EMC VSPEX para o Oracle Database 11g OLTP Virtualizado
Guia de Projeto 33
Nessa VSPEX Proven Infrastructure para Oracle Database 11g R2 virtualizado, a EMC recomenda que você considere a redundância de rede e as configurações avançadas do ESX Server no projeto de sua rede para essa solução.
Redundância de rede
Uma rede projetada para ser confiável e tolerante a falhas deve recuperar-se rapidamente, de modo que os defeitos sejam transientes na execução dos
aplicativos. Nesta solução, a rede inclui um par redundante de switches e todas as sub-redes têm links redundantes.
Configurações avançadas do ESX Server e configurações de timeout para NFS
Agregue múltiplas conexões de rede para aumentar o throughput para além daquilo que uma conexão sozinha pode sustentar e para fornecer redundância no caso de falha de um dos links. Por exemplo, no ambiente de virtualização do VMware, use dois NICs físicos por vSwitch e estabeleça o uplink dos NICs físicos com switches físicos separados.
Na configuração do agrupamento de NICs, considera-se uma prática recomendada selecionar não para a opção de failback do agrupamento de NICs. A existência de algum comportamento intermitente na rede impedirá o flip-flop das placas NIC. Ao configurar a alta disponibilidade do VMware (VMware HA), ajuste também os timeouts e as configurações do ESX Server na guia ESX Server advanced setting:
• NFS.HeartbeatFrequency = 12 • NFS.HeartbeatTimeout = 5 • NFS.HeartbeatMaxFailures = 10 Para acessar as opções avançadas de NFS:
1. Faça login no VMware vSphere Client. 2. Selecione o host ESXi/ESX.
3. Clique na guia Configuração. 4. Clique em Advanced Settings. 5. Selecione NFS.
Configure o Oracle 11g Database para usar as bibliotecas de disco do Oracle 11g dNFS Client ODM. Essa operação só é feita uma vez e, a partir daí, o banco de dados passará a usar o Oracle-Optimized, cliente nativo Oracle dNFS, em vez do cliente NFS hospedado do sistema operacional.
Nós substituímos a biblioteca padrão ODM por aquela que aceita o dNFS Client. A Figura 4 mostra os comandos que habilitam a biblioteca ODM do dNFS Client.
Figura 4. Habilitação da biblioteca ODM do dNFS Client
Práticas recomendadas de rede
Para obter outras práticas recomendadas no projeto de rede para a VSPEX Proven Infrastructure, consulte o Guia de Implementação do EMC VSPEX para Oracle Database 11g OLTP Virtualizado.
Projeto do layout de armazenamento
As considerações de prática recomendada e projeto desta seção fornecem diretrizes para se planejar, de modo efetivo, o armazenamento para diversas necessidades do negócio nos ambientes do Oracle Database 11g R2.
A Figura 5 mostra a arquitetura de alto nível entre os componentes do Oracle Database 11gR2 e os elementos de armazenamento validados na VSPEX Proven Infrastructure para Oracle Database 11gR2 em uma plataforma de virtualização do VMware vSphere 5.1. Todos os volumes do Oracle Database 11gR2 estão no armazenamento NFS (Network Files System, sistema de arquivos de rede).
Figura 5. Elementos do armazenamento do Oracle Database 11gR2
Além do pool da infraestrutura para máquinas virtuais, a EMC recomenda que você utilize os três pools adicionais em que se podem armazenar dados do Oracle Database 11gR2 para diferentes finalidades. A Tabela 5 é um exemplo. Tabela 5. Layout de armazenamento VNX para Oracle Database
Nome do pool de
armazenamento Tipo de RAID Tipo de disco Nº de discos Pool de Oracle Data RAID 5 (4+1) Discos SAS de 15.000 RPM 30
Visão geral
Arquitetura de alto nível
Layout de armazenamento
Capítulo 5: Práticas Recomendadas e Considerações de Projeto da Solução
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Guia de Projeto 35
Nome do pool de
armazenamento Tipo de RAID Tipo de disco Nº de discos Pool de Oracle FRA RAID 6 (6+2) Discos NL-SAS de 7.200
rpm 8
Pool do Oracle Redo RAID 5 (4+1) Discos SAS de 15.000 RPM 5
Considere as seguintes práticas recomendadas relacionadas ao armazenamento e ao projeto de layout em sua VSPEX Proven Infrastructure para a solução Oracle Database 11gR2 virtualizado.
Pool de dados do Oracle Database 11gR2
Use discos SAS com proteção RAID 5 (4+1) para os sistemas de dados e arquivos temporários do Oracle. Essa combinação de proteção RAID e tipo de disco assegura a utilização de alta capacidade com bom desempenho de I/O a baixo custo, ao mesmo tempo em que garante a disponibilidade dos dados no caso de falha do drive.
Pool de redo log do Oracle Database 11gR2
Nessa solução, configuramos o sistema de arquivos para redo logs no pool físico protegido por RAID5 em discos SAS. Para cargas de trabalho com alta intensidade de gravação, ou cargas de trabalho para as quais os tempos de resposta de leitura aleatória são mais importantes, você deve considerar um pool à parte para os sistemas de arquivos redo em discos fisicamente separados.
Pool do FRA do Oracle Database 11gR2
Considerando que acesso ao backup pelo cliente é relativamente baixo e que o principal fator do projeto é a capacidade, usamos drives NL-SAS para o Oracle FRA. A EMC recomenda que, no caso de drives NL-SAS de alta capacidade, você use a proteção RAID 6.
Personalização
A EMC recomenda que os clientes trabalhem com os fornecedores para calcular os requisitos de capacidade e IOPS para o layout do armazenamento. Considere o crescimento futuro ao projetar o layout do armazenamento e inclua o crescimento projetado como entrada para a Ferramenta de dimensionamento do VSPEX.
Os administradores podem escolher entre criar manualmente pools para sistemas de arquivos e usar a função Automated Volume Management do Unisphere. Se escolher criar manualmente as LUNs do pool de armazenamento, o administrador deverá consultar o documento EMC VNX Unified Best Practices for Performance.
Requisitos de desempenho adicional para o FAST Suite
O EMC FAST Suite — FAST VP e FAST Cache — fornece duas das principais tecnologias, disponíveis na série VNX, que permitem desempenho extremo de maneira automatizada, quando e onde for necessário. Para obter mais informações sobre o FAST Suite para VSPEX Proven Infrastructures, consulte o site VSPEX Proven Infrastructure.
A ativação do FAST Cache é uma operação transparente para o Oracle Database 11gR2, e nenhuma reconfiguração e nenhum tempo de inatividade são necessários para o banco de dados. A EMC recomenda que você o FAST Cache apenas no pool de armazenamento ou em LUNs que o exijam.
Práticas
recomendadas de armazenamento
Se você habilitar a tecnologia FAST no Oracle Database 11gR2, os tempos de resposta, o throughput de leitura/gravação e as latências melhorarão a experiência do usuário do Oracle Database 11gR2.
Esta seção descreve os layouts de armazenamento do VNX nessa VSPEX Proven Infrastructure para Oracle Database 11gR2 virtualizado com base na nuvem privada VSPEX. Este exemplo segue as práticas recomendadas e considerações de projeto discutidas anteriormente.
A Figura 6 mostra um exemplo do layout de armazenamento no conjunto do Oracle Database 11gR2 para a série VNX.
Figura 6. Exemplo de layout de armazenamento: Oracle Database 11gR2 para a série VNX
Obs.: Este é apenas um exemplo de um layout de armazenamento. Para planejar e projetar seus próprios layouts de armazenamento para o Oracle Database 11gR2 em uma pilha do VSPEX, siga a orientação da Ferramenta de dimensionamento do VSPEX e as práticas recomendadas em Projeto do layout de armazenamento na página 34.
Exemplo de layout de armazenamento do VSPEX
Capítulo 5: Práticas Recomendadas e Considerações de Projeto da Solução
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Guia de Projeto 37
Configuração do FAST Cache para Oracle
O FAST Cache usa os drives flash corporativos para adicionar uma camada extra de cache entre o cache DRAM e os drives de disco rotativos, criando assim uma mídia mais rápida para o armazenamento dos dados acessados com mais frequência. O FAST Cache é um cache de leitura/gravação extensível. Ele aumenta o desempenho do aplicativo, garantindo que os dados mais ativos sejam fornecidos de Flash drives de alto desempenho, e pode residir nessa mídia rápida o quanto for necessário. O FAST Cache rastreia a atividade dos dados a uma granularidade de 64 KB e
promove os dados dinâmicos para o FAST Cache copiando-os dos HDDs para os Flash drives atribuídos ao FAST Cache. O acesso subsequente de I/O àqueles dados é tratado pelos Flash drives fornecidos no tempo de resposta do Flash drive. Isso garante latência muito baixa para os dados. À medida que os dados ficam mais velhos e se tornam menos ativos, eles são marcados no FAST Cache para serem substituídos por dados mais ativos.
Um pequeno número de Flash drives implementados como FAST Cache oferece um aumento de desempenho maior do que um grande número de HDDs com capacidade subutilizada.
O FAST Cache é particularmente adequado aos aplicativos que acessam
aleatoriamente o armazenamento com alta frequência, como os bancos de dados Oracle OLTP. Além disso, os bancos de dados OLTP têm localidade de referência inerente com vários padrões de I/O. Os aplicativos com essas características obtêm mais benefícios da implementação do FAST Cache. O uso ideal do FAST Cache é alcançado quando o conjunto de dados de trabalho pode se ajustar ao FAST.
A EMC recomenda:
• Só habilitar o FAST Cache no pool/LUNs que o requeiram
• Dimensionar o FAST Cache apropriadamente, dependendo do conjunto de dados ativos do aplicativo
• Desabilitar o FAST Cache no pool/LUNs em que residem os redo logs on-line da Oracle
• Nunca habilitar o FAST Cache nos archive logs porque esses arquivos nunca são sobregravados e raramente são lidos de volta (a menos que o banco de dados precise ser recuperado)
A EMC recomenda que você habilite o FAST Cache somente para arquivos de dados do Oracle. Os arquivos archive da Oracle e os arquivos de redo logs têm uma carga de trabalho previsível composta principalmente de gravações sequenciais. O cache de gravação do array e os HDDs atribuídos podem lidar eficientemente com esses arquivos archive e os arquivos redo log. A habilitação do FAST Cache nesses arquivos não é benéfica nem econômica.
Visão geral
Práticas
recomendadas do FAST Cache
Projeto da camada de virtualização
O Oracle Database 11gR2 é plenamente compatível quando implementado em um ambiente virtual com tecnologia VMware vSphere ESXi™. As seções a seguir descrevem as práticas recomendadas e as considerações de projeto para a virtualização do Oracle Database 11gR2.
Nessa VSPEX Proven Infrastructure para o Oracle Database, a EMC recomenda que você considere a implementação das práticas recomendadas para o gerenciamento dos recursos a seguir em seu projeto de virtualização.
• Recursos computacionais • Recursos de rede
• Recursos do VMware • VMware vCenter
Recursos computacionais
A EMC recomenda que você implemente as seguintes práticas recomendadas de recursos computacionais:
• Habilitar o hyper-threading. A tecnologia hyper-threading permite que um só processador físico execute diversos threads independentes simultaneamente. O ESXi foi projetado para usar o hyper-threading, controlando a colocação de processadores lógicos no mesmo núcleo e gerenciando inteligentemente o tempo do processador para garantir que a carga seja distribuída por igual entre os núcleos físicos do sistema.
• Usar o Hardware-Assisted MMU Virtualization (Intel EPT e AMD RVI) para reduzir o consumo de memória e acelar as cargas de trabalho que fazem os sistemas operacionais guests modificarem as tabelas de página com muita frequência. • Usar o NUMA (Non-Uniform Memory Access), uma arquitetura de computador
em que a memória localizada mais perto de um processador específico é acessada com menos demora que uma memória localizada mais longe do processador.
• Estar certo de que o número de vCPUs em uma máquina virtual é menor que o número de núcleos em um soquete de processador, ou igual a esse número. • Ajustar a memória de máquina virtual (vRAM) em uma máquina virtual para ser
menor que a memória local acessada pelo nó NUMA (processador).
• Agendar a vCPU para usar o menor número de soquetes requerido utilizando o parâmetro de máquina virtual numa.vcpu.preferHT=TRUE.
• Instalar o VMware Tools, que inclui diversos utilitários que melhoram o
desempenho do sistema operacional do guest da máquina virtual e aprimoram a capacidade de gerenciamento da máquina virtual.
• Ajustar a vRAM para ter pelo menos duas vezes o tamanho do Oracle System Global Area (SGA)
• Configurar as reservas de memória da máquina virtual para serem, no mínimo, do tamanho do Oracle SGA
Visão geral
Práticas
recomendadas da virtualização
Capítulo 5: Práticas Recomendadas e Considerações de Projeto da Solução
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Guia de Projeto 39
Recursos de rede
A EMC recomenda que você implemente as seguintes práticas recomendadas de rede:
• Usar o mais recente dispositivo de rede virtual paravirtualizado da VMware, atualmente o VMXNET3 (VMXNET Generation 3), que aceita 10 GbE.
• Usar vLANs para separar o tráfico da infraestrutura vSphere do tráfico da máquina virtual para fins de segurança e isolamento.
• Habilitar e configurar estruturas Jumbo na pilha virtual e física para o vMotion e as redes de armazenamento de IP.
• Usar uma montagem de NFS no guest de um cliente Oracle DNFS dentro da máquina virtual em vez de VMDK em um datastore NFS.
Recursos do VMware
A EMC recomenda que você implemente os seguintes recursos VMware:
• vSphere HA — este recurso usa diversos hosts ESXi, configurados como cluster, para proporcionar recuperação rápida de paralisações e oferece sistemas econômicos de alta disponibilidade para aplicativos executados em máquinas virtuais. O vSphere HA protege os aplicativos contra:
Falha de servidor reiniciando as máquinas virtuais em outros servidores ESXi dentro do cluster
Falha de aplicativo monitorando continuamente a máquina virtual e redefinindo-a no caso de falha de um guest do SO
• VMware DRS — este recurso equilibra automaticamente a carga de trabalho entre os hosts usando a função vMotion na migração de máquinas virtuais. Quando as cargas de trabalho do Oracle Database aumentam, o DRS move automaticamente uma máquina virtual com gargalo para outro host com mais recursos disponíveis, sem tempo de inatividade.
• Regras de afinidade do DRS — este recurso controla a colocação de máquinas virtuais nos hosts dentro de um cluster. O DRS fornece dois tipos de regras de afinidade:
A regra de afinidade do VM-Host, que especifica uma relação de afinidade entre um grupo de máquinas virtuais e um grupo de hosts
A regra de afinidade VM-VM, que especifica se determinadas máquinas virtuais devem estar no mesmo host ou ser mantidas em hosts separados
Afinidade do host DRS e licenciamento do Oracle por processador
A opção de licenciamento do Oracle por processador baseia-se na interação do software com o hardware. No Oracle EE, ela se baseia no número de núcleos físicos disponíveis no software Oracle instalado. No Oracle SE, ela se baseia no número de soquetes de processador disponíveis no software Oracle instalado. O Oracle não permite o particionamento soft das CPUs como meio de calcular ou limitar o número de licenças de software requeridas para um servidor físico. O Oracle considera a tecnologia VMware vSphere como um particionamento soft. Em um ambiente vSphere, você deve licenciar todos os hosts em que os arquivos executáveis do Oracle estão instalados e/ou sendo executados.
Isso significa que o projeto e o tamanho do cluster vSphere ESXi, com a colocação e o movimento das máquinas virtuais que hospedam os arquivos executáveis do Oracle, são essenciais para a minimização dos custos de licenciamento do Oracle.
Quando os requisitos do Oracle do cliente não justificarem um cluster VMware dedicado, ele poderá licenciar um subconjunto de servidores no cluster VMware para o Oracle Database 11g EE. Neste caso, use as regras de afinidade do host DRS para restringir apropriadamente o movimento de máquinas virtuais dentro do cluster, inclusive durante um evento HA. A afinidade do host DRS é uma tecnologia de
cluster, e não um mecanismo de particionamento soft ou hard dentro de um servidor. (Consulte Entendendo o Suporte à Certificação do Oracle e o Licenciamento em Ambientes VMware)
Modelos de VMware
No âmbito do VMware, modelo é a cópia mestre de uma máquina virtual que você pode usar para criar e provisionar rapidamente máquinas virtuais. Ao usar um modelo, você pode instalar um SO guest em uma máquina virtual com usuários de aplicativo e software configurados e prontos para uso com o mínimo de intervenção do usuário. Os modelos minimizam o tempo de implementação e automatizam tarefas repetitivas de instalação e configuração para cada máquina virtual necessária.
As especificações de personalização armazenadas no vCenter simplificam ainda mais a implementação de máquinas virtuais. Um assistente de implemementção, uma ferramenta de automação ou um script podem usar esses modelos para criar ou corrigir automaticamente configurações do servidor (como nome de servidor, fuso horário e configuração de rede) antes de criar a nova máquina virtual.
Monitorar regularmente a VSPEX Proven Infrastructure
Monitore regularmente o desempenho da infraestrutura comprovada da VSPEX. O monitoramento do desempenho não ocorre somente no nível da máquina virtual, mas também no nível do hipervisor. Por exemplo, com um hipervisor ESXi, você pode usar o monitoramento do desempenho na máquina Oracle Database para assegurar que a máquina virtual ou o Oracle Database tenha o desempenho esperado.
Enquanto isso, no nível do hipervisor, você pode usar o esxtop para monitorar o desempenho do host.
Capítulo 5: Práticas Recomendadas e Considerações de Projeto da Solução
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Guia de Projeto 41
Projeto da implementação do Oracle Database 11gR2
As considerações de projeto para o Oracle Database 11gR2 envolvem muitos aspectos. As considerações de práticas recomendadas e projeto nesta seção fornecem diretrizes para as considerações mais comuns e importantes a serem seguidas.
Habilite o cliente do Oracle dNFS. Ele fornece resiliência e desempenho em NFS hospedado no SO com a capacidade de failover automático no fabric 10 G Ethernet e de execução de I/O simultânea que ultrapassa todos os caches do sistema
operacional e os bloqueios de ordem de gravação do SO.
O dNFS também executa I/O assíncronos, que permitem que o processamento continue enquanto a solicitação de I/O é enviada e processada.
O ASMM (Automatic Shared Memory Management) é um método padrão de gerenciar dinamicamente a memória em bancos de dados Oracle 11g e está disponível desde o Oracle Database 10g. Esse método é compatível com o Linux HugePages. A EMC recomenda que você implemente o ASMM para automatizar o gerenciamento das seguintes estruturas de memória compartilhadas:
• DB_CACHE_SIZE • SHARED_POOL_SIZE • LARGE_POOL_SIZE • JAVA_POOL_SIZE • STREAMS_POOL_SIZE
Para implementar esse recurso, os seguintes parâmetros de inicialização devem ser definidos:
• SGA_TARGET definido para um valor diferente de zero • STATISTICS_LEVEL=TYPICAL (ou ALL)
Não use Oracle Automatic Memory Management (AMM), pois o AMM é incompatível com o HugePages. Para usar o HugePages, certifique-se de que os parâmetros de inicialização MEMORY_TARGET / MEMORY_MAX_TARGET não estejam definidos. Para obter mais informações, consulte My Oracle Support, Note ID 749851.1.
O HugePages é crucial para a rapidez de desempenho do banco de dados Oracle no Linux caso você tenha uma grande RAM e SGA. Se suas SGAs combinadas de banco de dados são grandes (mais de 8 GB), você precisa configurar o HugePages. O tamanho dos drives é importante.
As vantagens da habilitação do HugePages incluem: • Tamanho maior de página e menos páginas • Melhor desempenho geral da memória • Ausência de swap
• Ausência de operações kswapd
Visão geral Configuração do Oracle dNFS Client Gerenciamento de memória compartilhado automático Habilitação da configuração do HugePages
Defina FILESYSTEMIO_OPTIONS=SETALL. Essa configuração habilita o I/O direto e o I/O assíncrono. Com o I/O assíncrono, o processamento continua enquanto a solicitação de I/O é enviada e processada.
O NFS direto não depende do valor de FILESYSTEMIO_OPTIONS. O NFS direto sempre emite I/O direto e assíncrono, pois não depende do suporte do SO. Contudo, você sempre pode restaurar o cliente NFS do SO no caso de configuração errônea. Como precaução, defina o parâmetro filesystemio_options para SETALL se o SO aceitar.
Os arquivos de dados, os arquivos redo log on-line, os arquivos FRA, os arquivos temporários e os arquivos de controle residem nos sistemas de arquivos NFS. Esses sistemas de arquivos são designados (em termos de nível RAID e número de discos usados) para se adequar a cada tipo de arquivo.
A Tabela 6 lista cada arquivo ou tipo de atividade e indica onde ele reside. Tabela 6. Layout de arquivo de banco de dados para NFS