White Paper

Zusammenfassung

In diesem White Paper werden die Best Practices für die Virtualisierung von Oracle-Datenbanken mit EMC und VMware™-Lösungen beschrieben. Es behandelt eine breite Themenpalette, um den Lesern Richtlinien für die Virtualisierung von Oracle an die Hand zu geben und ihre virtualisierte Infrastruktur zu verbessern. Juli 2014

Oracle-Virtualisierung – Best Practices EMC Oracle Solutions Marketing

• Konzepte der Speichervirtualisierung

− Fibre Channel, NAS, iSCSI • Provisioning von Speicher in vSphere

− Physical RDM, Virtual RDM und VMFS • Performance, Konsolidierung, leichtes Provisioning,

Administratorfreundlichkeit und Verfügbarkeit

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Copyright © 2014 EMC Corporation. Alle Rechte vorbehalten. EMC ist der Ansicht, dass die Informationen in dieser Veröffentlichung zum Zeitpunkt der Veröffentlichung korrekt sind. Diese Informationen können jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die in diesem Dokument enthaltenen Informationen werden ohne Gewähr zur Verfügung gestellt. Die EMC Corporation macht keine Zusicherungen und übernimmt keine Haftung jedweder Art im Hinblick auf die in diesem Dokument enthaltenen Informationen und schließt insbesondere jedwede implizite Haftung für die Handelsüblichkeit und die Eignung für einen bestimmten Zweck aus. Für die Nutzung, das Kopieren und die Verteilung der in dieser Veröffentlichung beschriebenen EMC Software ist eine entsprechende Softwarelizenz erforderlich. Eine aktuelle Liste der Produkte von EMC finden Sie unter EMC Corporation Trademarks auf http://germany.emc.com. Oracle ist eine Marke der Oracle Corporation in den USA und anderen Ländern. VMware, ESX, ESXI, vSphere und VMware vCenter sind eingetragene Marken oder Marken der VMware, Inc., in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen in diesem Dokument erwähnten Marken sind das Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Intel und Xeon sind Marken der Intel Corporation in den USA und/oder anderen Ländern. Art.-Nr.: H13097

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Inhalt

Zusammenfassung .................................................................................................. 4 Zielgruppe .......................................................................................................................... 4

Vorteile der Virtualisierung von Oracle mit VMware vSphere ..................................... 4 Kosteneinsparungen .......................................................................................................... 4 Agilität durch Virtualisierung .............................................................................................. 6 Hohe Verfügbarkeit ............................................................................................................ 7 Unterstützung und Zertifizierung ........................................................................................ 7 Kundenreferenzen .............................................................................................................. 9

Speichervirtualisierung ............................................................................................ 9 Dedizierte Speicherinfrastruktur für Datenbanken ............................................................ 10 Multipathing ..................................................................................................................... 10 Speicherprotokolle ........................................................................................................... 12 Provisioning von Speicher in vSphere ............................................................................... 16

EMC Best Practices für die Virtualisierung von Oracle ............................................. 21 Performance ..................................................................................................................... 21

FAST VP ........................................................................................................................ 21 FAST Cache ................................................................................................................... 23 PVSCSI-Adapter (paravirtuelle SCSI-Adapter) ................................................................ 24

Konsolidierung ................................................................................................................. 25 Einfache Bereitstellung ..................................................................................................... 26

vCloud Automation Center ............................................................................................ 26 vCenter Orchestrator .................................................................................................... 27 Puppet ......................................................................................................................... 27

Administratorfreundlichkeit .............................................................................................. 28 OEM 12c-Plug-in für EMC VMAX und VNX ...................................................................... 28 Oracle Workload Profile Assessments von EMC – AWR und Statspack .......................... 30 DBClassify: Eine Professional Services-Option .............................................................. 31

Verfügbarkeit ................................................................................................................... 32

Community „Everything Oracle at EMC“ .................................................................. 34

Fazit ...................................................................................................................... 35

Quellennachweise ................................................................................................. 36 Sonstige Quellennachweise ............................................................................................. 37

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Zusammenfassung

Bewährte Lösungen und Technologien von EMC bieten Unternehmen, IT-Rechenzentren, DBA-Teams und Anwendungseigentümern einen hohen Wert und nahtlose Integration mit der Virtualisierung. Der Erfolg bei der Virtualisierung von Oracle™-Datenbanken und Anwendungen beruht auf den Best Practices, die von EMC und unseren Partnern aufgestellt wurden. Diese Best Practices ebnen unseren Kunden den Weg zu mehr Agilität, Flexibilität, Ausfallsicherheit und Performance in ihrer Infrastruktur. In diesem White Paper untersuchen wir die Best Practices für die Implementierung von Oracle in einer EMC Infrastruktur durch Virtualisierung mithilfe von VMware.

Zielgruppe Dieses White Paper richtet sich an Oracle-DBAs (Datenbankadministratoren), VMware-Administratoren, Speicheradministratoren, IT-Architects und technische Leiter, die für die Entwicklung, Erstellung und das Management von Oracle-Datenbanken, -Infrastruktur und -Rechenzentren verantwortlich sind.

Vorteile der Virtualisierung von Oracle mit VMware vSphere Viele Unternehmen verfolgen das Ziel ITaaS (IT as a Service) im Bemühen um eine höhere Agilität bei der Bereitstellung von Services und eine höhere Wettbewerbsfähigkeit durch die Verkürzung der Markteinführungszeit. Der Trend geht dahin, eine virtualisierte Infrastruktur zu entwickeln, um Kostensenkungen bei der Datenbankwartung zu erzielen und die Administratorfreundlichkeit, Flexibilität und hohe Verfügbarkeit zu erhöhen. Um diese Ziele zu realisieren, entwickeln IT-Rechenzentren virtualisierte Infrastrukturen, die die Konsolidierung physischer Ressourcen und die Automatisierung von Routinewartungsaufgaben bieten.

Kosteneinsparungen Die Virtualisierung ist nun schon seit einigen Jahren ein revolutionärer technologischer Trend. Allerdings hat sich die Diskussion über dieses Thema von Argumenten für Virtualisierung auf die Entwicklung von ITaaS (IT as a Service) und DBaaS (Database as a Service) verlagert. Die Konsolidierung ist eines der Axiome der Virtualisierung. Sie ermöglicht die Reduzierung der im Rechenzentrum eingesetzten Hardware und die Einsparung von Kapital- und Betriebskosten. Während der Wert der Konsolidierung und die Kosteneinsparungen durch den Einsatz von weniger Hardware einige Unternehmen bereits davon überzeugt haben, den Weg der Virtualisierung einzuschlagen, sprachen sich einige DBA-Teams, die geschäftskritische Datenbanken managen, gegen die Virtualisierung von Oracle aus, weil sie sich unter anderem um die Performance sorgen. Oracle-Datenbanken stellen eine erhebliche Investition dar. Nach Meinung Vieler rechtfertigen die Kosteneinsparungen, die sich durch Virtualisierung erzielen lassen, nicht die Einführung einer weiteren Schicht in einer eigentlich stabilen physischen Infrastruktur. Im Laufe der Zeit wurde aus den frühen Anwendern („early adopters“) jedoch eine frühe Mehrheit („early majority“), die DBaaS mittlerweile aktiv in die Tat umsetzen. Diese Transformation beginnt mit einigen Anwendungen und wächst in dem Maße, in dem die Akzeptanz von Virtualisierung als einer stabilen Konsolidierungsplattform für geschäftskritische Oracle-Datenbanken zunimmt. Ein weiterer Trend ist die Performancekonsolidierung, die für eine zusätzliche Beschleunigung der Virtualisierung gesorgt hat, da diese beiden Trends gemeinsam die Bereitstellung der

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optimalen Plattform für Produktionssysteme vorantreiben. EMC bietet Performancelösungen wie FAST VP und FAST Cache, die eine höhere Speicherperformance mit weniger Festplatten bieten. Wie im kürzlich veröffentlichten White Paper EMC VNX™ Scaling Performance für Oracle 12c RAC on VMware vSphere beschrieben, konnte mit Multicore FAST Cache und nur 5 Flashlaufwerken die Anzahl der TPM (Transaktionen pro Minute) um 93 % erhöht und die Latenz für Warteereignisse vom Typ db file sequential read um 91 % verringert werden. Die kombinierten Vorteile der Virtualisierungs- und Performancetrends veranlassen DBA-Teams dazu, Datenbanken zu virtualisieren und die optimierte Datenbankinfrastruktur zu entwickeln. Der Artikel von David Floyer von Wikibon mit Titel Virtualization of Oracle Evolves to Best Practices Production Systems behandelt die Auswirkungen einer optimierten Datenbankinfrastruktur auf die Kosten. Im Artikel werden die Kosten eines herkömmlichen Oracle-Datenbankkerns mit den Kosten eines optimierten Datenbankkerns verglichen. Die Analyse des herkömmlichen Datenbankkerns ergab geringere Kosten (27.716 US-Dollar pro Kern), da sie keine Kosten für Virtualisierung und eine optimierte Speicherarchitektur mit Flashlaufwerke beinhaltete. Der optimierte Datenbankkern verursachte um 17,8 % höhere Kosten (32.671 US-Dollar pro Kern), da Virtualisierung und Flashlaufwerke in die Kosten einbezogen wurden. Laut Wikibon „wurden die Gesamtkosten (im Sinne der Bereitstellung eines latenzoptimierten Datenbanksystems) deutlich reduziert, da die Anzahl der Kerne von 192 auf 120 sank, was einer Verringerung um 37,5 % entspricht.“[15] Die Ergebnisse des Artikels veranschaulichen, wie Unternehmen Kosten einsparen können, indem sie die Virtualisierungs- und Performancetrends in einem latenzoptimierten Datenbanksystem kombinieren, in dem gleichzeitig weniger Hardware benutzt und eine höhere Performance erzielt wird.

Abbildung 1: Veranschaulicht die Kosteneinsparungen der Bereitstellung eines latenzoptimierten Datenbanksystems im Vergleich zum herkömmlichen Datenbanksystem Quelle: Wikibon, April 2013, Virtualization of Oracle Evolves to Best Practice for Production Systems

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Agilität durch Virtualisierung Technische Agilität ist die Fähigkeit, den Anwendungsstack zu ändern, um Ausfallsicherheit, Effizienz, Koordination und Automatisierung häufiger Aufgaben zu erhöhen und Zeit für andere Wachstumsinitiativen freizusetzen. Die Virtualisierungsfunktion der Livemigration ermöglicht die datenverlustfreie Verlagerung einer virtuellen Maschine von einem Server auf einen anderen bei laufender Anwendung. VMware vMotion ist eines der besten Beispiele dafür, wie Virtualisierung von Oracle die Agilität geschäftskritischer Datenbanken erhöht. Die kürzlich unter dem Titel Demonstrating vMotion Capabilities with Oracle RAC on VMware vSphere veröffentlichte Studie von Principled Technologies liefert Argumente für Agilität, indem demonstriert wird, wie schnell sich sehr große virtualisierte Datenbanken mit vMotion ohne Datenverluste parallel verlagern lassen. Diese virtualisierten Oracle RAC-Nodes wurden bei hohen Workloads mit vMotion migriert und während der gesamten Tests gab es nicht einen einzigen Auswurf oder Fencing-Vorgang (Deaktivierung). Dies zeigt, dass die VMware-Virtualisierung eine 100%ige Abstraktion zwischen dem Betriebssystem und der Hardware bietet und es sich um eine sehr ausgereifte Plattform für geschäftskritische Anwendungen handelt. In dieser Studie wurde die folgende Konfiguration getestet:

Abbildung 2: In der Studie „Demonstrating vMotion Capabilities with Oracle RAC on VMware vSphere“ von Principled Technologies verwendete Architektur

Ergebnisse der Studie:

Die Verlagerung eines einzelnen großen virtualisierten Oracle RAC-Node mit vMotion dauerte 130 Sekunden.

Die Verlagerung von 2 großen virtualisierten Oracle RAC-Nodes mit vMotion dauerte 155 Sekunden.

Die Verlagerung von 3 (sprich: aller) großen virtualisierten Oracle RAC-Nodes mit vMotion dauerte 180 Sekunden.

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Principled Technologies zog folgendes Fazit: „Wie wir in unseren Tests mit Cisco UCS-Serverhardware und EMC VMAX™-Speicher nachweisen konnten, ermöglicht VMware vSphere mit vMotion eine problemlose clusterinterne Verlagerung großer Datenbanken und anderer Workloads ohne Anwendungsausfallzeiten von einem Server auf einen anderen. Wenn Sie sich dafür entscheiden, große Datenbanken auf virtuellen VMware vSphere-Maschinen auszuführen, können Sie beim Management Ihrer geschäftskritischen Datenbank-Workloads von der ultimativen Agilität und Flexibilität von VMware vMotion profitieren.“ Mit Virtualisierung erhöhen Sie die Ausfallsicherheit der Infrastruktur und ermöglichen eine proaktive und automatisierte Hardwarewartung. vMotion ist der Grundstein für andere Technologien wie HA-Cluster (High Availability) und DRS-Cluster (Distributed Ressource Scheduler). Zusammen liefern vMotion, HA und DRS in großen Teilen die Komponenten der Agilität: Ausfallsicherheit, Effizienz, Koordination und Automatisierung.

Hohe Verfügbarkeit Um die Agilität in Bezug auf die Ausfallsicherheit zu untersuchen, erörtern wir VMware HA (High Availability). Mit VMware können Administratoren HA-Cluster erstellen. Cluster sind die logische Zuordnung von Services zu Servern. Virtualisierungsadministratoren können beispielsweise logische Cluster erstellen, die aus 3 Servern bestehen, auf denen virtualisierte Oracle-Datenbanken ausgeführt werden. Das neu erstellte HA-Cluster wird auf Ausfälle überwacht (etwa den Ausfall einer Netzwerkkarte und eines Servers). Die virtuellen Maschinen werden ohne manuelles Eingreifen automatisch auf anderen Hosts im Cluster neu gestartet. Die Verwendung von HA-Clustern reduziert Anwendungsausfallzeiten und automatisiert den Schutz für die virtualisierte Anwendung, ohne dass Änderungen am Gastbetriebssystem erforderlich sind. VMware HA-Cluster mit VPLEX™ Metro stellen eine High-Availability-Lösung innerhalb eines Rechenzentrums oder über mehrere Rechenzentren bereit. VPLEX Metro stellt eine synchrone Verbindung zwischen zwei Standorten dar, die Speicherarrays im Verbund anordnet. In der VPLEX Metro-Architektur werden alle Daten synchron über die beiden Speicherarrays gespiegelt. Mit VPLEX Metro kann ein VMFS-Datastore über mehrere Speicherarrays verteilt bzw. gestreckt („stretched“) sein und VMware HA kann an beiden Standorten aktiv sein. Diese Lösung der Verwendung von VPLEX Metro mit VMware HA-Cluster wird als „Federated HA“ bezeichnet. Bei einem ungeplanten Ausfall werden die virtualisierten Oracle-Datenbanken automatisch im noch funktionierenden Rechenzentrum neu gestartet, ohne dass Daten verloren gehen und ohne dass eine Recovery erforderlich ist. Im White Paper Using VPLEX Metro with VMware High Availability and Fault Tolerance for Ultimate Availability wird diese Thematik für DBAs, VMware-Administratoren und andere, die sich für geografische Ausfallsicherheit und Automatisierung interessieren, erläutert.

Unterstützung und Zertifizierung Die Frage der Unterstützung und Zertifizierung von Virtualisierung durch Oracle wurde bereits an anderer Stelle behandelt, wir gehen aber noch einmal darauf ein, um einen kurzen Überblick zu liefern und auf unterstützende Dokumentation zu verweisen. Bei der Erörterung des Supports von Oracle beginnt man vielleicht am besten mit der Frage „Was unterstützt Oracle?“ Die Antwort lautet ganz einfach: Oracle unterstützt seine eigenen Produkte. Nur wenn das Supportteam von Oracle der Ansicht ist, dass die Supportanfrage nicht das eigene Produkt betrifft, wird die Korrekturanfrage an einen anderen Teil des Stacks weitergeleitet. Oracle kann den Support an die Teams für Betriebssystem, Netzwerkkarten (und die zugehörigen Treiber), Sicherheitssoftware, Change-Control-Software, HBA (und die zugehörigen Treiber) und sogar

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Virtualisierung inklusive Oracle Virtual Machine weiterleiten. Das ist keine Besonderheit des Supports von Oracle, denn die meisten Unternehmen beheben Probleme ihrer Produkte, außer wenn die Ursache des Problems außerhalb ihres Produkts liegt. Im Allgemeinen hat sich der Oracle-Support als geeignet für Kunden erwiesen, die Oracle virtualisiert haben, und die Befürchtungen, Unsicherheiten und Zweifel sind Teil der Verkaufsgespräche, in denen Kunden von der Virtualisierung abgehalten werden sollen. In der Technologieadoptionskurve treten wir in die Phase der späten Mehrheit („late majority“) ein und Support stellt im Allgemeinen nicht mehr das Problem dar, das es anfangs war. Die relevante Frage bezüglich Zertifizierung ist sehr ähnlich: „Was zertifiziert Oracle?“ Wie viele erfahrene DBAs wissen, verrät ein Blick in die Oracle-Zertifizierungsmatrix, für welches Betriebssystem die Datenbank oder ein anderes Produkt zertifiziert ist. Mit Ausnahme der eigenen Hardware von Oracle, von Virtualisierung und von Partnerschaften ist das Betriebssystem das einzige Auswahlkriterium der Zertifizierungsmatrix. Das bedeutet, dass Oracle-Produkte nur mit Betriebssystemen validiert und keine tiefergehenden Prüfungen des Stacks vornimmt. Das ist nichts Neues und DBAs haben mit Netzwerk- und Speicherteams gemeinsam validiert, ob alle anderen Komponenten wie NICs und HBAs ebenfalls mit dem zertifizierten Betriebssystem funktionieren. Das Gleiche gilt für die Virtualisierung, weil Oracle-DBAs gemeinsam mit vSphere-Administratoren prüfen müssen, ob das Zielbetriebssystem für VMware zertifiziert ist. Falls Sie keine Oracle-Hardware nutzen, gilt Selbiges auch für die Datenbankinfrastruktur, einschließlich NICs, HBAs und sonstiger Software, die allesamt nicht in der Oracle-Zertifizierungsmatrix zu finden sind. EMC hat sich mit vielen seiner Partner zusammengetan und mit Kunden kooperiert, um einen Konsens in Bezug auf Virtualisierung von Oracle zu erzielen. Zudem wird EMC seine Kunden unterstützen. Die unterstützende Dokumentation umfasst: • Oracle Support Policy von VMware

• Understanding Oracle Certification, Support and Licensing for VMware Environments

• Virtualizing Oracle with VMware

Understanding Oracle Certification, Support and Licensing for VMware Environments

Webcast: Diskussion über Implementierung einer Strategie der 100%igen Oracle-Virtualisierung zwischen House of Brick und GE

Virtualisierung von geschäftskritischen Anwendungen mit VMware

Anhang 3 des White Papers Understanding Oracle Certification, Support and Licensing for VMware Environments bietet einen Überblick über die Unterstützung von VMware für unter VMware ausgeführte Oracle-Produkte. Zitat: „Der VMware-Support übernimmt die Verantwortung für alle vom Kunden gemeldeten Probleme im Zusammenhang mit Oracle. Aufgrund dieser Verantwortung löst der VMware-Support das Problem, egal welcher Anbieter (VMware, Oracle oder sonstige) für die Lösung verantwortlich ist.“ Das bedeutet, dass der VMware-Support für den Kunden Probleme mit unter VMware ausgeführter Oracle-Software löst. Dies wird an dieser Stelle explizit betont, da diese Aussage zeigt, dass VMware hinter seiner Technologie und seinen Kunden steht. Dadurch erübrigen sich auch Schuldzuweisungen bzw. das, was wir manchmal als „Blame Storms“ bezeichnen, nämlich die Tendenz, Virtualisierung für jegliche Probleme verantwortlich zu machen.

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Kundenreferenzen Die Virtualisierung von Oracle-Umgebungen mit VMware vSphere ist mittlerweile weit verbreitet, wenn nicht gar Standard, insbesondere für Nicht-Produktionsumgebungen (zum Beispiel Test-/ Entwicklungsumgebung). Mittlerweile ist ein sehr hoher Anteil von Oracle-Datenbanken und RAC-Servern mit VMware vSphere virtualisiert. Eine vollständige Liste öffentlicher Kundenreferenzen für Oracle-Kunden von EMC finden Sie hier. Es folgende einige Beispiele:

American Tire Distributors American Tire Distributors (ATD), einer der größten Ersatzreifenlieferanten in den USA, befindet sich in einer Phase explosiven Wachstums. Um dieses Wachstum in den Griff zu bekommen, schlug ATD einen radikalen Weg zur Private Cloud ein. ATD entschloss sich, seine Oracle-Datenbankserver mit Unterstützung von EMC und VMware in einer Private Cloud-Umgebung zu konsolidieren. Mit EMC Speicher erzielte ATD um 65 % schnellere Back-end-Verarbeitungszeiten und erhöhte mit VMware auf der VNX die Datenbankauslastung um 97 %. Außerdem führt American Tire Distributors Backups mit der Data Domain durch, wodurch sich doppelt so schnelle Backups und 9 Mal schnellere Wiederherstellungen erzielen lassen. Kundenprofil, Webcast und Videoerfahrungsbericht

Esprinet

Esprinet ist ein führender Großhändler für IT und Unterhaltungs- und Haushaltselektronik in Italien und Spanien. Aufgrund seiner geschäftlichen Expansion entstand bei Esprinet eine komplexe Umgebung, die HP, IBM und EMC Speicher umfasste, um verschiedene Aspekte der geschäftlichen Tätigkeit zu unterstützen. Das Management dieser komplexen Infrastruktur war zeit- und kostenaufwendig. Die Performance war niedrig und die Kapazität reichte nicht aus. Esprinet entschloss sich, den Großteil seines IBM-Speichers und den gesamten HP-Speicher, einschließlich der Oracle-Infrastruktur, die mit VMware vSphere virtualisiert wird, auf der EMC VNX zu konsolidieren und EMC FAST Suite zu implementieren. Mit FAST Cache erfüllt das Unternehmen nun 80 % seiner I/O-Anforderungen auf Flashlaufwerken und benötigt dabei 33 % weniger Laufwerke als zuvor. Kundenprofil

Speichervirtualisierung In der Regel wird mit der Virtualisierung von Produktionsdatenbanken und geschäftskritischen Anwendungen am längsten gewartet, da sie aufgrund ihrer Bedeutung für das Unternehmen einen unterbrechungs- und risikofreien Übergang erfordern. VMware wurde 1998 gegründet und stellt eine sehr ausgereifte Virtualisierungsplattform dar. Sie hat sich als führende Enterprise-Technologieplattform bewährt, auf der 2013 55 % der Umstellungen von Tier-1-Anwendungen der Produktions-DB in die Cloud durchgeführt wurden. Dieser Anteil wird bis 2016 voraussichtlich auf 75 % ansteigen.[1] Anwendungseigentümer stellen nur selten die Frage, warum die Virtualisierung erfolgen soll, stattdessen wird vor allem gefragt, „mit welcher Methode das automatisierte Anwendungs-Provisioning erreicht werden kann“, in der Regel für Datenbanken entweder mit ITaaS (IT as a Service) oder DBaaS (Database as a Service).

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Eine der wichtigsten Punkte bei der Virtualisierung von Oracle-Datenbanken ist das Verständnis der Virtualisierungsschichten. Die unterste Schicht des Virtualisierungsmodells ist Speicher. Für Oracle-Datenbanken ist Speicher einer der wichtigsten Aspekte für das Design der Cloudinfrastruktur für Anwendungen. Oracle-DBAs sorgen sich vor allem um: Speicherperformance, Zuverlässigkeit, Administratorfreundlichkeit und Schutz. VMware-Administratoren arbeiten eng mit den Speicheradministratoren und DBAs zusammen, um die Auswahl von pRDM (physical Raw Device Map), vRDM (virtual Raw Device Map), NAS (Network Attached Storage), iSCSI (Internet Small Computer System Interface) und VMFS (Virtual Machine File System) an den Management- und Performanceanforderungen der Anwendung auszurichten. Das Design der Speicherarchitektur im Verhältnis zur Virtualisierung und noch wichtiger zur Datenbank ist ein wichtiger determinierender Faktor für erfolgreiche Virtualisierung geschäftskritischer Anwendungen. Die Untersuchung von Speicherprotokollen dient uns als Ausgangspunkt für den Entwurf der virtuellen Speicherarchitektur.

Dedizierte Speicherinfrastruktur für Datenbanken Produktionsdatenbanken und Anwendungen sollten über eine dedizierte Speicherinfrastruktur über HBAs, Switchports, Kabel und Festplatten verfügen. Während Virtualisierung sehr gut für die Konsolidierung von Serverressourcen und zum Erzielen einer höheren Auslastung geeignet ist, gelten für das Speicherdesign, mit denen Ihre Produktionsdatenbanken unterstützt werden, andere Konsolidierungspraktiken. Dedizierter Speicher sorgt für eine vorhersagbare Performance, beschleunigt Korrekturmaßnahmen bei Performanceproblemen und vereinfacht das Speichermanagement.

Multipathing Zur Verwendung von Multipathing sind neben einem Speicherarray, das Multipathing unterstützt, 2 oder mehr HBAs erforderlich. So unterstützen beispielsweise Enginuity 5876 und höher sowie Solutions Enabler 7.4 und höher für Symmetrix™ VMAX-Arrays NMP (Native Multipathing).[2] Es wird empfohlen, dass Speicher- und Virtualisierungsadministratoren zusammenarbeiten, um festzulegen, welche der folgenden 3 Typen von Multipathing unterstützt werden und am besten für ihre Oracle-Datenbanken geeignet sind: • Aktiv-Aktiv: I/O-Anfragen können über einen beliebigen Speicherarrayprozess

oder -port an eine LUN gesendet werden. Für optimales Multipathing weisen die VNX-Speicherarrays der neuen Generation symmetrisches Aktiv-Aktiv-Pfadmanagement auf. Wenn eine LUN einem Speicherprozessor zugehörig war, bedeutete dies üblicherweise, dass Pseudo-Aktiv-Aktiv verwendet wurde. Das heißt, dass es einen optimalen und nicht optimalen Pfad zum Speicher gab, was zu Thrashing führen konnte [wenn Daten über den nicht optimalen Pfad gesendet wurden, wodurch ein Trespass verursacht wurde, und die Daten vor dem Festschreiben (Commit) an den zugehörigen SP gesendet werden mussten]. Umfangreiche Umschaltungen (Trespassing) werden als Thrashing bezeichnet und sind im Vergleich zu echtem Aktiv-Aktiv-Multipathing suboptimal. Symmetrisches Aktiv-Aktiv in der neuen VNX verbessert das Multipathing, indem zwischen den Speicherprozessoren nur Metadaten gemanagt werden. Dies funktioniert wie folgt: Der SP kommuniziert über eine Managementschnittstelle, um eine Sperre für einen LBA (Logical Block Access) anzufordern. Bedingt durch diesen neuen LBA-Sperrmechanismus fließen zwischen den Prozessoren nur Metadaten und der zugehörige SP kann die Schreibreihenfolge einhalten („Write-Order Fidelity“), was für Oracle-Datenbanken von extremer Wichtigkeit ist.

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• Pseudo-Aktiv-Aktiv: häufig auch als ALUA (Asymmetric Logical Unit Access) bezeichnet. Wie oben beschrieben, können Daten über jeden Pfad fließen. Wenn allerdings ein nicht optimaler Pfad verwendet wird, führt dies zu Trespassing. Das heißt, dass die Daten über den optimalen Pfad mit viel höherer Geschwindigkeit fließen.

• Aktiv-Passiv: Die Daten fließen über einen aktiven Pfad und bei einem Pfadausfall übernimmt der passive Pfad.

Nach dieser kurzen Übersicht über die drei Arten von Multipathing geht es nun darum, eine PSP (Path Selection Policy) hinzuzufügen. Mit VMware kann der für die Virtualisierung zuständige Administrator eine der folgenden PSPs wählen:

Fixed: Daten werden über den optimierten Pfad gesendet. Wird häufig für Pseudo-Aktiv-Aktiv- oder ALUA-Arrays verwendet

MRU (Most Recently Used): In der Regel mit Aktiv-Passiv verwendet, da Daten über einen Pfad gesendet werden, bis bei einem Ausfall der passive Pfad übernimmt

RR (Round Robin): Eine feste Menge von Daten, I/O oder Byte wird über einen Pfad gesendet und anschließend wird die gleiche Menge über den nächsten Pfad gesendet. Normalerweise ist dies die bevorzugte Einstellung für echtes Aktiv-Aktiv-Multipathing.

Die Information, welche Arten von Multipathing Ihr Array unterstützt, und die entsprechende Anpassung der Pfadauswahl-Policy sind nützlich für die Validierung der Konfiguration für Ihre virtualisierte Datenbank. Neben dem nativen Pfadmanagement in VMware ist EMC PowerPath VE (Virtual Edition) verfügbar, womit die Performance mit Funktionen wie dynamischem Lastenausgleich, einfachem Management und Failover- und Recovery-Funktionen verbessert wird. PowerPath VE befindet sich im ESXi-Hypervisor, unterhalb der virtuellen Maschinen und oberhalb des Speichers. Aufgrund dieser Position im Stack wird PowerPath VE einmal auf dem Server installiert, wovon heterogene VMs profitieren. Oracle-Datenbanken und -Produktionsanwendungen erfordern normalerweise die besten Ausfallsicherheits- und Recovery-Optionen, um einen Serviceausfall zu vermeiden. Aus diesem Grund sind die beiden folgenden PowerPath VE-Funktionen in Betracht zu ziehen: • Automatisierung von Failover und Recovery: Bei einem Pfadfehler leitet

PowerPath die Daten automatisch über den besten noch funktionierenden Pfad und führt dann ein Rebalancing des I/O über alle verbleibenden Pfade durch. Bei einem Ausfall ist kein manuelles Eingreifen erforderlich und wenn der ausgefallene Pfad wieder verfügbar ist, fügt PowerPath den Pfad automatisch dem Pool hinzu und wiederholt das I/O-Rebalancing.

• Intelligenter Lastenausgleich: Mithilfe von Statistiken und Algorithmen analysiert PowerPath die Pfade und ermittelt den optimalen Pfad. Das bedeutet, dass PowerPath Engpässe erkennt und I/O dynamisch umleitet, um die Performance aufrechtzuerhalten, auf die Oracle-Datenbanken angewiesen sind.

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Das folgende Diagramm zeigt die Verwendung von PowerPath VE:

Abbildung 3: PowerPath VM-Architektur für optimale Performance und Ausfallsicherheit

Im ESG Lab Validation-Bericht Automated Path Optimization for VMware Virtual Environment wurden sowohl die Automatisierung von Failover und Recovery als auch die Performancevorteile von PowerPath VE validiert. So erzielte PowerPath VE beispielsweise im Vergleich zu nativem Multipathing 25 % mehr IOPS in einem OLTP-Workload.[3] Die Vorteile von PowerPath VE in Bezug auf Ausfallsicherheit und Performance sind zentrale Kriterien bei der Entwicklung der Speicherarchitektur für Oracle-Datenbanken.

Speicherprotokolle Speicher und Datenbankadministratoren können für ihre Anwendungen zwischen verschiedenen Speicherprotokollen wählen, die jeweils spezifische Stärken und Schwächen aufweisen. iSCSI ist ein Protokoll, das SCSI-Befehle mittels TCP über das Netzwerk transportiert, um die Verbindung zu Blockgeräten im Speicher herzustellen. Das Protokoll NAS (Network Attached Storage) verwendet TCP, um dem als Dateiserver agierenden Speicherarray Dateiservices bereitzustellen. Fibre Channel schließlich, das vermutlich am häufigsten für Oracle-Datenbanken verwendete Protokoll, ist ein Protokoll für direkte Verbindungen zwischen Host und Enterprise-Speicher.

Fibre Channel Ein Hostserver stellt eine Verbindung zum SAN (Storage Area Network) her. Die Verbindung erfolgt in der Regel über 2 HBAs (Hostbusadapter) zu einem leistungsfähigen Speichersystem. FC (Fibre Channel) überträgt SCSI-Befehle, wodurch der Server an den zugrunde liegenden Speicher angebunden werden kann. Die SAN-Architektur besteht aus folgenden Komponenten: • HBAs: PCIe-Karten im Server, die das FC-Protokoll vom Host auslagern, um über Switche

eine Verbindung zum Speicherarray herzustellen

• Switche: Leiten den Datenverkehr zum und vom Speicherarray und schränken den Serverzugriff auf den Speicher ein (sogenanntes „Zoning“). Zonen werden für eine Gruppe von Servern erstellt, die Zugriff auf denselben gemeinsamen Speicher benötigen. So handelt

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es sich beispielsweise bei Oracle RAC (Real Application Clusters) um eine Gruppe von Servern, die Zugriff auf dieselben Datenbankdateien benötigen. Dies lässt sich durch die Erstellung einer Zone bewerkstelligen. Insofern ermöglicht Zoning Servern die Benutzung von gemeinsamem Speicher und verhindert ihren Zugriff auf anderen Speicher.

• LUN-Masking: Wird von Speicheradministratoren genutzt, um Server so zu konfigurieren, dass sie entweder auf LUNs zugreifen oder sie nicht sehen können.

• Kabel, Speicherprozessoren sowie mechanische Laufwerke und Solid-State-Festplatten

Mit 2 HBAs besteht die Möglichkeit, Multipathing zu aktivieren, ein Verfahren, bei dem zwischen Host und Speicher mehrere Pfade verwendet werden, um die Bandbreite zu erhöhen und die Anwendungsperformance zu skalieren. Die Performance von Oracle-Datenbanken und anderen Enterprise-Anwendungen hängt von der schnellen Übertragung von Informationen ab, weswegen die Verwendung von Multipathing eine zentrale Überlegung für die Speicherarchitektur darstellt.

Richtlinien für Fibre Channel

In diesem Abschnitt behandeln wir die relevanten Richtlinien, die bei der Planung von Speicher für Oracle-Datenbanken zu berücksichtigen sind, in der Reihenfolge ihrer Priorität (beginnend mit den wichtigsten). • Verwenden Sie die schnellsten unterstützten HBA-Karten und sorgen Sie für eine über

alle Karten gleichmäßige Geschwindigkeit. Konsultieren Sie Artikel 1006602 der VMware-Wissensdatenbank (KB, Knowledge Base).

• Fragen Sie den Anbieter der HBA-Karte nach der empfohlenen Einstellung für die Warteschlangentiefe für die HBA-Karten. Konsultieren Sie Artikel 2072070 der VMware-KB mit Titel EMC VMAX and DMX Symmetrix Storage Array recommendation for optimal performance on VMware ESXi/ESX.

• Suchen Sie für Oracle RAC nach Informationen zur Einstellung der maximalen Anzahl von ausstehenden Laufwerksanfragen („Maximum Outstanding Disk Requests“) für virtuelle Maschinen. Konsultieren Sie Artikel 1268 der VMware-KB und die Dokumentation zu ESXi und vCenter Server 5.

Network Attached Storage

NAS ist ein Datenspeicher auf Dateiebene, auf den von einem Computer oder von Enterprise-Systemen wie der EMC VNX-Serie über ein Netzwerk oder ein Gateway zugegriffen wird. Eine der Stärken von NAS besteht darin, dass eine heterogene Gruppe von Clients auf dieselben Dateien im Speicher zugreifen kann. Enterprise-Systeme wie die VNX ermöglichen Microsoft Windows-, Linux- und UNIX-Clients die gemeinsame Nutzung von Dateien in NFS- und CIFS-Multiprotokollumgebungen (Network File System und Common Internet File System).[4] In jüngerer Vergangenheit hat die Beliebtheit von NAS aus verschiedenen Gründen immer mehr zugenommen: • Vereinfachtes Speicherdesign: Die Entscheidung für NFS verringert die Komplexität, da sich

das Unternehmen nicht zwischen Optionen wie pRDM, vRDM und VMFS entscheiden muss. Außerdem stehen bei Nutzung von Enterprise-Speicher alle arraybasierten Funktionen wie Snapshots, Clones, Replikation sowie Beschleunigungstechnologien wie Auto-Tiering und dynamisches Flash-Caching zur Verfügung.

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• Fast-Ethernet: Dank der schnellen Entwicklung von Fast-Ethernet können Kunden von der Performance von 40-Gbit-Ethernet oder gar 100-Gbit-Ethernet profitieren. Durch die schnelle Verbreitung von Fast-Ethernet sinken die Preise, wodurch die Kosten/GB sehr günstig werden.

• dNFS (Direct NFS) von Oracle: Die Implementierung von dNFS ist einfach und da die NFS-Verbindung durch die Binärdateien der Datenbank gemanagt wird, ist die Datenbankperformance sehr hoch.

In der Proven Solution EMC VNX Scaling Performance for Oracle 12c RAC on VMware vSphere 5.5 nutzen die Speicher- und RAC-Cluster-Interconnect-Netzwerke 10-Gbit-Ethernet und die Oracle-Datenbank dNFS. In den Performancetests für die Lösung konnte nachgewiesen werden, dass eine RAC-Architektur mit 4 Nodes ohne FAST Cache mehr als 239.000 TPM (Transaktionen pro Minute) und mit FAST Cache mehr als 744.000 TPM verarbeiten konnte. (FAST (Fully Automated Storage Tiering) nutzte SDD-Festplatten (Solid State Drives), häufig auch als Flashlaufwerke bezeichnet, für dynamisches Caching sehr aktiver Daten.) Die nachfolgende Checkliste enthält einige Best Practices für die Verwendung von NAS mit virtualisierten Oracle-Datenbanken.

Richtlinien für NAS

Die nachfolgenden Vorgehensweisen stellen einige der Best Practices für die Verwendung von NAS mit virtualisierten Oracle-Datenbanken dar. • Isolierung des NFS-Datenverkehrs: Mit Netzwerkspeicherlösungen wie NFS ist

vorhersagbare Performance ein wichtiges Kriterium. Diese kann erzielt werden, indem das Produktionsnetzwerk den Produktionsservern vorbehalten ist. Das bedeutet, dass der Serverdatenverkehr mit dedizierten Switchen oder VLANs (virtuellen LANs) isoliert wird.

• Fast-Ethernet: Verwenden Sie sowohl für VMware vSphere als auch für EMC Speicher das schnellste unterstützte Ethernet.

• Jumboframes: Durch die Implementierung von Jumboframes ändert sich die MTU-Standardgröße von 1500 in 9000. Eine größere MTU erhöht den Durchsatz, es werden weniger und größere Netzwerkpakete generiert und unter Umständen sinkt die CPU-Auslastung des Servers. Zur Unterstützung von Jumboframes wurden folgende Schichten konfiguriert: virtuelle Maschine, VDS (Virtual Distributed Switch), physischer Switch und der VNX Data Mover.

• Implementierung von Oracle dNFS

Oracle hat seinen dNFS-Client optimiert, um durch Umgehung des Betriebssystems und Verwendung von asynchronem I/O den Durchsatz und die Gesamtperformance zu erhöhen. Der dNFS-Client nutzt direktes I/O zur Verbesserung der Performance durch Vermeidung von Sperren des Betriebssystems zur Einhaltung der Schreibreihenfolge, durch die Umgehung der Caches des Betriebssystems und durch die Verringerung der CPU-Auslastung des Systems. Asynchrones I/O ermöglicht die Fortsetzung der Verarbeitung von Lese- und Schreibvorgängen ohne die Wartezeiten, die normalerweise mit Sperren des Betriebssystems zur Einhaltung der Schreibreihenfolge verknüpft sind.

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Weitere Vorteile: • Hohe Verfügbarkeit: dNFS unterstützt bis zu 4 parallele Netzwerkpfade zum NAS-

System und führt einen automatischen I/O-Lastenausgleich über alle verfügbaren Netzwerkpfade durch. Bei einem Netzwerkausfall werden etwaige verlorene Pakete automatisch über die noch funktionierenden Netzwerkpfade neu versendet.

• Administratorfreundlichkeit: dNFS ermöglicht Oracle-DBAs, den Client mit geringem Aufwand entweder als Einzelinstanz oder als Oracle RAC einzurichten.

Weitere NAS-Empfehlungen:

• Prüfen Sie bei Verwendung von mehr als 8 NFS-Volumes die maximale und minimale Größe von Heaps des TCP/IP-Netzwerks für VMware. Die Definition der erweiterten NFS-Optionen finden Sie in Artikel 1007909 der VMware-KB.

iSCSI

Das iSCSI-Protokoll (Internet Small Computer System Interface) nutzt TCP zur Übertragung von SCSI-Paketen, um die Verbindung zu Blockgeräten im Netzwerk herzustellen. Zu den Vorteilen von iSCSI gehört, dass das vorhandene Netzwerk und kostengünstigere Hardware (Netzwerkkarten) verwendet werden, weswegen iSCSI im Vergleich zu anderen Protokolllösungen relativ kostengünstig ist. Durch die Nutzung von Portbündelung und Bonding-Links können Sie mit iSCSI problemlos zusätzliche Bandbreite hinzufügen, um eine Skalierung mit wachsenden Workloads zu ermöglichen. Unternehmen können zwischen zwei Implementierungen von iSCSI wählen: • Software-iSCSI: Der iSCSI-Datenverkehr über TCP/IP wird von Servers-CPUs

verarbeitet. Die Serververarbeitung des iSCSI-Datenverkehrs kann zu einer erheblichen Prozessorauslastung führen, vor allem wenn die Netzwerkpfade überbelegt sind. Bei überbelegten Netzwerkpfaden lässt TCP/IP Pakete aus und veranlasst ihre erneute Versendung, was zu einer noch höheren Serverprozessorauslastung führt.

• Hardwaregestütztes iSCSI: TCP/IP Offload Engine oder TOE ist ein Chip im Netzwerkadapter, der den iSCSI-Datenverkehr verarbeitet. Die Verlagerung des TCP/IP von den Serverprozessoren auf den TOE-Chip im Netzwerkadapter ist der empfohlene Pfad zur Unterstützung von iSCSI.

Richtlinien für iSCSI

• Isolierung des iSCSI-Datenverkehrs: Wie erwähnt, führt die Überbelegung der Netzwerkpfade zu ausgelassenen TCP/IP-Paketen und somit zur Netzwerküberlastung und Performancereduzierung. Der Entwurf eines dedizierten Netzwerks für den iSCSI-Datenverkehr trägt dazu bei, die Auswirkungen von nicht produktionsbezogenem Netzwerkverkehr, der eine Überlastung herbeiführen könnte, zu verringern, wenn nicht sogar vollkommen zu eliminieren.

• Fast-Ethernet: Verwenden Sie sowohl für VMware vSphere als auch für EMC Speicher das schnellste unterstützte Ethernet.

• Jumboframes: Durch die Implementierung von Jumboframes ändert sich die MTU-Standardgröße von 1500 in 9000. Eine größere MTU erhöht den Durchsatz, es werden weniger und größere Netzwerkpakete generiert und unter Umständen sinkt die CPU-Auslastung des Servers. Zur Unterstützung von Jumboframes wurden folgende Schichten konfiguriert: virtuelle Maschine, VDS (Virtual Distributed Switch), physischer Switch und der VNX Data Mover.

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 16

• Verwendung einer Round-Robin-Pfad-Policy – Sowohl die VMAX- als auch die VNX-Speicherarrays der nächsten Generation unterstützen echtes Aktiv-Aktiv-NMP zur Verwendung mit der Round-Robin-Policy zur Pfadauswahl. Die vorherige Generation von VNX-Speicherarrays unterstützt Pseudo-Aktiv-Aktiv (ALUA), was bedeutet, dass eine Policy mit fester Pfadauswahl gilt: Das I/O fließt über den aktiven optimierten Pfad.

• Informationen zum VNX OE for Block-Anwendungstuning mithilfe von VMware ESX Server mit iSCSI-Datastore finden Sie in Artikel 1002598 der VMware-KB, ESX/ESXi hosts might experience read or write performance issues with certain storage arrays.[14]

Provisioning von Speicher in vSphere VMware bietet eine hohe Flexibilität bei der Konzipierung des Speichers. Zu den gängigen Methoden für das Speicher-Provisioning gehören VMFS und RDM. Jede Speichermethode hat ihre Stärken und die Auswahl von VMFS und RDM kann sehr komplex sein. Viele Kunden analysieren als Erstes, wie Speicher aktuell genutzt wird. Kunden können beispielsweise die Verfahrensweisen für das Provisioning von Datenbanken mit speicherbasierten Snapshots und Clones einer Prüfung unterziehen. Sich einen Überblick darüber zu verschaffen, wie DBA-Teams Speicherfunktionen aktuell nutzen, ist eine gute Grundlage für die Entscheidung zwischen RDM oder VMFS. In der Vergangenheit war RDM etwas schneller als VMFS, doch mittlerweile bestehen zwischen den beiden nur noch geringe oder gar keine Performanceunterschiede mehr. Nachfolgend untersuchen wir VMFS und RDM und stellen Richtlinien bereit, die Ihnen hoffentlich bei der Auswahl des besten Speichertyps für Ihr Unternehmen behilflich sind.

vSphere 5.5-Speichermaximalwerte

vSphere-Speichermaximalwerte sind ein wichtiger Bestandteil beim Entwurf der Speicherinfrastruktur und ein häufiges Thema in Gesprächen mit Kunden. Im Folgenden finden Sie einige Speichermaximalwerte, die bei der Virtualisierung des Datenbankspeichers von Bedeutung sein können. Eine vollständige Liste der von vSphere 5.5 unterstützten Maximalwerte finden Sie im Dokument VMware Configuration Maximums vSphere 5.5. • iSCSI-LUNs pro Server: 256

• Fibre-Channel-LUNs pro Server: 256

• NFS-Mounts pro Server: 256

• VMFS-Volumes pro Host: 256

• Virtuelle Laufwerke pro Host: 2.048

VMFS VMFS ist die Implementierung von VMware eines für virtuelle Maschinen optimierten, leistungsfähigen geclusterten Dateisystems. Unter geclustert versteht VMware, dass mehrere VMs im selben VMFS-Datastore lesen und schreiben können, was Speicherkonsolidierung und -management enorm vereinfacht. VMFS funktioniert mit jedem SCSI-basierten Protokoll, einschließlich Fibre Channel, Fibre Channel over Ethernet und iSCSI. Durch die Wahl von VMFS erhalten Oracle-DBAs Zugriff auf Funktionen wie DRS (Distributed Resource Schedule), hohe Verfügbarkeit, vMotion und Storage vMotion. Es ist sogar möglich, speicherbasierte Snapshots für das Cloning von VMFS-Datastores zu verwenden, wie in der EMC Proven Solution Upgrade

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 17

to Oracle Database 12c with Oracle Multitenant Option (Pluggable Database) veranschaulicht wird. Diese Proven Solution enthält Schrittanweisungen für das Cloning des VMFS-Datastore mit VMAX TimeFinder™ und zur Verwendung von Auto-Provisioning-Gruppen für die Konfiguration des ESXi-Zugriffs auf den Zielhost. Unternehmen, die mit ihren Oracle-Datenbanken VMFS verwenden, wird die Lektüre empfohlen. Mithilfe der nachfolgenden Überlegungen können Sie bestimmen, ob VMFS zur Virtualisierung Ihrer Oracle-Datenbanken geeignet ist: • Speicherkonsolidierung: VMFS-Volumes können eine oder mehrere virtuelle

Maschinen hosten. Oracle-Datenbanken gehören allerdings tendenziell in Bezug auf Speicher im Vergleich zu anderen Anwendungen zu den anspruchsvollsten – und Anwendungsbenutzer erwarten hohe Servicelevel, weswegen Speicherkonsolidierung bei Datenbanken nicht so große Vorteile bringt. Oracle-DBAs sollten eng mit den Speicher- und VMware-Administratoren zusammenarbeiten, um zu prüfen, ob der Entwurf des VMFS-Speicherlayouts die erwarteten Performance- und Anwendungs-SLAs für das Unternehmen erfüllt. Im Allgemeinen sollte in einer Produktionsumgebung aus Gründen der Vorhersagbarkeit der Performance ein dedizierter VMFS-Datastore vorhanden sein, während weniger kritische Datenbanken (z. B. in der Entwicklung) Kandidaten für eine größere Konsolidierung sind.

• Administratorfreundlichkeit: In der Regel fällt VMware-Administratoren das Management von VMFS-Datastores leichter als das von RDMs. Das Hinzufügen einer VM zu einem VMFS-Datastore ist beispielsweise eine problemlose Administrationsaufgabe, die sich sehr schnell ausführen lässt.

• Unterstützung der Deaktivierung des simultanen Schreibschutzes: Artikel 1034165 der VMware-KB, Disabling simultaneous write protection provided by VMFS using the multi-writer flag, bietet einen sehr guten technischen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten dieser Funktion. Die Lektüre wird vor allem bei Implementierung von Oracle RAC (Real Application Clusters) empfohlen. Standardmäßig können mehrere VMs im selben Datastore nicht in dieselbe vmdk-Datei schreiben, da dies zu Datenbeschädigungen führen kann. Für Clustering-Lösungen wie Oracle RAC, die die Schreibkonsistenz beibehalten, wird empfohlen, den simultanen Schreibschutz zu deaktivieren. Mit der Deaktivierung des simultanen Schreibschutzes werden maximal 8 physische Server unterstützt. Auf einige Dinge müssen Sie bei der Deaktivierung des simultanen Schreibschutzes achten, da die folgenden VMware-Funktionen nicht unterstützt werden:

Die meisten Snapshots und anderen Aktionen, bei denen Snapshots verwendet werden[5]

− Das Cloning einer virtuellen Maschine auf einem oder mehreren Laufwerken, die mit dem Multi-Writer-Flag konfiguriert sind[5]

− Storage vMotion[5]

− CBT (Change Block Tracking)[5]

− Anhalten einer virtuellen VMware-Maschine[5]

− Erweiterung von virtuellen Laufwerken im laufenden Betrieb (Hot Extend)[5]

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 18

• Livemigration von Oracle RAC-Nodes: Bei Verwendung von VMFS können DBAs VMs mit vMotion unterbrechungsfrei zwischen Servern migrieren. DBAs, die an einer unabhängigen Validierung interessiert sind, die den Nachweis erbringt, dass die Migration von hochgradig ausgelasteten RAC-Nodes mithilfe von vMotion nicht zu Datenverlusten führt und in sehr kurzer Zeit möglich ist, wird die Lektüre eines kürzlich erschienenen Artikels von Principled Technologies empfohlen: Demostrating vMotion Capabilities with Oracle RAC on VMware vSphere. In dieser Studie dauerte die Migration aller 3 stark ausgelasteten RAC-Nodes mit vMotion gerade einmal 180 Sekunden mit minimalen Auswirkungen auf die Datenbankperformance.

• Flash Read Cache (vFRC): Flash Read Cache ist eine neue Funktion in vSphere 5.5, die das Management von Flashspeicher auf dem Server ermöglicht. XtremSF-Karten von EMC sind beispielsweise eine mit vFRC funktionierende serverbasierte Speicherlösung zur Beschleunigung von Workloads wie Oracle-Datenbanken. Zum Zeitpunkt der Verfassung dieses Artikels enthält der VMware Compatibility Guide 5 mit vFRC unter ESXi 5.5 U1 kompatible EMC XtremSF-Karten, einschließlich der 1,4-TB-PCI-SSD-Karte. In der kürzlich veröffentlichten Studie von Principled Technologies, VMware vSphere 5.5 with vSphere Flash Read Cache: Performance with Oracle Database 12c wurde ein sehr anspruchsvoller OLAP-Workload (Online Analytical Processing) mit Oracle 12c, Cisco UCS-Server-Blades und PCIe-SSD-Karte verwendet. Die Ergebnisse im Artikel zeigen mit vFRC eine Verbesserung der Performance um 14 %. Nach einer Migration mit vMotion nahm die Aktivität im vFRC-Cache relativ schnell zu.

VMFS-Richtlinien

Nachfolgend finden Sie Überlegungen zur Implementierung von VMFS mit Oracle: • Stellen Sie im Entwurf für den VMFS-Datastore nicht Konsolidierung, sondern

Performance in den Mittelpunkt.

• VSI (Virtual Storage Integrator) ist ein VMware vCenter-Plug-in, das das Management von virtualisiertem Speicher vereinfacht, indem es die Zuordnung von virtuellen Maschinen zu Speicher sowie das Selbst-Provisioning von Speicher ermöglicht. EMC stellt das VSI-Plug-in kostenlos bereit.

• Verteilen Sie Ihre LUNs/Laufwerke gleichmäßig und konzipieren Sie das Speicherlayout mithilfe von kostenlosen Tools wie Oracle Workload Profile Assessment.

Physical RDM

RDM (Raw Device Mapping) ist eine Methode, bei der VMware die virtuelle Maschine mithilfe einer Zuordnungsdatei mit dem physischen Speichergerät verbindet. Wenn Sie mit Unix oder Linux vertraut sind, stellen Sie sich die Zuordnungsdatei als einen symbolischen Link zu einer Datei vor, die Adressauflösung für die LUN zur Verfügung stellt. Sie können der Zuordnungsdatei einen benutzerfreundlichen Namen für ein zugeordnetes Gerät zuweisen. So ist es nicht erforderlich, das Gerät mit seinem Gerätenamen zu referenzieren, stattdessen kann der Name der Zuordnungsdatei verwendet werden. Beispiel:

/vmfs/oracle/oradata/finprod01/finProdDisk.vmdk

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 19

Im physischen Kompatibilitätsmodus ist der Umfang der SCSI-Virtualisierung minimal. Der VMkernel übergibt alle SCSI-Befehle (mit Ausnahme von REPORT LUNs) an das Gerät. Der Befehl REPORT LUNs wird virtualisiert, da der VMkernel die LUN gegenüber der virtuellen Maschine isolieren muss. Mit Ausnahme des Befehls REPORT LUNs werden alle SCSI-Befehle direkt an das Gerät übergeben. Aus diesem Grund spricht für IT-Abteilungen, die auf Speicheraktivitäten wie Cloning, Snapshots, Replikation und Backups angewiesen sind, vieles für die Verwendung von pRDMs. DBAs nutzen Speicherfunktionen häufig für das schnelle Provisioning von Kopien von Produktionsdatenbanken und zur Herstellung der Ausfallsicherheit. Eine Änderung der Speicherverfahren kostet unter Umständen sehr viel Zeit. Mit pRDM kann Virtualisierung verwendet werden und gleichzeitig können die auf Speicherfunktionen basierten Verfahren beibehalten werden. Mithilfe der nachfolgenden Überlegungen können Sie bestimmen, ob pRDMs zur Virtualisierung Ihrer Oracle-Datenbanken geeignet ist: • Mit pRDM kann die IT Speicherarrayfunktionen wie Clones, Snapshots, Replikation und

Backups weiterhin nutzen, ohne Änderungen vornehmen zu müssen.

• pRDM ermöglicht Migrationen von virtuell zu physisch und von physisch zu virtuell. Das bedeutet, dass eine Oracle-Datenbank sich mit einer Migration von physisch zu virtuell sehr schnell und mit minimalem Aufwand auf Virtualisierung mit VMware umstellen lässt. Und falls umgekehrt das Gegenteil erforderlich ist, kann eine Oracle-Datenbank durch die Deaktivierung der Zuordnungsdateien sehr schnell und mit minimalem Aufwand von VMware-Virtualisierung auf physisch umgestellt werden.

• pRDM kann zu vRDM migriert werden: Informationen hierzu finden Sie in Artikel 1006599 der VMware-Wissensdatenbank „Switching a raw data mapping between physical and virtual compatibility modes in ESX/ESXi“.

• Wenn sich die Datenbank am Ende in einem VMFS-Datastore befinden soll, kann pRDM per Offlinemigration zu VMDK migriert werden.

• vMotion erfordert konsistente LUN-IDs für alle RDMs über alle teilnehmenden ESXi-Hosts. Andernfalls ist vMotion nicht verfügbar.[6]

• VMware High Availability wird mit pRDMs unterstützt.

Die nachfolgenden Vorteile gelten sowohl für den physischen als auch für den virtuellen Kompatibilitätsmodus: • Die 1:1-Zuordnung zwischen virtueller Maschine und LUN bedeutet, dass andere

virtuelle Maschinen keinen Einfluss auf die IOPS haben.

• Persistente benutzerfreundliche Namen: Wie bereits erwähnt, können Sie der Zuordnungsdatei einen benutzerfreundlichen Namen für den Gerätenamen zuweisen.

• Dynamische Namensauflösung: Die physische Konfiguration der Speichergeräte kann sich ändern, aber diese Änderungen sind transparent, da die VMFS-Dateien die Zuordnung zu den SCSI-Geräten automatisch auflösen.

• Verteilte Dateisperren: Oracle RAC und andere Clustering-Lösungen sind darauf angewiesen, dass zwei oder mehr virtuelle Maschinen auf dieselben LUNs zugreifen. Verteilte Dateisperren sorgen bei Verwendung von Raw Device Mapping für einen sicheren Zugriff von zwei oder mehr virtuellen Maschinen auf dieselbe LUN.

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 20

Einschränkungen des physischen Kompatibilitätsmodus: • VMware-Snapshots werden nicht unterstützt, allerdings können speicherarraybasierte

Snapshots und Clones verwendet werden.

• Flash Read Cache (vFRC) wird nicht unterstützt, aber XtremCache kann verwendet werden.

Virtual RDM Im virtuellen Kompatibilitätsmodus virtualisiert der VMkernel fast alle SCSI-Befehle und sendet an das zugeordnete Gerät nur READ- und WRITE-Befehle.[6] Da die meisten SCSI-Befehle virtualisiert wurden und da die Hardwareeigenschaften der LUN maskiert werden, ist das zugeordnete Gerät identisch mit einer Datei auf einem virtuellen Laufwerk in einem VMFS-Volume. Der virtuelle Kompatibilitätsmodus bietet fast alle Vorteile von VMFS. Nachfolgend werden nur einige Vorteile von vRDM hervorgehoben, um die Unterschiede zwischen vRDM und pRDM zu veranschaulichen: • Migration von Oracle-Datenbanken und RAC-Nodes mit vMotion (Deaktivierung des

simultanen Schreibschutzes muss eingestellt sein.)

• Unterstützung von VMware-Snapshots

• Die Dokumentation zur vRDM-Migration (virtuell zu physisch) ist widersprüchlich. In einer Benutzerdiskussion über VMware vSphere-Speicher zum Thema „pRDM vs vRDM virtual / physical interchangeability“ haben Kunden beispielsweise in Tests festgestellt, dass die Migration von vRDMs zu physischen Hosts nicht funktioniert.[7] Es wird empfohlen, ein Supportticket bei VMware zu öffnen, um festzustellen, ob sie unterstützt wird.

• Flash Read Cache (vFRC) wird unterstützt.

Beim Vergleich zwischen vRDM und pRDM ist das wichtigste Entscheidungskriterium, ob Speicherarrayverfahren für das Datenbankmanagement beibehalten werden sollen oder ob auf ein virtualisierungsbasiertes Speichermanagement umgestellt werden soll. Wie die nachfolgende Tabelle zeigt, bieten sowohl vRDM als auch pRDM Snapshot-Funktionen. Der Unterschied besteht darin, dass sie mit vRDM über vSphere und mit pRDM über das Speicherarray ausgeführt werden. Die Überlegungen zur Performance gehen in eine ähnliche Richtung, da ein Virtualisierungsteam vFRC mit vRDM nutzen würde und das Speicherteam XtremCache mit pRDM bevorzugen würde. Im Allgemeinen hängt die Wahl zwischen vRDM, pRDM und VMFS davon ab, welche der Methoden am besten für das Unternehmen und DBA-Team geeignet ist, da sie sich in funktioneller Hinsicht kaum unterscheiden.

vRDM pRDM Hinweise

Übergabe von SCSI-Befehlen NEIN JA (siehe Hinweise)

Außer für REPORT LUNs

Deaktivierung des simultanen Schreibschutzes erforderlich für Oracle RAC

JA NEIN

Unterstützung von vCenter JA JA Verteilte Sperren JA JA Speicherarray-Snapshots, -Clones, - JA JA

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 21

vRDM pRDM Hinweise Replikation Wechsel von physisch zu virtuell und umgekehrt

JA (siehe Hinweise)

JA Von Kunden validiert, kein unterstützender Artikel in VMware-KB

Unterstützung von VMware-Snapshots JA NEIN Unterstützung von VMware Flash Read Cache

JA NEIN

Unterstützung von XtremCache NEIN (siehe Hinweise)

JA Für vRDM-Implementierung muss vFRC verwendet werden.

Unterstützung von vMotion JA JA Erfordert konsistente LUN-IDs für alle RDMs über alle teilnehmenden ESXi-Hosts

VMware High Availability JA JA Tabelle 1: Virtueller Kompatibilitätsmodus und physischer Kompatibilitätsmodus im Vergleich

EMC Best Practices für die Virtualisierung von Oracle In diesem Abschnitt werden einige der wichtigsten Lösungen von EMC beschrieben, die sich günstig auf Performance, Konsolidierung, leichtes Provisioning, Administratorfreundlichkeit und Verfügbarkeit der Virtualisierung von Oracle auswirken.

Performance Die Virtualisierung von Oracle-Datenbanken verbessert Ausfallsicherheit, Administratorfreundlichkeit und Konsolidierung, die Performance erhöht sich hingegen in erster Linie durch Technologien zur Beschleunigung des Datenzugriffs. In einer kürzlich veröffentlichten IOUG-Studie, Efficiency Isn’t Enough: Data Center Lead the Drive To Innovation, stellen die Autoren die Frage: „Welche Arten von Aktivitäten des Datenbankmanagements nehmen jede Woche die meiste Zeit der Befragten in Anspruch? Die Aktivitäten, mit denen Datenmanager die meiste Zeit beschäftigt waren, sind Performancetuning und Diagnose, gefolgt von Aufrechterhaltung von Betriebsbereitschaft und Verfügbarkeit.“[8] Eine der Hauptsorgen von DBAs bei der Virtualisierung von Datenbanken besteht darin, dass sie mehr Zeit für Tuningperformance und Diagnose aufbringen müssen. Dies muss nicht der Fall sein, wenn der DBA bei der Ausrichtung auf Performance eng mit VMware-Administratoren und Speicheradministratoren zusammenarbeitet. EMC bietet verschiedene bewährte Technologien zur Beschleunigung von Datenbanken an, die für den DBA vollkommen transparent sind. Im schlechtesten Fall generieren sie keinen zusätzlichen Managementoverhead und im besten Fall verringern erheblich sie die Notwendigkeit von weiterem Performancetuning. Am besten beginnen Sie mit einer bewährten Technologie, die schon seit Jahren auf dem Markt ist, und je nachdem, welchen EMC Speicher Sie nutzen, steht Ihnen FAST VP (Fully Automated Storage Tiering Virtual Pools) sofort zur Verfügung.

FAST VP Vor der Einführung von automatisiertem Tiering wurden Speicherarrays in der Regel als einzelner Storage Tier konfiguriert. Ein Speicherarray kann zum Beispiel nur aus Fibre-Channel-Festplatten mit 10.000 U/min (Umdrehungen pro Minute) bestehen. Die Performance wurde im Wesentlichen durch die Anzahl der Festplatten und den RAID-Typ (Redundant Array of Independent Disks) zur Unterstützung der Datenbank(en) bestimmt. Der Speicherentwurf war

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 22

ein einmaliges Ereignis und der DBA musste aus diesem deterministischen Speichermodell so viel Performance wie möglich ziehen. Die Herausforderungen bestanden im manuellen Management von Datendateien, in der Lösung von Datenverteilungsproblemen und im Tuning von schlechtem SQL zur Steigerung der Datenbankperformance. Glücklicherweise verwandelt FAST VP das komplexe manuelle Management des Datenbankspeichers in eine vollständig automatisierte Lösung, die sehr aktive Daten erkennt und auf den schnellsten verfügbaren Storage Tier verschiebt. In den heutigen Speicherarrays sind die (auch als Flashlaufwerke und EFD-Laufwerke (Enterprise Flash Drives) bezeichneten) SSD-Laufwerke (Solid State Drives) der schnellste Laufwerks-Tier. Unmittelbar unterhalb von EFD folgen alle Laufwerke mit einer Drehzahl zwischen 10.000 und 15.000 U/min. Sie werden als FC kategorisiert und können in einem einzelnen Tier kombiniert werden. [9] Analog dazu werden alle Laufwerke mit einer Drehzahl von 7.200 U/min oder niedriger als SATA kategorisiert.[9] Der Begriff Storage Tier beschreibt eine Gruppe von ähnlichen Ressourcen (EFD, FC oder SATA) mit denselben Eigenschaften wie RAID-Schutztyp (RAID 1, 5, 6 oder nicht geschützt). Ein VMAX FAST VP-Storage Tier wird zum Verschieben von Daten in Größen von 768 KB oder häufiger 7.680 KB (bzw. 7,5 MB) zwischen VP-Tiers verwendet. Dies wird auch als Datenverlagerungsgranularität bezeichnet. In der neuen Generation von VNX OE-Speicherarrays wurde die Datenverlagerungsgranularität von 1 GB auf 256 MB verringert, um die Effizienz von FAST VP zu erhöhen und den Speicherplatzoverhead zu reduzieren.[10] Die Konfiguration von FAST VP bietet ein hohes Maß an Flexibilität mit Optionen wie FAST-Policies, mit denen Speicheradministratoren Nutzungsregeln aufstellen können, die Richtlinien für die Platzierung von Daten vorgeben. Viele der White Papers über Proven Solutions der Community „Everything Oracle at EMC“ sowie die technischen Hinweise für FAST VP auf der Symmetrix VMAX und VNX werden zur Lektüre empfohlen, da sie sehr detailliert auf die Installation, Funktionsweise und Konfiguration von FAST VP eingehen. Nachfolgend sind einige Richtlinien für die Verwendung von FAST VP mit Oracle-Datenbanken aufgeführt, aber anders als bei anderen Empfehlungen raten wir Ihnen dringend dazu, eng mit Ihrem EMC Techniker zusammenzuarbeiten, um die Konfiguration zu validieren. Jede Datenbank weist ein individuelles I/O-Muster und Workload-Profil auf, weswegen diese Richtlinien als Ausgangspunkt für die Zusammenarbeit mit einem EMC Techniker zur kundenspezifischen Anpassung der FAST VP-Konfiguration gedacht sind. • Nutzen Sie OWPA (Oracle Workload Profile Assessment): Das OWPA-Tool ist für

Kunden kostenlos, EMC Techniker können mit ihm AWR-Berichte über die Datenbank analysieren. Dieser auf empirischen Belegen basierte Ansatz ermittelt anhand von Statistiken aus AWR-Berichten Anzahl und Typen der in FAST VP-Pools zu verwendenden Laufwerke.

• Verwenden Sie DBClassify: DBClassify ist ein Service für DBAs und Speicheradministratoren, bei dem ein EMC Techniker DBClassify installiert und dann mit den beiden Gruppen zusammenarbeitet, um zu demonstrieren, wie FAST VP durch einen auf empirischen Belegen basierten Ansatz die Performance verbessert. Im Rahmen des Services erhalten die Administratoren detaillierte Empfehlungen zur Optimierung der Datenbank und Speicherinfrastruktur, zur Beschleunigung der Implementierung von intelligentem Storage Tiering in Produktionsdatenbanken und zur Schulung des Teams für den kontinuierlichen Einsatz von DBClassify.

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 23

• Tier Advisor: Bei Tier Advisor handelt es sich um eine Speicherfunktion, mit deren Hilfe Sie für jeden Laufwerkstyp die erforderliche Anzahl bestimmen können.[11]

• In den meisten unserer Proven Solutions für Oracle wird RAID 5 und RAID 10 verwendet:

RAID 5 weist eine gute Schreibperformance und Ausfallsicherheit mit einem Kapazitätsoverhead von 12,5 % auf. In unseren White Papers verwenden wir RAID 5 für Datendateien, CDB (Oracle 12c-Funktion), temporäre Dateien und FRA-Dateien.

RAID 10 bietet die beste Schreibperformance und eine bessere Ausfallsicherheit als RAID 5 mit einem Kapazitätsoverhead von 50 %. In unseren White Papers verwenden wir RAID 10 für Redo-Logs, Archive-Logs und CRS-Dateien.

Aufgrund des Schreiboverheads wird von RAID 6 abgeraten. RAID 6 empfiehlt sich lediglich zur Verwendung auf dem SATA- und NL-SAS-Tier, wo sich vermutlich die meisten Datenbankdaten befinden und der doppelte Laufwerksschutz als notwendig erachtet wird. Ziehen Sie in Betracht, FRA-Dateien, Archive-Logs und RMAN-Backups in RAID 6-Speicherpools zu platzieren.

• Allgemeine VMAX-Best-Practices für FAST VP:

RAID-Empfehlungen unterschieden sich je nach VMAX-Modell. Die optimale Anzahl von EFD-Laufwerken für die VMAX 10K (959) und 20K beträgt zum Beispiel 8 pro Engine.[11]

Für die VMAX 10K (987) oder VMAX 40K ist die optimale Anzahl von EFD-Laufwerken 16 pro Engine.[11]

• Allgemeine VNX-Best-Practices für FAST VP:

RAID 5 in einer 4+1-Konfiguration ist optimal für die Performance und kommt in vielen Proven Solutions für Oracle zum Einsatz.[12]

RAID 10 in einer 4+4-Konfiguration ist optimal für die Performance. In unseren White Papers haben wir RAID 10 auch in einer 2+2-Konfiguration verwendet.[12]

FAST Cache FAST Cache ist eine exklusive Funktion für Speicherarrays der EMC VNX-Serie. Im Rahmen dieser Untersuchung konzentrieren wir uns auf Multicore FAST Cache in der neuen Generation von VNX-Speicherarrays. Falls Sie sich für die Unterschiede zwischen der ursprünglichen Implementierung und den Performancevorteilen des neuen Multicore FAST Cache interessieren, empfehlen wir die Lektüre der Blogs „Part 1: Next Generation VNX – Oracle Database Storage Performance“ und „EMC Multicore FAST Cache A Detailed Review“. [13] Die Funktionsweise von Multicore FAST Cache ist die Platzierung von Flashlaufwerken zwischen dem primären DRAM-Cache des Speicherprozessors und den Festplatten. Um die schnellstmögliche Performance zu ermöglichen, werden eingehende I/O-Anfragen vom primären DRAM-Cache verarbeitet (Read Hit). Falls der DRAM-Cache die I/O-Anfrage nicht bedienen kann (Read Miss), verarbeitet der Multicore FAST Cache die Anfrage unter Verwendung der Flashlaufwerke. Bei einem Read Miss wird die I/O-Anfrage von den Festplatten erfüllt. Bei häufiger Verwendung wird sie auf die Performance-Tiers des DRAM-Caches und FAST Cache hochgestuft. FAST VP und FAST Cache sind komplementär und von ihrem Zusammenwirken profitiert das gesamte Speicherarray. Im Allgemeinen sollte FAST Cache für Anwendungen mit zufälligen I/O-Operationen mit häufigen Belastungsspitzen positioniert werden, da die meisten I/O-Lese- und Schreibanfragen aus dem FAST Cache bedient

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 24

werden. Dadurch wird die Performance verbessert und der Workload an den Back-end-Festplatten nimmt ab. Aufgrund einiger seiner Attribute ist FAST Cache ideal geeignet für Datenbanken: die Datenverlagerungsgranularität beträgt 64 KB, durch Echtzeitmonitoring wird entschieden, welche Daten hochgestuft werden müssen, und mit der Hochstufung von aktiven Daten in Multicore FAST Cache sind keine Verlagerungszyklen verknüpft. I/O-Aufrufe, die größer sind als 128 KB, überschreiten den Granularitätsgrenzwert und werden nicht in FAST Cache hochgestuft. FAST VP verschiebt aktive Daten auf der VNX mit einer Datenverlagerungsgranularität von 256 MB auf Flashlaufwerke, wodurch eine weitere Performanceschicht bereitgestellt wird. Diese wird herangezogen, bevor Anfragen von den langsameren Festplatten mit hoher Kapazität erfüllt werden. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass FAST Cache für sich dynamisch ändernde Datenmuster mit häufigen I/O-Belastungsspitzen sowie FAST VP für die Optimierung der Festplattenauslastung und -effizienz verwendet werden sollten. EMC empfiehlt die Verwendung einer beschränkte Anzahl von Flashlaufwerken und eine Option, mit der sie entweder für FAST VP oder Multicore FAST Cache genutzt werden, sowie die Verwendung von FAST Cache-optimierten Laufwerken zum Erstellen des Multicore FAST Cache.[13] Nachfolgend sind einige Richtlinien für die Verwendung von FAST Cache mit Oracle-Datenbanken aufgeführt, aber anders als bei anderen Empfehlungen raten wir Ihnen dringend dazu, eng mit Ihrem EMC Techniker zusammenzuarbeiten, um die Konfiguration zu validieren. • VNX-Speicherarrays verwenden Serviceprozessoren (SP). Für eine optimale

Performance muss das I/O gleichmäßig über die SPs verteilt sein.

• Verteilen Sie Flashlaufwerke über alle verfügbaren Busse.

• Nutzen Sie Oracle Workload Profile Assessment zur Dimensionierung des FAST Cache für Ihre Oracle-Datenbanken.

• Wenn die Größe des aktiven Dataset nicht bekannt ist, dimensionieren Sie FAST Cache auf 5 % Ihrer Kapazität und passen Sie die Größe entsprechend Ihren Beobachtungen an.[14]

• Vermeiden Sie die Aktivierung des FAST Cache für die folgenden Workloads:

Primär sequenzieller Workload

Oracle-Redo-Logdateien

Oracle-Archive-Logdateien

Workload mit I/O mit großen Blöcken

PVSCSI-Adapter (paravirtuelle SCSI-Adapter) Wie der Name schon sagt, nutzt der paravirtuelle SCSI-Adapter Paravirtualisierung, wodurch der BS-Kernel direkt mit der Virtualisierungsschicht kommunizieren kann, in diesem Fall mit dem ESXi-Hypervisor. Aus diesem Grund ist der erste wichtige Schritt bei der Erstellung einer virtuellen Maschine die Auswahl des Betriebssystems, da der PVSCSI-Adapter nur für Betriebssysteme wie Windows Server, Red Hat Enterprise Linux und einige andere in Frage kommt. Eine Liste der Betriebssysteme, die PVSCSI-Adapter unterstützen können, finden Sie in Artikel 1010398 de VMware-KB, „Configuring disks to use VMware Paravirtual SCSI (PVSCSI) adapters“. Die Vorteile der Paravirtualisierung liegen in der höheren Performance und der geringeren CPU-Auslastung. Im

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 25

technischen White Paper, „Achieving a Million I/O Operations per Second from a Single VMware vSphere 5.0 Host“ erzielte der PVSCSI-Adapter durchschnittlich mehr IOPS und wies geringere Latenzen auf als der LSI-Adapter. In Abbildung 5 des White Papers „CPU Cost of an I/O Operation with LSI Logic SAS and PVSCSI Adapters“ zeigen die Ergebnisse einen um 8 % höheren Durchsatz bei um 10 % niedrigeren CPU-Kosten. Nachfolgend sind einige Richtlinien für die Verwendung von PVSCSI-Adaptern aufgeführt: • Verwenden Sie den PVSCSI-Adapter für große bis mittlere Workloads, die einen

höheren Durchsatz, eine geringere Latenz und niedrigere CPU-Kosten erfordern.

• Wenn die virtuelle Maschine nur eine geringe Anzahl von IOPS produziert, muss der standardmäßige LSI- oder BusLogic Parallel-Adapter nicht ersetzt werden.

Ziehen Sie bei Verwendung des virtuellen BusLogic Parallel-SCSI-Adapters und eines Windows-Gastbetriebssystems die Verwendung des im VMware Tools-Paket enthaltenen, benutzerdefinierten BusLogic-Treibers in Betracht.[20]

• Die Warteschlangentiefe des SCSI-Laufwerks kann sich auf die Laufwerksperformance auswirken. So erwies es sich beispielsweise im White Paper „Microsoft SQL Server Best Practices and Design Guidelines for EMC Storage“ als vorteilhaft, wenn die Warteschlangentiefe des HBA auf 64 eingestellt wurde. (Der Standardwert lautet 32 in EXSi 5.0 sowie 64 in ESXi 5.1 und 5.5.)[21]

Konsolidierung EMC Technologien zur Speicherbeschleunigung wie FAST VP und FAST Cache reduzieren in Kombination mit VMware-Virtualisierung die Anzahl der Festplatten und Prozessoren und generieren somit durch Konsolidierung einen Wert für das Unternehmen. Zunächst erörtern wir die Thematik ganz oben im Stack. Die allgemeinen Prinzipien der Konsolidierung durch Virtualisierung lauten, so wenig wie möglich Prozessoren zu verwenden, die so schnell wie möglich sind, und die Prozessorauslastung durch die Konsolidierung von virtuellen Maschinen auf weniger Servern zu erhöhen. Im Wikibon-Artikel Virtualization of Oracle Evolves to Best Practices for Production Systems vergleicht der Autor die Kosten der Bereitstellung einer herkömmlichen Oracle-Datenbank mit einer optimierten Datenbankinfrastruktur. Die primären Unterschiede zwischen der Bereitstellung einer herkömmlichen Oracle-Datenbank und der optimierten Datenbankinfrastruktur sind Virtualisierung und latenzoptimierter primärer Speicher. Sehr interessant ist der Zusammenhang, den der Autor herstellt zwischen der I/O-Wartezeit der CPU mit der Reduzierung der Anzahl der I/Os und der Verringerung der I/O-Latenz durch Verbesserung der physischen Lese- und Schreibvorgänge im Speicher. Im ultimativen Speicherdesign ist Speicher kein Engpass und gehört nicht zu den fünf wichtigsten Warteereignissen Ihrer AWR-Berichte. Wenn die DB-Zeit beispielsweise das wichtigste Warteereignis ist, bedeutet das, dass ein wesentlicher Teil der Verarbeitung für Sitzungen verbraucht wird, die mit einer CPU-Auslastung von fast 100 % ausgeführt werden. Die DB-Zeit wird von Oracle als die abgelaufene Zeit (in Mikrosekunden) definiert, die zur Ausführung von Datenbankaufrufen auf Benutzerebene verbraucht wird. Das wichtigste Ergebnis in diesem Artikel lautete, dass „durch die zusätzlichen Kosten für Server- und Speicherverbesserungen ein Anstieg der Kosten/Kern von 17,8 % zu verzeichnen war (von 27.716 USD/Kern auf 32.661 USD/Kern). Allerdings verringerten sich, wie in Abbildung 3 zu sehen ist, die Gesamtkosten deutlich, da die Anzahl der Kerne von 192 auf 120 sank, was einer Reduzierung von 37,5 % entspricht.“[15] Durch das Aufkommen von optimierten konvergenten Infrastrukturen wie VCE Vblock™ und anderen wurden Lösungen rund um die Bereitstellung

Oracle-Virtualisierung – Best Practices 26

von extremer Performance entwickelt, die für eine umfassendere Konsolidierung und für höhere Kosteneinsparungen für das Unternehmen sorgen. Im Wikibon-Artikel werden folgende Überlegungen zur Konsolidierung angestellt: • „Mittlerweile sind Server so leistungsstark und ist

Virtualisierungsmanagementsoftware so stabil, dass die Best Practice zur Bereitstellung von x86 Oracle-Datenbanken darin besteht, eine optimierte und virtualisierte Server- und Speicherinfrastruktur für jedes benötigte Level von Oracle-Services zu erstellen.“ [15]

• „Die IT muss dafür sorgen, dass für Datenbankenservices nur die hochwertigsten Server verwendet werden.“

• „…Flash wird in offensiver Weise verwendet, um I/O-Antwortzeiten und -Abweichungen zu minimieren.“

• Indem mit VMware dedizierte Cluster für Oracle erstellt werden, lässt sich verhindern, dass die virtuellen Maschinen auf nicht lizenzierte Server verschoben werden. So kann bei Audits der Nachweis erbracht werden, dass die IT die Lizenzierung gemanagt hat, und es entstehen keine weiteren Kosten.

Einfache Bereitstellung Der Weg zur Virtualisierung bietet DBA-Teams unter anderem die Möglichkeit, manuelle Verfahren zu automatisieren, um die Provisioning-Zeit zu verkürzen. Das manuelle Provisioning von Datenbanken ist ein komplexer Prozess, der das DBA-Team mehrere Tage oder Wochen beschäftigen kann. Wir werden Lösungen untersuchen, mit denen sich die manuellen Aufgaben automatisieren lassen, wodurch das DBA-Team das Datenbank-Provisioning beschleunigen kann. Die IT von EMC verwendet für ihre DBaaS-Architektur die nachfolgenden Komponenten.

vCloud Automation Center VMware vCloud Automation Center (vCAC) stellt autorisierten Benutzern wie Administratoren, Geschäftsanwendern und Entwicklern über Microsoft Active Directory ein sicheres Portal und einen Selfservice-Katalog bereit. Um einen Vergleich zu verwenden, Geschäftsanwender erwerben mit vCAC interne IT-Services wie beim Internetshopping. Beispiel: Ein Oracle-Entwickler startet ein neues Projekt und benötigt dazu eine neue Datenbank. Vor der Verwendung von vCAC war dieser Prozess zeitaufwendig. Der Entwickler musste zunächst eine Anfrage für eine neue Datenbank stellen und möglicherweise mit dem DBA-Team Umfang, Zeitrahmen, Patchlevel und Supportanfragen besprechen. Es war nicht ungewöhnlich, dass dieser Provisioning-Prozess eine Woche oder noch länger dauerte, da diese Verarbeitung Planungsaufwand und manuellen Aufwand verursachte. vCAC verändert das Provisioning von Datenbanken und Anwendungen, indem Entwicklern und anderen Benutzern ein Selfservice-Portal mit nutzbaren IT-Services mit eingebetteter Automatisierung zur Verfügung gestellt wird, das die Provisioning-Dauer erheblich reduziert. Kataloge sind logisch gruppiert nach Servicekategorien, zusammengehörige Angebote sind also nebeneinander aufgeführt. Servicekategorien beschleunigen die Navigation und Auswahl, da Geschäftsanwender den benötigten Service schnell finden. Außerdem können Kosten mit der Bestellung von IT-Services und einem Genehmigungsprozess in Beziehung gestellt werden, sodass Anwendungseigentümer die IT-Services ihrer Teams managen können. Ein Entwickler wählt beispielsweise einen Katalogartikel namens „Medium Oracle Database“, der aus 2 vCPUs, 8 GB RAM und Speicherarraykapazitäten im Umfang von 500 GB besteht. Daraufhin erhält sein

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Vorgesetzter eine automatisierte E-Mail, in dem die Anfrage, die Kosten für die Erstellung und die laufenden monatlichen Kosten aufgeführt sind. vCAC bietet viel mehr, als sich im Rahmen dieser kurzen Übersicht vermitteln lässt. Daher empfehlen wir die Lektüre des technischen Überblicks über diese einheitliche Cloudmanagementsoftware im VMware-Handbuch Foundations and Concepts, vCloud Automation Center 6.0.

vCenter Orchestrator VMware vCenter Orchestrator (vCO) automatisiert mit einer Workflow-Engine Aufgaben wie das Provisioning von Datenbanken. Die meisten DBAs besitzen dokumentierte Verfahren für die Installation, das Management und das Backup von Datenbanken. Beim Provisioning eines Exemplars der E-Business Suite von Oracle umfassen die Schritte beispielsweise Standardaufgaben wie die Überprüfung der technischen Anforderungen, die Ausführung von AutoConfig auf der Anwendungsebene, die Synchronisierung von appsutil auf den Nodes der Datenbankebene, die Ausführung von AutoConfig auf der Datenbankebene und schließlich die Verwaltung von Snapshot-Informationen.[16] Viele Unternehmen verfügen außerdem über kundenspezifische Schritte vor dem Provisioning eines Exemplars der E-Business Suite wie die Maskierung sensibler Daten, die Entfernung von Datenbanklinks und die Deaktivierung von Benutzerkonten, bevor die Anwendungen für einen Entwickler freigegeben werden. Mit vCO lässt sich das DBA-Provisioning-Verfahren in einen Workflow integrieren, um die Erstellung von Exemplaren der E-Business Suite in der Produktion zu automatisieren und zu rationalisieren. Die Entwicklung komplexer Workflows mit vCO ist ein Drag-and-Drop-Erstellungsprozess, der eine Scripting Engine für granulares Orchestrieren, Managen und Behandeln von Ausnahmen beinhaltet. Die Prinzipien des „guten Codemanagements“ (wie Versionierung, Erstellung von Kontrollpunkten und zentrales Management) sind in vCO integriert, weswegen Administratoren, die mit Änderungskontrolle vertraut sind, sich gut mit dem Tool zurechtfinden werden. vCenter Orchestrator bietet eine umfassende Erweiterbarkeit, die Lösung stellt Plug-in-SDKs (Software Development Kits) und Erweiterungen der REST-API bereit. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments ist die aktuelle Version vCOs 5.5.1. Um einen detaillierteren Überblick zu erhalten, empfehlen wir die Lektüre des Datenblatts VMware vCenter Orchestrator, Executing Complex IT Operations Faster and at Lower Cost[17] sowie der Dokumentation zu vCenter Orchestrator.[18]

Puppet Es ist nicht ungewöhnlich, dass ein Oracle-DBA-Team 10 oder mehr Exemplare von Produktionsdatenbanken managen muss. Und je nachdem, über wie viele verschiedene Produktionssysteme ein Unternehmen verfügt, könnte das bedeuten, dass größere Teams auch mehr als 100 Datenbanken managen. Das Management vieler Datenbanken kann sich äußerst komplex gestalten. Und um eine effiziente Ausführung der Geschäftsaufgaben zu ermöglichen, steigt die Notwendigkeit, die Aufgaben zu automatisieren. Puppet ist eine Lösung, die die Automatisierung technischer Aufgaben über viele verschiedene Teams zentralisiert. Puppet wurde entwickelt, um die Community der Systemadministratoren dazu zu bringen, ausgereifte Tools zu entwickeln und miteinander auszutauschen. So sollen mögliche Mehrfachlösungen desselben Problems und die damit verknüpfte Mehrfacharbeit vermieden werden.[19] Systemadministratoren nutzen Puppet, da sich mit diesem Framework die meisten ihrer technischen Aufgaben automatisieren lassen – und das Tool ist erweiterbar. Puppet besitzt eine eigene spezifische Sprache für das Scripting und die gemeinsame Nutzung der Erstellung von Aufgaben.

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Weitere Informationen zu Puppet finden Sie in der Puppet Labs-Dokumentation.

Administratorfreundlichkeit EMC verfügt über drei Oracle-Lösungen, um die Lücken beim Datenbankmanagement auf VMAX- und VNX-Speicherarrays zu schließen. Zwei davon sind kostenlos. In diesem Abschnitt untersuchen wir die kostenlosen Lösungen OEM 12c und OWPA (Oracle Workload Profile Assessment) und behandeln die professionelle Bereitstellung von DBClassify.

OEM 12c-Plug-in für EMC VMAX und VNX Mit unserem OEM 12c-Plug-in möchten wir DBAs einen Einblick in Speicherkonfigurationen und Performancemetriken gewähren und sie in die Lage versetzen, Berichte zu veröffentlichen. Mit dem Plug-in können DBAs bei der Speicheranalyse die AWR-Berichte über die Datenbank zurate ziehen. Dadurch erhalten Sie einen umfassenderen Ansatz, um Performanceprobleme zu lösen und das Wachstum der Datenbank zu planen. Wenn das OEM 12c-Plug-in installiert ist, erhalten DBAs Zugriff auf Details der VMAX- und VNX-Speicherkonfiguration und auf über 50 Performancemetriken. Anschließend kann der DBA nach einigen Untersuchungen enger mit dem Speicheradministrator zusammenarbeiten. Der Hauptunterschied liegt darin, dass der DBA das Problem kennt oder zumindest eine klare Vorstellung davon hat, da das OEM 12c-Plug-in Zugriff auf Speicherinformationen bietet. In der IOUG-Studie Efficiency Isn’t Enough: Data Center Lead the Drive to Innovation wurde die Bedeutung der Zusammenarbeit von DBA und Speicheradministrator erläutert: „Die Befragten stimmen voll und ganz zu, dass es wichtig ist, in ihren Unternehmen die Kommunikation zwischen DBA und Speicheradministrator sowie die Produktivität zu verbessern. 80 % der Datenmanager stimmen zu, dass es in ihren Unternehmen diesbezüglich Verbesserungsbedarf gibt. Mehr als 40 % liegt es sehr am Herzen, sie halten diese Kommunikation für „sehr wichtig“.[8]

Die Förderung einer verstärkten Zusammenarbeit zwischen DBA und Speicheradministrator kann in der Tat dazu führen, dass Performanceprobleme Stunden, Tage oder gar Wochen vorher behandelt werden und damit sog. „Blame Storms“ (Anwenderbeschwerden im großen Umfang) vermieden werden. Außerdem kann der DBA bei der Zusammenarbeit mit dem Oracle-Support oder EMC Support den Supportanalysten viel genauer auf das mögliche Problem hinweisen. So kann beispielsweise auch die Erkenntnis, dass Speicherperformance nicht die Ursache eines Problems ist, erhebliche Zeiteinsparungen mit sich bringen.

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Abbildung 4: Startseite des OEM 12 Plug-ins von EMC für die VMAX

Die folgende Liste enthält einige der Funktionen: • Grafische Anzeige der Speicherkonfiguration für die Datenbank

• Echtzeit- und historische Anzeige der Speicherperformance zur Unterstützung des DBA

Sofortiger Start der Analyse der Speicherperformance

Identifizierung von sich wiederholenden Performancemustern

• Festlegung von Speicherwarnmeldungen, den sogenannten „Schwellenwerten“, zur proaktiven Bewältigung von Performanceproblemen und zur Einhaltung von SLAs

• Unabhängige Durchführung von AWR-Analyse und Speicheranalyse

• Höhere Effizienz bei der Zusammenarbeit mit Speicheradministratoren

• Nutzung der im Plug-in integrierten Berichte oder Erstellung von kundenspezifischen Berichten

• Anstellen von Vergleichen zwischen dem aktuellen Zustand der Speicherkonfiguration und gespeicherten Konfigurationen

• Nutzung von OEM (Verkürzung der Lernkurve)

Die folgenden Links unterstützen Sie bei der Installation und Verwendung des OEM 12c-Plug-ins von EMC: • Laden Sie das Plug-in-Installationshandbuch vom EMC Support herunter.

• Cloud Control-Administratorhandbuch

• Oracle-Website zum Austausch von Erweiterungen zu Oracle Enterprise Manager 12c

• Blogs und Diskussionen der Community „Everything Oracle at EMC“

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Oracle Workload Profile Assessments von EMC – AWR und Statspack Oracle Workload Profile Assessment ist ein Service, den Ihre EMC Vertriebsteams und die Vertriebsteams von Partnern allen EMC Kunden und potenziellen Kunden anbieten. Dabei werden Ihren Ansprechpartnern bei EMC oder bei Partnern AWR- oder Statspack-Berichte über die Datenbank zur Verfügung gestellt. Diese führen die Berichte wiederum über ein Onlineanalysetool aus. Nach der Verarbeitung der Datenbankperformanceberichte erstellt das OWPA-Tool eine ausführliche Microsoft PowerPoint-Präsentation. Mit einer Gruppe von AWR- oder Statspack-Berichten, die sich über mehrere Tage erstrecken, erstellt WPA eine Zeitreihenansicht der Datenbank mit dem Schwerpunkt auf den I/O-Merkmalen der Datenbank. In der Präsentation sind Metriken wie Lese- und Schreib-IOPs, MB/s, Lese- und Schreib-I/O-Größen, Verhältnis von Lese- zu Schreibvorgängen, I/O-Latenz und viele andere enthalten. Kooperation ist ein wichtiger Aspekt bei der Arbeit mit dem Tool, da die Vertriebsmitarbeiter von EMC oder des Partners gemeinsam mit DBA und Speicheradministrator versuchen, die Ergebnisse in gleicher Weise zu interpretieren. Unsere Erfahrung zeigt, dass DBAs vor allem Interesse an der Datenbankanalyse wie Hard Parses und Redo-Log-Switche haben, während Speicheradministratoren sich vor allem für die Analyse der I/O-Latenz sowie von EFD- und XtremCache-Indikatoren interessieren. Das OWPA-Tool kommt jedoch auch zum Einsatz, um eine höherwertige Zusammenarbeit über mehrere Teams zu erzielen. Es handelt sich um einen kostenlosen Service. Wenn Sie mit der Arbeit mit dem Tool beginnen möchten, beachten Sie die folgenden Richtlinien: • Führen Sie eine Gruppe von 48–96 Statespack- oder AWR-Berichten mit einem

30-minütigen oder 1-stündigen Stichprobenintervall aus, in dem Perioden der Spitzenaktivität erfasst werden. Ein kürzeres Stichproblemintervall und mehr Berichte sind ebenfalls in Ordnung.

• Versuchen Sie, für die Berichte Perioden der Spitzenaktivität inklusive primärer Geschäftszeiten mit starker Nutzung und Batchverarbeitungszeiten zu identifizieren.

• Wir stellen Beispielskripte bereit, um Ihnen die Erstellung von AWR-Berichten im Textformat zu erleichtern. (HTML-Berichte werden ebenfalls akzeptiert.)

Zugriff auf einen Link zu einer ZIP-Datei mit den Skripten erhalten Sie über diesen Link: William Gaynors Blogbeitrag zu Oracle Workload Profile Assessments von EMC.

Die Informationen, die OWPA bietet, gehen möglicherweise über das hinaus, was DBAs interessiert: Hard Parses, Redo-Log-Switche, Redo-Log-Schreibvorgänge und Byte pro Sekunde, Host-CPU-Auslastung nach System, Benutzer und I/O-Wartezeit, aktivste Tablespaces über die Zeit und ihre Leseantwortzeiten in Millisekunden, eine Liste nicht I/O-bezogener zeitlich erfasster Ereignisse mit Latenzen und schließlich Transaktionen, Ausführungen und Commits pro Sekunde. Diese Metriken werden ebenfalls über die Zeit abgebildet. Auch über den folgenden Link erhalten Sie Unterstützung bei der Verwendung von Oracle Profile Assessment: • EMC Workload Profile Assessment for Oracle AWR Report / Statspack Gathering

Procedures Instructions.

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Diese Zusammenarbeit bezieht sowohl den DBA als auch den Speicheradministrator ein, da der Schwerpunkt des OWPA-Tools auf der Analyse der Datenbankberichte und der darauf beruhenden Überlegungen zum Speicher liegt. In OWPA gibt es zum Beispiel Abschnitte, die der I/O-Latenzanalyse, EFD- und XtremCache-Indikatoren, den wichtigsten Tablespaces und den wichtigsten zeitlich erfassten Ereignisse für I/O und Nicht-I/O gewidmet sind. Mit einer Gruppe von AWR- oder Statspack-Berichten, die sich über 7 Tage erstrecken, erstellt OWPA eine Zeitreihenansicht der Datenbank.

DBClassify: Eine Professional Services-Option DBClassify ist ein Tool, das im Rahmen eines Serviceangebots bereitgestellt wird, um Datenbank-I/O für Oracle- und SQL Server-Umgebungen zu überwachen. Der Unterschied zu anderen Tools besteht darin, dass DB Classify mit FAST VP integriert ist, um DBAs die Zusammenarbeit mit Speicheradministratoren bei der Festlegung von für Datenbanken optimierten FAST VP-Policies zu ermöglichen. Zwei Arten von Serviceangeboten stehen zur Verfügung: EMC Database Performance Tiering Assessment und EMC Database Performance Tiering Residency. Der primäre Unterschied zwischen dem Assessment- und Residency-Serviceangebot mit DB Classify besteht im Serviceumfang: • Performance Tiering Assessment ist eine umfassende Analyse der

Datenbankperformance von 3 Datenbanken.

• Performance Tiering Residency ist nur durch die Zeit beschränkt (160 Stunden über 4 Wochen oder verteilt über 3 Monate).

Das Tool wird nur mit einem Service bereitgestellt, weil der EMC Resident für Datenbankperformance Seite an Seite mit DBAs und Speicheradministratoren arbeitet, um sein Wissen weiterzugeben und das intelligente Storage Tiering in Produktionsdatenbankumgebungen zu beschleunigen. Nach der Bewertung oder dem Vor-Ort-Service behält der Kunde das Tool DB Classify. Das ist wichtig, da neue Workloads und Änderungen an vorhandenen Workloads der kontinuierlichen Analyse bedürfen, um den maximalen Nutzen aus FAST VP zu ziehen. Von allen bisher behandelten Tools bietet DB Classify das höchste Maß an Datenbank- und Speicherintegration, da es: • die Datenbank analysieren kann, um Empfehlungen zur Erstellung von

Speichergruppen zu generieren

Auf Grundlage dieser Analyse kann der Speicheradministrator auf intelligente Weise die FAST VP-Storage Tiers definieren.

DBA benutzen Storage Tiers für das Datenbanklayout.

• die Oracle-Datenbankperformance bei geringstem Kostenaufwand optimieren kann

• die Beeinflussung von Datenbank-Policies in FAST VP-Umgebungen ermöglicht

Der interessanteste Aspekt bezüglich DB Classify ist die Möglichkeit zur Beeinflussung der FAST VP-Policy Engine. Das bedeutet, dass DBAs mit DB Classify dafür sorgen können, dass bestimmte Tabellen oder Prozesse dem schnellsten Storage Tier zugewiesen werden. Wenn es beispielsweise einen Prozess oder Bericht gibt, der nur selten ausgeführt wird, dessen schnelle Ausführung aber von entscheidender Bedeutung für das Unternehmen ist, kann der DBA die im Bericht verwendeten Datenbanktabellen mithilfe von DB Classify auf den Flash-Tier

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platzieren. Der Bericht wird dann mit einer hohen Geschwindigkeit ausgeführt, da alle unterstützenden Tabellen sich auf dem schnellsten Storage Tier befinden. Diese Funktion könnte einen nachhaltigen Einfluss auf das Unternehmen haben, da es häufig leichter ist, einen Prozess mithilfe von Hardware zu beschleunigen, als den Code vom Entwicklungsteam tunen zu lassen. Um weitere Informationen hierzu zu erhalten, lesen Sie die Übersicht zu „EMC Database Performance Tiering Assessment“ oder wenden Sie sich an Ihren EMC Servicemitarbeiter vor Ort.

Verfügbarkeit Mit EMV VPLEX Metro kann das DBA-Team für den kontinuierlichen Betrieb einer Oracle RAC-Implementierung sorgen, die sich über mehrere Rechenzentren erstreckt. Es stehen verschiedene VPLEX-Konfigurationen zur Verfügung: • EMC VPLEX Local ermöglicht unterbrechungsfreie Datenmobilität über heterogene

Arrays innerhalb eines Rechenzentrums.

• VPLEX Metro mit AccessAnywhere ermöglicht Aktiv-Aktiv-Datenzugriff auf Blockebene an zwei Standorten innerhalb synchroner Entfernung mit einer RTT (Round-trip-time) von bis zu 5 ms.

• VPLEX MetroPoint mit RecoverPoint kann zur Errichtung von kontinuierlichem Schutz an drei Standorten von lokalen und regionalen Events eingesetzt werden. Mit MetroPoint kann Oracle RAC den Ausfall von zwei Standorten verkraften.

• VPLEX Geo stellt asynchrone Verfügbarkeit über heterogene Arrays zwischen zwei Standorten bei einer RTT von mehr als 5 Millisekunden bereit.

Im Rahmen dieser Beschreibung erörtern wir VPLEX Metro mit Extended Oracle RAC. Zur Herstellung von kontinuierlicher Verfügbarkeit können DBA-Teams Oracle RAC zwischen Rechenzentren erweitern. Mit VPLEX können Unternehmen heterogene Speicherarrays im Verbund anordnen, um sämtliche Schreibvorgänge auf beiden Speicherarrays zu spiegeln. VPLEX Metro sorgt für die Einhaltung der Schreibreihenfolge, sodass alle Schreibvorgänge auf allen Oracle RAC-Nodes genauso bestätigt werden wie bei einem einzelnen Speicherarray. VPLEX Metro ist transparent sowohl aus Sicht des DBA als auch aus der Perspektive der Datenbank, weswegen kein zusätzliches Management oder Patching erforderlich bzw. die Komplexität auch nicht in anderer Weise erhöht wird. Extended Oracle RAC mit VPLEX Metro verkraftet Ausfälle wie den Verlust eines HBA-Ports, von Servern, eines Gebäudes oder Standorts, eine Netzwerkunterbrechung usw., was die Lösung zu einer sehr robusten Option für geschäftskritische Anwendungen macht, für die keine ungeplanten Ausfallzeiten auftreten dürfen. Um sich einen technischen Überblick über die Lösung zu verschaffen, empfehlen wir die Lektüre von „Oracle Real Application Clusters (RAC) on Extended Distance Clusters mit EMC VPLEX Metro“.

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Abbildung 5: Extended Oracle RAC mit VPLEX Metro

Die nachfolgenden Richtlinien stammen aus dem zuvor erwähnten White Paper über die Verwendung von Extended Oracle RAC mit VPLEX Metro: • Im Allgemeinen wird für moderate Datenbank-Workloads eine RTT von maximal 3 ms

bevorzugt. Die Lösung für kontinuierliche Verfügbarkeit ist allerdings für eine maximale RTT von 5 ms zertifiziert.

• Verwenden Sie für Datendateien RAID 5, da diese Schutzstufe eine gute Schreibperformance und Ausfallsicherheit bietet und nur 12,5% der Kapazität für Schutz verbraucht.

• Verwenden Sie für Redo-Log-Dateien RAID 1, da diese Schutzstufe die beste Schreibperformance und eine bessere Ausfallsicherheit als RAID 5 bietet. Beachten Sie, dass in diesem White Paper nur externer RAID-Schutz und kein Duplizierungsverfahren verwendet wurde. Duplizierung erhöht das I/O der Stretched Oracle RAC-Konfiguration. Anstelle von Duplizierung sollte ernsthaft externer Schutz in Erwägung gezogen werden. Um die Ausfallsicherheit noch mehr zu erhöhen, bietet RAID 6 Schutz vor dem Ausfall mehrerer Laufwerke und ist eine geeignete Option für Redo-Logs und Archive-Logs.

• Ziehen Sie die Verwendung mehrerer ASM-Datenträgergruppen in Betracht, aber vergewissern Sie sich, dass diese sich alle in derselben Consistency Group befinden, um für die Einhaltung der Schreibreihenfolge zu sorgen. In diesem White Paper wurden beispielsweise die folgenden ASM-Datenträgergruppen verwendet:

Für die Platzierung von temporären Dateien gibt es keine speziellen Richtlinien. Der DBA kann mit +DATA einbeziehen oder zu Monitoringzwecken trennen.

− Es wird empfohlen, eine eigene Datenträgergruppe nur für CRS zu erstellen, Beispiel: +GRID. Dieser Ansatz der Trennung der Clusterware-LUNs von der Datenbank ist nützlich, wenn geplant ist, mithilfe von Speichertechnologien wie Clones oder Snapshots zusätzliche Datenbankkopien zur neuen Verwendung zu erstellen.

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In diesem White Paper wurden die ASM-Datenträgergruppen +DATA, +LOG und +FRA getrennt, damit speicherbasierte Snapshots und Clones verwendet werden können, um Backups aus der Produktionsumgebung auszulagern. Das Cloning der Produktionsumgebung auf einen Backuphost ist von Vorteil, da das I/O aus dem Backupvorgang sich nicht auf das Stretched Oracle RAC-Cluster auswirkt.

• Nativ führt VPLEX keine Netzwerkkomprimierung durch, doch die Komprimierung kann auf einem Netzwerkswitch erfolgen.

• Erstellen Sie ein dediziertes VPLEX-Protokollierungs-Volume für jedes Oracle RAC-Cluster.

Ein dediziertes Protokollierungs-Volume beschleunigt nach einem Ausfall die Resynchronisierung von I/O über die Speicherarrays.

Verwenden Sie für VPLEX-Protokollierungs-Volumes RAID 1.

Konfigurieren Sie für jeweils 16 TB an verteiltem Gerätespeicherplatz mindestens 1 GB (vorzugsweise mehr) an Protokollierungs-Volume-Speicherplatz.

Die Virtualisierung einer Oracle-Einzelinstanz und von RAC erweitert die Ausfallsicherheit der VPLEX Metro-Architektur, da der DBA hohe Verfügbarkeit im Verbund („Federated HA“) verwenden kann. Bei einem Server- oder Standortausfall werden die Oracle-Einzelinstanz-Datenbanken und RAC-Nodes, die VMware HA nutzen, automatisch im noch funktionierenden Rechenzentrum neu gestartet. Stretched Oracle RAC wird zwar weiterhin ausgeführt, die ausgefallenen Nodes werden allerdings am noch funktionierenden Standort neu gestartet, um die Performanceeinbußen zu minimieren. Nach der Recovery des Servers oder Standorts können die virtualisierten Datenbanken und RAC-Nodes unterbrechungsfrei per vMotion auf die ursprüngliche Hardware und an den ursprünglichen Standort zurückverlagert werden. Eine detaillierte Übersicht über das Hinzufügen von Ausfallsicherheit und Automatisierung zu einer Oracle VPLEX Metro-Architektur finden Sie im White Paper „Using VPLEX Metro with VMware High Availability and Fault Tolerance for Ultimate Availability“.

Community „Everything Oracle at EMC“ Die Community Everything Oracle at EMC (EO@EMC) ist ein Ort, an dem sich Oracle-Experten treffen, um miteinander zu sprechen, zusammenzuarbeiten, Blogs zu schreiben und Ideen auszutauschen. Interessanterweise wurden viele der in diesem White Paper behandelten Best Practices auf Grundlage von Kundendiskussionen und Blogs in der Community EO@EMC ausgewählt. Die Mitgliedschaft in der Community ist kostenlos und auf folgende Weise ganz einfach zu erhalten: Starting with the ECN: Register for an Account. Indem Sie Mitglied werden, können Sie von vielen Vorteilen profitieren. Sie können beispielsweise an Diskussionen teilnehmen und Fragen stellen und wenn Sie durch eine hohe Beteiligung auffallen, erhalten Sie unter Umständen eine Einladung zur Teilnahme am EMC Elect Team. Das EMC Elect Team ist eine Gruppe von Personen, die sich in der Community engagieren und an der Arbeit an EMC Lösungen interessiert sind und die eine Führungsrolle einnehmen, indem sie die Teilnahme anderer an Communitys fördern. In der Oracle-Community finden Sie alle Proven Solutions, White Papers und Referenzarchitekturen, die EMC in den letzten drei Jahren für Oracle entwickelt hat. Der Autor dieses White Papers sowie andere Autoren, Techniker und DBAs sind Mitglied der Community. Durch Ihre Teilnahme an der Community kommen Sie in Kontakt mit einer Vielzahl von

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Datenbank-, Virtualisierungs- und Speicherexperten, deren gemeinsame Leidenschaft Technologie ist. Durch eine einmalige Registrierung erhalten Sie außerdem Zugriff auf die anderen Communitys wie: Microsoft, SAP, VMware und Isilon. Wir hoffen, Sie werden Mitglied der Oracle-Community, teilen uns Ihr Feedback über diesen Artikel mit und begeistern andere für die Nutzung von EMC Lösungen für Oracle.

Fazit In diesem White Paper werden einige der Best Practices und Bereitstellungsrichtlinien für Oracle-Datenbanken mit VMware-Virtualisierung und EMC Proven Solutions beschrieben. EMC, VMware und unsere Partner möchten, dass Ihre Reise zur Virtualisierung von Oracle von Erfolg gekrönt wird und auf dem Fundament von bewährten Vorgehensweisen aufbaut, die Ihnen eine größere Agilität, Flexibilität, Ausfallsicherheit und Performance bieten. Nach der Virtualisierung Ihrer geschäftskritischen Anwendungen könnte der nächste Schritt ITaaS sein. Oracle-DBAs und andere Anwendungseigentümer haben ein starkes Interesse an ITaaS und an einer umfassenderen Automatisierung, die Provisioning- und Routineaufgaben abdeckt. Um auf den Aufbau von DBaaS hinzuwirken, müssen alle Best Practices miteinander kombiniert werden: Virtualisierung, Datenbanken, Speicher und mehr. Die Konsolidierung von Best Practices kann zur Standardisierung und letzten Endes zum Selfservice-Provisioning führen. Die Grundlage ist die Automatisierung der Anwendung Ihrer Best Practices für die Bereitstellung von Datenbanken und Anwendungen.

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Quellennachweise [1] „Production Oracle Databases reaches 55% and is Growing Fast“ von David Floyer, veröffentlicht am 17. September 2013

[2] Using EMC Symmetrix Storage in VMware vSphere Environments, Version 9.0

[3] ESG Lab Validation-Bericht „Automated Path Optimization for VMware Virtual Environment“, veröffentlicht im April 2012. Verweis auf Abbildung 6: Performance Comparison, IOPS-intensive Workload

[4] „EMC VNX Scaling Performance for Oracle 12c RAC on VMware vSphere 5.5“, veröffentlicht im Dezember 2013

[5] Artikel 1034165 der VMware-KB „Disabling simultaneous write protection provided by VMFS using the multi-writer flag“, aktualisiert am 9. April 2014

[6] „vSphere Storage, ESXi, vCenter Server 5.5“, veröffentlicht 2013 von VMware

[7] Benutzerdiskussion über VMware vSphere-Speicher unter dem Titel „pRDM vs vRDM virtual / physical interchangeability“, URL: https://communities.vmware.com/message/1887889, letzte Aktualisierung am 3. Januar 2012

[8] „Efficiency Isn’t Enough: Data Center Lead the Drive To Innovation“ IOUG-Umfrage 2014 zur Strategie bei IT-Ressourcen von Joseph McKendrick, Research Analyst, erstellt von Unisphere Research, einer Abteilung von Information Today, Inc.

[9] EMC Technische Hinweise „FAST VP for EMC Symmetrix VMAX Theory and Best Practices for Planning and Performance“ Version A07. veröffentlicht im April 2014

[10] EMC Technische Hinweise „FAST Cache and FAST VP for VNX OE for Block“ Versionshinweise, Version 01, veröffentlicht am 16. August 2013

[11] „VMAX Performance: Best Practices für Configuring Symmetrix“ von John Adams von EMC World 2013. URL: https://www.brainshark.com/emcworld/vu?pi=zGtzNuUPBzB8sLz0

[12] „EMC VNX FAST VP: VNX5400, VNX5600, VNX5800, VNX7600 and VNX8000 A Detailed Review“ veröffentlicht im August 2013

[13] „EMC VNX FAST Cache: VNX5400, VNX5600, VNX5800, VNX7600 and VNX8000 A Detailed Review“ veröffentlicht im Oktober 2013

[14] „EMC VNX Unified Best Practices für Performance, Applied Best Practices Guide“ EMC Enterprise and Mid-Range Systems Division, veröffentlicht im März 2014

[15] „Virtualization of Oracle Evolves to Best Practice for Production Systems“, von Wikibon-Autor David Floyer, letzte Aktualisierung am 2. Mai 2013. URL: http://wikibon.org/wiki/v/Virtualization_of_Oracle_Evolves_to_Best_Practice_for_Production_Systems

[16] „Cloning Oracle E-Business Suite with Rapid Clone“ Version 12.2, Artikelnummer E22953-10. URL: http://docs.oracle.com/cd/E26401_01/doc.122/e22953/T174296T601748.htm

[17] „VMware vCenter Orchestrator, Executing Complex IT Operations Faster and at Lower Cost“. veröffentlicht im July 2013. URL: https://www.vmware.com/files/pdf/products/vCenter/VMware-vCenter-Orchestrator-Datasheet.pdf

[18] VMware vCenter Orchestrator Documentation URL: https://www.vmware.com/support/pubs/orchestrator_pubs.html

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[19] „Puppet Labs, Puppet documentation“, erstellt im Juli 2013. URL: http://downloads.puppetlabs.com/docs/puppetmanual.pdf

[20] „Performance Best Practices for VMware vSphere 5.5“ veröffentlicht am 19. September

2013

[21] „Microsoft SQL Server Best Practices and Design Guidelines for EMC Storage“, veröffentlicht im Oktober 2013

[22] „Oracle Real Application Clusters (RAC) on Extended Distance Clusters with EMC VPLEX Metro“, veröffentlicht im September 2011

Sonstige Quellennachweise • Using EMC Symmetrix Storage in VMware vSphere Environments, Version 9.0, URL:

http://germany.emc.com/collateral/hardware/solution-overview/h2529-vmware-esx-svr-w-symmetrix-wp-ldv.pdf

• Using EMC VNX Storage with VMware vSphere Environments, Version 3.0, URL: http://germany.emc.com/collateral/hardware/technical-documentation/h8229-vnx-vmware-tb.pdf

Danksagung

Der Autor, Sam Lucido, möchte Jason Kotsaftis für den Vorschlag zu diesem White Paper und seine Betreuung während der Entstehung danken. Mit Jasons Vision und Unterstützung verwandelte sich die Idee in ein White Paper, von dem wir hoffen, dass es unseren Kunden Mehrwert einbringt. Manchmal reichen zwei Hände nicht aus und jemanden um Hilfe bitten zu können, kann einen großen Unterschied ausmachen. George O’Toole war stets hilfsbereit und ohne seine Unterstützung wäre die Verfassung dieses White Papers wohl mehrere Male ins Stocken geraten. Jeff Browning gehört zu den Vordenkern in Sachen Virtualisierung von Oracle-Datenbanken und durch seine Insights gelangten viele der Themen in den Artikel.

Schließlich war die Anzahl der Mitwirkenden und Korrekturleser dieses White Papers fantastisch und ihr Feedback erhöhte die Qualität des Aufsatzes. Meiner Ansicht nach bietet EMC wegen seines Teamworks ein tolles Arbeitsklima. Mein Dank geht an ein besonderes Team von Mitwirkenden und Korrekturlesern, das aus der Verfassung dieses White Papers einen unterhaltsamen und fesselnden Prozess machte.