Oracle Direct SeminarInsert Picture Here> Oracle Direct Seminar 実践!! 高可用性システム構築-Data Guard基本編-日本オラクル株式会社

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Oracle Direct Seminar

実践!! 高可用性システム構築-Data Guard基本編-

日本オラクル株式会社

Copyright© 2010, Oracle. All rights reserved. 2

• Oracle の高可用性ソリューション

• Oracle Data Guard の種類とアーキテクチャー

• Oracle Data Guard のメリット

• Oracle Data Guard 11g でリソース有効活用

• Appendix

• Oracle Data Guard 11g その他の機能拡張

Agenda






• Appendix


Agenda


企業システムを取り巻く環境

• 企業にとって、システムの停止は業務継続に直結する問題

24時間365日の

連続運用

競争の優位性を

握る鍵

顧客、株主との

信頼関係

法的な義務

予期しない、または計画されたシステムの停止に対して

業務を継続できるように事前に業務継続計画の策定が必要


システム停止の要因計

画外

停止

計画

停止

コンピュータ障害

ストレージ障害

人的エラー

データ破損

データ変更

サイト障害

システム変更

データ障害


事業継続のために－Oracleの高可用性ソリューション－

計画

外停

止計

画停

止

Data Guard,Real Application Clusters,

Streams,Replicationコンピュータ障害

ストレージ障害

人的エラー

データ破損

データ変更

サイト障害

システム変更

データ障害

自動ストレージ管理(ASM),

Recovery Manager(RMAN), フラッシュ・リカバリ領域

Oracle セキュリティ機能, LogMiner,

フラッシュバック・テクノロジー

Data Guard,ブロック検査, ブロック・チェックサム,

HARDイニシアチブ, Streams,Replication,

RMAN,フラッシュ・リカバリ領域

Data Guard, Streams, Replication, RMAN

Data Guard, オンライン再編成および再定義,

Streams,Replication

Data Guard（ローリング・アップグレード）,

自動ストレージ管理, 動的リソース・プロビジョニング,

トランスポータブル表領域


Agenda





• Appendix



通常時

コピー

障害時

本番サイト

スタンバイ・サイト

本番サイト

スタンバイ・サイト

通常時は本番サイトに接続障害発生時にはスタンバイ・サイトに接続

Oracle Data Guard とは

• 障害・災害対策サイトとして災害対策サイトとして予備システムを構築し、いざというときに切り替えて使用することで事業の継続を可能にする


Oracle Data Guard とは

• Oracle Data Guardとは、DBのミラーリング機能

• REDOログの転送によってスタンバイ･データベースを構築

• 性能とデータロスを考慮し、柔軟に同期・非同期の転送設定が可能

オンラインREDOログ

スタンバイREDOログ

データファイル


プライマリ・データベーススタンバイ・データベース

ログの自動転送転送された

REDOログ情報を書き込む

RFSLGWR LNS


Data Guard の種類

ロジカル・スタンバイ・データベース（論理構造が等しい）

SQL Apply

転送されたREDOログからSQL文を生成して適用参照業務

フィジカル・スタンバイ・データベース（物理構造が等しい）

Redo Apply

バックアップ転送されたログをリカバリの

機能を利用して適用ログの自動転送

プライマリデータベース

• フィジカル・スタンバイ・データベース

• データブロック・レベルでプライマリ・データベースと等しい

• ロジカル・スタンバイ・データベース

• 論理的にレベルでプライマリ・データベースと等しい


フィジカル・スタンバイデータベース

• リカバリの機能を利用してスタンバイに適用プライマリと物理的に等しく、バックアップの代わりになる

スタンバイREDOログデータ

ファイル


RFS転送プロセス

MRP

受け取ったREDOログをリカバリの機能を利用して、スタンバイに適用

Mount

状態


ロジカル・スタンバイデータベース

• REDOログからSQL文を生成してスタンバイに適用オープン状態のため、検索用に使用することができる


RFS

LSP

受け取ったREDOログからSQL文を生成して、スタンバイに適用

Open

状態

スタンバイREDOログデータ

ファイル

転送プロセス


フィジカルとロジカルの選択ポイント

フィジカルロジカル

災害対策 ◎ ◎

ログ適用のパフォーマンス

◎• DBリカバリのパフォーマンスと同等

△• SQL文変換のためのオーバヘッドが生じる

スタンバイの同時利用

△• 読み取り専用でOpenすることでデータ検索

が可能、その間ログ適用停止

※Active Data Guard Optionによりログの適用を停止せずにデータ検索可能（11g～）

◎• スタンバイ側で制限無く検索可能

• スタンバイ側での索引作成も可能

計画停止の極小化

△• スイッチオーバ/フェイルオーバ実行中にDB

は一時的に停止する

※ロジカルに切り替えてからスイッチオーバすることでローリングPSR適用可能（11g～）

○• スイッチオーバ/フェイルオーバ実行中にDB

は停止しない

• ローリングPSR適用

• ローリングアップグレードを使用可能

運用管理 ◎・内部構成や設定などの面でシンプル

△• 伝播されないDDLあり

• データ型の制限


REDOログ情報転送のアーキテクチャー

1. LGWR同期転送（SYNC）

2. LGWR非同期転送（ASYNC）

アーカイブREDOログ

トランザクション


Ora

cle

Net

RFSLGWR

ARCHARCH

LSPMRP

スタンバイデータベース



① LGWR SYNC

② LGWR ASYNC

LNSsync

async


LGWR同期転送（SYNC）

• 生成されたREDOログ情報を同期で転送LGWRの書き込み時に、LNSが転送




RFS

• データロスなし

• パフォーマンスは数パーセント劣化

• 転送完了まで次のREDOログへの書き込み処理を行わない

LNS

LGWR


LGWR非同期転送（ASYNC）

• 生成されたREDOログ情報を非同期で転送オンラインREDOログファイルから情報を取得し、LNSが転送




RFS

LGWR

• 転送ラグ分のみ失う可能性あり

• パフォーマンス劣化はほぼなし

LNS


REDO転送モードの選択

• パフォーマンスへの影響とデータロスはトレードオフの関係

設定方法

障害発生直前の数秒から

数十秒分の

トランザクション分

通常はほとんど無しLGWR 非同期転送

無し数パーセントの

パフォーマンス劣化LGWR 同期転送

プライマリ・データベースの障害時のデータロス

プライマリ・データベースへのパフォーマンスの影響

*1 : 「データロス」とは、

プライマリ・データベースとスタンバイ・データベースとのデータ差異が発生するという意味で使用

（*1 ）


RACとの組み合わせでさらなる高可用性システムを構築

• Real Application Clusters（RAC）Oracle Database を仮想化し、高スケーラビリティ・高可用性を実現

Data Guard との組み合わせにより、より幅広い障害に対応

ノード数はプライマリとスタンバイで異なってもよい

RAC Data Guard




Agenda





• Appendix



Data Guard のメリット～ネットワークの負荷が尐ない～

• ログのみを転送するので、ネットワークへの負荷が尐ない






ログの自動転送転送された

REDOログ情報を書き込む

同期転送

非同期転送


検証結果：ストレージミラーとのI/O比較

• Oracle Corporation Mail System における検証結果

ネットワーク帯域幅

ネットワークI/O

およそ1/7！

およそ1/27！


Data Guard のメリット～様々な障害への対応が可能～

• Oracle レベルでの多重化により不正データの伝播も防止






ログの自動転送

WRITE WRITE

不正データが伝播されない


Data Guard のメリット～データロスを防止～

• 転送に失敗したログを自動取得・適応相互通信により、ギャップシーケンスの存在を自動認識

アーカイブログ単位で再送し、同期化を保証

Network

障害

10 10

11

11

再送

1分間隔で問い合わせる




Data Guard のメリット～高速な業務復旧～

• 障害発生時の自動高速フェイルオーバー

Fast-Start Failover

プライマリの稼働確認

プライマリに切り替える

復旧後は自動でスタンバイとなる


オブザーバ

状態を常に監視

1

2

3

45


検証結果：障害復旧にかかる時間

30

8

0

5

10

15

20

25

30

35

40

内部フェールオーバ時間

障害検知時間

秒

【負荷情報】

同時60接続更新系トランザクション : 3000処理/分

• 追加処理 : 890処理/分

• 更新処理 : 1500処理/分

• 削除処理 : 700処理/分

障害検知時間はシステム毎に設定可能です


Data Guard のメリット～計画停止時間の最小化～

• ローリングアップグレードによるオンラインでのメンテナンス

1

A（本番） B（スタンバイ）

ノードBを停止ノードBをアップグレード

Upgrade

ノードBを再起動し、再同期後にスイッチ

Upgrade済

2

A（スタンバイ） B（本番）

ノードAを停止ノードAをアップグレード

Upgrade

Upgrade済

3

A（スタンバイ） B（本番）

ノードAを再起動し、再同期後にスイッチ

Upgrade済

Upgrade済

4

A（本番） B（スタンバイ）

Oracle Database 10g (10.1.0.3)以降で使用可能Data Guard構成が可能なOSの組み合わせ（一部を除き基本的同じOS）

Copyright© 2010, Oracle. All rights reserved.27

既存OracleDB

GoldenGate

新規OracleDB

GoldenGate

双方向同期

データ移行/複製

ログの高速転送ログの取得/適用ログの取得/適用

• 独自のログ解析/適用機構を採用

• GoldenGate間での高速なログ転送を実現

新規システム既存システム

特徴

【ご参考】Oracle GoldenGate主な特徴

Copyright© 2010, Oracle. All rights reserved.

【ご参考】GoldenGateを活用したDBアップグレード

28

新システム旧システム

②DBのアップグレード

GoldenGateがトランザクションレベルの差分コピーを自動実行

①初期コピー（Exp/Imp, Datapump, トランスポータブル表領域, Data Guard, Backup/Restore, GoldenGate）

③GoldenGateによるレプリケーション

Copyright© 2010, Oracle. All rights reserved.29

新システム旧システム ⑥接続切り替え

⑤データ同期の確認

GoldenGateによるレプリケーション

④アプリケーションのアクセスを停止

リアルタイムな差分コピーによって移行時の停止時間を極小化

【ご参考】GoldenGateを活用したDBアップグレード


Data Guard のメリット～運用・管理が容易～

• Oracle Enterprise Manager を用いた運用・管理

プライマリ・データベース

の情報

スタンバイ・データベース

の情報

フェイルオーバーの実行にかかる

推定時間

REDOの転送

と適用の進行に関するサマリ

ーグラフ



• Oracle Enterprise Manager を用いた運用・管理

スタンバイの適用頻度

プライマリのREDO生成量

REDOの転送と適用の差分

テスト・アプリケーションの

実行



• REDOログ適用時にデータファイルを自動で追加・削除自動スタンバイ・ファイル管理

データファイル追加

スタンバイにも自動追加



Agenda





• Appendix



高可用性システムに関する声

障害によるシステム停止だけでなく、メンテナンスのためのシステム停止にも時間短縮が求められている。

1つのシステムで、開発環境・テスト環境・本番環境・バックアップ環境・災害対策環境を用意する必要があるため予算が膨大になってしまう。

災害対策の必要性は理解するが、普段寝かせておく環境に投資するのはもったいない／説得材料が足りない。

Oracle Data Guard 11gでスタンバイ・リソース徹底活用

高可用性システムのTCOを大幅削減 !!


リアルタイム・クエリー

• 読み取り専用オープン状態でREDOログの適用が可能

• 読み取り専用オープン状態のフィジカル・スタンバイを参照可能

• スタンバイ・サイトを参照用本番環境として有効活用

Oracle Active Data Guard

プライマリ・データベースフィジカル・スタンバイ

リアルタイムクエリー

Read-

only

Open状態

Active Data Guard

参照業務

日次処理

レポートバッチ

REDO受信継続

REDO適用継続


高速増分バックアップ

• 10gで追加されたバックアップ機能がスタンバイ側で利用可能

• スタンバイ・サイトでバックアップを取得可能

• 変更があった領域のみを読み込んでバックアップ

Oracle Active Data Guard


Read-

only

Open状態

Active Data Guard

高速増分バックアップバックアップ量縮小

バックアップ時間短縮

リカバリ時間短縮

REDO受信継続

REDO適用継続


検証結果～スタンバイ有効活用～

スタンバイサイトのCPUリソース活用率

リアルタイムクエリーでスタンバイデータベース活用

ログデータ転送

0

10

20

30

40

5060

70

80

90

100

0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600

時間(s)

CP

U利

用率

(%)

11g

従来

Oracle Active Data

GuardではスタンバイでREDO適用中においても

リソースを有効活用

従来はログ適用中はスタンバイサイトを有効活用できない

GRID Center

最新検証結果

オンラインショッピング日次処理/レポートバッチ

株式会社日立製作所様との共同検証結果

Active Data Guard


スナップショット・スタンバイ

• フィジカル・スタンバイを一時的にテスト用途で活用

• スタンバイ・サイトを開発・テスト環境として有効活用

テスト用クライアント

Read/Writ

e

Open状態

受信したREDOは適用せずに保持

フラッシュバック・データベース・ログを取得

プライマリ・データベーススナップショット・スタンバイ

REDO受信継続

REDO適用一時停止


スタンバイ・リソース徹底活用で高可用性システムのTCO大幅削減を実現


リアルタイムクエリーテスト用

クライアント高速増分バックアップ

バックアップに活用！

参照業務やレポート用途

に活用！開発・テストに活用！

ローリングアップグレード（オンラインメンテナンス）に活用

Active Data Guard

障害/災害対策時可用性はもちろん確保！


Active Data Guard とスナップショット・スタンバイの比較

• どちらもフィジカル・スタンバイを有効活用するための機能

オープンモード

テストを行う際に、一時的にスナップショット・スタンバイへ切り替える

テストが終了したらフィジカル・スタンバイへ戻す

REDO受信が可能なため、

プライマリの更新データは保護される

REDO適用を行うには、

フィジカル・スタンバイへの切り替えが必要

Read / Write

テスト用データベースとして使

用可能

フィジカル・スタンバイを常時参照業務や高速増分バックアップ機能を使用したバックアップ運用の用途で活用

REDO受信/適用が可能

従来のフィジカル・スタンバイの動作と同じ

Read-Only

参照業務（※）

高速増分バックアップで使用

想定される使用方法REDO受信/適用

スナップショット・スタンバイ

Oracle

Active Data

Guard


10g／11g、フィジカル／ロジカルの相違点

※1：REDO適用を止める必要あり※2：Optionが必要※3：同期転送の場合のみ可能

10gフィジカル 10gロジカル 11gフィジカル 11gロジカル

参照 △※1 ○ ○※2 ○

バックアップ ○ × ○ ×

高速増分バックアップ × × ○※2 ×

ローリングアップグレード × ○ ○ ○

開発テスト × × ○ ×

転送/適用データ制限無有無有

REDO暗号化 ○※2 × ○※2 ○※2

REDO圧縮 × × ○※2 ○※2

FSFO △※3 △※3 ○ ○

RMANネットワーク複製 × × ○ ○

その他

スタンバイ機の利用


まとめ

• Oracle の高可用性ソリューションData Guardで様々な障害対策を実現

• Oracle Data Guard の種類とアーキテクチャープライマリデータベースとスタンバイデータベース

• Oracle Data Guard のメリットネットワーク負荷が尐ない・様々な障害への対策が可能・高速な業務復旧

• Oracle Data Guard 11g でリソース有効活用フィジカルスタンバイデータベースの有効活用

• Appendix

Oracle Data Guard 11g その他の機能拡張をご紹介していますので是非ご一読下さい


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Appendix- Oracle Data Guard 11g その他の機能拡張 -


RMANによるスタンバイ・データベース作成

• 従来方法による作成RMANの複製機能によりフィジカル・スタンバイを作成

複製は取得済みのRMANバックアップファイルから行う

プライマリ側にフルバックアップ取得のためのディスク領域が必要

作成時間＝バックアップ取得時間 + 転送時間 + 複製時間

バックアップファイル

①RMANによるオンラインバックアップ

バックアップファイル

③RMANバックアップファイルからのデータベース複製

②scp/ftp によるバックアップファイルの転送



RMANによるスタンバイ・データベース作成

• ネットワーク経由の複製機能による作成稼動中のデータベースをネットワーク経由で直接複製

Oracle Database 11g RMAN新機能

フルバックアップ取得のためのディスク領域が不要

スタンバイ・データベース構築時間の短縮

①RMANによるオンラインデータベースファイルの直接コピー



Fast-start Failover の機能拡張

• 非同期REDO転送に対応プライマリ-スタンバイ間のタイムラグ許容範囲を設定

障害発生時にタイムラグが許容範囲内であればフェイルオーバー

• 柔軟なフェイルオーバー条件設定が可能ORAエラーの指定

ヘルス・チェックで検出可能な障害の指定

ヘルスコンディション説明

Datafile Offline 書き込みエラーのためデータ・ファイルがオフラインになった場合

Corrupted Controlfile ディスク障害による制御ファイルの破損

Corrupted Dictionary ディクショナリ破損

Inaccessible Logfile IOエラーのためLGWR書き込みができなくなった場合

Stuck Archiver デバイスが使用不能によってREDOログをアーカイブできなくなった場合


Fast-start Failover の機能拡張

• 非同期REDO転送に対応プライマリ-スタンバイ間の最新REDOのタイムラグを認識

プライマリの稼働確認

タイムラグが許容範囲内であればプライマリに切り替え

復旧後は自動でスタンバイとなる


オブザーバ

状態を常に監視

1

2

3

45


ギャップ解決時のREDO圧縮

• ギャップ解決時に転送されるREDOを圧縮転送時にプライマリ側でREDOを圧縮

受信時にスタンバイ側でREDOを伸長

圧縮によって転送時間が短縮

圧縮/伸長処理によってCPUリソースを消費

• Oracle Database 11g Advance Compressionによって提供される機能

転送時にREDO

は圧縮されている



フィジカル・スタンバイを使用したローリング・アップグレード

フィジカル・スタンバイ

ロジカル・スタンバイ

アップグレード

フィジカル・スタンバイ

• 11g では、フィジカル・スタンバイを一時的にロジカル・スタンバイに変更することが可能

• Flashback Database によってフィジカル・スタンバイに変換

ALTER DATABASE RECOVER TO

LOGICAL STANDBY KEEP IDENTITY;

ロジカル・スタンバイへの変換


ロジカル・スタンバイ機能拡張

• Transparent Data Encryptionに対応スタンバイサイトで暗号化REDOレコードを変換

プライマリとスタンバイで同一のWalletを使用

フィジカル・スタンバイでは10gより対応済み

• 対応データ型、PL/SQLパッケージの拡張XMLTypeに対応

対応PL/SQLパッケージの追加

DBMS_SCHEDULER

DBMS_REDIFINITION

DBMS_RLS


ライセンス種類

フィジカル・スタンバイ（Redo Apply）

ロジカル・スタンバイ（SQL Apply）

ローリング・アップグレードローリング・アップグレード

（10gより可能）

スナップショット・スタンバイ（テスト用途での利用）

リアルタイム・クエリー（読取専用での利用）

高速増分バックアップ（RMAN利用）

Advanced

Compression

Option

Advanced Security

Option

Transparent Data

Encryption に対応（10gより

可能）

Transparent Data

Encryption に対応

Database

Enterprise

Edition

Active

Data Guard

Option

機能

ネットワーク圧縮（ギャップ解決時に転送するREDOログの圧縮）

11gで大幅に強化されたData Guard

• 本文書は、日本オラクル Oracle Direct 主催のセミナーのために作成された資料です

• 本文書の著作権は、日本オラクル株式会社に帰属しています

• 本文書を第三者に配布することはご遠慮下さい

• 本文書はあくまでも参考資料であり、掲載されている情報は予告なしに変更されることがあります

• 本文書で使用している製品やサービス名の名称は、各社の商標または登録商標です

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