Создание высоконадежных кластеров

Решаемые задачи

Создание высоконадежных кластеров на базе Oracle Real Application Clusters (RAC) позволяет строить отказо-устойчивые и хорошо масштабируемые серверы баз данных на основе объединения нескольких вычислительных систем.

Потребители

• малый и средний бизнес
• государственные учреждения

Аппаратная платформа

x86, Alpha.

Программная платформа

Windows, Solaris, Linux, HP-UX, OpenVMS.

Функциональные возможности

RAC используется для создания корпоративных сетей распределенной обработки данных. Такие сети строятся из большого количества стандартизованных недорогих компонентов: процессоров, серверов, сетевых устройств и устройств хранения данных. RAC - это программный продукт и технология, позволяющая объединить все эти компоненты в эффективную вычислительную систему всей организации. RAC и grid-технологии дают возможность радикально снизить эксплуатационные затраты и обеспечить новый уровень гибкости, делая корпоративные системы более адаптивными, гибкими и динамичными. Динамическое обеспечение узлами, устройствами хранения, центральными процессорами и оперативной памятью позволяет быстро и эффективно гарантировать необходимые уровни сервиса при одновременном снижении затрат за счет лучшего использования ресурсов.
Кроме того, архитектура RAC полностью прозрачна для приложения, работающего с кластерной базой данных - не требуется никаких модификаций приложения для его развертывания в среде RAC.
В архитектуре RAC экземпляры СУБД Oracle одновременно выполняются на нескольких объединенных в кластер системах, производя совместное управление общей базой данных. По существу, с точки зрения приложения - это единая СУБД. Такой подход позволяет достичь исключительно высокой готовности и масштабируемости любых приложений. Гибкость и эффективность планирования ресурсов позволяют наращивать мощности до любого уровня по требованию, по мере изменения потребностей бизнеса.

Единый стек кластерного ПО

Oracle Database Enterprise Edition 10g и опция Real Application Clusters составляют полный комплект ПО управления и функционирования кластера. Кластерное программное обеспечение Oracle (Clusterware) предоставляет все необходимые возможности, требуемые для работы кластера, включая учет узлов, службы сообщений и блокировки. В связи с тем, что оно представляет собой полностью интегрированный стек с общими API событий и управления, им можно централизованно управлять с помощью OEM. Нет необходимости приобретения дополнительного кластерного ПО других производителей. Кластерное ПО имеет единый интерфейс и единую функциональность для всех поддерживаемых Oracle платформ.

Partitioning

Опция Partitioning позволяет строить секционированные таблицы и индексы и предназначена для функционального расширения Enterprise Edition по управлению большими базами данных. Секционированные таблицы и индексы применяются для разделения больших таблиц и индексов на части, управлять которыми можно независимо друг от друга, вместо того, чтобы управлять всей таблицей или индексом как единым объектом. При секционировании уменьшается время, требующееся для выполнения большинства административных операций. Это уменьшение можно объяснить применением этих операций к меньшим "единицам хранения" и увеличением производительности вследствие их параллельного выполнения.

Администраторы баз данных могут определять атрибуты памяти для каждого раздела и размещение раздела в файловой системе сервера баз данных, увеличивая тем самым гранулярность управления большой базой данных. Каждый из разделов может быть индивидуально переведен в автономное состояние или, наоборот, возвращен в оперативное состояние; его можно копировать и восстанавливать, экспортировать в него или импортировать из него данные, а также загружать в него данные, уменьшая тем самым время, требующееся для выполнения операций управления. Для каждого раздела таблицы может быть построен индивидуальный индексный раздел, что также сокращает время, необходимое для выполнения операций сопровождения индексов. Возможны разнообразные локальные и глобальные индексные стратегии. Операции с разделами могут выполняться параллельно. Использование разделов повышает коэффициент готовности системы, в которой возможны аппаратные сбои и сбои приложений.

Oracle OLAP

Опция Oracle OLAP предназначена для построения аналитических систем, основанных на принципах многомерного анализа и технологии OLAP. Этот компонент позволяет хранить и обрабатывать в одной и той же базе данных не только реляционную, но и многомерную информацию. Основой опции является полномасштабная многомерная модель данных, с помощью которой можно определять и работать с такими понятиями как измерения, иерархии, многомерные показатели и тому подобное. Все определения и описания таких объектов содержатся в репозитории OLAP Catalog, а сами данные могут храниться как в реляционных таблицах, так и в специализированных многомерных структурах (аналитических пространствах). Для создания OLAP-приложений в состав опции включен Java OLAP API - набор Java-классов, реализующих все операции по созданию, модификации и манипулированию многомерными объектами независимо от способа их хранения и предоставляющий широкий набор математических, статистических и финансовых функций для решения задач прогнозирования, моделирования планирования и оценки ситуации. Доступ к многомерной информации можно осуществлять не только из Java-приложений, но и из приложений, ориентированных на SQL с помощью специальных хранимых процедур. Встроенные в Oracle Database средства OLAP обеспечивают высокий уровень надежности, масштабируемости и производительности при одновременной работе большого числа пользователей. Важным преимуществом полной интеграции OLAP технологии с реляционным сервером баз данных Oracle является единый подход к администрированию как реляционных, так и многомерных баз данных, включая управление пользователями, ограничение прав доступа, оптимизацию выполнения запросов, использование кластерных технологий, средств распараллелирования, секционирования и управления агрегированными данными. Для создания на основе Oracle OLAP рабочих мест для аналитиков, руководителей и других конечных пользователей используется инструментальная среда разработки Oracle JDeveloper со специальным компонентом Oracle Business Intelligence Java Beans. Кроме этого, с многомерными объектами опции OLAP пользователи могут работать непосредственно из MS Exсel или с помощью Oracle Discoverer.

Oracle Data Mining

Опция Oracle Data Mining (ODM) предназначена для анализа данных методами, относящимися к технологии извлечения знаний или "data mining". Основная задача этой технологии состоит в выявлении в больших наборах данных скрытых закономерностей, зависимостей и взаимосвязей, полезных при принятии решений на различных уровнях управления. Такие закономерности представляются в виде моделей различного типа, позволяющих проводить классификацию ситуаций или объектов, прогнозировать их поведение, выявлять группы сходных объектов и т. п. Существенно, что модели строятся автоматически на основе анализа имеющихся данных об объектах, наблюдениях и ситуациях с помощью специальных алгоритмов. Методы извлечения знаний применяются в различных областях для решения таких практических задач, как привлечение новых, выявление наиболее перспективных клиентов, удержание клиентов, повышение эффективности маркетинговой деятельности по продвижению продуктов и услуг, выявление причин сбоев оборудования и так далее.

Эффект от внедрения

Real Application Clusters дает пользователям возможность добавлять в кластер новые узлы при возрастании требований к ресурсам, производить постепенное увеличение мощности системы при оптимизации затрат и исключении необходимости замены небольших систем более мощными. При использовании вместе с СУБД Oracle 10g сформированные с помощью Grid-технологии пулы стандартных недорогих компьютеров и модульных систем хранения данных делают это решение еще более гибким. Процесс наращивания ресурсов становится значительно более простым и быстрым, поскольку при необходимости расширения к кластеру можно добавлять новые узлы вместо того, чтобы заменять существующие системы новыми более мощными. Технология Cache Fusion, реализованная в Real Application Clusters, и поддержка InfiniBand, предусмотренная в СУБД Oracle 10g, позволяют почти линейно наращивать пропускную способность системы без каких-либо изменений в приложениях. Другое ключевое преимущество этой кластерной архитектуры - присущая ей устойчивость к отказам за счет наличия множества узлов. Поскольку физические узлы работают независимо друг от друга, отказ одного или нескольких узлов не оказывает влияния на работу остальных узлов кластера. Аварийное переключение сервиса может быть произведено на любой узел grid-сети. В самой крайней ситуации система на базе Real Application Clusters способна поддерживать работу базы данных даже при отказе всех узлов за исключением одного. Подобная архитектура позволяет прозрачно вводить в действие узлы или выводить их из работы, например, для технического обслуживания, в то время как остальная часть кластера будет продолжать поддерживать работу СУБД. RAC имеет встроенные средства интеграции с сервером приложений Oracle Application Server 10g для аварийного переключения пулов соединений. Благодаря этому приложение получает информацию об отказе немедленно, не тратя десятки минут ожидания до истечения таймаута TCP соединения. Приложение может немедленно предпринять подходящие действия по восстановлению. Средства балансировки нагрузки позволяют перераспределить нагрузку равномерно между ресурасми grid-сети.

Особенности

RAC поддерживает новую абстракцию, получившую название сервиса. Сервисы представляют классы пользователей базы данных или приложений. Задание и применение бизнес-политик к сервисам позволяет разрешать такие проблемы, как выделение узлов на периоды пиковых вычислительных нагрузок или автоматическое устранение последствий отказа сервера. Это гарантирует предоставление системных ресурсов в требуемый период времени и там, где это необходимо для решения поставленных задач.

Возможность интеграции

• Oracle Collaboration Suite
• Oracle Application Server
• Oracle E-Business Suite