Sybase w środowiskach wysokiej dostępności

„Przewidywanie Nieprzewidywalnego”
Sybase w środowiskach wysokiej dostępności. Jak wykorzystać technologie do budowy
centrum zapasowego.
SŁAWOMIR NOWAK
KONSULTANT TECHNICZNY
WARSZAWA, 10 Grudnia 2009
Centrum Kompetencyjno‐Szkoleniowe SOLIDEX
Wysoka dostępność/bezpieczeństwo
•
•
•
•
•
Ciągłość pracy
Brak utraty danych
Spójność danych
Rozsądne koszty
Wykorzystanie serwerów/środowisk zapasowych do analiz
Centrum Zapasowe
Agenda
•
•
•
•
Przegląd rozwiązań związanych z dostępnością danych
Asynchroniczna replikacja danych – Replication Server
Zarządzanie połączeniami ‐ Sybase OpenSwitch
Połączenie replikacji synchronicznej z asynchroniczną
– Mirror Activator dla Sybase ASE/Oracle
• Edycja klastrowa serwera bazy danych ‐ ASE Cluster Edition
• Nowe cechy w wersji ASE 15.5
• Podsumowanie
Poziomy dostępności
Klastry wysokiej dostępności i replikacja synchroniczna
ASE Cluster Edition
+ Replikacja pamięci masowych
+ Mirror Activator
Odtwarzanie po awarii i wysoka dostępność wielu ośr.:
Synchroniczne: Replikacja pamięci masowych i transakcji
Replikacja pamięci masowych
+ Mirror Activator
Ciągła dostępność z wieloma ośrodkami zapasowymi
Wysoka dostępność wielu ośrodków zapasowych:
Asynchroniczne: Replikacja transakcyjna
Wiele ośrodków zapasowych
Replication Server
Replikacja pamięci masowych
Replikacja plików
Dostępność ośrodka
HA Clusters i HA Software & CE
Dostępność serwera
Nadmiarowość sprzętu: RAID/Mirroring/ Hot Swap CPUs
Odzyskanie serwera
Cold Standby: kopia zapasowa / odzyskanie bazy danych i logu
ASE Cluster Edition
ASE HA Option
Nadmiarowość dysków i sprzętu
Serwer kopii zapasowych
(Backup Server), BMC SQL Backtrack
Replikacja asynchroniczna
• Aktualizacja danych w punktach replikacji nie zachodzi w tym samym czasie
– Nieunikniony czas opóźnienia* • Jeżeli transakcja nie powiedzie się w jednym z miejsc replikacji, może się powieść na wszystkich pozostałych
– Błędne transakcje są wycofywane jedynie w miejscu jej wystąpienia
– Transakcja jest nanoszona w pozostałych punktach replikacji
– Opóźnienia są nieuniknione w punktach replikacji, które są
niedostępne
*czas opóźnienia – różnica w czasie pomiędzy wykonaniem zmian oryginalnych danych na serwerze źródłowym z czasem na serwerze docelowym dla replikacji
Replikacja asynchroniczna – przykładowe metody
•
•
•
•
Kopia bazy danych ‐> transfer ‐> wczytanie kopi danych
Kopia przyrostowa ‐> transfer ‐> wczytanie kopi przyrostowej
Wyładowanie danych do pliku tekstowego ‐> wgranie danych
Odznaczanie wierszy do replikacji za pomocą dedykowanej tabeli a następnie nanoszenie ich na serwer docelowy
• Replikacja transakcji
– Odczyt na bieżąco zmian danych na podstawie dziennika transakcji
– Nanoszenie transakcji na serwer docelowy w trybie ciągłym
Replication Server
Sybase Replication server realizuje replikację
danych w trybie online zapewniając:
ƒ Wykrywanie transakcji
ƒ Elastyczne transformacje danych
Strona replikacji
ƒ Wydajną dystrybucję w sieci
• ASE • SQL Anywhere
• Sybase IQ
ƒ Synchronizację heterogenicznych baz danych w czasie rzeczywistym
Enterprise Connect
Źródła danych
• ASE
Strona źródłowa
•
•
•
•
Replication Agent
• SQL Anywhere
• Oracle
• Microsoft SQL Server
• DB2
Replication Server
Oracle
Microsoft
DB2
Przez ODBC
REPLICATION SERVER
Dlaczego replikacja danych z RS jest szybka i niezawodna
Stacja robocza
Agent
Replikacji
update t1
insert …………
set a=a*1.1
update ………
where b=100
commit
delete ……….
commit
………………..
………………..
………………..
ASE
RS
ASE
Partycje RS
REPLICATION SERVER
e-Commerce
Klienci
OpenSwitch
Produkcyjne
ASE
Rep
Server
WAN
Standby ASE
• Dane replikowane na bieżąco do serwera standby
• Dane w bazie standby dostępne dla aplikacji
• OpenSwitch kieruje połączenia użytkowników do aktywnego serwera bazy danych
• OpenSwitch może automatycznie przełączyć stronę aktywną i połączenia użytkowników
REPLICATION SERVER
e-Commerce
Klienci
OpenSwitch
Produkcyjne
ASE
Rep
Server
WAN
Standby ASE
OpenSwitch
•
•
•
•
•
•
•
Zarządzanie dostępem do zasobów (Resource Governing)
Wysyłanie komunikatów do klientów
Dynamiczna konfiguracja
Narzędzie do konfiguracji
Współdziałające ze sobą serwery OpenSwith
Standardowy moduł koordynujący dla replikacji (RCM)
Współdziałające moduły koordynujące (CM)
OpenSwitch
• Przełączenie jest niewidoczne dla klientów
ASE Serwer A
ASE Serwer B
– Którzy nie mają otwartej transakcji
– Którzy są „bezczynni”
• Administracyjne żądania przełączenia
– Zachowanie jest konfigurowalne
– Przełączenie może oczekiwać na zakończenie transakcji
– Można podać maksymalną
ilość sekund w oczekiwaniu na zakończenie transakcji przez klienta
– Można wymusić przerwanie transakcji (przesłanie “deadlock” do klienta)
OpenSwitch
DEADLOCK!
Jaguar
CTS
DEADLOCK!
ISQL PowerBuilder ISQL
bezczynny Odbieranie bezczynny
Transakcja
wyników
OpenSwitch
Pula A
Pula A
Pula B
Pula B
Chained
Pula A
Balanced
Pula B
OpenSwitch
•
Wstrzymaj/Wznów
–
–
–
–
–
Jedno lub więcej połączeń może być tymczasowo wstrzymane
Można czekać na zakończenie transakcji lub zwrócić “deadlock” do klienta
Pozwana na krótkie okna administracyjne
Pozwala na bezpiecznie wyciszenie serwera
Pozwala bezpieczenie wykonać lub rozłączyć mirroring sprzętowy na poziomie OS
Rozłącz
mirror
Włącz Mirror
(okno czasowe)
Wstrzymaj
aktywność
Raport
Wznów
aktywność
Raport
Raport
Raport
Replikacja synchroniczna
• Brak opóźnień w synchronizacji danych (zero latency) – dane są jednocześnie nanoszone we wszystkich miejscach
• Transakcje są nanoszone w całości lub nie są nanoszone w ogóle we wszystkich miejscach replikacji
• Jeżeli transakcja zawiedzie w jednym miejscu powoduje jej wycofanie w całym systemie replikacji
• Możliwe opóźnienia związane z potrzebą potwierdzenia zapisu we wszystkich punktach replikacji
Replikacja synchroniczna – przykładowe metody
• Opcja replikacji macierzowej
• Wykorzystanie Two‐Phase‐Commit
Porównanie typów replikacji
Replikacja synchroniczna
Replikacja asynchroniczna
Brak utraty danych
Możliwość utraty części w razie awarii
Ograniczona odległość ze względu na Skalowalność na dużych
wydajność replikacji
odległościach
Ze względu na wykonywanie operacji
I/O synchronicznie replikacja ma
wpływ na działanie aplikacji
Wpływ replikacji na aplikacje jest
minimalny
Porównanie
replikacji macierzy i transakcyjnej
Replikacja macierzy
Replikacja transakcyjna
Synchroniczna i asynchroniczna
Tylko asynchroniczna
Odtwarzanie po awarii dla całego
środowiska (DB, App, Web Servers,
Systemy plików)
Odtwarzania po awarii ograniczone tylko
do DBMS
Zapasowy serwer nie może być
równocześnie używany
Zapasowy serwer może być
równocześnie użyty do raportowania
oraz przez aplikacje typu DSS
Nie chroni przez logicznymi
uszkodzeniami.
Zapewnie ochronę przed logicznymi
błędami
Uzależniona od platformy sprzętowej.
Niezależna od platformy sprzętowej
Dostarczana dla HA oraz DR
Pracujące bazy danych używane dla
HA/DR, integracja, dystrybucja danych
do innych systemów
Mirror Activator
• Mirror Activator stanowi pomost pomiędzy replikacją
transakcyjną a replikacją na poziomie macierzy
– Ulepsza replikację macierzy poprzez aktywne zagospodarowanie zapasowego systemu baz danych wraz z zagwarantowaniem integralności na poziomie transakcji
– Pracuje z macierzami różnych dostawców
Mirror Activator
Systemy bazodanowe
Serwer
WWW
Serwer
aplikacji
DBMS
Macierz dyskowa
Serwer podstawowy
DBMS
Replikacja macierzy
Macierz dyskowa
Serwer
WWW
Serwer
aplikacji
Serwer zapasowy
Mirror Activator – serwery bazy danych
• Sybase
– ASE 12.5.4, 15.0.x, 15.0.1 CE
• Oracle
– Oracle 9i, 10g, 11g
ƒ RAC dla 10g
ƒ ASM dla 10g oraz 11g
Centrum zapasowe – przykład 1
Centrum Przetwarzania
Centrum zapasowe
Klaster serwerów aplikacji
Klaster serwerów aplikacji
Sybase ASE
Sybase ASE
Mirror Activator
Macierz dyskowa
Dane
Log
Replikacja na poziomie macierzy
Macierz dyskowa
Log
Log
Dane
Centrum zapasowe – przykład 2
Warszawa
Pruszków (16 km)
Mirror Activator
Kraków (300 km)
Replication Server
Replikacja macierzy dla MA ‐ wymagania
• Dane na macierzy docelowej (np. centrum zapasowym) muszą
być do odczytu
• MA jest niezależny od dostawcy macierzy
• Wspierane macierze:
– EMC® SRDF™, CLARiiON™
– IBM® PPRC
– Hitachi TrueCopy™
– Veritas Volume Replicator™
– Network Appliance® SnapMirror®
Mirror Activator ‐ podsumowanie
• Mirror Activator jest nowoczesnym rozwiązaniem zapewniającym bezpieczeństwo danych. • MA eliminuje przerwy w dostępie do krytycznych danych poprzez zapewnienie dostępu do systemu zapasowego w trybie ciągłym.
– Pracuje w połączeniu z replikacją na poziomie macierzy
– Obniża koszty utrzymania systemu (TCO)
ƒ Replikacja synchroniczna tylko dziennika transakcji
– Chroni przed logicznymi uszkodzeniami danych – Gwarantuje spójność danych na poziomie transakcji – Zwiększa dostępność danych w razie planowanych/nieplanowanych przerw w dostępności serwera podstawowego
– Umożliwia wykorzystanie zapasowego systemu przez udostępnienie go dla aplikacji raportujących
Agenda
Sybase ASE Cluster Edition
– Architektury Klastrowe
– Nowe ASE CE jako Shared Disk Cluster
– Najważniejsze cechy ASE CE
– Zarządzanie Obciążeniem
– Ciągłość Pracy Aplikacji
Architektury klastrowe
• Shared Disk Cluster
– Zasób dyskowy jest jedyną współdzieloną rzeczą pomiędzy instancjami
– Każdy instancja ma równy i równoległy dostęp do tego samego zasobu danych
– Wymaga specjalnie udostępnionego współdzielonego zasobu dostępnego dla każdej z instancji klastra (SAN/NAS)
ƒ Sybase ASE CE, Oracle RAC
• Shared‐Nothing Cluster
– Brak jednocześnie współdzielonych zasobów pomiędzy instancjami
– W danej chwili urządzenia dyskowe są dostępne tylko przez pojedynczą
instancje lub każda instancja ma dostęp tylko do swoich prywatnych zasobów
ƒ Sybase ASE (HA, CIS) i większość konkurencji
• MPP (Massive Parallel Processing)
– Dane są partycjonowane na wszystkich instancjach
– Zapytania są wykonywane równolegle na partycjonowanych danych
ƒ Sybase MPP (znany jako „Navigator Server”) i IBM DB2 EEE Czy większy znaczy lepiej?
A co z wydajnością (teoretycznie) …
ƒ Która z architektur będzie bardziej wydajna?
8 CPUs + 16Gb
Sybase ASE 8-engine
2 CPUs + 4Gb
Sybase ASE 2-engine
Komunikacja po
wewnętrznej
systemowej
magistrali
2 CPUs + 4Gb
Sybase ASE 2-engine
Komunikacja
po Gigabit
ethernet
2 CPUs + 4Gb
Sybase ASE 2-engine
2 CPUs + 4Gb
Sybase ASE 2-engine
Nowy ASE CE
•
ASE Shared Disk Cluster
– Wiele serwerów ASE współdzielących pojedynczy
zbiór dysków / baz danych
– Wszystkie dane są dostępne przez wszystkie instancje ASE
– Instancje klastra widziane jako jeden system
– Niepotrzebne żadne dodatkowe oprogramowanie klastrowe
SAN
ASE Cluster Edition