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入門 Oracle Database Options 3 : 運用管理

入門 Oracle Database Options 3 : 運用管理

Oracle Databaseの提供するオプション機能の中でMultitenant, EM Packs (Diagnostics Pack, Tuning Pack, Database Lifecycle Management Pack)およびReal Application Testingの機能概要を説明した資料です

oracle4engineer

May 28, 2021
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  1. Enterprise Edition Standard Edition 2 • • Audit Vault &

    DB Firewall Advanced Security Database Vault Label Security KeyVault Database In-memory Partitioning Real Application Clusters Active Data Guard GoldenGate Advanced Compression TimesTen • • • • Exadata Database Appliance Zero Data Loss Recovery Appliance Big Data Appliance • 3 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates.
  2. データベースの 「Option」はどのような機能を提供するか ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫

    ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ 4 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates.
  3. 6 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates. おさらい:Oracle Databaseの基本アーキテクチャ

    三大構成要素 1. メモリ群 •System Global Area(SGA) •Buffer Cache, Shared Pool, Large Pool, Log Buffer and … •Private Global Area(PGA) 2. プロセス群 •Background Process •DBWn, LGWR, SMON, etc •Foreground Process 3. ファイル群 •Database Files •Control Files •Online Redo Log Files •etc DB Server SGA Storage Buffer Cache PMON LGWR SP SP SP PGA SMON Others Log Buffer CR Block Current Block Undo Block SP DBWn SP SP Buffer Cache Hit Physical Reads Physical Writes Redo Writes Background Process Server Process (Foreground Process) Oracle Client (Application) SQL実行 Data Files Redo Log Files
  4. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates アプリケーションごとにPDB(プラガブル・データベース) を提供 •

    アプリケーションの変更は不要 • 高速なプロビジョニング (クローン) • ポータビリティ/可搬性 CDB(コンテナ・データベース)で共通オペレーションの実 施 • 一元管理(アップグレード、バックアップ、HA構成) • 必要に応じて個別の管理も可能 メモリーとバックグラウンド・プロセスの共有 • より多くのアプリケーションを稼働できる データベースの統合とシンプルな運用のための新しいアーキテクチャ Oracle Multitenantとは GL OE AP PDB Root CDB OS 7
  5. 8 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates Oracle Database

    12c から導入された新しい構成 1つのOracleインスタンスが複数のプラガブル・データベース (Pluggable Database : PDB)をホストする Oracle Database 11g Release 2までの従来構成 1つのOracleインスタンスが1つのデータベースをホストする 1つのOracleインスタンスが複数のテナント(=プラガブル・データベース)をホストする Oracle Multitenant アーキテクチャ Non-Container Database構成 Container Database(CDB)構成 Oracleインスタンス OS上のメモリとプロセス群 データベース ストレージ上のファイル群 Container Database (CDB)構成の対義語として Non-CDB構成という名前になった
  6. Oracle Database 21c以降ではCDB構成のみサポートされます 今後のアーキテクチャ方針 Copyright © 2021, Oracle and/or its

    affiliates 9 12c ~ 19c 21c • 12cからNon-CDB構成は非推奨 • Non-CDB構成のサポートは19cまで • 21c以降ではCDB構成のみサポートされる Non-CDB構成 CDB構成
  7. 10 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates Oracle Database

    Standard Edition 2 • 1つのCDBにPDB を3つまで作成可能 • 18c以前のバージョンでは1つ Oracle Database Enterprise Edition • 1つのCDBにPDBを3つまで • 1つのCDBにPDBを4つ以上作成するには有償オプション Oracle Multitenantが必要 Oracle Database 19c以降ではStandard EditionでもPDBを3つまで作成可能 Multitenantを利用するには 4th SE2, EE EE + Multitenant Option 2nd SE2, EE EE + Multitenant Option 18cまで 19c以 降 1つまで 3つまで
  8. 11 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates あるプラガブル・データベースにログインしたセッションからは 他のプラガブル・データベースの情報にはアクセスできない。

    他のプラガブル・データベースが存在していることさえ認識 できない。 あるスキーマにログインしたデータベース・ユーザーが他のス キーマの情報にアクセスできないのと同じ。 PDBにログインした後のアクセスも従来のNon-CDB構成と同じ Non-CDB構成とCDB構成が同じところ Oracleクライアント service2 host:port/service1 servicen service1 PDB 2 PDB n oracle Oracleインスタンス PDB 1 Oracleサーバー・プロセス PDBにログインするとNon-CDB構成と同じに見える(1 つのデータベースにしか見えない) • 自PDBの情報にしかアクセスできない • PDB間アクセスにはDatabase Linkを作成する • 特権ユーザーが各(PDBごとの)ユーザーのスキーマ のデータにアクセスするのを阻止するにはDatabase Vaultを使用する Database Vault SYS
  9. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 12 Oracle Multitenantのメリット

    メリット サーバー仮想化 インスタンス分割 スキーマ分割 Multitenant 設備投資の低減 ×  運用コストの低減 ×  俊敏性の向上 × 容易な移行 × • 設備投資の低減 • サーバ台数の削減 • サーバのメモリ、コア数の削減、それに伴うライセン ス数の削減 • 運用コストの低減 • 複数 DB をまとめて管理 • 運用手順の標準化 • 俊敏性の向上 • 迅速なプロビジョニング • セルフサービスによるプロビジョニング • 容易な移行 • アプリケーションの変更なしの移行
  10. 13 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates Multitenantの高集約により、設備投資の低減 データベースの高密度集約(ITリソース有効活用)

    統合できるDBの数 メモリ容量* 250 50 200MB 1600MB 87.5%カット 5倍 同環境なら、5倍の数のデータベースを統合可能 同じ性能を出すために必要なメモリサイズを 87.5%カット(1/8に縮小) ライセンス/ハードウェアコストの節約 5倍の利用効率による 高い費用対効果 同じ環境だったら 同じ性能を出すには *DBを動かすために必要なメモリサイズ シングルインスタンス Multitenant構成
  11. 14 簡単かつ高速なデータベースの移動と複製 Oracle Multitenant機能と活用 同一CDB内でのPDBの複製 • 全データ • 指定表領域のみ •

    メタデータ(表定義)のみ 別CDBへのPDBの移動 • Unplug & Plug 別CDBへのPDBの複製 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates
  12. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 16 3. SaaS/ASPサービスの基盤と

    しての活用 2. 開発・検証環境のアジリティ 向上 1. 既存システムの統合基盤 Oracle Multitenantの代表的なユースケース 既存環境を統合し Multitenant化 開発 マスター (開発2) (開発1) スナップショット 開発 本番 オンプレミス オンプレミス or Oracle Cloud 異なる環境 への複製 独立性、セキュリティ、運用コス ト削減と運用効率化 A社 B社 C社 SaaS/ASP サービス展開 統合(本番)
  13. Oracle環境に特化した運用管理ツール。基本機能は無償で拡張機能をターゲット毎にオプションとして提供 Oracle Enterprise Managerとは? • 統合化されたシステム管理 • アプリケーション管理 • インフラストラクチャ管理

    • 業務視点のビューも提供 • Oracle Cloud(DBCS, JCS)とのハイブリッド・クラウド管理 • 開発~運用のライフサイクルを効率化 • 包括的なテスト • 予防的な監視 • 深い診断と問題解決へのアドバイスなど • オラクル環境に特化した多彩な製品(機能)群 • Oracle Apps(EBS等)向け機能群 • Oracle Databaseのチューニング機能 など 18 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates.
  14. ハイパー・スケールの可 観測性と管理 • 数百万以上のターゲット の監視と管理 • 非常に構成のうかつス ケール可能なプラット フォーム 統合されたフルスタック

    管理 • Oracleのソフトウェア・スタック 全体への高度な管理 • Oracle Engineered Systemsを完全にサポート データ・マネジメントの リーダー • データベース業界リーダーであ るOracle Databaseのパ フォーマンス管理 • 完全なライフサイクル管理 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. 中核機能 Oracle Enterprise Manager
  15. What’s New Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates. All

    rights reserved. ハイブリッド・クラウド管理 オンプレミス・クラウドを合わせたIT資産全体のフリート監視・ 管理およびデータ移動 Announcing Enterprise Manager 13.5 運用自動化 主要な管理タスクに対する自動化と最新化の拡張 拡張性 3rdパーティ・エコシステムとの連携のためのオープン・スタン ダードを用いた拡張性
  16. Oracle Confidential – Internal/Restricted/Highly Restricted 21 他社運用管理ツールとは”共存”して利用可能 統合運用管理製品との連携イメージ Oracle Apps

    Oracle FM 3rd Party 運用管理ツール Oracle VM VM VM VM Oracle以外の環境 Oracle 環境 Connector サーバ ソフトウェア ストレージ ネットワーク機器 VM Oracle Database Engineered Systems Comman d VM VM VM
  17. Oracle Enterprise Managerを利用するDatabase Option 運用管理 「DBの性能劣化の 原因を分析したい」 Diagnostics Pack 「SQLチューニング

    方法がわからない」 Oracle Databaseの性能を詳細に 可視化、ボトルネック特定 Tuning Pack SQL実行のリアルタイム監視とチュー ニングアドバイス Database Lifecycle Management Pack Real Application Testing 「パッチの適用作業などが 大変」 「アップグレード等に伴うテ ストが大変」 構成管理・セキュリティアセスメント・ パッチ適用などの自動化 アップグレードやパッチ適用に伴うテス トを自動化・高品質化 : : : コマンドライン (主にSQL*Plus) インターフェース Cloud Management Pack 「プライベートDBクラウドを 作りたい」 オンプレミスDB構築のカタログ化、セ ルフサービス化、課金 Enterprise Manager本体は無償。購入するDBオプ ション等によって使える機能・画面が増える 22 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates.
  18. 例:性能問題の改善方法の比較(エンジニア vs EM Packs) 基本的な考え方 問題発見 問題分析 問題解決 CPU使用率などOS層のリソース監視を中心 にして問題を検知

    人海戦術による性能管理 エンジニアによる手作業 ・性能問題の解決にとても時間と工数がか かっている! ・スキルが「個人」に依存する ・外注するためコストがかかる ・業務に影響がでてクレームが来ている ・手作業によるミスが発生 アプリケーションやインフラのパフォーマンス情 報を24時間365日追跡し、性能問題を 迅速に発見 パフォーマンス情報をもとに、アプリケーショ ンやデータベースインスタンスのどこに問題が あるかを分析 パフォーマンスに影響を与えている要因に 対して具体的な解決方法をアドバイス EM Packs (Diagnostics Pack/Tuning Pack) Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 23
  19. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 24 データベースの性能問題の発見・分析・解決をシームレスに実現 •

    データベースの稼働に必要な情報を自動的に収集し、分析 • 性能問題が発生した場合に、メール等で管理者に通知 • チューニング・アドバイザ機能を使うことで、高度な知識がなくても、 簡単にチューニングを実施することが可能 性能の定常的な監視と自動チューニング機能 Oracle Diagnostics Pack および Oracle Tuning Pack 特定の時間の 処理を確認 この時間帯に行われて いた処理の内訳を確認 実行計画と各種統計を確 認 時間と待機の概要 I/Oの概要 SQLの概 要
  20. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 25 自動ワークロード・リポジトリ(AWR) •

    パフォーマンス統計を自動収集 • パフォーマンス履歴の表示および分析 • レポートやビューを簡単に生成 アクティブ・セッション履歴(ASH) • アクティブ・セッションの情報を自動収集 • レポートやビューを簡単に生成 自動パフォーマンス診断(ADDM) • AWRデータを自動で素早く分析 • 具体性、一貫性、実行可能性を備えたパフォーマンス提案 データベースのパフォーマンス情報を簡単に収集して分析 Oracle Diagnostics Pack
  21. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 26 過去に遡ってデータベースのパフォーマンスを分析 •

    データベース統計を自動的に収集し、スナップショットとして保存 • スナップショットからAWRレポートを生成 自動ワークロード・リポジトリ(AWR) AWRレポートから得られる情報例 • スナップショット詳細 • ロード・プロファイル • サーバー・プロセスのイベントトップ10 • インスタンス効率(%) • SQL統計 • 共有プール統計 • IO統計 • セグメント統計 • SQL文 1時間毎に収集* SGA AWRスナップショット 8日間保存* データベース統計 *変更可能 時間 スナップショットID データベース統計 id=100 id=101 id=102 100-101間のAWRレポート 101-102間のAWRレポート
  22. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 27 AWRのデータを定期的に分析し、データベースのパフォーマンスを監視および診断 •

    AWR に収集されたデータを定期的に分析し、データベースのパフォーマンスを監視 / 診断 • 問題を発見すると、解決方法とともに画面に表示 自動パフォーマンス診断(ADDM) チューニングアドバイザ の実施を指示
  23. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 28 データベースのアプリケーション・チューニング・プロセスを自動化 データベースの管理コストが大幅に抑制され、パフォーマンスと信頼性が向上

    SQLチューニング・アドバイザ • 問題のあるSQL文を特定し、文のパフォーマンスの改善方法を提示 • 自動化メンテナンス・タスクとして実行することも可能(自動SQLチューニング・アドバイザ) リアルタイムSQL監視 • 実行中のSQLに対して実行計画や処理の進捗状況を確認可能 • パフォーマンス・メトリックなどを含むSQL監視レポートを生成および表示 複雑で時間のかかるチューニング・タスクを自動化 Oracle Tuning Pack
  24. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 30 データベース、システムおよびアプリケーションの管理者が、Oracle Databaseのライフサイクル管理に必要な

    プロセスを自動化するのに役立つ、包括的なソリューション Database Lifecycle Management Pack概要 期待される効果 • 構成の「ずれ」によるトラブルの防止 • リリース時のヘルスチェックや障害時の情 報収集の高速化 • データベースとデータのセキュリティ強化 • プロアクティブなセキュリティ強化と障害予 防 • 開発・テストサイクルの高速化 ライフサイクル管理ソリューション • 検出 • DBのプロビジョニング • パッチ適用 • DBオブジェクトの変更管理 • DBやOSの構成管理 • コンプライアンス管理 • Enterprise Data Governance • 変更アクティビティ・プランナ
  25. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 31 • コンプライアンス管理

    データベースの構成を定期的に自動チェック し、組織の定めた標準や業界標準 (PCIDSS等)から逸脱していないか、脆弱 性にさらされていないかを評価 • Enterprise Data Governance 複数のデータベースから機密データの格納さ れた表や列を検出、マスキング等のセキュリ ティ対策漏れを防止 • 変更アクティビティ・プランナ 四半期ごとのセキュリティ・パッチのロールアウ ト、ビジネス要求に合せた新しいサーバーの 構築、データ・センターの移行または統合、 および環境全体へのコンプライアンス標準の 導入など様々なオペレーションの計画、管理 および監視 • DBオブジェクトの変更管理 複数DBのオブジェクト定義情報を一元管 理、履歴管理、比較、同期することで、多 数あるオブジェクトの開発およびリリースにお けるリスクと工数を削減 • DBやOSの構成管理 初期化パラメーターやパッチレベル、カーネル パラメーター等を一元的に履歴管理し、テス ト時やリリース時に発生しがちな環境間差 異等のリスクを低減 • 検出 ホストとそのソフトウェアデプロイメントの識別、 管理可能なターゲットとしてのホストの追加、 およびホストの状態の監視と管理 • DBのプロビジョニング DBソフトウェアのインストール、DBの作成や クローニングを自動化することで、構成の標 準化、開発およびテストの迅速化を実現 • パッチ適用 セキュリティパッチなど定期パッチの適用作業 を自動化することにより、低コストでセキュリ ティ対策の最新化、障害の未然予防を実 現 Database Lifecycle Management Pack主な機能
  26. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 32 • DBソフトウェアのインストール、DBの作成やクローニングを自動化することで、構成の標準化、開発およびテストの迅

    速化を実現 • 主なユースケース • Oracle Databaseのプロビジョニング • Oracle Real Application Clustersのプロビジョニング • Oracle Real Application Clustersの拡張および縮小 • Oracle Databaseの作成 • プラガブル・データベースのプロビジョニング • Oracle Database Clientのプロビジョニング データベースのプロビジョニング 基本となる環境 検証環境 ① 検証環境 ② 検証環境 ③ 既存構成をプロファイル化し、 迅速に構成を配布
  27. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 33 セキュリティパッチなど定期パッチの適用作業を自動化することにより、低コストでセキュリティ対策の最新化、障害の未然 予防を実現

    • パッチ推奨 • 構成情報をもとに、未適用の推奨パッチを提示 • パッチ計画 • 複数のパッチを「パッチ計画」に追加、 一斉適用可能 • パッチ情報、および構成情報をもとに 競合の事前チェック • パッチ適用 • 手動操作によるオペレーション・ミスを防止 • 検証済みのパッチ計画をテンプレート化することで適用を標準化 パッチ適用 未適用の推奨パッチ
  28. アップグレードを行うことで以下のメリットが得られます • 新機能の活用/機能拡張等による、性能向上・運用管理性向上・セキュリティ強化 • 既知不具合の解消・新規パッチの提供 アップグレードをしないと以下のリスクが高まります • セキュリティ事故発生のリスク - セキュリティ・インシデントの80%が既知の脆弱性を突いて攻撃しているという報告

    • 既知不具合による障害発生のリスク - Exadataでは70%以上の障害が既知の問題であるという報告 • アップグレード難易度上昇のリスク アップグレードによるメリット、しないことによるリスク なぜ、アップグレードするのか? Multitenant In-Memory Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 35
  29. 「テストしきれない」がアップグレードの最大の関門 • テストに膨大なコストがかかる • 長期間かかるうえに、 予定期日をオーバーする • リリース後にトラブルが起こる • 非互換や性能変化など、影響範囲がわからないため、アプリ

    ケーションのテスト工数を最大限に見積もらざるを得ない • 人海戦術による手作業のテストが主体 • アプリケーションの準備、アプリチームとの連携で非常に 手間がかかる • すべて手作業で実施するため見積以上に期間がかかる • 実際にはSQLのテスト網羅率やシナリオの再現性が低く、 パフォーマンスの劣化やエラーが発生 • テスト一回分の時間しかそもそも確保していない Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 37
  30. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 38 データベース性能を担保するための、プロアクティブな管理ツール •

    アプリケーションのサービス品質の向上 • 迅速なアップグレードを可能にし、リスクを軽減 • リスクの無いアップグレードと新しいテクノロジーの採用によりビジネスの俊敏性が向上 • DBAの生産性を大幅に向上 Real Application Testing (RAT)とは サービス品質の 管理 低リスクの アップグレード テクノロジーの 迅速な採用 DBA の 生産性向上
  31. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 39 Real Application

    Testing (RAT)の機能 リスクの最小化 自動化 コスト削減 データベース ・リプレイ データベース 統合リプレイ SPA SPA クイックチェック SPA = SQL Performance Analyzer ▪ 負荷テストのソリューション ▪ 問題を検出して修正 • SQL応答時間のテスト・ソ リューション • 性能に問題のあるSQLを識 別し、調整 • オンプレミス、あるいは Oracle Cloudのための データベース統合のキャパシ ティ・プランニング • データベースの性能に対する 定期的なDBAタスクを事前 に特定
  32. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 40 SQLパフォーマンス・アナライザ(SPA) クライアント

    APサーバー DBサーバー / ストレージ ①SQL ワークロード取得 ②変更前の SQL 実行 ③変更後の SQL 実行 ④分析 実行計画 (変更後) 実行計画 (変更前) 比較分析 SQL Tuning Set: 指定期間に実行された SQL群の情報 実行計画 (変更後) 実行計画 (変更前) STS STS テスト環境 本番環境 分析可能なシステム変更例 • DBアップグレード、パッチ、初期化パラメータの変更 • OS、HW、DBの構成変更 • 索引の追加、パーティション化、マテリアライズド・ ビューなどの変更 • オプティマイザ統計情報の収集および更新 • SQLプロファイルの作成などのSQLチューニング操作 • データベース統合テスト
  33. SPAのレポート(性能比較) テスト概要 •50本のSQLの性能測定 •変更前後で比較レポート •比較軸はバッファ読み取りを選択 結果の概要 •変更後、バッファ読み 取りが122%増加 内訳の概要 •一部のSQLの実行計画が変化

    •改善するものも低下するものもある 改善すべきSQLへのアクション •チューニングアドバイザの実行 •SQL計画ベースラインの作成 Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 41
  34. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 43 実稼働ワークロードによるデータベースの負荷とパフォーマンスのテスト •

    タイミング、トランザクション依存性などの作業負荷特性を完全維持 トランザクションのスループットをテストおよび測定 • 本番展開前にテスト・システムのアプリケーション・スケーラビリティと同時実行性の問題を 特定 使用シナリオ • プラットフォームの移行 (例えば Exadata)、アップグレード、パッチ適用、新しいデータ ベース機能またはオプションの実装など データベース・リプレイ
  35. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 44 データベース・リプレイ: 処理の流れ

    分析レポート キャプチャ ファイル テスト環境 キャプチャ ファイル リプレイ・ クライアント ①ワークロードをキャプチャ キャプチャ時のCPU使用率3 ~ 5%程度 ②前処理 ③リプレイ ④分析 DBサーバー / ストレージ クライアント APサーバー DBサーバー / ストレージ 本番環境
  36. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 45 キャプチャ時とリプレイ時の違い •

    パフォーマンスの違い • エラーの内容 - リプレイ時に発生した新規エラー - キャプチャ時に発生しリプレイ時に 発生しなかったエラー - キャプチャ時に発生しリプレイ時に発生したエラー • データの違い - キャプチャ時と異なる行数が変更されたDML - キャプチャ時と異なる行数が返されたSELECT リプレイ実行後、比較レポートを生成 • ワークロード・リプレイレポート • AWR比較レポート • ASHレポート データベース・リプレイ: 分析結果
  37. Copyright © 2021, Oracle and/or its affiliates 46 複数の環境を組み合わせてテストを実施 データベース統合リプレイ

    本番環境 CRM DB1 HCM DB2 DWH DB3 Windows DB 11gR2 Linux DB 11gR2 Solaris DB 12cR2 Capture 1 Capture 2 Capture 3 5月31日 月末処理 6月15日 ピーク時 6月18日 ETL処理 テスト環境 統合リプレイ・ディレクトリ リプレイ Capture 1 Capture 2 Capture 3
  38. ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫

    ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ ⚫ 47 Copyright © 2021 Oracle and/or its affiliates.