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せとかうとだ
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2 Oracle Database Technology Night ~ 集え! オラクルの力 ( チカラ )~ in September データベースに最適なストレージ構成の極意日本オラクル株式会社クラウドテクノロジー事業統括 Database & Exadata プロダクトマネジメント本部応用技術部ディレクター柴田長

3 Safe Harbor Statement The following is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle s products remains at the sole discretion of Oracle. 3

しばちょう先生の試して納得!DBA への道 http://www.oracle.

4 自己紹介しばちょうこと柴田長 ( しばたつかさ ) と申します日本オラクル株式会社クラウドテクノロジー事業統括 Database & Exadata プロダクトマネジメント本部応用技術部ディレクター柴田長 Oracle Technology Network でほぼ毎月連載中しばちょう先生の試して納得!DBA への道 4

5 本日のアジェンダなぜストレージ設計が大切なのか? 従来の RAW デバイス構成の課題 Oracle Automatic Storage Management 概要 12.1 の主な新機能 12.1 で実現できないことストレージからの ASM Disk の切り出し方法ガイドまとめ 5

6 なぜストレージ設計が大切なのか? 6

7 データベース時間 ( 処理時間 ) とは? ほぼ CPU 時間と I/O 時間の合計で決まる 7

8 わんこそば理論そばがお椀に盛られなければ食べられない = データが無ければ CPU 処理はできない CPU ボトルネック食べる人が増えると? I/O ボトルネック 8

9 Oracle Database のアーキテクチャストレージアクセスが必要な主な処理 SQL 実行時に Server Process による Data Block の読込み Buffer Cache 上に Block が存在しない時 Direct Path Read(Table Full Scan) DBWR による Dirty Block の書出し LGWR による Redo Record の書出しその他の処理アーカイブログ生成 Flashback Log の書出し RMAN バックアップ DB Server SP SP Physical Reads Buffer Cache Hit DBWn 3 rd Vendor s Storage CR Block Physical Writes Consistent Reads PMON SP SP SP Buffer Cache Current Block Undo Block SMON Parallel Query SP Log Buffer Redo Writes SGA LGWR PGA Others Direct Path Read 大容量メモリでは解決できない処理もある 9

10 ストレージ性能が充分ではない場合性能劣化の例は? # Case 待機イベントの例性能劣化の事象 1 Data Block の読込み遅延 db file sequential read db file scattered read direct path read SQL 処理時間の劣化するデータが届かない為 CPU リソースも活用出来ない状況 2 Dirty Blockの書出し遅延 free buffer waits DBWRによるDirty Blockの書出しはユーザートランザクションとは非同期のためこの書出しが遅延すること自体は直接的にSQL 処理時間へは影響しないしかし Dirty BlockがBuffer Cache 上に増加することにより他のSQL 処理で使用したいBlockをキャッシュし切れなくなるため free buffer waits 待機イベントが発生し最終的にはユーザーのSQL 処理時間の劣化につながる可能性有り 3 Redo Record の書出し遅延 log file sync log buffer space Commit コマンドのレスポンスタイムが遅延する最悪書き出されていない Redo Record が Log Buffer 内に滞留することで Log Buffer の空きスペースが枯渇し新たな Redo Record を生成する処理を実行できず待機する可能性有り注意ポイント! 待機イベントの発生自体は 100% 悪ではありませんその待機イベントの平均待機時間を負荷が平常時とピーク時とで比較することが大切ですね 10

11 Oracle Databaseパフォーマンスチューニングガイド 12cリリース1 (12.1) 11

12 パフォーマンスチューニング基本的な考え方処理量を減らす Index, Partitioning, Compression, Exadata Smart Scan/Storage Index 高速化 Database In-Memory, Flash Device, InfiniBand, Exafusion, 並列化時間 = 処理量 / ( 速度 * 並列度 ) Parallel Query, Multi-Core, RAC, ASM, じかん = みちのりはやさ

13 従来の RAW デバイス構成の課題 13

14 複数ディスク上へのデータベースの配置の課題容量ベースで設計すると Hot Spot が生まれる? 業務要件の複雑化やアプリ改修の短期化によりデータベースのオブジェクト単位で個別最適化を目指す運用は難しい? Hot Sport? 総容量使用量 14

15 Hot Sport を回避する為の RAW デバイス構成例目的はストライピングによる I/O 性能の向上しかし管理性は? 15

16 従来の RAW デバイス構成の課題運用の複雑化表領域が非常に細かく分割されている空き領域が表領域毎に独立している為無駄な空き領域が増大監視対象 ( 表領域 ) が多く頻繁に領域不足に陥り運用工数が増大データファイル数が多く SQL の性能劣化やミスオペレーションを誘発管理レイヤー数が多い為運用オペレーションの複雑化データベース管理者とストレージ管理者の間での調整作業の難しさデータファイル追加時に既存データをリバランスしていない空き領域が新規ボリュームにのみ存在する為新たに INSERT されるレコードがそのボリュームに集中することでボトルネックが発生し易い既存レコードは既存ボリューム内に格納されている為性能改善効果は無し 16

17 従来の RAW デバイス構成の課題ディスク追加時に必要なオペレーション領域不足 / 性能劣化の改善の為ディスク追加 Hot Sport? 最新データが入っている 1 本のみにアクセスが集中 Hot Sport 回避のためには既存データの再配置が必要データ退避ディスク追加後 RAID グループ再構成データロード後アクセスが均等化 17

18 こんなストレージがあったらいいな全てのデータベースのファイルがそれぞれ特定のデバイスに偏ることなく全てのデバイスが均等に配置されるような仕組みがあったらいいなオブジェクト単位で容量や IOPS 要件を整理する必要がなくなるデータベースのパフォーマンスチューニングでどのデータファイル (RAW デバイス ) がボトルネックなのかを特定する必要が無くなるしかも容量や IOPS が不足した場合新規デバイスを追加したら自動的に再配置される仕組みがあるといいな RAID グループの再構成やデータの入れ直しが必要無くなるさらに低コストで組みたいが高い可用性は維持したいな 18

19 Oracle Automatic Storage Management 19

Oracle によるストレージ仮想化 Oracle Automatic Storage Management(ASM) Oracle Database 10g より提供されているディスク構成の仮想化技術 Oracle データベースに対してボリュームマネージャ兼ファイルシステム Oracle Database

20 Oracle によるストレージ仮想化 Oracle Automatic Storage Management(ASM) Oracle Database 10g より提供されているディスク構成の仮想化技術 Oracle データベースに対してボリュームマネージャ兼ファイルシステム Oracle Database にフラットなディスクプールを提供 + ディスク管理工数を大幅削減複数ディスクアレイにまたがってディスクを仮想化ディスク追加 / 削除時にデータを透過的に再配分エディション (EE/SE) に関係なくシングル環境クラスタ環境共に使用可 11g Release2 より ASM クラスタファイルシステムが実装 20

21 ASM による全体最適化機能ストライピング ASM ディスクグループ内の全てのディスクでストライピング ( ホットスポット無し ) 性能の維持ミラーリングファイルタイプに応じて Oracle レベルでミラーリング (2 重化 /3 重化 / ミラー無し ) 可用性の担保動的リバランシングディスクの追加 / 削除時に自動的にデータを再配置拡張性 21

22 RAW デバイス構成と ASM 構成の比較スタック構成イメージ図 RAW device Oracle ASM Database idx idx redo tbl tbl tbl Tablespace dbf dbf dbf dbf dbf dbf idx idx redo tbl tbl tbl Tablespace dbf dbf dbf dbf dbf dbf Database Disk Group ASM OS VM lvol lvol lvol lvol lvol lvol Volume Group OS device device device device device device device device Storage LU LU LU LU RAID Group LU LU LU LU RAID Group Storage 22

23 RAW デバイス構成と ASM 構成の比較 Block 書き込み時のフローイメージ図 RAW device Block Address + Data File ID Oracle ASM Block Address + Data File ID Oracle I/O Layer Logical Volume Address lvol Oracle I/O Layer ASM I/O Layer Device Address Mapping Info Volume Manager Layer Mapping Info Device Address Disk Disk 23

24 Oracle ASM の構成例 Simple is the BEST Diskgroup 24

25 Oracle ASM による運用管理の簡素化従来構成の課題を解決オペレーションの簡素化表領域拡張や Disk 追加の手順が簡素化し運用オペミスのリスクが減少管理対象オブジェクトの削減 ASM Diskgroup の容量内で表領域を自由に拡張可能であり従来の Volume や RAW デバイス ( データファイル ) を意識する必要なしストライピングで I/O が均等化することで表領域を細かく分割して I/O 競合を回避する必要なし表領域の総数を大幅に削減可能データ再配置の工数不要 Disk 追加時に自動的に既存データの再配置 ( リバランシング ) を実施 25

26 ASM によるデータベースの物理設計の簡易化 DBA のストレージ管理の効率化 26

27 Oracle ASM によるストライピング ASM File( データファイル ) の分散配置例 ASM Diskgroup に含まれる全ての ASM Disk に対して ASM File(Data File) を File Extent(Allocation Unit:=AU) 単位に分割して配置 ASM File(Data File) ASM Diskgroup File Extent (AU) Disk Disk Disk Disk 27

28 RAID0 と ASM のストライピングの違いは? ASMのストライピングはデータファイル (ASM File) 単位で均等化 RAIDのストライピングはデータファイル (ASM File) を認識不可能ハードディスクレベルで偏り (Hot Sport) が生まれてしまう可能性有り A B C D E F G H DataFile#1 I J K L M N O P DataFile#2 ASM Diskgroup RAID グループ A C E G B D F H A B C D E I F L I K M O J L N P G H K M O J N P ASM Disk#1 ASM Disk#2 ASM のストライピング例 RAID のストライピング例 28

Oracle ASM によるミラーリング Normal Redundancy 時のミラーリングと障害グループ例異なる障害グループに属する ASM Disk 間で保持通常リソース ( 電源等 ) を共有している単位 ( 筐体 / コントローラー ) で設定例えば障害グループ B の Disk 障害が発生しても ASM ファイルへアクセス可能 ASM ファイル

29 Oracle ASM によるミラーリング Normal Redundancy 時のミラーリングと障害グループ例異なる障害グループに属する ASM Disk 間で保持通常リソース ( 電源等 ) を共有している単位 ( 筐体 / コントローラー ) で設定例えば障害グループ B の Disk 障害が発生しても ASM ファイルへアクセス可能 ASM ファイル (Normal) Primary Extent Secondary Extent しばちょう先生の試して納得!DBA への道障害グループ A Disk 1 4 ASM Diskgroup Disk 2 3 障害グループ B Disk 3 1 Disk 第 34 回 ASM のミラーリングによるデータ保護 (1) ~ 障害グループと冗長性の回復 ~

30 Oracle ASM によるミラーリング Oracle Client に透過的かつ自動的に Block を修復 Normal / High Redundancy(2 重化 3 重化 ) で構成されている場合読み取り処理時に I/O エラーを検知した場合 Oracle Client に対して透過的 (ORA エラーは戻らない ) サーバープロセスはミラー側から読み取ることで処理継続サーバープロセスは不良ブロックの修復を ASM へ依頼し ASM が自動修復書き込み処理時に I/O エラーを検知した場合 Oracle Client に対して透過的 (ORA エラーは戻らない ) I/O エラーが発生しても一つでも成功していればサーバープロセスは処理継続書込み失敗を ASM へ通知し ASM が障害 Disk が自動でオフライン化一時的な障害の場合高速ミラー再同期により生存 Disk 側から必要最小限の差分データを同期復旧できない場合 ASM Diskgroup から切り離し ( 自動リバランスが発生 ) 30

31 ディスクの同時二重障害を考慮した構成案参考までに RAID1+0 Normal vs. RAID0 High の比較 ASM の High Redundancy( トリプルミラー ) が効率的 Inifiniband を搭載した Exadata であればよりメリットが出てくる RAID1+0 Normal RAID0 High Read 時にアクセスされるDisk 数 6 本 12 本 Write 時のFC 帯域を流れるデータ量 2 倍 3 倍 Write 時のストレージ内のI/O 量 4 倍 3 倍 Disk 使用量 4 倍 3 倍 31

32 RAID1+0 Normal vs. RAID0 High 各構成の可用性を担保する構造図 32

33 RAID1+0 Normal vs. RAID0 High Write 時の I/O 量と分散状況 33

34 RAID1+0 Normal vs. RAID0 High Read 時にアクセスされる Disk 数 34

35 Oracle ASM のリバランス ( データ再配置 ) データベース無停止でリバランスが可能 ASM Disk を追加 / 削除 ( 故障 ) した際データの再配置を実施メタデータ ( 配置状況 ) を元に ASM File 単位で全ての Disk に均等配置されるように最小限の Extent(AU) の移動で実現多重度 ( リバランス強度 ) の設定や計画実行で業務影響を制御可能 -削除 REBALANCE + 追加 35

36 Fast Mirror Resync( 高速ミラー再同期 ) 一時的なディスク障害の復旧を高速化本機能が実装される以前の課題一時的な I/O 障害 ( ディスクパス障害や電源障害等 ) にも関わらず対象ディスクを削除して自動リバランスが行われてしまう動作復旧後にディスクを追加して再度リバランスを実行する必要有り本機能による改善指定期間 ( デフォルト 3.6 時間 ) 障害ディスクを OFFLINE 状態 ( 自動削除を保留 ) にする復旧後にディスクを ONLINE 化する際に本来書き込まれるはずであった差分データのみを同期 ASM ディスクの手動 ONLINE/OFFLINE 処理が可能しばちょう先生の試して納得!DBA への道第 35 回 ASM のミラーリングによるデータ保護 (2) ~ 高速ミラー再同期 ~ 36

ASM によるデータの分散配置 Data File 単位で各 ASM Disk に対し均等に File Extent(AU) を割り当て (1) 表領域の作成 CREATE TABLESPACE TBS DATAFILE +DATA SIZE 1G ; TBS Data File File Extent(AU)

37 ASM によるデータの分散配置 Data File 単位で各 ASM Disk に対し均等に File Extent(AU) を割り当て (1) 表領域の作成 CREATE TABLESPACE TBS DATAFILE +DATA SIZE 1G ; TBS Data File File Extent(AU) (2) 表領域の拡張 ALTER TABLESPACE TBS RESIZE 2G ; TBS Data File (3) 新規 Diskの追加 ( リバランス ) TBS Data File リバランス ALTER DISKGROUP DATA ADD DISK '/dev/sde1 ; TBS Data File 37

38 ASM によるデータの分散配置リバランス処理の 2 つのフェーズリバランスフェーズ ASM File(= Data File) 単位で各 ASM Disk の利用率を均等に分散し直す追加 Disk へ移動する File Extent は全ての ASM File が対象コンパクションフェーズリバランスフェーズで File Extent が追加 Disk へ移動することで既存 Disk では歯抜け状態になるがコンパクション処理でその状態を解消各 ASM Disk において後方に位置する File Extent(AU) から順番に前方の空きスペースへ移動しばちょう先生の試して納得!DBA への道第 33 回 ASM のリバランスの動作 38

39 リバランス強度の設定 Grid Infrastructure 以降 PSR ~ リバランス強度の動作変更有り ASM_POWER_LIMITS 初期化パラメータに設定可能な値は 0~1024 ( 以前は 0~11) ARB0 プロセス ( クラスタで 1 つのみ起動 ) が同時に発行する非同期 I/O の数ストレージの I/O 性能に応じた適切な値を設定すること事前準備 : 対象の ASM Diskgroup の COMPATIBILITY.ASM 属性を以上デフォルト値は ASM Diskgroup を作成する方法に依存するので注意例えば Oracle ASM 12c では 12.1 が ASMCA 使用時の COMPATIBLE.ASM 属性のデフォルト設定 SQL CREATE DISKGROUP 文と ASMCMD mkdg コマンドを使用する場合のデフォルト設定は 10.1 alter diskgroup <ASM Diskgroup Name> set attribute 'compatible.asm'=' '; 39

40 ASM Diskgroup の COMPATIBLE 属性と使用可能になる機能 Oracle Automatic Storage Management 管理者ガイド 12c リリース 1(12.1) 使用可能なディスクグループ機能 COMPATIBLE.ASM COMPATIBLE.RDBMS COMPATIBLE.ADVM より大きなAUサイズ (32または64MB) のサポート >= 11.1 >= 11.1 該当なし V$ASM_ATTRIBUTEビューに表示される属性 >= 11.1 該当なし該当なし高速ミラー再同期 >= 11.1 >= 11.1 該当なし可変サイズのエクステント >= 11.1 >= 11.1 該当なし Exadataストレージ >= >= 該当なしインテリジェントデータ配置 >= 11.2 >= 11.2 該当なしディスクグループに格納される OCR および投票ファイル >= 11.2 該当なし該当なしデフォルト値以外に設定されるセクターサイズ >= 11.2 >= 11.2 該当なしディスクグループに格納される Oracle ASM SPFILE >= 11.2 該当なし該当なし Oracle ASMファイルアクセス制御 >= 11.2 >= 11.2 該当なし最大値が1024のASM_POWER_LIMIT >= 該当なし該当なしディスクグループのコンテンツタイプ >= 該当なし該当なしディスクグループのレプリケーションステータス >= 12.1 該当なし該当なしディスクグループでの共有パスワードファイルの管理 >= 12.1 該当なし該当なし 40

41 主な ASM 関連機能の拡張 Oracle Database 新機能ガイド 12c リリース 1 (12.1) 2.7 Oracle RAC および Oracle Grid Infrastructure2.7.1 Oracle ASM の拡張 Oracle Flex ASM ディスクグループでの Oracle ASM の共有パスワードファイル Oracle ASM リバランスの拡張 Oracle ASM ディスク再同期化の拡張 Oracle ASM chown chgrp chmod およびオープンファイルのサポート Oracle ASM での ALTER DISKGROUP REPLACE USER のサポート Enterprise Manager での Oracle ASM 機能のサポート Windows での Oracle ASM ファイルアクセス制御個別パッチに関する Oracle Grid Infrastructure のローリング移行 41

42 [12.1] Oracle Flex ASM ASM の柔軟な構成による可用性の向上 ASM インスタンスをデータベースインスタンスが稼働するサーバーと分離して稼働データベースインスタンスはネットワーク経由で ASM インスタンスにリモート接続クラスタ全体でデフォルトで 3 つの ASM インスタンスが起動クラスタ稼働中に ASM インスタンス数を変更することも可能クラスタ全体で ASM によるリソース ( メモリー CPU ネットワークなど ) 使用量を低減障害ポイントの削減 ASM インスタンスの障害発生時別の ASM インスタンスへフェイルオーバー ASM インスタンスへの依存性が緩まりデータベースサービスの可用性が向上手動で接続している ASM インスタンスを切り替えることも可能 42

43 [12.1] Oracle Flex ASM ASM インスタンス障害発生時の挙動従来の ASM 構成 ( 左図 ) では ASM インスタンスが障害で Down した場合同一 Node 上の DB インスタンスも Down する仕様 Flex ASM 構成 ( 右図 ) では別 Node 上の ASM インスタンスへ再接続が可能 Node1 Node2 Node3 Node4 Node5 Node1 Node2 Node3 Node4 Node4 DB A DB A DB B DB B DB B DB A DB A DB B DB B DB B ASM ASM ASM ASM ASM ASM ASM ASM ディスクグループ A ディスクグループ A 従来の ASM 構成 Flex ASM 構成 43

参考データベース統合と ASM Diskgroup 同一 Oracle Clusterware 上の Oracle Database は同一の ASM Diskgroup を利用可能 Single Databases RAC Databases Single DB(a) SGA Single DB Server DB(b) SGA RAC DB(c)-1 SGA RAC DB DB(d)-1

44 参考データベース統合と ASM Diskgroup 同一 Oracle Clusterware 上の Oracle Database は同一の ASM Diskgroup を利用可能 Single Databases RAC Databases Single DB(a) SGA Single DB Server DB(b) SGA RAC DB(c)-1 SGA RAC DB DB(d)-1 Server SGA RAC DB(c)-2 SGA RAC DB DB(d)-2 Server SGA Oracle Clusterware Oracle Clusterware マウント不可 ASM Diskgroup ASM Diskgroup Storage DB 毎の領域制限は? Single DB(A) の Datafiles Single DB(b) の Datafiles RAC DB(c) の Datafiles RAC DB(d) の Datafiles 44

45 [12.1] Oracle ASM リバランスの拡張より効率的なディスク交換ディスク障害が発生しディスク交換後の操作を 1 つのコマンドで実施可能 ALTER DISKGROUP <disk_group> REPLACE DISK 文が実装交換するディスクの DROP 操作は不要 (OFFLINE 操作は必要 ) 従来リリースでは交換するディスクを DROP した後に新しくディスクを追加する必要があった交換するディスクにはミラーされたデータを基にデータが配置される不要なリバランス処理の実行を回避し効率よいディスクの交換作業が可能新しいディスクを元のディスクと同じ名前で追加され元のディスクと同じ障害グループに割り当てられる SQL> ALTER DISKGROUP DATA REPLACE DISK DATA_0001 with '/dev/sdz'; 45

46 [12.1] Oracle ASM リバランスの拡張優先順位と同時処理リバランス処理を重要なファイルから順に実施制御ファイルや REDO ログファイルなどを優先してリバランス処理を実施以前のリリースまでは file 番号順に実施されていた複数のディスクグループのリバランス処理の並列実行リバランス処理が完了するまでの時間を短縮以前のリリースまではリバランス処理はシリアルに行われた複数のディスクグループに対して同時にリバランス処理がリクエストされた場合は後からリクエストされた処理はキューで待機リバランス処理時に内部的にエクステントの論理チェックするように設定可能破損を検知した場合ミラーされているデータから自動で修正 CONTENT.CHECK ディスクグループ属性で設定 46

47 [12.1] Oracle ASM リバランスの拡張リバランスの詳細な見積もりリバランス処理で移動する割当て単位 (AU) の数を見積もることが可能 EXPLAIN WORK コマンドを使用して work plan を生成 work plan は STATEMENT_ID で識別される SQL> EXPLAIN WORK SET STATEMENT_ID='Drop DATA_0001' 2 FOR ALTER DISKGROUP DATA DROP DISK DATA_0001; Explained. 見積もった AU の数を V$ASM_ESTIMATE ビューから確認 SQL> SELECT EST_WORK FROM V$ASM_ESTIMATE 2 WHERE STATEMENT_ID='Drop DATA_0001'; EST_WORK

48 [12.1] Oracle ASM リバランスの拡張再同期リバランス処理の進行状況と見積もりの確認再同期リバランス処理の各操作の進行状況と見積もりの詳細は V$ASM_OPERATION より確認することが可能 SQL> SELECT PASS, STATE, SOFAR, EST_WORK, EST_MINUTES 2 FROM V$ASM_OPERATION; PASS STATE SOFAR EST_WORK EST_MINUTES RESYNC DONE REBALANCE RUN COMPACT WAIT 新しく追加された PASS 列から RESYNC / REBALANCE / COMPACT の各処理の進行状況を確認可能従来リリースは OPERATION 列を使用再同期処理の実行中に内部的にチェックポイントが行われ途中で終了してしまった場合はチェックポイント時点から自動再開 48

49 [12.1] Oracle ASM ディスク再同期化の拡張 POWER 句の指定による再同期処理の高速化 ASM Diskgroup の再同期の処理に割り当てるリソース量を POWER 句により任意に設定することで高速化を実現従来バージョンまでは常に 1 で固定 12.1 以降 POWER 句で 1 から 1024 まで指定可能指定しない場合は ASM_POWER_LIMIT パラメータの値対象 ASM Diskgroup 内で OFFLINE な ASM Disk を全て Online 化 alter diskgroup <ASM Diskgroup Name> online all power <n>; 対象 ASM Diskgroup 内の特定の ASM Disk を Online 化 alter diskgroup <ASM Diskgroup Name> online disk <Disk Name> power <n>; 49

50 ストレージからの ASM Disk の切り出し方法ガイド 50

51 ハードディスクドライブの性能特性内周よりも外周の方が I/O 性能が高い一般的にデバイスの先頭が外周 => ASM Disk の先頭が外周参考 ASM Intelligent Data Placement によるパフォーマンスチューニング 51

52 RAID グループからの切り出す順番と配置一般的にハードディスクの外周から切り出すと言われているので先に切り出した Logical Unit の方が性能が高い RAID グループ Logical Unit#1 Logical Unit#2 52

53 HDD の同一 RAID グループから切り出した LU を同一 ASM Diskgroup へ組み込むのは? ディスクの外周と内周を行ったり来たりすることでシークによる待機時間の比率が高まる為に好ましくない ASM Diskgroup Table Full Scan A B C D E F G H ASM File A C E G B D F H ASM Disk#1 ASM Disk#2 RAIDグループ A C D E F G Logical Unit#1 Logical Unit#2 B H 53

54 ASM Diskgroup に所属する ASM Disk への I/O 特性 ASM は各 ASM Disk の使用率を均等化するサイズが異なる ASM Disk で ASM Diskgroup を構成した場合サイズが大きな ASM Disk へより多くのデータが格納される ( より多くアクセス ) 均等配置 = 均等アクセス ASM Diskgroup ASM Diskgroup ASM Disk サイズ使用率 50% 使用率 50% ASM Disk#1 ASM Disk#2 使用率 50% ASM Disk#1 使用率 50% ASM Disk#2 54

55 追加ハードディスクドライブの容量が現行より大きい場合パフォーマンス最適化の観点から追加ハードディスクから切り出す Logical Unit(ASM Disk) のサイズは現行の ASM Disk と統一すること容量が勿体ないのは理解できますが性能劣化 ( 偏り発生 ) の可能性を避けるべきです余っている領域も別の Logical Unit として切り出して別の ASM Diskgroup を構成可能但しバックアップや古いデータの格納領域のように日中業務の負荷ピーク時間帯にアクセスが少ない用途として活用すべし ASM Diskgroup NG な例 50% 50% 50% 50% 50% 50% 既存 ASM Disk 新規 ASM Disk 55

56 現行 HDD で運用新規で SSD の追加が決定したらデータベース全体を SSD 上に移設できる容量の場合 ASM Diskgroup を丸ごと移行一部のデータしか移動できない場合新規で SSD のみで構成される ASM Diskgroup を作成し次のどちらかの方法で活用 1. 特定のオブジェクトや表領域を SSD 上に配置 AWR レポートを元に手動でチューニング第 40 回 AWR レポートを読むステップ 2: アクセス数が多い表領域とセグメント 2. Database Smart Flash Cache の活用 Buffer Cache から追い出されたブロックを自動的に SSD 上にキャッシュ 56

57 参考新規デバイス上へのデータ移行方法例 Level 完全無停止での移行方法一時停止やオフラインを伴う移動方法 Table Pluggable Database Tablespace / Datafile Database ASM Diskgroup 表のオンライン再定義 [12.1] オンラインでのパーティション移動 [12.1] オンラインデータファイルの移動 (alter database move datafile 文 ) ASM Disk の追加 + 削除 + リバランス Datapump Export /Import 表パーティションの移動 (alter table move 文 ) Unplug & Plug オフラインデータの移動 (alter tablespace rename datafile 文 ) トランスポータブル表領域 RMAN COPY + SWITCH DATAFILE コマンドオフラインデータファイルの移動 (alter database rename datafile 文 ) RMAN COPY+SWITCH DATABASE コマンド RMAN Duplicate コマンド第 47 回 [Oracle Database 12c] オンラインデータファイルの移動 57

58 参考システム無停止でストレージ筐体の入替 Automatic Storage Management の自動リバランスによるストレージマイグレーション 58

ストレージ製品の自動階層化機能 Oracle ASM と組合わせて使用することは可能だが過去の I/O 実績を分析しあるタイミングで自動的にデータを再配置アクセス頻度に応じて適切なデバイス (SSD or HDD) にデータ移動 Oracle Database や ASM からは透過的 Table Space Table Space Segment#1

59 ストレージ製品の自動階層化機能 Oracle ASM と組合わせて使用することは可能だが過去の I/O 実績を分析しあるタイミングで自動的にデータを再配置アクセス頻度に応じて適切なデバイス (SSD or HDD) にデータ移動 Oracle Database や ASM からは透過的 Table Space Table Space Segment#1 Segment#1 Segment#2 Segment#3 Segment#2 Segment#3 Storage LU#1 LU#2 Storage LU#1 LU#2 LU#1 Storage Pool LU#1 Storage Pool LU#2 RAID Grp(SSD) RAID Grp(HDD) LU#2 RAID Grp(SSD) RAID Grp(HDD) 59

60 ストレージ製品の自動階層化機能 Oracle Database で使用する際の注意点 (1) 過去の I/O 実績を分析しあるタイミングで自動的にデータを再配置過去の全ての I/O 実績が平常運用時の I/O 要求とは限らないアクセスパターン ( 日次 or 月次日中 or 夜間一時表 ) によりデータへのアクセス時間が偏る場合もあるメンテナンスやトラブル時に発行した I/O 要求も含まれる ASM のリバランスにより LU 間でデータが移動して上書きされた場合過去の I/O 実績は無意味なものになっている過去の I/O 実績だけに基づく最適化は難しい 60

61 ストレージ製品の自動階層化機能 Oracle Database で使用する際の注意点 (2) 過去の I/O 実績を分析しあるタイミングで自動的にデータを再配置データの再配置はデバイスやコントローラーの CPU に負荷が発生する I/O 要求のタイミングと再配置のトランザクション影響の考慮した設計が必要となるデータ再配置のタイミングや周期の設計が難しい 61

62 ストレージ製品の自動階層化機能 Oracle Database で使用する際の注意点 (3) 過去の I/O 実績を分析しあるタイミングで自動的にデータを再配置データベース構造を意識せずにストレージ側で再配置される一つの表データが SSD, HDD の両方に分かれて配置された場合セグメント ( 表 / 索引 ) 単位表領域 ( データファイル ) 単位の I/O 性能は平均値となるためボトルネックの特定が困難データベースとストレージの性能情報を突き合わせた複雑な分析データ配置を含めて問題発生時の状況を再現するのは困難 ASM のリバランスにより LU 間でデータが移動して上書きされるため自動階層化機能側での最適化の効果が薄れる可能性有り性能問題の原因切り分けが長期化 62

63 最後に 63

64 しばちょう流 Oracle ASM におけるストレージ設計指針 2016 年 8 月版 1. 一つの RAID Group は二つ +α の Logical Unit を切り出す最初のLUのみでオンラインデータファイル用のASM Diskgroupを構成残りのLUでバックアップ用 ( 高速リカバリ領域 ) のASM Diskgroupを構成 2. 可能な限り多くの LU を一つの ASM Diskgroup で束ねる 3. 各 ASM Diskgroup に含める ASM Disk(LU) は同一の性能 & サイズデバイスタイプ (HDD や SSD) に応じて別 ASM Diskgroup を構成 4. RAID グループと冗長構成パターン例二重障害対応構成 : RAID 無し or RAID0 High Redundancy 単一障害対応構成の場合は RAID or ASMのどちらか一方で担保 64

65 ASM Diskgroup 構成例 RAID ミラー無しで ASM 三重化が美しい RAID グループを構成する場合は後々の HDD の追加購入単位も考慮しておきましょう各 ASM Diskgroup へ含める ASM Disk(LU) のサイズは統一 DataFile は +DATA へのみ格納し負荷ピーク時間帯にシーク時間を極小化 (+FRA はバックアップ用 ) RAID 設定が必須なストレージの場合は最小限の本数で組んだ RAID0 の RAID グループを複数作成 +DATA ASM Diskgroup Failure Group#1 Failure Group#2 Failure Group#3 +FRA ASM Diskgroup Disk Enclosure#1 Disk Enclosure#2 Disk Enclosure#3 Logical Unit#1 Logical Unit#2 LU#3 LU#4 65

Oracle Exadata Database Machine H/W 性能を最大限まで活用可能なアーキテクチャ In-Memory Cache Database In-Memory SP SP SP SP Log Buffer Buffer Cache Hit Instance SGA Buffer Cache Hybrid Columnar Compression DB Server DB

66 Oracle Exadata Database Machine H/W 性能を最大限まで活用可能なアーキテクチャ In-Memory Cache Database In-Memory SP SP SP SP Log Buffer Buffer Cache Hit Instance SGA Buffer Cache Hybrid Columnar Compression DB Server DB Server Exafusion & Smart Fusion Block Transfer Consistent Read CR Block SP SP SP Buffer Cache Current Block Undo Block Real Application Clusters SP Parallel & Direct Path Read Log Buffer SGA PGA Others PMON SMON DBWn LGWR LMSn LMSn PMON SMON DBWn LGWR Others CellSrv Smart Flash Cache Add Disk & Auto Rebalance Flash Cache Flash Cache Hit PCI Flash Write Back Flash Cache Cell Storage Server CellSrv Smart Scan & Storage Index Hard Disk Drive InfiniBand Flash Cache Automatic Disk Scrub and Repair CellSrv Smart Flash Log Flash Cache ASM Diskgroup Stripe and Mirror Everything

67 しばちょう先生の試して納得!DBA への道関連記事一覧 Automatic Storage Management 第 30 回 ASM ディスクグループの作成と使用量の確認第 31 回 ASM のストライピングとリバランスによる I/O 性能の向上第 33 回 ASM のリバランスの動作第 34 回 ASM のミラーリングによるデータ保護 (1) ~ 障害グループと冗長性の回復 ~ 第 35 回 ASM のミラーリングによるデータ保護 (2) ~ 高速ミラー再同期 ~ I/O ボトルネックのチューニング手法第 39 回 AWR レポートを読むステップ 1: バッファキャッシュ関連の待機イベントと統計情報第 40 回 AWR レポートを読むステップ 2: アクセス数が多い表領域とセグメントデータの移動方法第 41 回 [Oracle Database 12c] オンラインでのパーティション移動第 47 回 [Oracle Database 12c] オンラインデータファイルの移動第 45 回 Recovery Manager の SWITCH コマンドでリストア時間ゼロ 67

68 Safe Harbor Statement The preceding is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle s products remains at the sole discretion of Oracle. 68

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Null Technical Discussion Night ~ 今宵のテーマ : エキスパートはどう考えるか? 体感! パフォーマンスチューニング ~ Japan Oracle User Group 日本オラクル株式会社クラウドテクノロジー事業統括 Database & Exadata プロダクトマネジメント本部 Copyright 2017, Oracle and/or its affiliates.