
For Ethernetworks across
multiple stackedenclosures
HP Virtual Connect Manager
pNIC pNIC
LAN 2 LAN 3 LAN 4LAN 1
Spare becomesServer A
pNIC pNIC
Virtual ConnectManager (VCM)
Looks just like standard server connections from external network switches
Move Ethernet MACs, FC WWNs,and FC boot parameters.
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Virtual Connect Manager
Virtual Connect Enterprise Manager
• LAN Addresses (MAC)• SAN Addresses (WWN)• Server Connection
Profiles
SAN LAN SAN LAN
Für kleine und große Infrastukturen
<Insert Picture Here>
RAC & Oracle VM
Datenbank Cluster
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Oracle RAC zertifiziert
Oracle Real Application Clusters (RAC)
• Oracle 10gR2 (10.2.0.4 and up) RAC for Linux x86 certified on Oracle VM 1
• Guest OS: OEL 5.1 (and above) RHEL 5.1 (and above) for Linux x86• Paravirtualized (PV) mode only• The following features are not supported:
• CPU overcommit: only one virtual CPU per core• Dynamic resizing of guest virtual machine• Live Migration• Virtual Machine Pause/Restore
1 Only for x86 (32-bit). Other certifications of RAC on OracleVM is ongoing but not completed yet today (September 2008)
• Metalink Note: 464754.1 - Certified Software on Oracle VM
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24
25
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Stretched Cluster =
Kein Desaster Recovery
Datenbank Cluster
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Stretched Cluster: Kein Desaster Recovery!
Cluster Interconnect
Write
Lost Write
Absicherung gegen Datenkorruption
• DB_ULTRA_SAFE Parameter (11g)
• Umfassendste Maßnahme um Datenkorruption zu erkennen und zu verhindern• DB_BLOCK_CHECKING erkennt und verhindert Blockkorruptionen
• DB_BLOCK_CHECKSUM erkennt und verhindert Korruptionen in den Redologs (gilt nur für die Standby)
• DB_LOST_WRITE_PROTECT – Erkennt „Lost Writes“
• Den Besten Schutz erhält man im Zusammenhang mit DataGuard
• HARD (Hardware Assisted Resilient Data) Initiative erkennt „verirrte“ Schreiboperationen auf falsche Datenfiles, nicht aberalle verlorengegangene.http://www.oracle.com/technology/deploy/availability/htdocs/vendors_hard.html
Cluster Interconnect
Write
Lost Write
Cluster InterconnectCluster InterconnectCluster InterconnectCluster Interconnect
Write
Lost Write
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Oracle Data GuardStandby-Datenbanken
• Kostenfreier und Bestandteil der Oracle Enterprise Edition
• Standby-Seite muss lizenziert werden
• Physical Standby für Desaster Recovery
• Logical Standby für Rolling Upgrades und Reporting
Physikalische Standby
DatenbankProduktions
Datenbank
Oracle Data GuardZero Data Loss über lange Distanzen
• Die verwendete Netzwerkbandbreite von Data Guard RedoTransport ist viel geringer, als bei System auf Basis reiner Plattenspiegelung
150 km 450+ km
Data Guard: Synchrones Redo Shipping
Synchrone Plattenspiegelung
300 km
Data Guard DR
Sweet Spot
• Weit genug weg für Regionales Desaster• Nah genug für Zero Data Loss
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Active Data Guard 11g
• Entlastung der Primärdatenbank durch Auslagerung von Read-OnlyAbfragen auf eine immer aktuelle Physikalische Standby
• Redologs werden unterdessen transportiert und sofort angewendet
• Alle Datentypen werden unterstützt
• Konsistente Leseergebnisse
Real-time
Queries
Physikalische Standby
DatenbankProduktions
Datenbank
Laufender Redo
Transport & Apply
Real-time Query
Schnelles
Inkrementelles
Backup
Typische HA Architektur
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Maximum Availability Architecturehttp://www.oracle.com/technology/deploy/availability/htdocs/maa.htm
DBA Community
• http://www.oracle.com/global/de/community/dbadmin
30
AQ&Q U E S T I O N SQ U E S T I O N S
A N S W E R SA N S W E R S
Q&A