Safe Harbor Statement - doag.org · Title: Backup und Recovery PoC auf der Recovery Appliance Author: Frank Schneede, Attila Mester Subject: DOAG Konferenz 2016 Keywords

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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


Backup und Recovery PoC auf der Recovery Appliance

Frank Schneede und Attila Mester Oracle Deutschland B. V. & Co. KG

Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland DOAG Konferenz 2016, Nürnberg


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

Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland 4 DOAG Konferenz 2016, Nürnberg

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Agenda

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Fazit


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Global Data Protection Index 2016 Einige sehr interessante Aussagen für Deutschland!

DOAG Konferenz 2016, Nürnberg Frank Schneede & Attila Mester, Oracle Deutschland 6

Quelle:

http://www.emc.com/microsites/emc-global-data-protection-index/index.htm


Backup & Recovery Herausforderungen für HA

Kosteneinsparungen &

Return of Investment

Risikoeliminierung von

Ausfallzeit und

Datenverlust (RPO / RTO)



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



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!



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)



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



Agenda

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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



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



• 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!


http://www.oracle.com/technetwork/database/availability/recovery-appliance-ds-2297776.pdf






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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


Integrierter Media Manager / 3rd Party Backup Client SW


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



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



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



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



Agenda

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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


Customer „Pain-Points“


„Large-Scale“ Datenbank Backup PoC Aufbau 200 Datenbanken, 80 TB gesamt


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


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



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


CPU Ingest Netzwerk


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!


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


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 !


Agenda

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Fazit


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2. PoC, 30 TB Große Datenbank Restore Test, Aufbau


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 !


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


Zusammenfassung der PoC Ergebnisse

Alle Anforderungen

Erfüllt.


Agenda

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Fazit


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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)


DOAG 2017

Datenbank 30.-31. Mai 2017 in Düsseldorf

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