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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.
DOAG Konferenz 2016, Nürnberg 2 Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland
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Backup und Recovery PoC auf der Recovery Appliance
Frank Schneede und Attila Mester Oracle Deutschland B. V. & Co. KG
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Agenda
1
2
3
4
Motivation: Status der Data Protection
Recovery Appliance – Was macht sie so einzigartig?
Performance PoC bei einer Backup Umgebung mit 200 Datenbanken (US Finanz Institut)
PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
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Agenda
1
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4
Motivation: Status der Data Protection
Recovery Appliance – Was macht sie so einzigartig?
Performance PoC bei einer Backup Umgebung mit 200 Datenbanken (US Finanz Institut)
PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
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5
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Global Data Protection Index 2016 Einige sehr interessante Aussagen für Deutschland!
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Quelle:
http://www.emc.com/microsites/emc-global-data-protection-index/index.htm
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Backup & Recovery Herausforderungen für HA
Kosteneinsparungen &
Return of Investment
Risikoeliminierung von
Ausfallzeit und
Datenverlust (RPO / RTO)
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Detection
Traditionelles Recovery RPO und RTO verstehen
Restore Recover
Recovery Point Objective
(RPO)
Recovery Time Objective
(RTO)
Letzter bekannter Stand
mit intakten Daten
Anwendung
restart
Ausfall-
zeitpunkt
Daten
Änderungen seit letztem Backup
Datenänderungen
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Herkömmliche Backup Architektur
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Gesicherte DB Clients • Agenten benötigen
starke Ressourcen • Teure Lizenzen • Fragmentierte
Verwaltung
Media Server • Teure Lizenzen • Manuelle Lastverteilung • Häufig überlastet • Uneinheitliche Infrastruktur • Auslagerung auf Band
belastet Media Server zusätzlich Target Devices
• Skalierbarkeit von Disk-Arrays?
• Hochverfügbarkeit? • Deduplication?
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Heutige Datenbank Backup Methoden Komplexität wächst mit der Anzahl der zu schützenden Datenbanken
Full + Incremental auf Tape
Incremental + Update Copy auf Disk, dann auf Tape
Full Sicherungen auf Dedupe Appliance
S1
S2
Snapshots
Keine klare Standardisierung für DB B&R bei den meisten Unternehmen!
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Backup Technology Evolution
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Fokussierung liegt auf Optimierung der Storage Kapazität, nicht auf der Verfügbarkeit der Anwendungen!
1980’s 1990’s Early 2000’s 2010’s
Tape
Libraries
Network Attached
Storage
Virtual Tape
Libraries (VTLs) Deduplication
Late 2000’s
Purpose-built Backup
Appliances (PBBAs)
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B R Backup:
• Nur geänderte Blöcke • „Incremental Forever“ • Block Change Tracking • Keine Belastung der Prod.
Restore: • Am schnellsten vom Full-Backup • Streaming Performance
Mit einem passiven Backup Device nicht möglich!
Optimierung von Backup UND Recovery
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Gesicherte DB Clients • Keine Agenten • Ressourcen werden
durch Fachabteilungen genutzt
• Keine Lizenzen • EM Verwaltung
Media Server • Sind überflüssig! • HW kann anders
genutzt werden • Weniger Netzwerk
Belastung • Einfaches
Management
Target Devices • Direkt angebunden
Architektur mit der Recovery Appliance
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Agenda
1
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3
4
Motivation: Status der Data Protection
Recovery Appliance – Was macht sie so einzigartig?
Performance PoC bei einer Backup Umgebung mit 200 Datenbanken (US Finanz Institut)
PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
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Recovery Appliance: Nutzen für Fachabteilung und IT
Minimal Impact Backups
Produktions-DBs übertragen nur Änderungen. Eigentliches Backup und Auslagerung wird verlagert auf Appliance
Datenverlust vermeiden
Sofortiger Schutz neuer Transaktionen durch Real-time Redo Transport
Skalierbarerkeit für Cloud
Sicherung aller Datenbanken im Datacenter durch maximale Skalierbarkeit
Wiederherstellbarkeit auf DB Ebene
Sichtbarkeit und Kontrolle aller Prozesse und Datenbanken, nicht nur einzelner Files
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Recovery Appliance: Nutzen für Fachabteilung und IT
Minimal Impact Backups
Produktions-DBs übertragen nur Änderungen. Eigentliches Backup und Auslagerung wird verlagert auf Appliance
Datenverlust vermeiden
Sofortiger Schutz neuer Transaktionen durch Real-time Redo Transport
Skalierbarerkeit für Cloud
Sicherung aller Datenbanken im Datacenter durch maximale Skalierbarkeit
Wiederherstellbarkeit auf DB Ebene
Sichtbarkeit und Kontrolle aller Prozesse und Datenbanken, nicht nur einzelner Files
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• Base Rack (entspricht Exadata Quarter Rack High Capacity)
– 2x Compute Server mit High Speed Connectivität * • 8 x 10 Gb Ethernet Ports pro Rack
• 12 x 40 Gb InfiniBand Ports pro Rack
• Optional: 4 x 16Gb Fibre Channel Ports für Tape-Anschluss
– 3x Storage Server * • 12 x 8TB High Capacity Disks (je Storage Server)
• 94 TB nutzbare Backup Kapazität
• Jeder Storage Server erweitert nutzbare Backup Kapazität um 32 TB
• Full Rack: 2x Compute Server, 18x Storage Server – 580 TB nutzbare Backup Kapazität
Einstieg mit Base Rack Konfiguration und wachsen
Fully Redundant
Extra Storage
Recovery Appliance Base Rack
* Siehe: Data Sheet mit aktueller Konfiguration
Neu – 8TB Drives!
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Zero Data Loss Recovery Appliance - Überblick
Delta Push
• DBs übertragen nur Änderungen • Minimale Auswirkung auf Prod
• Real Time Redo-Shipping (analog Data Guard) schützt neue Transaktionen unmittelbar
Gesicherte
Datenbanken
Sichert alle DBs im Data Center
• Bis zu Petabytes Datenvolumen, • DB Versionen 10.2 – 12c, alle Plattformen • Keine zusätzlichen DB Backup Agenten
Verlagerung
Bandsicherung
g
Delta Store
• Validiert, komprimiert und speichert DB Änderungen auf Platte • Schnelle Wiederherstellung zu jedem Zeitpunkt über Deltas • Basiert auf Exadata Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit • OEM überwacht und steuert gesamten Prozeß
Recovery Appliance
Repliziert zu Remote
Recovery Appliance
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Integrierter Media Manager / 3rd Party Backup Client SW
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Delta-Only Architektur Keine Full Backups mehr: Incremental-Forever Strategie optimiert für die Datenbank
Delta Push
Delta Push Deduplizierung an der Quelle
• Fast Incremental Backup
- Liest NIEMALS doppelte Blöcke
- Sendet NIEMALS doppelte Blöcke
• Entfernt Undo Blöcke für abgeschlossene Transaktionen
• Entfernt unbenutze Blöcke
Delta Store Backup Management
• Nur Änderungsdaten werden
gespeichert
• Komprimierung auf Block-Ebene
• Nur Deltas an Replicas verteilen
Gesicherte Datenbank Komprimierter Delta Store
Hohe Einsparungen Datenbank I/O & Netzwerk!
Geänderte
Daten Keine Full Backups,
nur Änderungen
Disaster
Recovery
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Platz effizient nutzen mit “Virtual” Full Backups
• Nach initialem Full-Backup werden tägliche Virtual Full DB Backups aus den inkrementellen Backups erzeugt
• Pointer-basierte Darstellung des Full Backups zum Zeitpunkt des inkrementellen Backups
• Virtual Backups haben etwa 10x effizientere Platznutzung
• Halten einer langen Backup Historie mit geringstem Speicherverbrauch
• “Time Machine” für die Datenbank Delta Store
Gesicherte
Datenbanken
Tag N
Incr
Tag 1 Virtual Full
Tag N Virtual Full
Tag 1
Incr Tag 0
Full
Keine Full Backups mehr: Incremental-Forever Architektur
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Schnelle Wiederherstellung zu jedem Zeitpunkt Keine Belastung der Produktion durch Merge Backup
• Direktes Restore jeden beliebigen Virtual Full Backups
• Alle Blöcke des Virtual Full Backup werden über Pointer-Strukturen effizient ermittelt
• Keine Belastung der Produktion durch Restore und nachträgliches Einspielen der Inkrementellen Sicherungen
• Skalierbarkeit und Performance der verwendeten Exadata HW Architektur Delta Store Gesicherte
Datenbanken
RESTORE DATABASE
TO DAY ‘N’
Tag 0
Full
Tag 1
Incr
Tag N
Incr
Tag ‘N’ Full Backup
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Datenbank Administration
Recovery Administration
Backup Administration
ZDLRA Verwaltung
Monitoring, Reporting
Enterprise Manager Cloud Control
Verwaltung der gesamten B/R Umgebung der Datenbanken
Enterprise Manager für Backup/Recovery
Tape Library
RMAN
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Agenda
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Motivation: Status der Data Protection
Recovery Appliance – Was macht sie so einzigartig?
Performance PoC bei einer Backup Umgebung mit 200 Datenbanken (US Finanz Institut)
PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
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Welche Probleme wurden mit den PoCs adressiert?
• Sehr grosse, kostspielige Storages für RMAN Zwischenablage
• Komplizierte Koordination von hunderten von Datenbankbackups
• Komplexe Integration und Handhabung von Tape Kopien (>30 Tage)
• Belastung der Datenbankserver während Sicherungen
• Zero Data Loss Wunsch bei der Sicherung ausgewählter Datenbanken
• Restores von älteren Backups werden zunähmend langsamer
• Keine Sicherheit, dass Recovery fehlerfrei ablaufen wird
DOAG Konferenz 2016, Nürnberg Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland 26
Customer „Pain-Points“
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„Large-Scale“ Datenbank Backup PoC Aufbau 200 Datenbanken, 80 TB gesamt
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Robot1: 2 x LTO
Robot0: 2 x LTO Oracle
10 GbE Switch
FC
FC
4 x 10Gb
• 4 x Exadata Half Rack Systeme • 160 Oracle Datenbanken á 400 GB
• 2 x X4800 Server mit ZFS Storage • 40 Oracle Datenbanken á 400 GB
4 x Exadata 2 x X4800
ZFS Storage
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Testszenarien/Erwartungen für Large-Scale Backup PoC
• TEST #1 – Initial Level 0 (Full) Backups aller 200 Datenbanken in 24 Stunden
• TEST #2 – Copy Full Backups von allen 200 Datenbanken in 7 Tagen
• TEST #3 – Kleiner als 5 Sec. Recovery Point Objective (RPO) bei 160 Datenbanken mit eingeschaltetem Real-Time Redo Transport
• TEST #4 – Täglich Level 1 (Incr.) Backups aller 200 Datenbanken in 7 Stunden
– Script generiert 12% tägliche Änderungen in den Datenbanken
• TEST #5 - Restore von 2 Datenbanken in 8 Stunden, während Test #3 und #4 laufen paralell
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Ergebnisse Test #1, Full Backup
• Gleichzeitige Ausführung von 200 Datenbankbackups und Monitoren des Durchsatzes
• Erfüllt: Beendet in 6 Stunden und 17 Minuten, 4X schneller als gefordert. Backup Durchsatz war 14.7 TB/h (4.2 GB/sec), ohne Tuning erforderlich.
• Volle Nutzung der 40 Gb/s Bandbreite, minimale CPU Nutzung der RA
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CPU Ingest Netzwerk
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Ergebnisse Test #2, Erstellung von Tape Kopien
• Gleichzeitige Ausführung von 200 Datenbankbackups auf Tape und Monitoren des Durchsatzes
• Erfüllt: Backup Kopien auf Tape fertig in 2 Tagen und 3 Stunden, 3X schneller als gefordert bei maximal möglichem Durchsatz der 4 LTO Drives. Durch mehr Tape Drives wäre der Durchsatz höher gewesen. Kein Einfluss auf laufende Level1 Sicherungen
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Ergebnisse, Test #3, RPO • 160 Datenbanken mit Real-Time Redo Transport eingeschaltet und täglich 12%
Änderungen generiert
• Erfüllt: RPO (unprotected data window) bei allen Datenbanken war immer < 1 sec.
• RPO war früher im Stunden Bereich, basierend auf Arch.Log Sicherungsfrequenz
• Mit Redo Transport enabled, keine Arch-Log Sicherung mehr erforderlich!
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Ergebnisse Test #4, Level 1 Backups
• 200 gleichzeitige Level1 Backups nach 12% täglichen Änderungen
• Erfüllt: Alle Level 1 backups waren fertig in 2.5 Stunden, von Exadata nur in 46 Minuten , 3X schneller als gefordert. X4800 Server waren langsamer wegen sub-optimal IO System
• Alle Level1 Sicherungen resultierten in katalogisierten virtual full Backups
• 4 RMAN Kanäle/DB waren konfiguriert, die RA verarbeitet gleichzeitig 128
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Ergebnisse Test #5, Restores
• Restore von 2 Datenbanken während Level 1 backups von 198 Datenbanken, und enabled redo transport von 159 Datenbanken liefen.
• Erfüllt: Beide Datenbanken waren in 2 Stunden restored, 4X schneller als gefordert. Restore Rate war 225 GB/h.
• Ohne gleichzeitig laufende Backups beträgt der Restore Durchsatz 12-14 TB/h !
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Performance PoC bei einer Backup Umgebung mit 200 Datenbanken (US Finanz Institut)
PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
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2. PoC, 30 TB Große Datenbank Restore Test, Aufbau
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Recovery Appliance mit 9 Storage Server
Oracle 10 GbE Switch 4 x 10Gb
• Exadata X3 mit 4 DB Nodes,16 Storage Server • 30 Oracle Datenbanken, 1 bis 30 TB groß
Exadata
4 x 10 GbE Link Aggregation
(40 GbE = 12 TB/h)
Traditionelle Backups auf de-dup Disk Systeme werden bei Restores bis zu 10-mal langsamer mit zunehmender Retention !
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Ergebnisse PoC-2, Restores aus alten Backups
• Restore Geschwindigkeit mit der RA bleibt konstant hoch, auch von älteren Backups
• 30 TB Datenbank Backups mit 50 Tage Vorhaltung
• Note: Bei diesen Restore Tests liefen keine konkurrente Backups
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Zusammenfassung der PoC Ergebnisse
Alle Anforderungen
Erfüllt.
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PoC für Restore Performance bei sehr großen Datenbanken (Oracle Lab)
Fazit
Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland 38 DOAG Konferenz 2016, Nürnberg
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Mehrwerte mit der Recovery Appliance Viele Alleinstellungsmerkmale der Recovery Appliance!
Eliminierung von Datenverlust
Entlastung der DB Server beim Backup Prozess
Gewissheit der Wiederherstellbarkeit
Real-Time Recovery Status für alle
Geschützte DBs
End-to-End Sichtbarkeit des
Backup Lifecycles
Enterprise Manager Einfaches Mgmt.
Incremental Forever Strategie mit
Full Virtual Restore
Oracle Platinum Support Services
Lineare Performance Skalierbarkeit
Database Protection as a Service (DPaaS)
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DOAG 2017
Datenbank 30.-31. Mai 2017 in Düsseldorf
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