Для наиболее ресурсоемких рабочих нагрузок Oracle Database требуется очень высокая производительность операций ввода-вывода. Им также требуется доступ к хранилищу с низкой задержкой. В этом документе описывается масштабируемое решение с высокой пропускной способностью и низкой задержкой для выполнения рабочих нагрузок Базы данных Oracle на виртуальных машинах Azure с общим доступом к файлам через протокол NFS. Архитектура использует Azure NetApp Files, первую стороннюю службу хранилища файлов Azure.
Льготы
Azure NetApp Files предлагает следующие преимущества:
- Гибкость. Вы можете увеличить или уменьшить емкость и пропускную способность по требованию, чтобы выровнять конфигурацию с фактическими бизнес-потребностями без прерывания работы службы.
- Масштабируемость. Используйте несколько томов хранилища и добавьте тома на лету для расширения емкости и пропускной способности по мере необходимости
- Доступность. Тома основаны на высокодоступном отказоустойчивом отказоустойчивом флоте без операционной системы, созданном ONTAP с встроенными возможностями репликации для обеспечения непрерывности бизнес-процессов и аварийного восстановления.
- Консолидация. Запуск нескольких небольших экземпляров базы данных на виртуальной машине Azure при сохранении изоляции файлов базы данных и журналов по нескольким томам хранилища.
- Защита данных. Резервные копии моментальных снимков, эффективные в пространстве, предоставляют согласованные с приложениями копии динамических баз данных, а копии моментальных снимков можно создать резервные копии с помощью резервного копирования Azure NetApp Files или сторонних решений по мере необходимости.
- Клонирование. Клонирование моментальных снимков можно клонировать для предоставления текущих копий данных для тестирования и разработки.
- Пропускная способность хранилища: сетевое хранилище подвергается более высоким ограничениям пропускной способности, чем управляемый диск. В результате можно использовать меньшие номера SKU виртуальных машин, чем с управляемым хранилищем дисков, не снижая производительность. Такой подход может значительно сократить затраты.
Потенциальные варианты использования
Существует множество вариантов использования этого решения:
- Запуск новых экземпляров Oracle Database, требующих высокой доступности (HA) и предъявляющих высокие требования к производительности.
- Перенос высокопроизводительных экземпляров Базы данных Oracle из локальной среды в Azure Виртуальные машины.
- Перенос систем Oracle Exadata в Azure.
- Объединение нескольких небольших экземпляров Oracle на одну виртуальную машину Azure с одним или несколькими томами хранилища для отдельной изоляции и управления.
- Клонирование систем Oracle Database корпоративного масштаба для использования в средах тестирования и разработки. Решение особенно подходит для случаев, когда требуются расширенные возможности управления данными. Он может помочь удовлетворить агрессивные соглашения об уровне обслуживания данных (SLA), используя быстрые и эффективные моментальные снимки.
- Реализация кластеров Oracle Pacemaker, использующих общее хранилище NFS.
- Развертывание SAP AnyDB или Oracle 19c.
Архитектура
Базу данных Oracle малого и среднего размера можно запустить на виртуальной машине Azure с одним или несколькими томами хранилища для хранения файлов базы данных, журналов повтора и дополнительного тома резервного копирования.
Разверните несколько томов данных для консолидации нескольких небольших экземпляров Oracle на одной виртуальной машине Azure.
Подготовка службы Azure NetApp Files
Создайте пул емкости Azure NetApp Files требуемой емкости и уровня обслуживания. Ознакомьтесь с кратким руководством по настройке Azure NetApp Files.
Если вы переносите существующие базы данных Oracle из локальной среды в Azure, вы можете использовать отчеты AWR для получения текущей статистики пропускной способности, необходимой для изменения размера пула емкости и томов Azure NetApp Files. Рекомендации по размеру пула и томов можно получить путем обработки отчетов AWR через службу Atroposs. Обратитесь к специалисту Oracle в Azure, чтобы узнать, как использовать службу.
Доступная пропускная способность для томов в пуле емкости определяется размером и уровнем обслуживания (цен. категория "Стандартный", "Премиум" или "Ультра") выбранного пула емкостей. Автоматические пулы емкости QoS назначают пропускную способность томам непосредственно, связанным с размером тома. Кроме того, можно назначить пропускную способность томам независимо от их размера, для которого можно настроить пул емкости для использования вручную QoS.
Защита данных
Чтобы защититься от маловероятных зональных сбоев, используйте Oracle Data Guard для репликации файлов базы данных и журналов повторного входа в альтернативную зону в регионе.
Масштабируемость
Используя несколько томов хранилища для файлов базы данных, можно добиться дополнительной масштабируемости и гибкости. Вы можете масштабировать до восьми томов для файлов базы данных с помощью группы томов приложений для Oracle для развертывания томов. Это гарантирует, что тома размещаются в оптимальных расположениях в инфраструктуре Azure и с минимальными задержками доступа к виртуальным машинам.
Компоненты
Решение использует следующие компоненты:
- Azure NetApp Files — это первая система хранилища файлов Azure, которая позволяет переносить и запускать приложения на основе файлов в Azure без изменений кода. Он разработан корпорацией Майкрософт и NetApp, партнером Майкрософт.
- Виртуальные машины представляют собой предложение "инфраструктура как услуга" (IaaS). Виртуальные машины можно использовать для развертывания масштабируемых вычислительных ресурсов, предоставляемых по запросу. Виртуальные машины обеспечивают гибкость виртуализации, а также исключают необходимость обслуживать физическое оборудование. Это решение использует виртуальные машины Linux с программным обеспечением Oracle Database.
- Виртуальная сеть Azure — это сетевая служба, которая управляет виртуальными частными сетями в Azure. Виртуальная сеть Azure позволяет ресурсам Azure, таким как виртуальные машины, безопасно взаимодействовать друг с другом, с Интернетом и локальными сетями. Виртуальная сеть Azure аналогична традиционной сети центра обработки данных. Однако виртуальная сеть Azure также обеспечивает масштабируемость, доступность, изоляцию и другие преимущества инфраструктуры Azure.
- Oracle Database — многомодельная система управления базами данных. Она поддерживает различные типы данных и рабочие нагрузки.
- Клиент dNFS оптимизирует пути ввода-вывода между серверами Oracle и NFS. В результате он обеспечивает лучшую производительность по сравнению с традиционными клиентами NFS.
Альтернативные варианты
Это решение использует Oracle Data Guard (ODG) для аварийного восстановления (DR) и моментальные снимки для локальной репликации. Существует несколько вариантов, которые описаны в следующих разделах.
Репликация между регионами
Репликация между регионами обеспечивает эффективное аварийное восстановление между разными регионами в Azure. Для репликации между регионами используется репликация на основе хранилища. При этом ресурсы виртуальной машины не задействуются. Дополнительные сведения см. в статье Создание репликации томов для Azure NetApp Files.
Репликация между зонами
Репликация между зонами обеспечивает эффективную высокий уровень доступности между зонами в Azure. Репликация между зонами использует ту же высокопроизводительную репликацию на основе блоков с минимальным интервалом обновления в 10 минут. Это можно использовать для репликации файлов базы данных, а журнал повтора реплицируется с помощью Oracle Data Guard. Дополнительные сведения см. в статье репликация томов Azure NetApp Files между зонами.
Группы доступности и зоны доступности
ODG на виртуальных машинах Azure работает так же, как и ODG в локальных системах. Однако в основе этого продукта лежит базовая архитектура. Если вы используете ODG на виртуальных машинах Azure, рассмотрите также один из следующих вариантов повышения избыточности и доступности:
Поместите виртуальные машины Oracle в одну группу доступности. Это обеспечит защиту во время следующих событий:
- Сбои в работе оборудования центра обработки данных. Виртуальные машины в группе доступности не используют ресурсы совместно.
- Обновления. Обновление виртуальных машин в группе доступности выполняется в разное время.
Разместите виртуальные машины Oracle в разных зонах доступности. Такой подход обеспечивает защиту от сбоев в работе целиком всего центра обработки данных. Каждая зона представляет собой набор центров обработки данных в пределах региона. Если ресурсы размещены в разных зонах доступности, сбои на уровне центра обработки данных не приведут к отключению всех виртуальных машин.
Можно выбрать только один из этих вариантов. Виртуальная машина Azure не может одновременно находиться и в группах доступности, и в зонах доступности. У каждого из вариантов свои преимущества:
- Зоны доступности обеспечивают лучшую доступность, чем группы доступности. Сравнение см. в статье Соглашение об уровне обслуживания для виртуальных машин.
- Виртуальные машины, которые находятся в одной и той же группе доступности, можно поместить в группу размещения близкого взаимодействия. Такая конфигурация позволяет свести к минимуму задержку сети между виртуальными машинами, за счет того, что они расположены близко друг к другу. И наоборот, виртуальные машины, размещенные в разных зонах доступности, имеют большую задержку в сети между ними. Синхронизация данных между первичной и вторичной репликами занимает больше времени. В результате для первичной реплики могут наблюдаться задержки. Также увеличивается вероятность потери данных во время внезапной отработки отказа.
После выбора решения проверьте его под нагрузкой. Убедитесь, что оно соответствует требованиям Соглашения об уровне обслуживания в отношении производительности и доступности.
Ключевые преимущества
На этом рисунке показаны преимущества использования Azure NetApp Files с Oracle Database.
Простая и надежная служба
Будучи простой в использовании собственной службой Azure, Azure NetApp Files работает в среде центра обработки данных Azure. Вы можете подготавливать, использовать и масштабировать Azure NetApp Files так же, как и другие варианты службы хранилища Azure. Azure NetApp Files использует компоненты поддержания надежности, предоставляемые программным обеспечением ONTAP для управления данными NetApp. С помощью этого программного обеспечения можно быстро и надежно подготавливать тома NFS корпоративного уровня для Oracle Database и других рабочих нагрузок корпоративных приложений.
Высокопроизводительные системы
Azure NetApp Files использует хранилища All-Flash без операционной системы. Помимо использования общего и масштабируемого хранилища, Azure NetApp Files обеспечивает задержку менее 1 миллисекунды. Эти факторы позволяют этой службе хорошо подходить для использования протокола NFS для запуска рабочих нагрузок Базы данных Oracle через сети.
Виртуальные машины серии Azure DCsv2 могут использовать высокопроизводительные системы хранения All-flash NetApp. Эти системы также интегрируются в платформы Azure Resource Manager, определяемые программным обеспечением (SDN) и Azure Resource Manager. В результате вы получаете общее хранилище с высокой пропускной способностью и низкой задержкой, которое по характеристикам сравнимо с локальным решением. Производительность этой архитектуры соответствует самым требовательным, критически важным для бизнеса корпоративным рабочим нагрузкам. Дополнительные сведения о преимуществах Azure NetApp Files для производительности см. в статье Преимущества использования Azure NetApp Files с Oracle Database.
Azure NetApp Files обеспечивает масштабируемость по запросу. Развертывание можно увеличить или уменьшить, чтобы оптимизировать конфигурацию каждой рабочей нагрузки.
Управление данными в масштабе предприятия
Этому решению по плечу даже рабочие нагрузки, требующие расширенных возможностей управления данными. ONTAP предоставляет для этого функциональные возможности, не имеющие аналогов в отрасли:
Мгновенное клонирование с эффективным использованием пространства существенно повышает производительность сред разработки и тестирования.
Предоставление емкости по запросу и масштабирование производительности обеспечивают эффективное использование ресурсов.
Моментальные снимки обеспечивают т точки согласованности базы данных, а также предлагают следующие преимущества:
- Эффективное использование хранилища. Для создания моментальных снимков достаточно ограниченной емкости.
- Снимки можно быстро создавать, реплицировать, восстанавливать и клонировать. Таким образом, они предоставляют решения для резервного копирования и восстановления, обеспечивающие соблюдение строгих Соглашений об уровне обслуживания относительно целевого времени восстановления (RTO) и целевой точки восстановления (RPO).
- Снимки не влияют на производительность томов.
- Снимки обеспечивают масштабируемость. Их можно создавать с любой частотой, а также одновременно хранить в большом количестве.
Гибридное аварийное восстановление
ODG в сочетании с Azure NetApp Files обеспечивают аварийное восстановление для этой архитектуры. Эти решения подходят как для облачных, так и для гибридных систем. Их планы поддерживают несколько регионов, а также локальные центры обработки данных.
Рекомендации
Ниже представлены рекомендации относительно этого решения.
Availability
Для Azure NetApp Files:
- Сведения о гарантии доступности этой службы см. в статье Соглашение об уровне обслуживания для Azure NetApp Files.
- Как было указано в разделе Управление данными в масштабе предприятия, в решениях для резервного копирования и восстановления можно использовать моментальные снимки. Для оркестрации моментальных снимков с согласованием с базой данных используйте режим горячего резервного копирования Oracle и API Azure NetApp Files.
При использовании Oracle Database в Azure реализуйте решение для обеспечения высокой доступности и аварийного восстановления, чтобы избежать простоев.
- Используйте ODG.
- Запускайте базу данных на одной виртуальной машине.
- Разверните дополнительную виртуальную машину, но установите на нее только двоичные файлы.
- Поместите обе виртуальные машины в одну виртуальную сеть. После этого они смогут взаимодействовать друг с другом через частный постоянный IP-адрес.
Масштабируемость
Как описывается в разделе "Высокопроизводительные системы" , Azure NetApp Files обеспечивает встроенную масштабируемость.
Безопасность
Azure NetApp Files защищает данные различными способами. Сведения о встроенной защите, шифровании, правилах политики, возможностях управления доступом на основе ролей и журналах действий см. в статье Часто задаваемые вопросы по безопасности.
Оптимизация затрат
Использование Azure NetApp Files вместо блочного хранилища может снизить затраты благодаря следующим факторам.
Конфигурации можно сделать экономичными. Размер традиционных локальных конфигураций подбирается с учетом требований максимальной рабочей нагрузки. Следовательно, эти конфигурации наиболее экономичны при максимальном использовании. В отличие от этого развертывание Azure NetApp Files является масштабируемым. Можно оптимизировать конфигурацию в соответствии с требованиями текущей рабочей нагрузки, чтобы сократить расходы.
Можно использовать виртуальные машины меньшего размера:
- Azure NetApp Files обеспечивает доступ к хранилищу с низкой задержкой. При использовании небольших виртуальных машин обеспечивается та же производительность, что и при использовании виртуальных машин большего размера с хранилищем дисков (цен. категория "Ультра").
- Облачные ресурсы обычно ограничивают операции ввода-вывода. Такая практика предотвращает внезапное снижение производительности, связанное с нехваткой ресурсов или непредвиденными сбоями. В результате на виртуальные машины накладываются ограничения пропускной способности дисков и сети. Обычно ограничения сети выше, чем ограничения пропускной способности дисков. При использовании хранилища, подключенного к сети, важны только ограничения пропускной способности сети, и они применяются только к исходящему трафику. Иными словами, ограничения дисковых операций ввода-вывода на уровне виртуальной машины не влияют на работу Azure NetApp Files. Ввиду этих факторов хранилище, подключенное к сети, может обеспечить лучшую производительность, чем дисковый ввод-вывод. Это применимо даже в ситуациях, когда Azure NetApp Files работает на небольших виртуальных машинах.
Небольшие виртуальные машины обеспечивают следующие ценовые преимущества по сравнению с виртуальными машинами большего размера:
- Они позволяют снизить затраты.
- Для них используются лицензии Oracle Database меньшей стоимости, особенно при использовании SKU малого размера с ограниченным кодом.
- В хранилище, подключенном к сети, нет компонента, связанного со стоимостью операций ввода-вывода.
Эти факторы делают Azure NetApp Files менее дорогостоящим, чем решения для хранения данных на основе дисков.
Развертывание этого сценария
Материалы по развертыванию Oracle Database на виртуальных машинах Azure с помощью Azure NetApp Files см. в статье Архитектуры решений, использующих Azure NetApp Files.
Дополнительные сведения о развертывании томов Azure NetApp Files и доступе к ним см. в документации по Azure NetApp Files.
Учитывайте размер базы данных:
- Для небольших баз данных все компоненты, такие как файлы данных, журнал повторов, журнал архива и файлы управления, можно развернуть на одном томе. Такими упрощенными конфигурациями легко управлять.
- Для больших баз данных более эффективно настраивать несколько томов. Можно использовать тома с автоматическим управлением качеством обслуживания (QoS) или с управлением качеством вручную. Такие типы томов обеспечивают более детальное управление требованиями к производительности.
Соавторы
Эта статья поддерживается корпорацией Майкрософт. Первоначально он был написан следующими участниками.
Автор субъекта:
- Динна Гарсия | Главный диспетчер программ
- Arnt de Gier | Технический инженер по маркетингу для Azure NetApp Files
Следующие шаги
- Производительность базы данных Oracle в отдельных томах Azure NetApp Files
- Рекомендации по параметрам подключения NFS для Linux для Azure NetApp Files
- Тесты производительности Azure NetApp Files для Linux
- Вопросы и ответы по управлению ресурсами
Связанные ресурсы
Полностью развертываемые архитектуры, использующие Azure NetApp Files: