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Architektur- und Realisierungsaspekte von Oracle Real Application Cluster (RAC)

Architektur- und Realisierungsaspekte von Oracle Real Application Cluster (RAC) Ralf Mueller Server Technologies Oracle Corporation Ralf.Mueller@oracle.com. Agenda. Motivation Clusterumgebungen Oracle Real Application Clusters Oracle RAC Konfigurationsvarianten Q&A. Warum Cluster ?.

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Architektur- und Realisierungsaspekte von Oracle Real Application Cluster (RAC)

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Presentation Transcript

  1. Architektur- und Realisierungsaspekte von Oracle Real Application Cluster (RAC) Ralf MuellerServer Technologies Oracle Corporation Ralf.Mueller@oracle.com

  2. Agenda • Motivation • Clusterumgebungen • Oracle Real Application Clusters • Oracle RAC Konfigurationsvarianten • Q&A

  3. Warum Cluster ? • Technische Gründe • Skalierbarkeit • Hochverfügbarkeit • Neue Rechnerarchitekturen (Blades) • Nicht-technische Gründe • Kosten

  4. Parallel Server / RAC Historie Verfügbar auf VMS Oracle 6.2 Erster UNIX Parallel Server Oracle 8 Parallel ServeriDLM Oracle 8i Parallel Server Cache Fusion I Oracle 9i RAC Cache Fusion II 1992 1989 1991 1997 1999 2001 Benchmark Weltrekord (1073 tpsB) Production Sites Frühe Entscheidung für OPS Technologieführerschaft

  5. Jeder Hersteller, Jede Architektur • Jeder Hersteller: Sun, HP, Compaq, IBM,Linux, Win2000, OS/390 • Knoten können beliebig hinzugefügt werden NUMA SMP Mainframe Cluster 1 CPU Real Application Clusters

  6. Oracle ist Oracle ist Oracle... • Real Application Clusters ist eine Option für Oracle9i • eine Codebasis auf allen Plattformen • alle Oracle9i Funktionalitäten • Identische Schnittstellen • Identische Tools Infrastruktur • Oracle Universal Installer (OUI) • Enterprise Manager (EM) • Database Configuration Assistant (DBCA) • Recovery Manager (RMAN)

  7. Clusterkomponenten • Knoten (Nodes) • Interconnect • Shared Disk System • Cluster Manager

  8. Knoten (Nodes) • Jeder Knoten ist ein eigenstaendigerRechner (mit CPU, Memory, etc.) • Ein Knoten kann ein Einzel-CPU oder Mehrfach-CPU System sein (SMP, NUMA) • Für einen Cluster werden zwei oder mehr Knoten benötigt

  9. Interconnect • Verbindung zwischen den Knoten eines Clusters • Kann Ethernet basierend sein • Bessere Resultate durch Verwendung von “HighSpeed Interconnects” • GigaBit Ethernet (alle) • VIA (Intel) • Memory Channel (Compaq) • High Performance Switch (IBM)

  10. Shared Disk System • Alle Knoten haben Zugriff auf die Disk Resourcen des Clusters • Unterstützung von SAN und Hersteller spezifischen Lösungen • Gemeinsamer Zugriff über • Oracle Cluster File System (CFS) • Volume Manager des OS Herstellers

  11. Cluster Manager • Software zum verwalten aller Komponenten in einem Cluster • Überwachung des Zustandes eines Knoten • Automatisches hinzufügen bzw. herausnehmen eines Knotens im Cluster

  12. Agenda • Motivation • Clusterumgebungen • Oracle Real Application Clusters • Oracle RAC Konfigurationsvarianten • Q&A

  13. Clustertypen: Failover Cluster Shared Nothing Shared Disk Clusterumgebungen

  14. Clustertypen – Failover Cluster Data A-Z Data A-Z • Typischerweise 2 Rechner im Verbund • Nur der aktive Rechner hat Zugriff auf die Daten • Adressiert Hochverfügbarkeit, keine Skalierbarkeit

  15. Ausfall eines Knotens – Failover Cluster Data A-Z Data A-Z • Ausfallrechner übernimmt Platten • Applikationen werden hochgefahren • Umschaltzeit 10-30 Minuten • Nur der aktive Knoten kann genutzt werde (keine Skalierbarkeit)

  16. Clustertypen – Shared Nothing Data A-F Data G-K Data L-S Data T-Z • Typischerweise mehrere Rechner im Verbund • Alle Knoten sind gleichzeitig aktiv • Jedem Knoten ist ein Plattenstapel dediziert zugewiesen • Adressiert Skalierbarkeit, aber nur für lesende Applikationen • z.B. bei IBM DB2 UNIX & Windows, Microsoft SQL Server

  17. Ausfall eines Knotens – Shared Nothing X Data A-F Data G-K Data L-S Data T-Z Data A-E • Die Platten des ausgefallenen Knotens sind nicht mehr verfügbar • Jeweils zwei Knoten sind wechselweise Ausfallknoten zueinander: • Ausfallzeit ca. 10 – 30 Minuten • Extrem limitierte Skalierbarkeit

  18. Clustertypen – Shared Disk Data A-Z Data A-Z • Typischerweise 2 oder mehr Rechner im Clusterverbund • Alle Knoten sind gleichzeitig aktiv • Alle Knoten haben gleichzeitigen Zugriff auf die Daten • Adressiert Skalierbarkeit & Ausfallsicherheit • z.B. bei Oracle RAC, IBM DB2 auf OS390

  19. Ausfall eines Knoten – Shared Disk Data A-Z X Data A-Z • Fällt ein Rechner aus, wird die Last auf die übrigen Knoten verteilt • Alle Knoten haben zu jeder Zeit Zugriff auf alle Daten • Adressiert Skalierbarkeit & Ausfallsicherheit: • Ausfallzeit < 1 Minute • Alle noch verfügbaren Ressourcen nutzbar (hier 75%)

  20. Clustertypen - Zusammenfassung • SD = Shared Data • SN = Shared Nothing • FC = Failover Cluster

  21. Agenda • Einführung • Clusterumgebungen • Oracle Real Application Clusters • Oracle RAC Konfigurationsvarianten • Q&A

  22. Oracle9i Real Application Clustersbasierend auf dem Shared Disk System XXX User XXX User Knoten 1 Knoten v2 DB-Cache1 DB-Cache2

  23. Oracle9i Real Application ClustersBasistechnologie (patentiert) : DB-Cache Fusion XXX User XXX User Knoten 1 Knoten v2 Cache Fusion DB-Cache1 DB-Cache2

  24. Block Shipping Block Shipping DBA: 4711 G.Stürner DBA: 4711 G.Stürner DBA: 4711 G.Stürner DBA: 4711 G.Stürner DBA: 4711 G.Stürner DBA: 4711 G.Stürner L.Ellison L.Ellison L.Ellison L.Ellison L.Ellison L.Ellison Inst 1 J.Henley J.Henley J.Henley J.Henley J.Henley J.Henley G.Bloom G.Bloom G.Bloom G.Bloom G.Bloom G.Bloom R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane R.Lane …. …. …. …. …. …. Block Ping Block Ping DBA: 4711 G.Stürner Block Ping Block Ping L.Ellison J.Henley R.Lane …. Cache Coherence Implementierung Inst 1 Inst 2 Inst 3 Inst 2 Inst 3 früher: OPS

  25. Agenda • Motivation • Clusterumgebungen • Oracle Real Application Clusters • Oracle RAC Konfigurationsvarianten • Q&A

  26. Oracle9iReal Application Clusters Diese Technologie ist einzigartig und kombiniert Skalierbarkeit und Hochverfügbarkeit für alle Anwendungen: OLTP DWH Internet/Intranet-Auftritte

  27. Oracle9i RAC: Out-of-the-box Scalability 89% Scalability SAP(R) R/3 4.6C SD-Scalability Scale Factor 1,8 (Basis: 2 Node) 1,8 (Basis: 1 Node) 1,0

  28. Oracle9i RAC: Performance (Version 9.02) mit HMP Protokoll 95% Scalability # Users Oracle E-Business Suite 11i Scalability 4,368 2,296

  29. Nutzung aller Ressourcen Geeignet für jede Applikation OLTP DWH ODS Hybrid, etc. Transparentes Load Balancing Skalierbarkeit: Shared Disk / Shared Data User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User User (Standard-) Applikation CPU CPU CPU CPU 100% 100% 100% 100% 50% 50% 50% 50% Data A-Z

  30. Knoten 1 Client 1 Rac Datenbank Client 2 rac1 Instanz lsnr1 Client 3 Netzwerk Client 4 rac2 Instanz lsnr2 Client n Client & Serverseitiges Loadbalancing • Verbindungsaufbau nach einem Zufallsprinzip • verwendet die Adressliste der tnsnames.ora • Listener verteilen Anfragen basierend auf CPU-Last • PMON Prozess meldet den Listenern die Knotenauslastung Knoten 2

  31. Oracle9i Real Application Clusters - Hybrid Konfigurationen Complex Query • Gleichzeitiger OLTP und DSS Betrieb • Dedizierter OLTP Knoten für schnelle Antwortzeiten • DSS Nutzer sehen aktuellste Daten Query OLTP OLTP Node Node Node Node Node OLTP DSS

  32. Oracle9i RAC KonfigurationsvariantenOracle Single Instance & klassischer Failover Cluster Aktiver Oracle9i DB Knoten Lokale Ausfallsicherheit auf Rechnerebene Umschaltzeit bis 30 Minuten Skaliert bis max. Anzahl der CPUs des akt. Knotens Crash betrifft 100% der User Standby

  33. Oracle9i RAC KonfigurationsvariantenOracle9i aktiv/passiv RAC Aktiver Oracle9i DB Knoten Passiver Oracle9i DB Knoten Lokale Ausfallsicherheit auf Rechnerebene Umschaltzeit < 1 Minuten Skaliert bis max. Anzahl der CPUs des akt. Knotens Crash betrifft 100% der User

  34. Oracle9i RAC KonfigurationsvariantenOracle9i (aktiv/aktiv) RAC Lokale Ausfallsicherheit auf Rechnerebene Umschaltzeit < 1 Minuten Skaliert bis zur Anzahl der CPUs der Knoten Crash betrifft 50% der User Leistung nach Ausfall 50% Aktiver Oracle9i DB Knoten / RAC Aktiver Oracle9i DB Knoten / RAC

  35. Oracle9i RAC KonfigurationsvariantenOracle9i RAC - Mehrknotenkonfiguration Lokale Ausfallsicherheit auf Rechnerebene Umschaltzeit < 1 Minuten Skaliert bis zur Anzahl der CPUs der Knoten Crash betrifft 25% der User Leistung nach Ausfall 75% Aktiver Oracle9i DB Knoten Aktiver Oracle9i DB Knoten Aktiver Oracle9i DB Knoten Aktiver Oracle9i DB Knoten

  36. empno name 7369 Smith 7499 Allen 7521 Ward 7566 Jones 7654 Martin 7698 Blake Benutzer werden automatisch auf einem intakten Knoten übernommen und lesende Zugriffe fortgesetzt Oracle9i RAC Konfigurationsvarianten Oracle Transparent Application Failover • Beide Knoten aktiv • Zugriff auf eine Datenbank Aktiver Oracle9i DB Knoten / RAC Aktiver Oracle9i DB Knoten / RAC

  37. TAF erneuter Verbindungsaufbau • Automatischer, erneuter Verbindungsaufbaunächster Eintrag in der Address-Liste in tnsnames.ora Node 1 Client rac1 instance RAC Database lsnr1 TNS rac1 rac2 rac2 instance lsnr2 Node 2

  38. F & F R A G E N A N T W O R T E N A

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