Статья:

Методы проектирования высокодоступной архитектуры для баз данных на основе решений Oracle

Конференция: LI Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Джумаев Д.Ф. Методы проектирования высокодоступной архитектуры для баз данных на основе решений Oracle // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. LI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 21(51). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/21(51).pdf (дата обращения: 05.06.2020)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Методы проектирования высокодоступной архитектуры для баз данных на основе решений Oracle

Джумаев Далер Фаррухович
магистрант, Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева, РФ, Казань
Сабитов Шамиль Рустемович
научный руководитель,

 

Организации используют информационные технологии (ИТ) для получения конкурентных преимуществ, снижения эксплуатационных расходов, расширения связей с заказчиками и бизнес-аналитики, предоставляемой руководству. Таким образом, организации все больше зависят от своей ИТ-инфраструктуры и ее непрерывной доступности. Простои приложений и недоступность данных напрямую приводят к потере производительности и доходов, разочарованию заказчиков и ущербу для репутации.

В настоящее время основной подход к созданию инфраструктуры высокой доступности заключается в развертывании избыточного и часто простаивающего оборудования и ПО от разрозненных поставщиков. Это подход часто связан с более крупными затратами, но не обеспечивает ожидаемых уровней обслуживания из-за слабой интеграции компонентов, технологических ограничений и сложности администрирования [1].

Кроме того, многие крупные предприятия проходят через процесс увеличения своей инфраструктуры ИТ для повышения бизнес-эффективности, и консолидация БД является важной частью этого процесса. В сегодняшний день глобальной экономики невозможно достичь консолидации ИС только лишь путем объединения сотен экземпляров БД в несколько крупных или размещения их в одном дата-центре обработки данных, или же сочетанием обоих решений.

Такие предприятия часто используют такие технологии, как Oracle Active Data Guard, Oracle RAC и Oracle GoldenGate для удовлетворения потребностей в аварийном восстановлении и репликации данных.

Распределение рабочей нагрузки по нескольким БД может переместить данные ближе к клиентам, повысить производительность и масштабируемость ИС, а также ценность ИТ-активов.

В практике, перед проектирование высокодоступной системы ознокомливаются с требованием заказчика и составляют по системе ITIL  SLA - Service Level Agreements (cоглашение об уровне обслуживания).

Соглашение об уровне обслуживания (SLA - Service Level Agreements ) - это договорное соглашение между двумя или более сторонами, где одна является клиентом, а другие - поставщиками услуг. SLA обычно является частью сервисного контракта, в котором сервис формально определен. Например, поставщики ИТ-услуг обычно включают Соглашения об уровне обслуживания в условия своих контрактов с клиентами для определения уровня (-ов) услуг, продаваемых в понятном виде. SLA базы данных обычно имеет техническое определение с точки зрения следующего:

Доступность системы:

Это основной элемент SLA, который обычно выражается в процентах, но часто более значим, когда выражается в часах. Например, доступность 99,9% примерно равна 8 часам и 45 минутам периода обслуживания или допустимому времени простоя в год (таблица 1). Иногда доступность системы описывается в виде простого текста следующим образом: серверы баз данных должны быть доступны 5 дней в неделю, с 6 утра до полуночи или 24 × 7

Таблица 1.

Доступность системы

Доступность системы

Время простоя в год

90 %

36 дней

98 %

7,3 дня

99.7 %

26 часов

99.99 %

52 минуты

99.999 %

5 минут

 

Приемлемая потеря данных

Пример: не более 15 минут ввода данных может быть потеряно

Среднее время восстановления (MTTR)

Пример: в случае аварии системы должны быть восстановлены и запущены в течение одного часа.

Среднее время до отказа (MTBF)

Пример: сбой не должен происходить чаще, чем раз в месяц.

Производительность

Например: время отклика транзакции не должно превышать 4 секунды.

Указанные выше элементы Соглашения об уровне обслуживания (SLA) необходимы для разработки SLA, а затем для разработки систем и процессов, соответствующих ожиданиям клиентов.

Исследовав методы проектирование высокодоступных систем, можно разбить методы на несколько уровней. Уровни основываются друг на друге, расширяя возможности резервирования и восстановления предыдущего уровня (рис. 1) [2]

 

Рисунок 1. Уровни доступности

 

  • Уровень 0. Конфигурация из коробки

Доступность уровня 0 - это готовая конфигурация отдельного экземпляра базы данных Oracle без конкретных элементов высокой доступности (HA). Здесь доступность достигается с использованией функций и инструментов Oracle, например:

  • Дублирование журналов повторов и урправляющих файлов
  • Режим архивирования журналов
  • Фиксация точек контроля
  • Автоматичское распределени данных в табличном пространсве UNDO
  • Менеджер ресурсов
  • Технология возврата данных и базы данных
  • Менеджер по восстоновлению (RMAN)
  • Реорганизация и переопредление данных на лету.
  • Обновление ПО базы данных без простоя
  • Динамическая изменение параметров базы данных
  • Уровень 1. Защита на уровне устройств хранения данных

Доступность уровня 1 предполагает использование экземпляра базы данных с технологиями виртуализации данных, таких как RAID 1, RAID5, ASM и др. Это обеспечивает элемент защиты от сбоев на уровне дисковых ресурсов, но не от сбоя серверных компонентов (материнская плата, процессор, сетевая карта и др.).

  • Уровень 2. Кластерная конфигурации (Узлы в одной локации) / Репликация

Доступность второго уровня 2 может состоять из одного экземпляра базы данных Oracle в режиме Cold Failover Cluster (CFC), где узлы кластера в одной локации или с использованием Oracle Data Guard для репликации данных в резеврную базу данных.

  • Уровень 3. Архитекура восстоновление за счет избыточности компонентов.

Доступность уровня 3 обеспечивает истинную избыточность живых компонентов, поскольку для базы данных состоит из нескольких экземляров  и использует многоузловый Oracle RAC, узлы которого размещены в той же локализации. Oracle RAC устраняет сбои системы, обеспечивая быстрое и автоматическое восстановление после сбоев, таких как сбои узлов и сбои экземпляров. База данных Oracle с архитектурой Oracle RAC разработана в первую очередь как решение для масштабируемости и доступности, которое находится в одном центре обработки данных.

  • Уровень 4. Архитектуры Максимальной достурности (Maximum Availability Architecture)

Доступность уровня 4 соответствует принципам архитектуры максимальной доступности Oracle (MAA) и представляет собой уровень 3, расширенный за счет пассивной отказоустойчивой установки, расположенной на физически удаленном сайте с использованием Data Guard или Oracle Streams / GoldenGate для репликации базы данных в резервную в другой локации, MAA включает лучшие практики для критически важных компонентов инфраструктуры, включая серверы, хранилище и сеть, и предоставляет наиболее полную архитектуру для сокращения времени простоя при запланированных и внеплановых отключениях.

 

Список литературы:
1. Технический документ «Maximize Availability» URL: «https://www.oracle.com/technetwork/database/availability/maximum-availability-wp-12c-1896116.pdf»  (Дата доступа: 28.04.2019)
2. Информационный ресурс: «Блог Администратора базы данных» URL: «http://dbadave.co.uk/oracle-training-what-is-an-oracle-database/» (Дата доступа: 10.05.2019)