1. Bao Cao an Toan CSDL

5/17/2018 1. Bao Cao an Toan CSDL - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/1-bao-cao-an-toan-csdl 1/27

Mục lục

Mục lục ..............................................................................................................................1

Danh mục từ viết tắt .........................................................................................................3

Danh mục hình vẽ .............................................................................................................3

Lời nói đầu ........................................................................................................................4

Chương I : Giới thiệu Grid Computing - Tính toán lưới ..............................................5

1.1. Tính toán lưới là gì? .....................................................................................................5

1.2. Tại sao lại phát triển tính toán lưới ? ...........................................................................6

1.3. So sánh tính toàn lưới với một số mô hình tính toán khác ...........................................7

Chương II : Tính toán lưới với Oracle 10g .....................................................................8

2.1. RAC (Real Application Clusters) ................................................................................8

2.2. Kiến trúc RAC ...........................................................................................................10

2.3. Database file trong RAC ............................................................................................13

2.4. Tính nhất quán trong RAC .........................................................................................15

2.5. Quản lý các nguồn tài nguyên ....................................................................................16

2.6. Quản lý khóa .............................................................................................................. 18

2.7. Quản lý lưu trữ ........................................................................................................... 192.7.1. Đĩa .......................................................................................................................19

2.7.2. RAID ...................................................................................................................20

2.7.3. Sự hoạt động của dữ liệu .....................................................................................21

2.7.5. Tùy chọn lưu trữ cho RAC ..................................................................................23

2.7.6 Quản lý lưu trữ tự động (ASM – Automatic Storage Management) ....................23

2.8. Phục hồi (Recovery) ..................................................................................................24

2.8.1 Khôi phục cache ...................................................................................................242.8.2 Phục hồi giao dịch ................................................................................................25

2.8.3 Phục hồi khối trực tuyến ......................................................................................25

Kết luận ...........................................................................................................................26

Tài liệu tham khảo ..........................................................................................................27

1



2



Danh mục từ viết tắt

Từ viết tắt Phiên âm tiếng anh Phiên âm tiếng việt

CNTT Công nghệ thông tin

CSDL Database Cơ sở dữ liệu

GC Grid Control Trình điều khiển lưới

RAC Real Application Cluster

WWW World Wide Web

RDBMS Relational Database Management System

TCP Transmission Control Protocol

Danh mục hình vẽ

3



Lời nói đầu

Oracle database là một hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ của Oracle, được tích hợpđể cho phép quản lý thông tin một cách toàn diện. Hiện nay, Oracle database là một trongnhững cơ sở dữ liệu mạnh nhất được sử dụng nhiều trong các ngân hàng, doanh nghiệp, tổchức lớn. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin ngày càng có nhiều công nghệmới ra đời, trong đó phải kể đến điện toán lưới. Việc kết hợp Oracle với điện toán lưới mở ra một hướng đi mới về dữ liệu trên điện toán lưới. Các phiên bản hệ quản trị cơ sở dữ liệucủa Oracle như Oracle 10g, Oracle 11g được xây dựng để tích hợp với điện toán lưới.

Dưới đây là nội dung tìm hiểu của chúng em với đề tài “Tính toán lưới với Oracle10g” . Với những nội dung chính sau:

Chương 1: Giới thiệu về Grid Computing – Tính toán lưới

Chương 2: Tính toán lưới trên Oracle 10g

Vì thời gian có hạn nên trong quá trình thực hiện đề tài còn nhiều thiếu sót, chúngem rất mong nhận được sự góp ý của cô để hoàn thiện hơn đề tài này.

4



Chương I : Giới thiệu Grid Computing - Tính toán lưới

1.1. Tính toán lưới là gì?Tính toán phân nhánh là một nhánh nghiên cứu quan trọng trong tính toán hiệu

năng cao (High Performance Computing). Năng lực xử lý của các máy tính ngày càng tăng,kết hợp với sự ra đời của các hạ tầng mạng tốc độ cao đã thúc đẩy sự phát triển của các hệthống xử lý phân tán. Mặt khác, nhu cầu tính toán của con người ngày càng cao, yêu cầuthời gian thực thi các ứng dụng phải được rút ngắn, do đó, hiện nay có rất nhiều nghiêncứu tập chung vào lĩnh vực xử lý phân tán.

Khái niệm tính toán lưới được đưa ra lần đầu vào thập niên 90 với nghĩa ẩn dụ làlàm cho việc sử dụng máy tính dễ dàng như việc sử dụng điện năng. Dưới đây là định

nghĩa về Grid được đưa ra bởi tiến sỹ Ian Foster – người đầu tiên đưa ra định nghĩa về điệntoán lưới:

“Grid là một loại hệ thống song song, phân tán cho phép chia sẻ, lựa chọn, kết hợpcác tài nguyên phân tán theo địa lý, thuộc nhiều tổ chức khác nhau dựa trên tinh thần sẵn sàng, khả năng, chi phí của chúng và yêu cầu về chất lượng dịch vụ (QoS) của người dùng để giải quyết các bài toán, ứng dụng có quy mô lớn trong khoa học, kỹ thuật và thương mại. Từ đó hình thành nên các ” tổ chức ảo” (Virtual Organization(VO)), các liên minhtạm thời giữa các tổ chức và tập đoàn, liên kết với nhau để chia sẻ tài nguyên và/hoặc kỹ năng nhằm đáp ứng tốt hơn các cơ hội kinh doanh hoặc các dự án có nhu cầu lớn về tínhtoán và dữ liệu, toàn bộ việc liên minh này dựa trên mạng máy tính”.

Grid computing là một trong những công nghệ mới trong lĩnh vực tính toán phântán. Grid computing là đề tài được tập chung nghiên cứu bởi nhiều tổ chức cũng như cáctập đoàn lớn về công nghệ thông tin như IBM, Oracle, Sun MicroSystems,….và trong cáctrường, viện nghiên cứu.

Tính toán lưới ra đời giúp việc phối hợp hoạt động của các hệ thống tính toán nằm phân tán nhau về mặt địa lý trở nên dễ dàng hơn. So với công nghệ ra đời trước là máy tínhcụm (Cluster computing), công nghệ tính toán lưới có phạm vi phân tán và hoạt động rộnghơn. Mỗi một cluster có thể trở thành một phần tính toán trong hệ thống lưới. Công nghệlưới không đòi hỏi các thành phần có sự tương đồng với nhau về cấu trúc, năng lực xử lý.Có thể xem môi trường lưới là một tập hợp rất nhiều các tài nguyên tính toán và có cấutrúc không đồng nhất. Sử dụng công nghệ tính toán chúng ta có thể xây dựng một hệ thống bao gồm hàng trăm, hàng triệu bộ xử lý.

Dưới đây là những đặc điểm quan trọng của một hệ thống lưới mà Ian Foster đưara:

- Hệ thống lưới không bị ràng buộc bởi một cơ chế quản lý tập chung mà là sự phối hợp các tài nguyên phân tán. Các tài nguyên vẫn là tài sản riêng của các

5



tổ chức khác nhau, có những chính sách hoạt động, bảo mật độc lập riêngcủa từng tổ chức quy định.

- Hệ thống lưới phải sử dụng các giao thức mở, chuẩn hóa: do các tài nguyênđộc lập và thuộc quản lý của nhiều tổ chức nên các giao tiếp giữu chúng phải

tuân theo quy tắc chung và được chuẩn hóa. Điều này đòi hỏi quá trìnhnghiên cứu về công nghệ lưới phải có sự tham gia, phối hợp của nhiều tổchức.

- Hệ thống lưới phải chú trọng, quan tâm đến chất lượng dịch vụ: một hệthống lưới đúng nghĩa phải bảo đảm thời gian thực thi ứng dụng nhanhchóng, khả năng sẵn sàng phục vụ và khả năng chịu lỗi cao. Vì môi trườnglưới sẽ là môi trường thực thi các ứng dụng rất lớn nên điều này là một đòihỏi quan trọng.

1.2. Tại sao lại phát triển tính toán lưới ?

Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đã tạo ra những sản phẩm mang tính đột phá trong công nghệ sản xuất phần cứng giúp tạo ra các hệ thống máy tính ngày càngmạnh. Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng khiến khả năng kết nối những hệthống máy tính với nhau cũng dễ dàng hơn.

Các tổ chức, doanh nghiệp có cơ sở hạ tầng CNTT nằm rải rác khắp nơi. Phần cứngvà phần mềm trong hệ thống của tổ chức hoặc được sử dụng đúng mức hoặc không đúngmức gây ra thiếu hoặc thừa tài nguyên. Điều này ảnh hưởng rất nhiều đến hoạt động của tổchức, doanh nghiệp. Khi nhu cầu sử dụng tài nguyên của các tổ chức, doanh nghiệp khôngcao sẽ dẫn đến lãng phí tiền của, ngược lại khi nhu cầu của họ cao mà các tài nguyên nàykhông đáp ứng đủ sẽ làm cho công việc của họ bị ngưng trệ. Trong rất nhiều tổ chức (các

trường đại học, viện nghiên cứu…) hệ thống máy tính được vận hành hết khả năng. Hầuhết các máy tính để bàn chỉ được khai thác khoảng 30% khả năng hoạt động, ngay cả cácmáy chủ cũng có rất nhiều thời gian rảnh rỗi. Việc kết nối các tài nguyên rảnh rỗi sẽ manglại nguồn lợi lớn, tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành. Một ví dụ nổi bật khi kết nối cácmáy tính nhàn rỗi lại là Search for Extra-Terrestrial Intelligence At Home (SETI@home),đây là một dự án tính toán khai thác sức mạnh sử lý của 5.000.000 máy tính nhàn rỗi, cácmáy tính này được kết nối Internet với nhau để phân tích dữ liệu tín hiệu từ kính viễn vọngvô tuyến để tìm sự sống ngoài trái đất.

Nhu cầu phối hợp, chia sẻ kết quả công việc: con người đang phải giải quyết cácvấn đề ngày càng phức tạp. Nếu mỗi tổ chức đều muốn riêng lẻ thực thi những nghiên cứu

của mình, chi phí đầu tư cho những thiết bị chuyên dụng có thể sẽ rất đắt. Tính toán lướicho phép tận dụng tài nguyên chuyên biệt của nhiều tổ chức như: thiết bị đo đạc nhiệt độ,hướng gió, ….với các tài nguyên tính toán mạnh mẽ của các viện nghiên cứu, doanhnghiệp. Điều này sẽ giúp các tổ chức giảm được chi phí đầu tư và khả năng chia sẻ kết quảnghiên cứu của các tổ chức với nhau.

Những người dùng thông thường trước đây hầu như không có cơ hội tiếp xúc vớinhững hệ thống siêu máy tính vì chí phí quá cao. Với sự ra đời của hệ thống lưới, khả năng

6



tiếp cận với các hệ thống này trở nên khả thi hơn rất nhiều. Sự ra đời của tính toán lưới đãgiúp con người có trong tay những công cụ và phương pháp làm việc mới, hiện đại hơn phục vụ cho nhu cầu ngày càng cao của mình.

1.3. So sánh tính toàn lưới với một số mô hình tính toán khác

a. World Wide Web (Web computing): WWW hiện nay đang phát triển rất mạnhmẽ và được sử dụng rộng khắp. Sử dụng các chuẩn mở và các giao thức mở (TCP, HTML,XML, SOAP). WWW có thể được sử dụng để xây dựng các tổ chức ảo, tuy nhiên nó thiếumột số đặc tính quan trọng như các cơ chế chứng thực một lần, ủy nhiệm, các cơ chế phốihợp sự kiện….

b. Các hệ thống tính toán phân tán (Distributed computing systems): một số côngnghệ tính toán phân tán hiện tại như CORBA, J2EE và DCOM rất thích hợp cho các ứngdụng phân tán, tuy nhiên chúng không cung cấp một nền tảng phù hợp cho việc chia sẻ tàinguyên giữa các thành viên trong tổ chức ảo. Công nghệ này khó khăn trong việc khai tháctài nguyên, đảm bảo an ninh và xây dựng động các tổ chức ảo. Thêm nữa việc tương tác

giữa các công nghệ này cũng gặp phải khó khăn. Tuy nhiên cũng đã có một số nghiên cứunhằm mở rộng những công nghệ này cho môi trường lưới, ví dụ như Java JINI.

c. Các hệ thống tính toán ngang hàng (Peer – to –peer Computing System): tínhtoán ngang hàng cũng là một lĩnh vực của tính toán phân tán. Những đặc điểm khác biệtchính giữa tính toán ngang hàng và tính toán lưới là:

- Tính toán lưới có cộng đồng người sử dụng có thể nhỏ hơn tuy nhiên tậpchung nhiều vào các ứng dụng và có yêu cầu cao hơn về an ninh cũng như tínhtoàn vẹn của ứng dụng. Trong khi các ứng dụng và có yêu cầu cao hơn về anninh cũng như tính toàn vẹn của ứng dụng. Trong khi đó các hệ thống mạng

ngang hàng có thể có số người sử dụng rất lớn bao gồm cả các người dùng đơnlẻ và các tổ chức tuy nhiên không đòi hỏi cao về an ninh và mô hình chia sẻ tàinguyên cũng đơn giản hơn.

- Môi trường lưới liên kết các nguồn tài nguyên mạnh hơn, đa dạng hơn vàchặt chẽ hơn.

d. Tính toán phân cụm: Tính toán lưới thường bị nhầm lẫn với tính toán phân cụm.Tuy nhiên sự khác biệt chính giữa hai kiểu tính toán này là: cụm tính toán là một tập hợpcác nút tính toán tập chung trên một khu vực địa lý nhất định, trong khi một lưới bao gồmnhiều cụm tính toán và những loại tài nguyên khác nhau (như mạng, thiết bị lưu trữ….).

7



Chương II : Tính toán lưới với Oracle 10g

Oracle 10g cung cấp cho cơ sở hạ tầng phần mềm các thuộc tính sẵn có trước đây

và bổ xung thêm các giải pháp cho tính toán lưới. Cơ sở hạ tầng phần mềm bao gồm batầng chính là:

- Oracle Database Clustering: tính năng nhóm các CSDL Oracle 10g lại vớinhau được sử dụng thông qua Real Application Cluster (RAC). RAC là mộtthành phần giúp hai (hay nhiều) CSDL Oracle vật lý có thể chia sẻ dữ liệu vớinhau.

- Oracle Application Server: là hệ thống máy chủ ứng dụng dùng cho tínhtoán lưới, có hỗ trợ đầy đủ các tính năng cho J2EE và tính toán lưới. Các phầnmềm hệ thống cổng giao dịch dành cho doanh nghiệp được tích hợp sẵn, tốc độsử lý giao dịch cao, tìm kiếm thông tin doanh nghiệp….

- Enterprise Manager Grid Control: cung cấp giải pháp quản lý các lớp khácnhau trong hệ thống của doanh nghiệp (ví dụ: giao diện quản trị Web, máy chủứng dụng, máy chủ CSDL, và hệ thống lưu trữ). Grid Control (GC) cung cấpmột cách quản lý được đơn giản hóa để tập chung quản lý các nguồn lực củadoanh nghiệp và phân tích hiệu suất của một hệ thống lưới. Quản trị viên có thểquản lý môi trường lưới thông qua giao diện web.

Để hiểu rõ hơn về hệ thống lưới trên Oracle 10g ta sẽ đi tìm hiểu xem RAC là gì,kiến trúc của nó, cũng như cách quản lý các cơ sở hạ tầng của nó như thế nào.

2.1. RAC (Real Application Clusters)

RAC được xem như là phần mở rộng của cấu hình single-instance. Đúng vậy vìRAC là một thành phần của Oracle. Tuy nhiên, có một vài sự khác biệt nhỏ giữa quản lýcác thành phần này là: quá trình xử lý nền, thêm file, và chia sẻ tài nguyên giữa các thành phần, mà không quan tâm tới các lớp thành phần được thêm vào tại mức HĐH để hỗ trợ môi trường phần cứng. Tất cả các thành phần được thêm vào hệ thống RAC tạo nên sựkhác biệt so với single-instance. Điểm khác biệt thực chất giữa một CSDL và một thành phần cũng được chú ý trong RAC. Trong khi sự khác biệt này đã tồn tại trong cấu hìnhsingle-instance, nó hiếm khi được chú ý vì một CSDL và một thành phần không được phân biệt nhau như trong RAC.

RAC hỗ trợ tất cả các tính năng chuẩn của Oracle, như xác nhận nhanh, thích hợpvới nhóm, và ghi chậm. Nó cũng hỗ trợ chuẩn hóa mức thấp thông qua các thành phần.Việc chặn có thể bị chia sẻ bởi các đa giao dịch, truy cập vào dữ liệu từ bất kỳ thành phầnnào tham gia vào cấu hình nhóm.

Dưới đây là các đặc trưng của RAC so với hệ thống Single-instance:

- Các thành phần của Oracle chạy trên các nút.

8



- Các thành phần chia sẻ một CSDL đơn.

- Tất cả thành phần có dữ liệu và kiểm soát.

- Mỗi thành phần có một file log độc lập và phân khúc.

- Tất cả các thành phần có thể thực thi giao dịch đồng thởi trên CSDLđơn.

- Các thành phần tham gia vào cấu hình nhóm truyền thông thông quakết nối nhóm sử dung bộ nhớ đệm.

- Bộ đệm Oracle đồng bộ giữa các thành phần thông qua kết nối.

Hình 1: Một hệ thống RAC

RAC cung cấp bổ xung các lợi ích về hiệu suất qua việc cho phép các tính năngsau :

- Bộ đệm hợp nhất: là một công nghệ cho phép các yêu cầu chặn đặc biệt thỏamãn thông qua kết nối nhóm.

- Trình tự phát: Tất cả các chủ thể, gồm STT trong chia sẻ CSDL là có thể

truy cập từ một hoặc nhiều thành phần.- SCN (System Change Number): SCN thực hiện trên một thành phần, đượctruyền thông thông qua kết nối nhóm tới các thành phần khác, cung cấp mộtcái nhìn về trạng thái giao dịch.

- Failover: Một cấu hình cluster chứa hai hoặc nhiều hơn các nút tham gia vàocấu hình. Trong một CSDL nhóm, kiểu cấu hình này cung cấp dự phòng ứngdụng bằng cách cho phép tái kết nối tới CSDL sử dụng một thành phần cònhoạt động khác trong trường hợp kết nối tới thành phần lúc đầu bị lỗi.

9



- Quản lý phân phối công việc: Bằng việc phân phối công việc thông qua cácthành phần khác nhau, dựa trên các chức năng của ứng dụng và yêu cầu tàinguyên hệ thống.

- Khả năng mở rộng: Bằng việc cho phép thành viên của nhóm có thể bỏ hoặcgia nhập nhóm, RAC cung cấp khả năng mở rộng. Nó cho phép thêm các cấu

hình dựa vào việc gia tăng công việc của người dùng.- Cân bằng tải: Một nhóm CSDL có chứa hai hoặc nhiều hơn các thành phần

giúp cân bằng tải, cho phép cân bằng tài nguyên trên các thành phần củanhóm. Cân băng tải cũng giúp tăng khả năng mở rộng mạng.

2.2. Kiến trúc RAC

Là 1 tính năng mới trong Oracle 10g, RAC cung cấp 1 nhóm giao diện chuẩn trêntất cả các nền tảng:

Kiến trúc của Oracle Clusterware: Bên cạnh các thành phần khác nhau tạo nênnhóm và hạ tầng phần cứng trong môi trường RAC, các nút có các thông tin và được đồng

nhất thông qua một thành phần nhân được gọi là quản lý nhóm. Quản lý nhóm luôn sẵnsàng bởi các máy hỗ trợ 1 giải pháp phần cứng. Oracle Clusterware là thành phần chínhcủa trong cấu hình và cài đặt của RAC. Ngoài ra Oracle Clusterware còn có thể kết hợp vớimột clusterware của một bên thứ 3. Khi bên thứ 3 này được tích hợp, Oracle Clusterwaresẽ tích hợp nó để cung cấp một điểm duy nhất cho nhóm.

Oracle Clusterware Registry (OCR): OCR là một nhóm registry được sử dụng đểduy trì các tài nguyên ứng dụng và luôn sẵn sàng trong mô trường RAC. Registry là cácfile được tạo trong hệ thống con chia sẻ lưu trữ trong quá trình cài đặt Oracle Clusterware.OCR chứa thông tin của các nhóm RAC, được duy trì và cập nhật bởi các ứng dụng client.OCR cũng duy trì nguồn ứng dụng được định nghĩa trong Oracle Clusterware, đặc biệt làCSDL, thành phần, dịch vụ, và thông tin nút ứng dụng. Oracle Clusterware đọc file ocr.loc(tại thư mục /etc/ trong Linux hay trong Registry của Window), nó nằm trên registry và xácđịnh nguồn ứng dụng nào cần khởi động lại và nút nào sẽ khởi động lại nó. Oracle sử dụngkiến trúc chia sẻ bộ nhớ đệm trong tiến trình quản lý nhóm để tối ưu hóa các truy vấn. Mỗinút duy trì bản copy của OCR trong bộ nhớ. Oracle Clusterware sử dụng tiến trình xử lý cơ bản để truy nhập bộ nhớ đệm OCR. Như mô tả trong hình 2, chỉ một tiến trình OCR trongnhóm thực hiện việc đọc/ghi đĩa. Sau khi các thông tin mới được đọc bởi tiến trình OCR,nó sẽ refresh bộ nhớ đệm OCR nội bộ và bộ nhớ đệm OCR trên các nút khác của nhóm. Vìcác bộ nhớ OCR được kết nối với nhau thông qua các nút trong nhóm, các máy OCR clienttruyền thông trực tiếp với tiến trình OCR nội bộ trong các nút để thu về các thông tin cần

thiết. Trong khi đọc các thông tin từ registry được tổ chức thông qua các tiến trình chínhtrên nhóm, bất kỳ việc ghi (cập nhật) lên đĩa/registry sẽ không được tập trung.

10



Hình 2: Kiến trúc ORC.

Tiến trình ORC trên nút ORADB2 làm việc như một trình chủ, và lấy thông tin từkho và cập nhật tiến trình bộ nhớ đệm OCR trên tất cả các nút của nhóm. Trong hình 2, các

client xử lý như: EM Agent, tiện ích srcvtl và OUI, được gắn vào tiến trình OCR, thực hiệncập nhật file OCR chứa thông tin liên quan đến tất cả các tầng của nhóm CSDL. Bóc táchfile OCR này sẽ thấy các tham số khác nhau được lưu trữ, vd tên-giá trị dùng và duy trì tạimột kiến trúc có mức độ khác nhau. Mỗi 1 tầng được quản lý và quản trị bởi tiến trìnhdaemon: với đặc quyền thích hợp. Ví dụ, tất cả các mức tài nguyên SYSTEM hoặc ứngdụng sẽ đòi hỏi root hoặc superuser , đặc quyền để khởi động, dừng và thực thi tài nguyêntại mức này. Tuy nhiên những cái trên tại mức DATABASE sẽ đòi hỏi đặc quyền dba đểthực thi.

• Cluster Synchronization Service (CSS): CSS là thành phần con của OracleClusterware. Nó duy trì các thành viên trong nhóm thông qua 1 file đặc biệt

được gọi là voting disk , đây cũng là một hệ thống lưu trữ chia sẻ có thể thấy tạitất cả các nút tham gia vào nhóm. CSS voting disk được cấu hình trong quá trìnhcài đặt Oracle Clusterware. Đây là tiến trình xử lý đầu tiên được khởi động trongOracle Clusterware.

• Oracle Clusterware Stack: Tại mức này, việc xử lý chính của OracleClusterware là cung cấp 1 giao diện chuẩn nhóm trên tất cả các nền tảng và thể

11



hiện mức sẵn sàng cao trên mỗi nút của cluster. Hình dưới mô tả các xử lý khácnhau đã tạo nên Oracle Clusterware Stack.

• Kết nối Cluster: Như từ “kết nối”, kết nối nhóm thực hiện kết nối tất cả các máytính lại với nhau. Điểm khác biệt của mỗi mạng này là một mạng thông thường

giữa các máy tính được sử dụng cho user truy cập, truy cập công cộng, do đó cótên mạng công cộng. Kết nối, theo nghĩa khác, là chỉ được sử dụng bới 2 máytính để truyền thông với nhau, nó không sẵn sàng cho truy cập công cộng, ítnhất là một cách trực tiếp. Do đó nó được gọi là mạng riêng. Kết nối cluster làmột băng thông cao, độ trễ truyền thông được kết nối từ nút này tới nút kháctrong nhóm và định tuyến thông báo giữa các nút. Một số kiểu kết nối truyềnthống như Giagabit Ethernet và một kiểu đang dần phổ biến hiện nay làInfiniband.

o Giagabit Ethernet được phát triển từ chuẩn 10Mbps Ethernet, 10 BASE-Tvà chuẩn 100 Mbps Fast Ethernet, 100 BASE-TX và 100 BASE-FX.

IEEE và 10 Gigabit Ethernet Alliance hỗ trợ phát triển 10 GigabitEthernet. Ưu điểm của sử dụng Gigabit Ethernet so với các loại trước :

Giga Ethernet nhanh gấp 100 lần10Mbps Ethernet và gấp 10 lần so với 100Mbps FastEthernet.

Tăng tốc độ băng thông và loại bỏ tình trạng cổ chai.

Hiệu suất gấp đôi, cho phép hỗtrợ ảo.

Nó có khả năng tương thích càiđặt dựa trên Ethernet và Fast Ethernet

Lượng dữ liệu lớn có thể đượctrên trên mạng

Oracle hỗ trợ và khuyên dùng UDP trên môi trường *NIX và TCPtrên môi trường Window như là lớp truyền thông trên các kết nối. UDPđược đinh nghĩa để tạo một datagram sẵn sàng truyền thông giữa các máytính trong môi trường kết nối mạng máy tính. Giao thức này giả định rằngIP là giao thức ở dưới được sử dụng. TCP thiết lập luật cùng việc sửdụng IP để gửi dữ liệu theo một chuẩn thông báo giữa các máy tính trên

Internet. Trong khi IP giải quyết các vấn đề dữ liệu, TCP giữ đơn vị cánhân của đơn vị (call packet).

o Infiniband Teachnology: Do nhu cầu của Internet và tính toán phâncụm là thách thức khả năng mở rộng, độ tin cậy, tính sẵn sàng và hiệusuất của server. Kiến trúc Infiniband đại diện cho bước tiến mới tới côngnghệ vào/ra và dựa trên việc sưu tầm các nghiên cứu, hiểu biết, kinhnghiệm của các nhà lãnh đạo sản xuất máy tính. Infiniband liên kết

12



chuyên dữ liệu với tốc độ 2.5 Gbps, sử dụng cả cable đồng cable quangcho phổ truyền. Nó có thể mang bất kỳ sự kết hợp vào/ra, mạng và thông báo IPC. Kiến trúc của Infiniband có những đặc trưng sau:

Mức người dùng truy cập để chuyển tin.

RDMA ở chế độ đọc/ghi. Tối đa 2gb tin trong 1 lượt truyền .

• Virtual IP or Virtual Interface (VI): Kiến trúc VI là 1 mức kiến trúc truyềnthông bộ nhớ mức người dùng được thiết kế để đạt độ trễ thấp, băng thôngmạng cao. VIP định nghĩa trong Oracle Clusterware 11g là một sự logic, địachỉ IP công cộng được giao tới nút. Nó không phải là dải vật lý tới cardmạng. Logic tự nhiên cho phép CRS để quản lý nó khởi động/dừng. Có 2kiểu VIP được hỗ trợ bởi Oracle Clusterware :

o Cấu hình CSDL VIP Oracle Clusterware 10g đòi hỏi việc sử dụngVIP như giao diện thông thường giữa các nút trong CSDL server và

client, giao diện này gọi là CSDL VIP. Ưu điểm của việc dùng VIPkhi tạo nên các kết nối tới CSDL so sánh với kiểu TCP truyền thống.VIP cấu hình bởi Oracle Clusterware cung cấp giao diện mạng tốt vàsẵn sàng cao. Điều này làm được bằng việc di chuyển địa chỉ VIP vàquay trở lai acknowledgement (NAK), nguyên nhân để client truy cậptới VIP khác từ một danh sách địa chỉ sẵn sàng. Vì khi VIP lỗi vàclient cố gắng truy cập tới cổng 1521, nó nhận thất bại hơn là chờ đợicho hết thời gian timeout của TCP. Nó lấy lỗi ngay lập tức (hoặc NAK) vì IP là hoạt động nhưng không có gì vì IP mở cổng để clientcố gắng truy cập tới. Địa chỉ IP bên nghe mở cổng sử dụng dòng (IP=

FIRST) trong file listener.ora.o Application VIP :Trong Oracle Database 10 Realease 2, Oracle giới

thiệu ứng dụng VIPs, cũng giống như CSDL VIPs, một điểm khác biệt là nó có thể dùng truy cập tới ứng dụng của nút khi nó đang chạy.CSDL VIPs có thể chỉ được sử dụng để truy cập tới ứng dụng (bênnghe) tại nút chủ cho VIP. Điều này có nghĩa khi có một nút lỗi, vàVIPs di chuyển tới một nút tồn tại, nó có thể sử dụng bởi ứng dụng vàVIP có thể cung cấp các acknowledgement.

2.3. Database file trong RAC

Trong một môi trường RAC, tất cả các file liên quan đến CSDL được chia sẻ giữacác nút với nhau. Tuy nhiên, một file redo log , file lưu trữ log… không được shared.

File thống số Server (Server Parameter file - SP): file SP chứa các định nghĩatham số khác nhau đòi hỏi thực hiện chức năng của các thành phần. Trong khi tham số làcác thành phần đặc biệt, giá trị tham số sẽ giống hệt nhau trên tất cả các thành phần. FileSP có một cấu trúc định nghĩa mới cho phép lưu trữ tất cả tất cả các tham số trên tất cả cácthành phần vào một file. File này có thể được lưu trữ trên hệ thống con chia sẻ ổ đĩa với

13



liên kết tới thư mục $ORACLE_HOME/dbs cho phép hiển thị tới một file đơn từ tất cả cácthành phần. Vì hội đủ các điều kiện tham số, tên thành phần, tham số là một thành phầnđặc biệt. Nếu tham số không hội đủ các điều kiện với một tên thành phần thì nó áp tất cảcác thành phần vào nhóm.

Hình 3: mô tả các file sử dụng trong cấu hình RAC.

File dữ liệu: File dữ liệu chứa dữ liệu chia sẻ bởi tất cả các thành phần tham gianhóm giống như chúng trên các hệ thống con chia sẻ đĩa. Trong quá trình hệ thống conkhởI động, Oracle khẳng định lại file nào là hiển thị và truy cập được.

File kiểm soát: Lưu trữ trạng thái của kiến trúc vật lý của CSDL và quan trọngtrong hoạt động. File kiểm soát được chia sẻ trên tất cả các thành phần của nhóm. Ví dụ,thông tin thành phần đặc biệt liên quan tới file redo log , thông tin file log… thông tin backup Recovery Managemer có thể được thấy bởi từ điển dữ liệu.

Online redo log File: Redo Log có thể chứa thông tin liên quan đến một thành phầnvà nằm trong lưu trữ chia sẻ. Điều này giúp quá trình phục hồi lỗi một thành phần. Khi trên

một thành phần, user tạo ra dữ liệu, những thay đổi này được lưu trữ trên rollback trongmột không gian bảng. Định kỳ, hoặc trong một trả lời tới một yêu cầu COMMIT, quá trìnhLOG WRITER ghi lại thông tin trên log file. Trong cấu hình single-instance của Oracle,mỗi thành phần chứa ít nhất 2 nhóm của file redo log. Để xác định một thiết lập redo log được tạo ra từ một thành phần này tới thành phần khác, file redo log được tổ chức trongcác mục. Ví dụ, trong một cấu hình RAC bao gồm 2 nút, các truy vấn dưới đây mô tả việcsử dụng của các THREAD và số GROUP :

14



Trong mỗi file log, Oracle ghi một bản ghi file kiểm soát để mô tả nó. Chỉ mục củamột bản ghi file kiểm soát được gọi tới chính số log của nó. Các số log này tương đươngsố log nhóm.

Lưu trữ lại các tập tin ghi lại sự kiện: Lưu trữ các tập tin ghi lại các sự kiện cóliên quan đến một trường hợp cụ thể, lưu trữ tập tin, là bản sao của tập tin ghi lại các sựkiện, có chứa thông tin liên quan đến một trường hợp cụ thể. Tập tin ghi lại sự kiện có thểlưu trữ trên bộ nhớ chia sẻ hoặc cục bộ. Tuy nhiên, để dễ dàng cho việc sao lưu và phụchồi, tập tin này phải nhìn thấy rõ trong tất cả các trường hợp.

Các tập tin khác: Các tập tin có chứa thông tin về trường hợp cụ thể, chẳng hạnnhư các bản ghi cảnh báo hoặc các dấu vết tập tin được tạo ra bởi các nền tảng khác nhauvà các quá trình nền trước.

2.4. Tính nhất quán trong RAC

Trong chế độ dự phòng cho người dùng với một phản ánh thống kê về các hàng(rows) trong khi những người dùng khác sửa đổi các row và các thao tác của họ lại chưahoàn thành, Oracle duy trì việc phản ảnh thống kê trong việc đọc dữ liệu. Một phản ánhthống kê của row cung cấp cho tất cả các người dùng một cái nhìn phù hợp về các dữ liệuđó.

Quản lý rủi ro: Khi một người dùng thay đổi các dữ liệu trong một CSDL, Oraclelưu trữ dữ liệu ban đầu (trước khi thay đổi được thực hiện) liên quan đến một giao dịch vớimột phần rủi ro cho đến khi người sử dụng đã đưa ra một cam kết hoặc hủy thao tác. Tạithời điểm đó, dữ liệu sửa đổi được lưu vĩnh viễn trong cơ sở dữ liệu hoặc các thay đổiđược hoàn tác và các dữ liệu ban đầu được khôi phục.

15



Các tính năng quản lý rủi ro được kích hoạt bằng cách thiết lập các thông số sauđây:

*.UNDO_MANAGEMENT = AUTO

SSKY1.UNDO_TABLESPACE = (undo tablespace name)

Trong một môi trường RAC, mỗi trường hợp tham gia trong cluster sẽ có một bảnsao undo tablespace riêng của mình để khôi phục lại. Ví dụ, lúc khởi động, mỗi undotablespace sẽ chứa 10 undo segment . Số lượng của các segment được bổ sung online trongthời gian khởi động và được dựa trên các tham số SESSIONS. Oracle phân bố khoảng mộtundo segment cho mỗi giao dịch. Đây là kích thước theo thuật toán tự động phân bố chotablespaces quản lý cục bộ. Các thuật toán cơ bản là: 16 mức độ đầu tiên có kích thước 64KB, 63 mức độ tiếp theo là 1 MB, 120 mức độ tiếp theo là 8 MB, và tất cả các mức độ bổsung là 64 MB.

Phương pháp quản lý rủi ro cung cấp một số tính năng hoặc tùy chọn mới. Một

trong những tính năng là quay trở lại lịch sử để tái tạo lại một giao dịch. Tính năng nàyđược kích hoạt bằng cách thiết lập tham số UNDO_RETENTION đến một giá trị thíchhợp. Thiết lập tham số này cho phép các DBA chọn thời điểm cũ để lấy bất kỳ dữ liệu cụthể nào nếu như nó xuất hiện tại điểm đó bằng cách sử dụng tính năng "truy vấn hồitưởng". Tham số được thiết lập trong vài giây và mặc định 900 giây. Ví dụ, nếu dữ liệuđược giữ lại cho một khoảng thời gian 24 giờ, tham số được thiết lập để một giá trị 86400.

Tất cả các quy tắc áp dụng cho trường hợp quản lý rủi ro duy nhất áp dụng RAC,ngoại trừ trong trường hợp làm lại một tập tin ghi lại các sự kiện, undo tablespace cũngnên được đặt trên một bộ lưu trữ chia sẻ.

2.5. Quản lý các nguồn tài nguyên

Căn cứ vào nhu cầu về sử dụng một tập tin cụ thể, tài nguyên được duy trì trên cáctrường hợp được sử dụng nhiều nhất. Ví dụ, nếu SSKY1 được truy cập vào một đối tượngA1 và đối tượng đã được xử lý khoảng 1.500 yêu cầu dữ liệu từ người sử dụng, tất cả cáctrường hợp kết nối SSKY1, và trường hợp SSKY2 truy cập cũng cần thiết đến các đốitượng A1 cho 100 người sử dụng, rõ ràng là SSKY1 sẽ có nhiều người dùng truy cập vàođối tượng A1 này. Do đó, trường hợp SSKY1 sẽ được phân bổ như chủ tài nguyên cho đốitượng này, và GRD (Global Resource Directory) cho đối tượng này sẽ được duy trì trênSSKY1. Khi SKY2 yêu cầu thông tin từ đối tượng này, nó sẽ phải phối hợp với GCS(Global Cache Services) và GRD trên SSKY1 để lấy / chuyển dữ liệu qua kết nối cluster.

Nếu mô hình sử dụng thay đổi, ví dụ, số lượng người dùng trên SSKY2 tăng đến2.000 và trên SSKY1 giảm xuống đến 500, tiến trình GCS và GES (Global EnqueueService), sẽ kết hợp và đánh giá mô hình sử dụng hiện tại và chuyển giao quản lý tàinguyên thông qua các kết nối đến SSKY2. Toàn bộ quá trình quản lý lại các nguồn tàinguyên này được gọi là mối quan hệ tài nguyên. Nói cách khác, mối quan hệ tài nguyên làviệc sử dụng các nguồn tài nguyên động quản lý lại để di chuyển vị trí của quản lý tàinguyên cho một tập tin cơ sở dữ liệu với các trường hợp hoạt động khối thường xuyên xảyra nhất.

16



Mối quan hệ tối ưu hóa hệ thống nguồn tài nguyên trong các tình huống giao dịch cậpnhật được thực hiện trên một trong những trường hợp. Nếu hoạt động không được khoanhvùng, quyền sở hữu tài nguyên được phân phối đến các trường một cách công bằng.

Hình 4, minh họa phân phối tài nguyên trong một nhóm bốn nút. Đó là các các trường

hợp SSKY1, SSKY2, SSKY3, SSKY4 và nguồn tài nguyên tương ứng R1, R2, R3, R4, R5,R6, R7.

Hình 4: Quản lý nguồn tài nguyên

Quản lý tài nguyên trên các trường hợp mà tại đó các hoạt động của người dùng làcao nhất cho phép tối ưu hóa trên cluster và giúp đạt được khối lượng phân phối công việcvà thời gian khởi động nhanh hơn. Trên một hệ thống bận rộn, hiệu năng hệ thống có thể bịảnh hưởng nếu khối lượng công việc thay đổi liên tục trên hệ thống đó, dẫn đến sử dụngnguồn lực để thay đổi và, đến lượt nó làm cho nguồn tài nguyên này hoạt động liên tục.Quá trình này cũng xảy ra khi có một nút tham ra hoặc rời khỏi nhóm. Tuy nhiên, thay vìquản lý tất cả các khóa/các nguồn tài nguyên trên tất cả các nút, Oracle sử dụng một thuật

toán gọi là “lazy remastering”. Theo thuật toán này, thay vì các nguồn cân bằng tải bằngcách loại bỏ tất cả các nguồn tài nguyên và quản lý tài nguyên như nhau trên các instances,Oracle chỉ quản lý các nguồn tài nguyên thuộc quyền sở hữu của instances đã rời nhóm.

Hình 5: Minh họa việc quản lý lại các nguồn lực từ trường hợp SSKY4 đến trườnghợp SSKY2, và SSKY3 tương ứng.

17



Hình 5: Quản lý lại nguồn tài nguyên

Nếu trường hợp SSKY4 xảy ra lỗi, SSKY1 và SSKY2 sẽ tiếp tục làm chủ cácnguồn tài nguyên của chúng, cụ thể là R1 R2, R3, R4. Là một phần của quá trình phục hồi,quản lý các nguồn tài nguyên trong trường hợp xảy ra lỗi, lúc đó các nguồn tài nguyên nàysẽ được làm chủ bởi một trong các instance còn lại. Oracle sử dụng khái niệm quản lý lạivà tự động đặt các nguồn tài nguyên lên một trong các instance còn lại. Do đó, trong hìnhtrên, R6 được thừa hưởng bởi SSKY2 và R7 được kế thừa SSKY3, SSKY1 không bị ảnhhưởng.

Sau một khoảng thời gian, khi khối lượng công việc người sử dụng đã ổn định (tứclà phục hồi được hoàn thành), GCS và GES sẽ đánh giá lại tình hình và thực hiện một hoạtđộng quản lý lại trên các trường hợp nơi mà nhu cầu cao. Một hoạt động tương tự sẽ xảy rakhi một instance tham gia vào nhóm. Về cơ bản, một tài nguyên được lấy ra từ mỗiinstance có sẵn và chuyển đến các instance tham gia vào nhóm.

Quản lý lại cũng sẽ xảy ra khi một instance không hoạt động. Oracle yêu cầu nguồn

lực bổ sung để quản lý tổng thể tài nguyên khác. Trong hoàn cảnh này, Oracle sẽ quản lý dichuyển nguồn tài nguyên mà không được truy cập đến một instance ít hoạt động hơn.

2.6. Quản lý khóa

Trong trường hợp Oracle được cài đặt, nó sẽ là một cấu hình độc lập hoặc một cấuhình đa instance, lúc đó sẽ có một số lượng đáng kể tài nguyên được chia sẻ giữa các phiên(session). Những tài nguyên này có thể là một định nghĩa bảng (table definition), giao dịch,

18



hoặc bất kỳ loại cấu trúc có thể chia sẻ giữa các phiên. Để đảm bảo rằng các phiên truy cậpđến các tài nguyên này dựa trên nhu cầu của chúng là đúng và hoạt động được thực hiện,Oracle sử dụng khóa cho các tài nguyên này.

Ví dụ, một phiên cố gắng để thực hiện một truy vấn SQL: SELECT * FROM

PRODUCT, sẽ yêu cầu một khóa được chia sẻ trên bảng PRODUCT. Khi một số lượngcác phiên thử truy cập vào cùng một tài nguyên, Oracle sẽ tuần tự xử lý bằng cách đặt mộtsố các phiên trong một chế độ chờ cho đến khi phiên vào trước đó hoàn thành công việc.Mỗi phiên khi truy cập vào các nguồn tài nguyên này đòi hỏi phải có một khóa, và khi nóđã hoàn thành chức năng hoặc thao tác, nó sẽ giải phóng các khóa. Các khóa được cấp bởicác phiên khi người dùng cam kết cấp phát hoặc thực hiện câu lệnh DDL hoặc bởi tiếntrình SMON nếu phiên đã kết thúc.

Trong quá trình hoạt động, Oracle sẽ tự động thu các loại khóa khác nhau ở cácmức khác nhau tùy thuộc vào nguồn tài nguyên của các khóa và thao tác được thực hiện.Có nghĩa là với mỗi thao tác và mỗi nguồn tài nguyên khác nhau sẽ có một khóa khác

nhau. Một hệ thống xử lý RAC là sự cấu thành từ hai hoặc nhiều instance giao tiếp với mộtcơ sở dữ liệu chia sẻ. Do đó, tất cả các giao dịch áp dụng cho một instance sẽ được áp dụngcho các instance khác trong RAC.

Ngoài việc quản lý khóa DML, DDL, latch, và các khóa nội còn được áp dụng chomột instance, việc quản lý khóa trong đa instance liên quan đến việc cấu hình quản lý khóatrên các instance cụ thể nằm trong các kết nối cluster. Một sự khác biệt lớn giữa cấu hìnhđơn instance và cấu hình đa instance là trong khi các khóa tiếp tục được duy trì và quản lýở các mức khác nhau, khi nói đến đa khóa instance, thì khóa ở đây có mức cao hơn nhiềuvà các khóa này được tổ chức ở mức khối. Một khối chứa các hàng hoặc các bản ghi dữliệu.

2.7. Quản lý lưu trữ

Lưu trữ là một thành phần quan trọng của bất kỳ hệ thống máy tính nào kể từ khi phát minh ra máy tính. Việc chuyển đổi từ các thiết bị lưu trữ có kích thước lớn dunglượng nhỏ tới các thiết bị băng từ và ổ đĩa di động nhỏ, cầm tay với khả năng lưu trữ lớn.Một hệ thống lưu trữ bao gồm một hoặc nhiều đĩa. Từ phiên bản đầu tiên của Oracle, quảntrị cơ sở dữ liệu (Database Administrator – DBA) đã tích hợp thêm các đĩa có dung lượngnhỏ do lúc đó vẫn còn bị giới hạn bởi số lượng đĩa do giới hạn của vào/ra. Việc sử dụngnhiều đĩa có nghĩa là số đầu đọc/ghi nhiều hơn điều này làm cho hiệu suất tổng thể củaCSDL tăng. Ngày nay các đĩa này đã có dung lượng lớn hơn, hoạt động của vào/ra cũng

được cải thiện nên có thể kết nối nhiều đĩa với nhau hơn. Chính điều này đặt ra vấn đềquản lý đĩa như thế nào là hợp lý để không làm ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể củaCSDL.

2.7.1. Đĩa

Một ổ đĩa bao gồm đĩa cứng hình trụ được bọc bằng vật liệu từ tính đặt trong mộthộp (vỏ thép) để giữa cho đĩa không chịu tác động từ môi trường không khí bên ngoài làm

19



hỏng đĩa và dứ liệu mà nó chứa bên trong. Thời gian thực hiện để lấy dữ liệu từ một ổ đĩađược xác định bởi các yếu tố:

• Write rate: Số lượng dữ liệu có thể được truyền tải trên mỗi giây.

• Rotation speed: Tốc độ thực tế mà tại đó các đĩa hoặc đĩa cứng xoay cho

phép đầu đọc/ghi truy xuất hoặc lưu trữ dữ liệu.• Seek time (Thời gian tìm kiếm): Thời gian trung bình cần thiết để tìm dữ

liệu trên đĩa cứng, thường là thành phần quan trọng nhất trong thời giantổng thể sử dụng dịch vụ đĩa, có nghĩa là cho đầu đọc di chuyển giữa cácsector để xác định vị trí của dữ liệu.

Đĩa cứng được tổ chức như một chồng đĩa phẳng, các bề mặt đĩa chứa vòng trònđồng tâm gọi là track, và những phần nhỏ hơn trên mỗi track gọi là sector. Một sector làđơn vị cơ bản của lưu trữ dữ liệu trên một đĩa cứng. Các vòng tròn sectors được định nghĩanhư một track. Bởi vì các sector thì nhỏ dần về phía trung tâm và to dần đối với bên ngoài

của đĩa nên dung lượng dữ liệu được lưu trữ trên những sector này là khác nhau, tùy thuộcvào vị trí của các sector trên đĩa. Các sector ở ngoài đĩa thì đường kính lớn hơn và sẽ lưutrữ được nhiều dữ liệu hơn các sector nhỏ hơn về phía trung tâm, lưu trữ được ít dữ liệuhơn.

Hình 6 : Cấu trúc đĩa

Điều gì sẽ xảy ra khi đĩa bị mất những thông tin quan trọng? Giải pháp đặt ra là tạocác bản sao lưu của dữ liệu. Sao lưu dữ liệu quan trọng để lưu trữ và khôi phục khi gặp sựcố là có khả thi, nhưng trong các hệ thống lớn, khi dữ liệu được đọc, ghi trên đĩa liên tụcvà khi thời gian hoạt động của hệ thống là quan trọng và cần thiết, nghĩa là thời gian lỗi vàthời gian bị lỗi nên được giữ càng thấp càng tốt. Do đó, vấn đề là có nhiều bản ghi của đĩa

có thể nhân đôi và có sẵn khi đĩa chính bị lỗi.2.7.2. RAID

RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) là công nghệ giúp mở rộng năng lựccủa hệ thống truy xuất vào/ra khi muốn sử dụng khả năng lưu trữ dữ liệu dự phòng. RAIDsử dụng hai hay nhiều ổ đĩa vật lý để tạo một ổ đĩa logic, các ổ đĩa vật lý hoạt động song

20



song sẽ làm tăng khả năng lưu trữ và băng thông lớn hơn. RAID cung cấp khả năng mở rộng và tính sẵn sàng cao trong môi trường truy xuất vào/ra và hiệu năng hệ thống.

RAID có các mức khác nhau, từ những phân chia đơn giản đến việc ánh xạ đã cungcấp các mức chuẩn cho những loại dữ liệu khác nhau phù hợp với từng công nghệ tương

ứng. Sau đây là một số cấu hình RAID sử dụng cho RDBMS:- RAID 0: RAID 0 chia vùng dữ liệu đơn thành nhiều phần bằng nhau đặt trêncác đĩa, hiệu quả là mang lại cho phân vùng khả năng truy suất cao. Đơn vịtruyền dữ liệu trên các thiết bị gọi là các kích thước dải hay kích cỡ đoạn, tiêu biểu là 32K , 64K, 128K. Nhưng khi có sự cố xảy ra với một đĩa thì tất cả dữliệu trên các đĩa khác đều không thể sử dụng được đây là nhược điểm lớn nhấtcủa RAID 0.- RAID 1: RAID 1 được biết đến như một cái gương, và tất cả những gì đượcghi lại trên đĩa sẽ được sao chép vào đĩa khác. Điều này cung cấp một giải phápcó tính sẵn sàng cao, nếu đĩa chính bị lỗi thì đĩa thứ 2, là một bản sao có thể

được sử dụng mà không có sự mất mát dữ liệu nào. Ngoài việc cung cấp khảnăng dự phòng cho dữ liệu trên đĩa, việc nhân bản cũng làm giảm các tranh chấpđọc bằng các chỉ thị đọc trực tiếp lên đĩa khi nó hết bận.- RAID 0 + 1 (RAID 01): RAID 01 là sự kết hợp của 2 mức 0 và 1. RAID 01thể hiện chính xác những gì như tên gọi của nó, phân chia và nhân bản đĩa.RAID 01 kết hợp lợi thế của cả 2 mức RAID 0 và RAID 1. Do đó, phương phápnày là việc gộp nhóm và chia các dải, nếu một trong những dải đó lỗi thì cả hệthống lỗi. Điều này làm giảm đi khả năng phục vụ của thiết bị lưu trữ.- RAID 1+0 (RAID 10): RAID 10 là sự kết hợp của RAID 1 và RAID 0.Trong RAID 10, các đĩa được nhân đôi rồi mới chia .Không giống như RAID

01, mất một đĩa trong dãy nhân đôi không vô hiệu hóa toàn bộ giá trị của bảnsao, có nghĩ là nó không làm giảm công suất phục vụ truy xuất vào/ra.- RAID 5: RAID 5 sử dụng tính chẵn lẻ để làm tăng khả năng lưu trữ dữ liệudự phòng và những dữ liệu dự phòng này được lưu trữ cùng với dữ liệu. Điều đócó nghĩa là tính chẵn lẻ được chia theo số các ổ đĩa cấu hình trong phân vùng.Các thuật toán tương đương có khả năng chứa lỗi: Error Correction Code (ECC),khi tính toán chẵn lẻ cho một dải hay một đoạn dữ liệu trong khối RAID. Khimột ổ đĩa lỗi, RAID 5 cỏ thể tái tạo lại dữ liệu từ thông tin chẵn lẻ được lưutrên các ổ đĩa khác.

Tất cả các công nghệ RAID đều có ưu và nhược điểm của chúng, nhưng Oracle đã phát triển một phương pháp dựa trên RAID 01 để chứa dữ liệu tốt nhất giữa các cluster, phương pháp này được gọi là SAME (Stripe And Mirror Everything).

2.7.3. Sự hoạt động của dữ liệu

Oracle RDBMS có nhiều file để lưu trữ các dữ liệu khác nhau, chẳng hạn như bảngdữ liệu, chỉ mục, dữ liệu làm lại,…và một số dạng thao tác như: INSERT, UPDATE,

21



DELETE, và SELECT để thao tác với dữ liệu. Tùy thuộc vào tính chất của ứng dụng,những thao tác này có thể ảnh hưởng rất nhỏ hoặc rất lớn đến dữ liệu. Dựa vào cấu hình,dữ liệu có thể được lấy bằng cách sử dụng công nghệ truy vấn song song của Oracle. Khidữ liệu được lấy ra, nó có thể là một chỉ mục có sẵn và Oracle sẽ tiến hành việc thu hồi chỉmục này. Bây giờ, bên cạnh các hành động DML và câu lệnh SELECT, phương thức quản

lý redo và undo của Oracle cũng khác nhau. Redo là mở lại bản ghi cuối, còn undo là mộthành động INSERT.

Cở sở dữ liệu Oracle hỗ trợ một loạt các hành động truy cập dữ liệu, một trong sốđó khá đơn giản, trong khi những hành động khác thì tương đối phức tạp.Vấn đề đặt ra làthiết lập một hệ thống lưu trữ dễ dàng quản lý và có khả năng xử lý một loạt các yêu cầutruy cập dữ liệu.

2.7.4. SAME (Stripe and Mirror Everything)

Mục đích của cấu hình SAME là làm cho việc cấu hình và quản lý đĩa càng đơngiản càng tốt. Có 4 quy tắc quản lý:

- Chia tất cả các tập tin trên ổ đĩa bằng cách giới hạn dung lượng cho phéplà 1Mb: Ngoài những lợi ích chính thu được mà không phải di chuyển file xungquanh cho các hàng đợi, các phân vùng file, các đoạn dữ liệu trên đĩa được cân bằng tải, loại bỏ, giảm thiểu các điểm nóng và cung cấp đầy đủ băng thông cho bất kỳ hoạt động nào. Loại bỏ các điểm nóng cải thiện thời gian xử lý bằng cáchrút ngắn hàng đợi đĩa. Một dung lượng giới hạn 1Mb là tốt cho các truy cập tuầntự. Nếu như kích thước nhỏ hơn có thể làm tăng thời gian tìm kiếm và tăng thờigian truy xuất vào/ra.

- Cung cấp sự dư thừa trên đĩa bằng cách nhân đôi: Việc tạo một bản sao

của dữ liệu cung cấp cho hệ thống để tránh thất thoát dữ liệu khi ổ đĩa bị lỗi.Cách duy nhất để mất dữ liệu là tạo bản sao dự phòng khi các đĩa lỗi. Với côngnghệ ngày nay, xác suất để các đĩa này lỗi là tương đối thấp.

- Vùng dữ liệu thường xuyên truy cập đặt trên nửa ngoài của đĩa: Cácsector ở bên ngoài có đường kính lớn có thể lưu trữ nhiều dữ liệu hơn so với cácsector bên trong. Với những đĩa tốc độ cao có dung lượng lớn thì lưu trữ các dữliệu thường xuyên sử dụng ở các sector bên ngoài, thậm chí các sector bên trongcó thể bỏ trống hoặc có chứa dữ liệu ít phải sử dụng như dữ liệu sao lưu, các bảnghi lưu trữ…

- Tập hợp dữ liệu bằng các phân vùng: Cấu hình RAID trong các tập tinđược phân vùng trên nhiều đĩa. Các phân vùng hay các đoạn dữ liệu được tạo ratrên tất cả các đĩa, với vị trí logic tách biệt với các tập tin khác khi vị trí vật lýcủa chúng là giống nhau trên tất cả các đĩa.

Ngoài yếu tố hiệu suất và tính sẵn sàng, một trong những nhược điểm mà tất cả cácquản trị hệ thống và DBA phải đối mặt là việc bổ sung đĩa vào nhóm các đĩa đã tồn tại vớicông nghệ hiện có. Ngay cả khi dùng phương pháp SAME thì việc thêm đĩa vào một nhóm

22



đã tồn tại thì không hề dễ dàng, trừ phi nhóm đó được làm lại. Hiện tại, các nhóm đĩa sẽcung cấp cơ sử dữ liệu hoặc bảng để thực hiện ở chế độ offline, dữ liệu được sao chép sangvùng lưu trữ thứ 2, các ổ đĩa sẽ được thêm vào và định dạng, dữ liệu sẽ phục hồi lại ở vị trínày. Với khối lượng dữ liệu lớn và thời gian chết yêu cầu thấp, thì điều này là không khả

thi.2.7.5. Tùy chọn lưu trữ cho RAC

Có hai tùy chọn lưu trữ cho RAC:

- Thiết bị RAW: Thiết bị RAW là khu vực tiếp giáp của một đĩa được truy cập bởi một giao diện UNIX. Giao diện này cung cấp các truy cập cơ bản, sắp xếptrực tiếp tiến trình truy xuất vào/ra và ổ đĩa logic. Do đó việc cho phép ghi mộttiến trình đến hệ thống vào/ra là trực tiếp di chuyển dữ liệu vào thiết bị.

- Clustered file system (CFS): Một hệ thống tập tin truyền thống là một cây phân cấp các thư mục và tập tin thực hiện trên một phân vùng thông qua cáctập tin hệ thống của nhân. Những tập tin này sử dụng các khái niệm về bộ nhớ cache, bộ đệm tối ưu hóa số lần hệ điều hành phải truy cập vào đĩa. Hệ thốngtập tin đưa ra một tiến trình thực thi việc ghi vào đĩa bằng cách kiểm soát hoạtđộng, do đó, giải phóng các quy trình để tiếp tục các chức năng khác. Các tậptin hệ thống sau đó cố gắng ghi vào bộ đệm hay giữ lại các dữ liệu đã ghi chođến khi có thể ghi nhiều dữ liệu hoàn thành cùng lúc. Điều này có thể nâng caohiệu suất hệ thống. CFS là cầu nối giữa thiết bị RAW và các khó khăn về quảntrị, nó cung cấp giải pháp quản lý lưu trữ một cách dễ dàng. Oracle hỗ trợ cácloại tập tin hệ thống, những tập tin hệ thống này được sử dụng phổ biến trêncác nền tảng mà họ hỗ trợ.

2.7.6 Quản lý lưu trữ tự động (ASM – Automatic Storage Management)

ASM không phải công nghệ mới hay công nghệ độc đáo. ASM nổi trội bởi nó thúcđẩy việc sử dụng hiểu biết về các tập tin để tổ chức trong Oracle RDBMS. ASM cung cấpkhả năng của cả tập tin hệ thống và quản lý lưu trữ, và thêm vào đó là nó sử dụng cấu trúcthứ bậc OMF, nó phân phối khả năng truy xuất vào/ra trên tất cả các nguồn có sẵn, tối ưuhóa hiệu suất. Lợi ích chính của ASM là:

• Truy xuất vào/ra được trải đều trên tất cả các ổ đĩa có sẵn để ngăn chặn cácđiểm nóng và tối ưu hóa hiệu xuất.

•

ASM tối đa hóa khả năng lưu trữ, sử dụng nguồn lực tạo điều kiện thuận lợi chohợp nhất cơ sở dữ liệu.

• ASM cung cấp hỗ trợ các tập tin lớn.

• Hỗ trợ cơ sở dữ liệu Oracle 10g.

• ASM làm giảm chi phí và sự phức tạp Oracle Database 10g mà không ảnhhưởng đến hiệu suất và tính sẵn sàng.

23



• ASM hỗ trợ nhân đôi dữ liệu lên đĩa khác nhau.

• Các tập tin được tạo ra bằng cách sử dụng một quy ước đặt tên tập tin chuẩn trêncác đơn vị bằng cách lan truyền đều trên tất cả các đĩa trong nhóm.

• Đĩa có thể được bổ sung vào nhóm đĩa sẵn có mà không làm gián đoạn CSDL.

• Các khoảng rộng tự động cân đối lại bằng cách di chuyển giữa các đĩa khi có đĩađược cấu hình thêm vào hay bị loại bỏ.

• ASM tích hợp các cấu trúc phân cấp OMF.

• ASM cung cấp một giải pháp quản lý lưu trữ trên một hoặc cụm các máy đa xửlý đối xứng (Symmetric Multiprocessor).

2.8. Phục hồi (Recovery)

Oracle thực hiện phục hồi qua 2 giai đoạn. Theo cách thức này, Oracle đọc các yêucầu phục hồi file thông qua bản ghi để hoàn thành các hoạt động phục hồi. Tính năng nàytăng tốc độ của tiến trình phục hồi khi mà hệ thống đã sẵn sàng cho người dùng phục hồithành công thông qua từng giai đoạn.

Sau khi phát hiện và phục hồi GCS thất bại và phục hồi bộ nhớ cache, hầu hết cáchành động đều bị dừng và trong khi hoạt động phục hồi diễn ra, tiến trình xảy ra với tốc độchậm hơn. Nguyên nhân ở được cho ở đây là do cơ sở dữ liệu đầy đủ và có sẵn nên tất cảdữ liệu đều có thể truy cập, bao gồm cả việc cư trú trên các trường khác. Câu lệnhSELECT sử dụng ứng dụng chuyển đổi dự phòng (Transparent Application Failover) sẽthất bại, tuy nhiên, với các hoạt động DML, ứng dụng có trách nhiệm kết nối lại người sửdụng và lặp lại bất kỳ công việc nào họ đã làm. Trong trường hoạt động lần đầu tiên thìthành viên trong cluster sẽ không được đáp ứng yêu cầu cho hoạt động phục hồi. Chúng

suy ra sự thất bại thông qua tiến trình LMON của nó, kiểm soát việc phục hồi qua các bảnghi của các trường không thành công. Dựa vào phương thức phục hồi mới, hoạt động phụchồi được chia thành phục hồi bộ nhớ cache và phục hồi giao dịch. Ngoài ra còn có phương pháp phục hồi cho RAC là phục hồi trực tuyến

2.8.1 Khôi phục cache

Phục hồi bộ nhớ cache là bước chuyển đầu tiên của việc đọc bản ghi SMON. Các bản ghi phục hồi đều được đọc và áp dụng hành động hồi phục lại thông qua thực thi songsong. Trong quá trình này, SMON sẽ gộp nhất các chủ đề lại theo lệnh của SCN để đảm bảo rằng những thay đổi đó được áp dụng một cách có trật tự. Nó cũng sẽ tìm BWR theodữ liệu phục hồi mà xóa bỏ các mục không còn cần thiết bởi vì chúng là các PI của khối đãđược ghi vào đĩa. SMON phục hồi các khối tìm thấy được trong bước chuyển đầu và thuđược các khóa cần thiết cho hoạt động này. Kết quả cuối cùng của bước chuyển đầu tiênđược đọc là: chỉ phục hồi khối thiết lập chỉ chứa các sửa đổi bởi trường bị thất bại màkhông dung BWR để biết rằng các khối sau đó đã được ghi. Quá trình phục hồi SMON sẽthông báo mỗi nút chính của phần tử khóa cho mỗi khối trong danh sách phục hồi rằng nósẽ bị chiếm quyền khóa và ngăn chặn việc phục hồi. Trường khác sẽ không có những khóa

24



này cho đến khi quá trình phục hồi hoàn thành. Tại thời điểm này, tất cả truy cập vào cơ sở dữ liệu đều khả thi.

2.8.2 Phục hồi giao dịch

So với kịch bản phục hồi bộ nhớ cache (phục hồi có tính chất chuyển tiếp), phục hồi

giao dịch xử lý các giao dịch không cam kết, vì vậy hoạt động này sẽ quay trở lại giao dịchkhông cam kết. Ngoài ra, trong bước chuyển này, các chủ đề làm cho các trường thất bạiđều được sát nhập bởi SCN và việc thực hiện lại được áp dụng với dữ liệu. Trong suốt quátrình này, Oracle sử dụng một công nghệ gọi là bắt đầu phục hồi nhanh, khi mà nó thựchiện việc phục hồi giao dịch đối với một tiến trình bị chậm, do đó, nó xử lý như là mộthoạt động nền. Theo tính năng này, Oracle sử dụng phương thức nhiều phiên bản và nhấtquán để cung cấp việc phục hồi những hang bị chặn bởi các giao dịch hết hạn, tính năngnày giúp các giao dịch mới bằng cách không đòi hỏi chúng phải chờ cho hoạt độngrollback hoàn thành. Phục hồi Fast-start có 2 loại :

- Fast-start on demand: Theo tùy chọn này, người dùng được phép thực hiệnviệc giao dịch thường xuyên và không can thiệp đến các giao dịch không camkết hoặc các giao dịch đã hết hạn từ trường khác.

- Fast-start parallel rollback: Phục hồi song song được thực hiện bởi SMON,khi hành động giống như một điều phối viên phục hồi các giao dịch sử dụng xửlý tiến trình song song trên nhiều máy chủ. Các tùy chọn thực thi song song thìrất hữu ích khi các giao dịch chạy trong một thời gian dài trước khi cam kết. Khisử dụng tính năng này, mỗi nút có một điều phối viên phục hồi và một tiến trình phục hồi để hỗ trợ việc hủy giao dịch.

2.8.3 Phục hồi khối trực tuyến

Phục hồi khối trực tuyến là phương pháp duy nhất để thực hiện RAC. Việc phục hồinày diễn ra khi bộ đệm dữ liệu bị sai lệch trong bộ nhớ cache của một trường. Khối phụchồi sẽ xảy ra nếu một trong hai tiến trình ưu tiên bị dừng khi cho phép thay đổi, hay có lỗiđược tạo ra trong quá trình chạy lại. Nếu khối phục hồi được thực hiện bởi vì tiến trình ưutiên đang bị treo, thì sau đó PMON bắt đầu khởi tạo phục hồi khối trực tuyến. Tuy nhiên,nếu không phải là trường hợp đó thì tiến trình đó sẽ cố gắng trở thành phục hồi trực tuyếncủa khối.

Trong trường hợp bình thường, điều này liên quan đến việc tìm phần tử trước củakhối và áp dụng các hồ sơ làm lại với phần tử trước này trực tuyến từ các bản ghi của các

trường cục bộ. Tuy nhiên theo kiến trúc tổng hợp bộ nhớ cache, bản sao của các khối cósẵn trong bộ nhớ cache của các trường khác, do đó, phần tử này là PI gần nhất trong bộnhớ cache của trường khác. Nếu trong hoàn cảnh nhất định, không có PI cho bộ đệm bị sailệch, thì hình khối từ dữ liệu trên đĩa được sử dụng như là bản sao của phần tử đó.

25



Kết luận

Trong quá trình thực hiện đề tài “Tính toán lưới trên Oracle 10g ” chúng em đã tìmhiểu được những vấn đề sau:

- Tính toán lưới là gì và tại sao lại nên dùng tính toán lưới.

- RAC là gì, kiến trúc của RAC và các chức năng của nó đối với hệ quản trị cơ sở dữ liệu Oracle 10g.

- Triển khai, cấu hình RAC trên hệ thống máy ảo.

Từ những nội dung tìm hiểu được chúng e đã hiểu thế nào là một hệ thống tính toán

lưới, RAC, cách quản lý bộ nhớ của RAC….từ những nội dung tìm hiểu đó chúng e đã cóthể triển khai được một hệ thống RAC trên môi trường tính toán lưới, và hiểu được cáchquản trị cơ sở dữ liệu trên hệ thống này.

26



Tài liệu tham khảo

1. Oracle 10g RAC Grid, Services &Clustering - Murali Vallath.

2. Oracle® Database 2 Day + RealApplication Clusters Guide 10g Release 2.

3. http://www.oracle- base.com/articles/10g/OracleDB10gR2RACInstallationOnWindows2003UsingVMware.php

27

http://www.oracle-base.com/articles/10g/OracleDB10gR2RACInstallationOnWindows2003UsingVMware.php






Documents

1. Bao Cao an Toan CSDL