Ứng dụng thực tế công nghệ oracle real application cluster (oracle rac)

Oracle Database 10 g là hệ thống cơ sở dữ liệu đầu tiên được thiết kế nhằm tăng sức mạnh lưu trữ và xử lý dữ liệu dựa trên công nghệ tính toán lưới Grid Computing.. Hình vẽ 1: Kiến trúc

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

LỜI CAM ĐOAN 4

LỜI CẢM ƠN 5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6

DANH MỤC CÁC BẢNG 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ 9

Chương 1: Mở đầu 11

1.1 Lý do chọn đề tài và tên đề tài 11

1.2 Mục đích và nhiệm vụ 11

1.3 Phạm vi nghiên cứu 12

1.4 Phương pháp nghiên cứu 12

1.5 Ý nghĩa thực tiễn của luận văn 12

1.6 Bố cục của luận văn 12

Chương 2: Kiến thức tổng quan 14

2.1 Giới thiệu chung về Oracle 14

2.1.1 Oracle Instance 16

2.1.2 Oracle database 18

2.2 Công nghệ Oracle RAC 25

2.2.1 Giới thiệu chung về Oracle RAC: 25

2.2.2 Các khái niệm trong Oracle RAC 26

2.2.3 Tại sao sử dụng RAC 29

2.2.4 Các khả năng trong công nghệ RAC 29

2.2.5 Nguyên tắc về Phần mềm RAC 32

2.2.6 Nguyên tắc lưu trữ cơ sở dữ liệu RAC 33

2.3 So sánh SQL server 2005 và Oracle RAC 34

2.3.1 So sánh khả năng mở rộng 35

2.3.2 So sánh khả năng sẵn sàng 36

2.3.3 So sanh về mặt chi phí 37

2.3.4 So sánh chung 38

Chương 3: Khảo sát hệ thống tính cước tại Unitel Lào 42

3.1 Lý do lựa chọn và nội dung bài toán 42

3.1.1 Lý do lựa chọn 42

3.1.2 Nội dung bài toán 42

3.2 Giới thiệu Công ty Unitel Lào 43

3.3 Thực tế việc áp dụng công nghệ RAC tại Unitel Lào 45

3.3.1 Mô hình tổng quát 45

3.3.2 Các thông số kết nối đến hệ thống: 51

3.3.3 Mô tả hệ thống 52

3.4 Hệ thống Tính cước (Billing) 57

3.4.1 Cước thông tin (đã bao gồm VAT) 57

3.4.2 Nguyên tắc tính cước: 59

3.4.3 Nguyên tắc làm tròn: 62

3.5 Thiết kế phần cứng cho hệ thống: 62

3.6 Quy mô hệ thống: 64

3.6.1 Hệ thống máy chủ server: 64

3.6.2 Hệ thống lưu trữ Storage: 66

3.6.3 Hệ thống Backup (Snapshot): 67

Chương 4: Mô hình mô phỏng ứng dụng công nghệ 69

4.1 Quá trình cải đặt oracle 10g RAC Trên Windows 2003 Sử dụng VMware Server 69

4.1.1 Giới thiệu 70

4.1.2 Phần cài đặt 71

4.1.3 Kiểm tra tình trạng của RAC 72

4.2 Mô hình tổng thể: 73

4.3 Module cho hệ thống tổng đài (CDR app) 74

4.4 Module Appserver app (Application Server) 76

4.5 Module Billing 77

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển 84

5.1 Những đóng góp của luận văn 84

5.2 Những hạn chế của luận văn 84

5.3 Các hướng nghiên cứu tiếp theo 84

5.4 Kết luận 85

TÀI LIỆU THAM KHẢO 86

PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan những kết quả đạt được trong luận văn này là do tôi nghiên cứu, sưu tầm, tổng hợp và sắp xếp lại phù hợp với yêu cầu của luận văn, không sao chép từ các tài liệu khác Toàn bộ những điều được trình bày trong luận văn hoặc là của cá nhân, hoặc được tham khảo và tổng hợp từ các nguồn tài liệu khác nhau Tất cả tài liệu tham khảo đều được trích dẫn với nguồn gốc rõ rang

Tôi xin hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình Nếu có điều gì sai trái, tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo qui định

Hà nội, 11 tháng 9 năm 2012

Học viên

Phengthong Chememalay

LỜI CẢM ƠN

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới toàn thể các thầy cô giáo trong trường Đại học Bách Khoa nói chung, Viện Công nghệ thông tin và Truyền thông, bộ môn Hệ thống thông tin nói riêng đã trao cho em những kiến thức quý báu để làm người và đủ vững tin bước vào cuộc sống

Em xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới Thầy TS Cao Tuấn Dũng, người thầy đã luôn hướng dẫn tận tình, ủng hộ và truyền cho em có được những kiến thức quý báu để hoàn thành tốt nhất luận văn tốt nghiệp này và định hướng phát triển trong tương lai

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân tình đến những người bạn đã cùng nhau sẻ chia kiến thức, rùi mài kinh sử dưới mái trường Bách Khoa thân yêu này và đã giúp nhau vượt qua những lúc khó khăn nhất trong cuộc sống

Học viên

Phengthong Chememalay

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

22 LTC Lao Telecommunications Company

29 MIN/ESN Mobile Identification Number/Electronic Serial Number

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: các khái niệm cơ bản trong Oracle 24

Bảng 3: So sánh khả năng non- clustered trên máy chủ SMP 36

Bảng 4: Các cước thông tin của thuê bao trả trước 58

Bảng 5: Các cước thông tin của thuê bao trả sau 59

Bảng 6: Khảo sát số liệu sử dụng CPU trong thực tế 66

Bảng 7: Lưu trữ thuê bao trong thực tế 66

Bảng 8: Các thông số định cỡ 67

Bảng 9: Chính sách backup 68

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình vẽ 1: Kiến trúc Oracle Server 17

Hình vẽ 2: Kiến trúc database 19

Hình vẽ 3 Quan hệ giữa database, tablespace và datafile 22

Hình vẽ 4 : cấu trúc của cluster 27

Hình vẽ 5: cấu trúc của Real Application Clusters(RAC) 28

Hình vẽ 6: clusters và scalability 30

Hình vẽ 7: Scaleup và Speedup 31

Hình vẽ 8: Nguyên tắc về phần mềm RAC 33

Hình vẽ 9: Nguyên tắc về lưu trữ RAC 34

Hình vẽ 10: So sánh về mặt chi phí 38

Hình vẽ 11: Mô hình kiến trúc tổng quan của hệ thống Unitel Lào 45

Hình vẽ 12: Mô hình chức năng phần cứng 52

Hình vẽ 13: Mô hình thiết kế phần cứng 63

Hình vẽ 14: Quy trình hệ thống backup (Snapshot) 67

Hình vẽ 15: Mô hình demo 73

Hình vẽ 16: kiểm tra tình trạng Instance rac1/rac2 77

Hình vẽ 17: kiểm tra tình trạng các dịch vụ trong Oracle RAC 78

Hình vẽ 18: kiểm tra kết nối 79

Hình vẽ 19: kiểm tra bảng Billing 80

Hình vẽ 20: Thực hiện chạy module CDR app 80

Hình vẽ 21: Kết quả sau khi tạo chạy lệnh CDR 81

Hình vẽ 22: Thực hiện chạy Module Appserver App 82

Hình vẽ 23: Thực hiện thao tác tắt 1 node rac2 82 Hình vẽ 24: Kiểm tra dữ liệu trong bảng billing 83

Chương 1: Mở đầu

1.1 Lý do chọn đề tài và tên đề tài

Như chúng ta đã biết hệ quản trị CSDL quan hệ Oracle cung cấp một phương pháp mở, toàn diện và thông minh đối với việc quản lý thông tin Nó quản lý một khối lượng lớn dữ liệu trong môi trường nhiều user, nên cùng lúc có thể có nhiều user truy cập vào cùng một dữ liệu, Kíp thời nó cũng ngăn chặn những truy cập trái phép và cung cấp các giải pháp khôi phục dữ liệu

Ngày nay, các hệ thống CSDL Oracle được cài đặt khai thác sử dụng cho các doanh nghiệp, các cơ quan, xí nghiệp… đang trở thành các hệ thống sống còn đối với mọi mục đích sử dụng

Công nghệ Oracle Real Application Clusters (RAC) ra đời cung cấp một hệ thống CSDL có mức độ sẵn sàng cao nhất và tính khả mở nhiều nhất Việc áp dụng thực tế công nghệ này tại các doanh nghiệp và đánh giá tính hiệu quả của RAC là một vấn đề cần được triển khai và phát triển một cách hiệu quả nhất

 Tổng quan và giới thiệu hệ CSDL Oracle

 Công nghệ Oracle RAC

 Hiện trạng hệ thống CSDL của Hệ thống Billing (tính cước) trong mạng Unitel Lào

 Tìm hiểu việc ứng dụng công nghệ Oracle RAC vào hệ thống CSDL của Hệ thống Billing (tính cước) trong mạng Unitel Lào

1.3 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài tập trung vào việc đặc tả, phân tích, kiểm thử vấn đề liên quan đến hệ thống sử dụng công nghệ Oracle RAC

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu dựa trên lý thuyết về công nghệ RAC và các công nghệ áp dụng trên thế giới

- Thu thập tìm hiểu thực tế áp dụng công nghệ RAC tại công ty viễn thông Unitel Lào

- Xây dựng hệ thống mô phỏng áp dụng trong mô hình tính cước của Unitel Lào có sử dụng RAC

1.5 Ý nghĩa thực tiễn của luận văn

- Đưa ra các giải pháp mới để áp dụng công nghệ hiệu quả hơn tại công ty Unitel Lào

1.6 Bố cục của luận văn

Luận văn đã tập trung nghiên cứu công nghệ cơ sở dữ liệu Oracle và áp dụng công nghệ Oracle RAC vào hệ thống Billing của công ty viễn thông Unitel Lào Cơ sở lý thuyết đã tìm hiểu về công nghệ Oracle, được trình bày trong chương 2.Khảo sát thực

tế tình trạng công nghệ và hiện được sử dụng trên công ty Unitel Lào áp dụng Công nghệ Oracle RAC để xử lý database cụ thể trong chương 3 Thử nghiệm công nghệ được sử dụng thực tế thông qua mô hình đêmô được minh họa trong chương 4 Cụ thể tác giả chia luận văn gồm 5 chương có bố cục như sau:

Chương 1: Mở đầu

Chương 2: Kiến thức tổng quan

Chương 3: Khảo sát hệ thống tính cước tại Unitel Lào

Chương 4: Mô hình mô phỏng ứng dụng công nghệ

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Chương 2: Kiến thức tổng quan

2.1 Giới thiệu chung về Oracle

Trong cuộc sống hàng ngày quản lý là một công việc người ta luôn phải làm Các công việc quản lý xảy ra trong mọi lĩnh vực Có rất nhiều bài toán quản lý: Quản

lý nhân sự, quản lý vật tư, … Trong lĩnh vực quản lý, việc xử lý các thông tin nhận được là một vấn đề rất phức tạp vì lượng thông tin nhận được ngày càng lớn và thường xuyên Để giải phóng công việc của người làm công tác quản lý thì cần đến sự trợ giúp của máy tính rất nhiều

Ngoài ra với ưu thế của hệ cơ sở dữ liệu Oracle là cơ chế bảo mật dữ liệu rất chặt chẽ giúp cho hệ thống hoạt động rất tốt và rất an toàn trong việc cập nhật và truy cập dữ liệu, tránh được việc mất dữ liệu

Lịch sử CSDL của Oracle:

Oracle7 được phát hành năm 1993, bao gồm nhiều thay đổi kiến trúc về bộ nhớ, CPU và tiện ích xuất/nhập Oracle7 là hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ đầy đủ chức năng nhất, được sử dụng trong nhiều năm Nó có nhiều ưu điểm nhờ tính năng dễ sử dụng, công cụ SQL*DBA và các tiện ích khác

Năm 1997, Oracle giới thiệu Oracle8, thêm phần mở rộng đối tượng cũng như nhiều tính năng và công cụ quản trị mới Sau đó (1999), Oracle 8.1.5 với tên gọi Oracle8 i, phiên bản hỗ trợ nhiều tính năng mới và đặc biệt là các ứng dụng cơ sở dữ liệu Internet Phiên bản Oracle9i Release 1 (9.0.1) được đưa ra thị trường vào đầu năm

2001 và được cải tiến, bổ sung thêm một số chức năng, đặc điểm mới Các đặc điểm này đã làm cho việc quản lý cơ sở dữ liệu trở nên mềm dẻo, linh hoạt và hiệu quả hơn

Oracle Database 10 g được phát hành với phiên bản 10.1.0.2 vào mùa xuân năm

2004 Oracle Database 10 g là hệ thống cơ sở dữ liệu đầu tiên được thiết kế nhằm tăng sức mạnh lưu trữ và xử lý dữ liệu dựa trên công nghệ tính toán lưới (Grid Computing)

Các tính năng của hệ quản trị CSDL Oracle:

 Khả năng thích ứng cao cho mọi quy mô xử lý giao dịch

 Hiệu năng cao cho các xử lý giao dịch

 Bảng tổ chức theo chỉ mục (Index-organized table)

 Phân hoạch (Partition)

 Cụm (Cluster)

 Kiểu DL người dùng định nghĩa (User-defined Datatype)

 Dữ liệu nhị phân kích thước lớn (BLOB)

Kiến trúc Oracle Server

Oracle server là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu đối tượng-quan hệ cho phép quản lý thông tin một cách toàn diện Oracle server bao gồm 2 thành phần chính là Oracle instance và Oracle database

2.1.1 Oracle Instance

Oracle instance bao gồm một cấu trúc bộ nhớ System Global Area (SGA) và các background processes (tiến trình nền) được sử dụng để quản trị cơ sở dữ liệu Oracle instance được xác định qua tham số môi trường ORACLE_SID của hệ điều hành

Hình vẽ 1: Kiến trúc Oracle Server

System Global Area - SGA

SGA là vùng bộ nhớ chia sẻ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu và các thông tin điều khiển của Oracle server SGA được cấp phát (allocated) trong bộ nhớ của máy tính mà Oracle server đang hoạt động trên đó Các User kết nối tới Oracle sẽ chia sẻ các dữ liệu có trong SGA, việc mở rộng không gian bộ nhớ cho SGA sẽ làm nâng cao hiệu suất của hệ thống, lưu trữ được nhiều dữ liệu trong hệ thống hơn đồng thời giảm thiểu các thao tác truy xuất đĩa (disk I/O)

SGA bao gồm một vài cấu trúc bộ nhớ chính:

 Shared pool: Là một phần của SGA lưu các cấu trúc bộ nhớ chia sẻ

 Database buffer cache: Lưu trữ các dữ liệu được sử dụng gần nhất

 Redo log buffer: Được sử dụng cho việc dò tìm lại các thay đồi trong cơ sở dữ liệu và được thực hiện bởi các background process

Background process

Background process (các tiến trình nền) thực hiện các chức năng thay cho lời gọi tiến trình xử lý tương ứng Nó điều khiển vào ra, cung cấp các cơ chế xử lý song song nâng cao hiệu quả và độ tin cậy Tùy theo từng cấu hình mà Oracle instance có các Background process như:

 Database Writer (DBW0): Ghi lại các thay đổi trong data buffer cache ra các file dữ liệu

 Log Writer (LGWR): Ghi lại các thay đổi được đăng ký trong redo log buffer vào các redo log files

 System Monitor (SMON): Kiểm tra sự nhất quán trong database

 Process Monitor (PMON): Dọn dẹp lại tài nguyên khi các tiến trình của Oracle gặp lỗi

 Checkpoint Process (CKPT): Cập nhật lại trạng thái của thông tin trong file điều khiển và file dữ liệu mỗi khi có thay đổi trong buffer cache

2.1.2 Oracle database

Oracle database là tập hợp các dữ liệu được xem như một đơn vị thành phần (Unit) Database có nhiệm vụ lưu trữ và trả về các thông tin liên quan Database được xem xét dưới hai góc độ cấu trúc logic và cấu trúc vật lý Tuy vậy, hai cấu trúc dữ liệu này vẫn tồn tại tách biệt nhau, việc quản lý dữ liệu theo cấu trúc lưu trữ vật lý không gây ảnh hưởng tới cấu trúc logic Oracle database được xác định bởi tên một tên duy nhất và được quy định trong tham số DB_NAME của parameter file

Một số tính chất của datafiles:

 Mỗi datafile chỉ có thể được sử dụng trong một database

 Bên cạnh đó, datafiles cũng còn có một số tính chất cho phép tự động mở rộng kích thước mỗi khi database hết chỗ lưu trữ dữ liệu

 Một hay nhiều datafiles tạo nên một đơn vị lưu trữ logic của database gọi là tablespace

 Một datafile chỉ thuộc về một tablespace

Dữ liệu trong một datafile có thể đọc ra và lưu vào vùng nhớ bộ đệm của Oracle Ví dụ: khi một user muốn truy cập dữ liệu trong một table thuộc database Trong trường hợp thông tin yêu cầu không có trong cache memory hiện thời, nó sẽ được đọc trực tiếp từ các datafiles ra và lưu trữ vào trong bộ nhớ

Tuy nhiên, việc bổ sung hay thêm mới dữ liệu vào database không nhất thiết phải ghi ngay vào các datafile Các dữ liệu có thể tạm thời ghi vào bộ nhớ để giảm thiểu việc truy xuất tới bộ nhớ ngoài (ổ đĩa) làm tăng hiệu năng sử dụng hệ thống Công việc ghi dữ liệu này được thực hiện bởi DBWn background process

Redo Log Files

Mỗi Oracle database đều có một tập hợp từ 02 redo log files trở lên Các redo log files trong database thường được gọi là database's redo log Một redo log được tạo thành từ nhiều redo entries (gọi là các redo records)

Chức năng chính của redo log là ghi lại tất cả các thay đổi đối với dữ liệu trong database Redo log files được sử dụng để bảo vệ database khỏi những hỏng hóc do sự

cố Oracle cho phép sử dụng cùng một lúc nhiều redo log gọi là multiplexed redo log

để cùng lưu trữ các bản sao của redo log trên các ổ đĩa khác nhau

Các thông tin trong redo log file chỉ được sử dụng để khôi phục lại database trong trường hợp hệ thống gặp sự cố và không cho phép viết trực tiếp dữ liệu trong

database lên các datafiles trong database Ví dụ: khi có sự cố xảy ra như mất điện bất chợt chẳng hạn, các dữ liệu trong bộ nhớ không thể ghi trực tiếp lên các datafiles và gây ra hiện tượng mất dữ liệu Tuy nhiên, tất cả các dữ liệu bị mất này đều có thể khôi phục lại ngay khi database được mở trở lại Việc này có thể thực hiện được thông qua việc sử dụng ngay chính các thông tin mới nhất có trong các redo log files thuộc datafiles Oracle sẽ khôi phục lại các database cho đến thời điểm trước khi xảy ra sự

 Tên của database

 Tên và nơi lưu trữ các datafiles hay redo log files

 Time stamp (mốc thời gian) tạo lập database,

Mỗi khi nào một instance của Oracle database được mở, control file của nó sẽ được sử dụng để xác định data files và các redo log files đi kèm Khi các thành phần vật lý cả database bị thay đổi (ví dụ như, tạo mới datafile hay redo log file), Control file sẽ được tự động thay đổi tương ứng bởi Oracle

Control file cũng được sử dụng đến khi thực hiện khôi phục lại dữ liệu

Cấu trúc logic databse

Cấu trúc logic của Oracle database bao gồm các đối tượng tablespaces, schema objects, data blocks, extents, và segments

Tablespaces

Một database có thể được phân chia về mặt logic thành các đơn vị gọi là các tablespaces, Tablespaces thường bao gồm một nhóm các thành phần có quan hệ logic với nhau

Databases, Tablespaces, và Datafiles

Mối quan hệ giữa các databases, tablespaces, và datafiles có thể được minh hoạ bởi hình vẽ sau:

Hình vẽ 3 Quan hệ giữa database, tablespace và datafile

Có một số điểm ta cần quan tâm:

 Mỗi database có thể phân chia về mặt logic thành một hay nhiều tablespace

 Mỗi tablespace có thể được tạo nên, về mặt vật lý, bởi một hoặc nhiều datafiles

 Kích thước của một tablespace bằng tổng kích thước của các datafiles của nó

Ví dụ: trong hình vẽ ở trên SYSTEM tablespace có kích thước là 2 MB còn

USERS tablespace có kích thước là 4 MB

 Kích thước của database cũng có thể xác định được bằng tổng kích thước của các tablespaces của nó Ví dụ: trong hình vẽ trên thì kích thước của database là 6

MB

Schema và Schema Objects

Schema là tập hợp các đối tượng (objects) có trong database Schema objects là

các cấu trúc logic cho phép tham chiếu trực tiếp tới dữ liệu trong database Schema objects bao gồm các cấu trúc như tables, views, sequences, stored procedures,

synonyms, indexes, clusters, và database links

Data Blocks, Extents, and Segments

Oracle điểu khiển không gian lưu trữ trên đĩa cứng theo các cấu trúc logic bao

gồm các data blocks, extents, và segments

Oracle Data Blocks: Là mức phân cấp logic thấp nhất, các dữ liệu của Oracle database

được lưu trữ trong các data blocks Một data block tương ứng với một số lượng nhất

định các bytes vật lý của database trong không gian đĩa cứng Kích thước của một data block được chỉ ra cho mỗi Oracle database ngay khi database được tạo lập Database sử dụng, cấp phát và giải phóng vùng không gian lưu trữ thông qua các Oracle data

blocks

Extents: Là mức phân chia cao hơn về mặt logic các vùng không gian trong database

Một extent bao gồm một số data blocks liên tiếp nhau, cùng được lưu trữ tại một thiết

bị lưu giữ Extent được sử dụng để lưu trữ các thông tin có cùng kiểu

Segments: là mức phân chia cao hơn nữa về mặt logic các vùng không gian trong

database Một segment là một tập hợp các extents được cấp phát cho một cấu trúc

logic Segment có thể được phân chia theo nhiều loại khác nhau:

Data

segment

Mỗi một non-clustered table có một data segment Các dữ liệu trong một table được lưu trữ trong các extents thuộc data segment đó Với một partitioned table thì mỗi each partition lại tương ứng với một data segment

Mỗi Cluster tương ứng với một data segment Dữ liệu của tất cả các table trong cluster đó đều được lưu trữ trong data segment thuộc Cluster đó

index

segment

Mỗi một index đều có một index segment lưu trữ các dữ liệu của nó Trong partitioned index thì mỗi partition cũng lại tương ứng với một index segment

rollback

segment

Một hoặc nhiều rollback segments của database được tạo lập bởi người quản trị database để lưu trữ các dữ liệu trung gian phục vụ cho việc khôi phục dữ liệu

Các thông tin trong Rollback segment được sử dụng để:

 Tạo sự đồng nhất các thông tin đọc được từ database

 Sử dụng trong quá trình khôi phục dữ liệu

 Phục hồi lại các giao dịch chưa commit đối với mỗi user

temporary

segment

Temporary segments được tự động tạo bởi Oracle mỗi khi một câu lệnh SQL statement cần đến một vùng nhớ trung gian để thực hiện các công việc của mình như sắp xếp dữ liệu Khi kết thúc câu lệnh đó, các extent thuộc temporary segment sẽ lại được hoàn trả cho hệ thống

Bảng 1: các khái niệm cơ bản trong Oracle Oracle thực hiện cấp phát vùng không gian lưu trữ một cách linh hoạt mỗi khi các extents cấp phát đã sử dụng hết

Các cấu trúc vật lý khác

Ngoài ra, Oracle Server còn sử dụng các file khác để lưu trữ thông tin Các file đó bao gồm:

 Parameter file: Parameter file chỉ ra các tham số được sử dụng trong database

Người quản trị database có thể sửa đổi một vài thông tin có trong file này Các tham số trong parameters file được viết ở dạng văn bản

 Password file: Xác định quyền của từng user trong database Cho phép người sử

dụng khởi động và tắt một Oracle instance

 Archived redo log files: Là bản off line của các redo log files chứa các thông tin

cần thiết để phục hồi dữ liệu

2.2 Công nghệ Oracle RAC

2.2.1 Giới thiệu chung về Oracle RAC:

Oracle RAC là một môi trường CSDL chia sẻ với nhiều nút máy chủ chia sẻ các thực thể CSDL, với việc chia sẻ truy cập đồng thời tới hệ thống lưu trữ Tháng 11-

2003, hãng Gartner đã phân tích cách sử dụng và triển khai phiên bản Oracle Database 9i RAC Tại thời điểm đó, RAC cũng đã được tin cậy và cung cấp khả năng sẵn sàng

và khả năng mở rộng được cải tiến Tuy nhiên, nó cũng rất phức tạp và yêu cầu các quản trị viên phải có kinh nghiệm chuyên môn rất cao để thực sự vận hành hiệu quả Tính phức tạp là nhân tố kiềm chế sự phổ biến của RAC

Năm năm tiếp theo ra đời nhiều phiên bản mới Oracle đã cải tiến một cách đáng

kể khả năng quản trị hệ thống RAC và do đó giảm bớt yêu cầu kỹ năng cần có để triển khai và quản trị hệ thống Tuy vậy, RAC không phải áp dụng cho mọi ứng dụng

Đến cuối năm 2003, Oracle đã có khoảng 1,000 khách hàng triển khai RAC; và hiện nay RAC đã trở thành xu hướng chủ đạo RAC chạy trên tất cả các nền tảng được Oracle hỗ trợ với Linux là nền tảng được lựa chọn Gần 30% các hệ thống RAC trên thực tế được triển khai trên Linux

Tư tưởng kinh doanh RAC chủ đạo là cung cấp một giải pháp phần mềm tích hợp đầy đủ, bao gồm cả hệ điều hành - Oracle Enterprise Linux, một phiên bản riêng của Oracle xuất phát từ Linux Red Hat Trong khi bản quyền của hệ thống có RAC cao hơn 50% so với một hệ thống đơn, Oracle giải thích rằng đó là sự bù lại từ việc giảm chi phí phần cứng (bên cạnh những lợi ích của RAC)

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu oracle 9i/10g/11g Đây có thể nói là một hệ quản trị CSDL hàng đầu trên thế giới Hơn hai phần ba trong số 500 tập đoàn công ty lớn nhất thế giới (fortune 500) sử dụng oracle Ở việt nam hầu hết các đơn vị lớn thuộc các ngành ngân hàng, kho bạc, thuế, bảo hiểm, bưu điện, hàng không, dầu khí,… đều sử dụng hệ quản trị CSDL oracle

Oracle Real Application Clusters (RAC) cho phép CSDL Oracle chạy các ứng dụng một cách liên tục qua mọi máy chủ thuộc cụm máy chủ đã được thiết lập trong RAC Khả năng này cung cấp một hệ thống CSDL có mức độ sẵn sàng cao nhất và tính khả mở nhiều nhất Nếu một máy chủ trong cụm máy chủ gặp sự cố, CSDL Oracle sẽ tiếp tục chạy trên các máy chủ còn lại Hơn nữa, khi cần thêm năng lực xử lý trên CSDL, các máy chủ mới có thể được thêm vào cụm máy chủ đã có mà không ảnh hưởng gì đến việc truy cập liên tục của người dùng vào CSDL

2.2.2 Các khái niệm trong Oracle RAC

2.2.2.1 Khái niệm về Cluster

Hình vẽ 4 : cấu trúc của cluster Clustering là một kiến trúc nhằm đảm bảo nâng cao khả năng sẵn sàng cho các

hệ thống mạng máy tính Clustering cho phép sử dụng nhiều máy chủ kết hợp với nhau tạo thành một cụm có khả năng chịu đựng hay chấp nhận sai sót (fault-tolerant) nhằm nâng cao độ sẵn sàng của hệ thống mạng Cluster là một hệ thống bao gồm nhiều máy chủ được kết nối với nhau theo dạng song song hay phân tán và được sử dụng như một tài nguyên thống nhất Nếu một máy chủ ngừng hoạt động do bị sự cố hoặc để nâng cấp, bảo trì, thì toàn bộ công việc mà máy chủ này đảm nhận sẽ được tự động chuyển sang cho một máy chủ khác (trong cùng một cluster) mà không làm cho hoạt động của

hệ thống bị ngắt hay gián đoạn

Tóm lại, một cluster là một nhóm các máy chủ độc lập hợp tác như là một hệ thống duy nhất Một yêu cầu duy nhất cho việc triển khai RAC là tất cả các máy chủ trong cluster phải chạy cùng 1 hệ điều hành

2.2.2.2 Khái niệm về Oracle Real Application Clusters (RAC)

Hình vẽ 5: cấu trúc của Real Application Clusters(RAC) Real Application Clusters là một phần mềm cho phép bạn sử dụng nhóm phần cứng bằng cách chạy nhiều các instance với cùng một cơ sở dữ liệu Các file cơ sở dữ liệu được lưu trữ trên các ổ đĩa dùng chung mà tất cả các node có thể cùng truy cập, do

đó tất cả instances được kích hoạt có thể đọc hoặc ghi thêm vào

Phần mềm Real Application Clusters quản lý truy cập dữ liệu, để điều phối giữa các instance và các instance nhìn thấy một hình ảnh nhất quán của cơ sở dữ liệu

Kiến trúc này cho phép tận dụng sức mạnh xử lý từ nhiều máy chủ cơ sở dữ liệu Kiến trúc RAC cũng đạt được khả năng dự phòng cho các instance, ví dụ, một node bị hỏng hóc hoặc không sẵn sàng, ứng dụng vẫn có thể truy cập CSDL trên bất

kỳ instance nào còn hoạt động

2.2.3 Tại sao sử dụng RAC

Oracle Real Application Clusters (RAC) cho hiệu quả sử dụng cao của một nhóm các máy chủ chi phí thấp chẳng hạn như dòng máy chủ Blade

RAC quản lý khối lượng công việc tự động cho các dịch vụ Dịch vụ là các nhóm hay phân loại các ứng dụng bao gồm các thành phần tương ứng với khối lượng công việc Dịch vụ trong RAC cho phép cơ sở dữ liệu hoạt động liên tục không bị gián đoạn và cung cấp hỗ trợ cho đa dịch vụ trên nhiều instance Bạn chỉ định các dịch vụ chạy trên một hoặc nhiều instance, và instance thay thế có thể phục vụ như là instance sao lưu dự phòng Nếu instance chính bị lỗi, máy chủ Oracle di chuyển các dịch vụ từ instance bị lỗi sang một instance khác còn hoạt động RAC cũng tự động cân bằng tải kết nối trên các instance

RAC khai thác sức mạnh của nhiều máy tính giá rẻ để phục vụ như một máy tính lớn duy nhất để xử lý cơ sở dữ liệu, và cung cấp giải pháp thay thế duy nhất đa xử

lý đối xứng (SMP) cho tất cả các loại ứng dụng

RAC, được dựa trên một kiến trúc đĩa chia sẻ, có thể phát triển hoặc thu nhỏ theo yêu cầu mà không cần phải giả tạo phân vùng dữ liệu giữa các máy chủ cluster Vì vậy, có thể dễ dàng cung cấp hoặc loại bỏ một máy chủ trong RAC

2.2.4 Các khả năng trong công nghệ RAC

2.2.4.1Cụm (Clusters) và Khả năng mở rộng (Scalability)

Nếu một ứng dụng hoạt động trong suốt trên các máy SMP, thì cũng sẽ hoạt động tốt trên RAC, mà không cần phải thực hiện bất kỳ thay đổi mã code ứng dụng nào

RAC có thể coi chính nó là một node, như là một điểm duy nhất, và đảm bảo tính toàn vẹn cơ sở dữ liệu trong trường hợp các instance gặp sự cố

Sau đây là một số ví dụ khả năng mở rộng:

 Cho phép xử lý theo lô đồng thời

 Cho phép tăng khả năng tính toán và xử lý song song

 Cho phép tăng số lượng những người dùng kết nối trong các hệ thống xử lý giao dịch online (OLTP)

Hình vẽ 6: clusters và scalability

2.2.4.2 Scaleup và Speedup

Scaleup là khả năng duy trì hiệu năng hoạt động như nhau (thời gian phản hồi ) khi khối lượng công việc và các nguồn lực tăng lên tương ứng:

Scaleup = (khối lượng song song) / (khối lượng ban đầu)

Ví dụ: nếu 30 người dùng đã sử dụng gần 100% CPU trong khoảng thời gian xử lý bình thường, sau đó thêm nhiều người dùng hơn sẽ làm cho hệ thống chậm hơn do giới

hạn của CPU Vì vậy, bằng cách thêm CPU, có thể hỗ trợ người sử dụng thêm mà không làm giảm hiệu năng.

Speedup là hiệu quả của việc tăng số lượng tài nguyên để đạt được mục tiêu giảm thời gian thực hiện theo tỷ lệ: Speedup = (thời gian ban đầu) / (thời gian song song)

Kết quả của speedpup là tài nguyên sẽ sẵn sàng cho các nhiệm vụ khác Ví dụ, nếu truy vấn thường mất mười phút để xử lý nhưng nếu xử lý song song sẽ giảm thời gian xuống năm phút, sau đó truy vấn khác có thể chạy mà không phải tranh chấp tài nguyên

Hình vẽ 7: Scaleup và Speedup

2.2.5 Nguyên tắc về Phần mềm RAC

Chúng ta có thể thấy các tiến trình nền kết hợp với một instance RAC nhiều hơn với cơ sở dữ liệu đơn Các tiến trình này chủ yếu được sử dụng để duy trì sự liên lạc giữa cơ sở dữ liệu với mỗi instance Họ quản lý những gì được gọi là tài nguyên chung:

 LMON: Global Enqueue Service Monitor

 LMD0: Global Enqueue Service Daemon

 LMSx: Global Cache Service Process, trong đó x có thể nằm trong khoảng từ 0 đến j

 LCK0: Lock process

 DIAG: Diagnosability process

Ở mức cluster, đó là các tiến trình chính của Oracle Clusterware Chúng cung cấp một giao diện cluster tiêu chuẩn trên tất cả các nền tảng và thực hiện các hoạt động

có tính sẵn sàng cao Bạn tìm thấy các tiến trình này trên mỗi node của cluster:

 CRSD và RACGIMON: các tiến trình cho các hoạt động có tính sẵn sàng cao

 OCSSD: Cung cấp truy cập tới node thành viên và các dịch vụ nhóm

 EVMD: Quét mô tả thư mục và gọi dòng mô tả trong các phản ứng đối với sự kiện phát hiện

 OPROCD: là một tiến trình theo dõi cho cluster (không được sử dụng trên Linux

và Windows)

Ngoài ra còn có một số công cụ được sử dụng để quản lý các tài nguyên dùng chung khác có sẵn trên cluster Những tài nguyên này như là các Instance Quản lý lưu trữ tự động (ASM), các cơ sở dữ liệu RAC, các dịch vụ, và các ứng dụng node

Hình vẽ 8: Nguyên tắc về phần mềm RAC

2.2.6 Nguyên tắc lưu trữ cơ sở dữ liệu RAC

Sự khác biệt chính giữa RAC lưu trữ và lưu trữ cơ sở dữ liệu Oracle là tất cả các tập tin dữ liệu trong RAC phải cư trú trên các thiết bị lưu trữ được chia sẻ bởi tất cả các instance truy cập đồng thời vào cùng một cơ sở dữ liệu.Ta phải tạo ra ít nhất hai nhóm Redo log cho mỗi instance, và tất cả các nhóm Redo log phải được lưu trữ trên các thiết bị chia sẻ cho tất cả các instance để phục hồi hay trong trường hợp gặp sự cố Các nhóm Redo log của mỗi instance gọi là một thread của redo log

Ngoài ra, bạn phải tạo ra một undo tablespace cho mỗi instance để sử dụng tính năng quản lý Undo tự động Mỗi undo tablespace phải của được chia sẻ cho tất cả các instance cho mục đích phục hồi

Các Archive log không thể được đặt trên các raw device vì tên của chúng tự động tạo ra và khác nhau cho từng Archive log Đó là lý do tại sao phải lưu trữ trên File System Nếu bạn sử dụng một hệ thống tập tin cluster (CFS), nó cho phép bạn truy cập các Archive log từ bất kỳ node bất kỳ thời điểm nào.

Nếu bạn không sử dụng một CFS, bạn luôn luôn bị ép buộc để làm cho Archive log sẵn sàng cho các thành viên khác tại thời điểm phục hồi Ví dụ, bằng cách sử dụng một hệ thống tập tin mạng (NFS) qua các node Nếu bạn đang sử dụng các tính năng Flash Recovery Area, thì nó phải được lưu trữ trong một thư mục chia sẻ để tất cả các instance có thể truy cập nó

Hình vẽ 9: Nguyên tắc về lưu trữ RAC

2.3 So sánh SQL server 2005 và Oracle RAC

Phần này sẽ so sánh cơ sở dữ liệu SQL Server 2005 với Mirroring như là một thay thế cho "Oracle 10g RAC" và xem nó có khả năng thế nào Cụ thể là sẽ đánh giá

SQL Server 2005 với cơ sở dữ liệu Mirroring có thể tương đương với Oracle 10g RAC trong các lĩnh vực tính năng sẵn có, khả năng mở rộng và chi phí.

2.3.1 So sánh khả năng mở rộng

Ta sẽ so sánh với Oracle 10g RAC ở các khía cạnh sau đây Oracle 10g RAC R2

có thể hỗ trợ lên đến 100 node Oracle không chỉ rõ liệu có bất kỳ hạn chế về số lượng CPU cho mỗi node Vì vậy, về mặt lý thuyết, Oracle RAC có thể mở rộng vượt quá 64 CPU.Tuy nhiên, nó phải được lưu ý rằng Oracle đã không chứng minh được công khai Oracle RAC có thể mở rộng vượt quá 64 CPU TPC-C benchmark với Oracle RAC có

64 CPU-16 4 cụm

SQL Server 2005 đã chứng minh rằng nó có thể mở rộng đến 64 CPU trên một máy chủ SMP Thật thú vị, SQL Server 2005 có một hiệu suất tốt hơn và giá cả hiệu suất hơn so với Oracle 10g RAC cho 64 CPU có thể được nhìn thấy từ bảng dưới đây

Bảng 2: So sánh khả năng mở rộng Hai điểm chuẩn TPC-C rõ ràng chứng minh rằng trên một hệ thống với 64 CPU, SQL Server 2005 tốt hơn Oracle 10g RAC và hiệu quả chi phí Khả năng mở rộng vượt

ra ngoài một máy chủ SMP duy nhất

Nếu một người nào đó muốn quy mô vượt ra ngoài một máy chủ SMP ? Trong khi điều này là một chủ đề thú vị cho các cuộc thảo luận học tập, thì câu hỏi này lại

mang đến một vấn đề ít tính khả dụng trong các mục đích thực tế Bởi vì, ngày nay các máy chủ SMP lớn nhất có 64 bộ vi xử lý và có thể chạy trên 99% ứng dụng thực tế của thế giới!

Bảng 3: So sánh khả năng non- clustered trên máy chủ SMP

Chúng ta có thể mong đợi tình hình này tiếp tục trong tương lai như bộ vi xử lý tốc độ sẽ tiếp tục vượt qua sự gia tăng trong khối lượng công việc.Những tiến bộ trong công nghệ xử lý như xử lý đa lõi sẽ chỉ phục vụ để tiếp tục củng cố tình trạng này Tóm lại, SQL Server 2005 trên máy chủ SMP duy nhất có thể dễ dàng mở rộng để chạy ngay cả những ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất thế giới thực

2.3.2 So sánh khả năng sẵn sàng

 Bảo vệ từ Server bị lỗi

Cả Oracle 10g RAC và máy chủ cơ sở dữ liệu SQL 2005 Mirroring cung cấp bảo vệ từ sự cố máy chủ Trong trường hợp phần mềm cơ sở dữ liệu xảy ra sự cố, hệ điều hành hoặc phần cứng, cả hai giải pháp có thể chuyển đổi dự phòng các ứng dụng một cách trong suốt với người dùng, trong vòng 10-20 giây, để giảm thiểu sự gián đoạn

cho người dùng cuối Từ quan điểm này, cả hai giải pháp cung cấp khả năng tương đương nhau.

 Bảo vệ từ hệ thống lưu trữ bị lỗi

Oracle 10g RAC không cung cấp bất kỳ sự bảo vệ chống lại các lỗi trong hệ thống lưu trữ Nếu các đĩa của hệ thống con bị lỗi hoặc trở nên không sẵn sàng vì bất

cứ lý do gì, tất cả các dữ liệu bị mất và toàn bộ các instance ngừng hoạt động

SQL Server 2005 với cơ sở dữ liệu Mirroring cung cấp bảo vệ từ thất bại cả máy chủ và lưu trữ Oracle 10g RAC yêu cầu Oracle Data Guard bảo vệ từ sự cố về lưu trữ Bảo vệ dữ liệu Oracle như Mirroring Cơ sở dữ liệu SQL Server được dựa trên vận chuyển các tập tin đăng nhập từ chính máy chủ cơ sở dữ liệu dự phòng

Nhưng có một khác biệt quan trọng giữa Oracle Data Guard và cơ sở dữ liệu SQL Server Mirroring: Microsoft không tính phí cho phần mềm SQL Server chạy Mirroring, trong khi Oracle chi phí giá đầy đủ cho RAC

Tóm lại, trong khi kỹ thuật cả hai "Oracle RAC với Data Guard" và "SQL Server 2005 với cơ sở dữ liệu Mirroring" có khả năng tương đương về mặt kỹ thuật, SQL Server 2005 là một giải pháp hiệu quả hơn về chi phí

2.3.3 So sanh về mặt chi phí

Oracle tuyên bố rằng RAC tiết kiệm đáng kể chi phí phần cứng bằng cách cho phép khách hàng sử dụng các máy chủ hàng hóa giá rẻ Tuy nhiên vấn đề chi phí cho phần mềm Oracle và giải pháp RAC lại quá đắt đỏ Điều này đặc biệt đúng khi chi phí tổng so với khi triển khai trên cùng một hệ thống phần cứng sử dụng SQL Server 2005 Việc so sánh chi phí được thể hiện trong bảng sau:

Hình vẽ 10: So sánh về mặt chi phí

 Đối với các máy chủ hàng hóa rẻ nhất, chi phí cho mỗi bộ vi xử lý = US $ 18k

 Đối với các máy chủ cao cấp đắt tiền nhất, chi phí cho mỗi bộ vi xử lý = US $ 50k

 Oracle 10g Enterprise Edition với các tùy chọn RAC = $ 40k + 20k = US $ 60k

 SQL Server 2005 Enterprise Edition = US $ 25k

 SQL Server 2005 EE trên máy chủ đắt tiền nhất = $ 50k + 25k = $ 75K cho mỗi

 Kiến trúc của Oracle hoàn toàn khác SQL Server

 Oracle không được tích hợp vào thế giới Windows như SQL Server

 Cả hai sản phẩm hỗ trợ SQL và các stored procedure Trong khi SQL Server sử dụng mở rộng Transact-SQL cho SQL, Oracle sử dụng PL/SQL Chức năng của những ngôn ngữ này tương tự, nhưng khác nhau về cú pháp

 Các stored procedure SQL Server trả về một Recordset nếu bạn làm một lệnh SELECT trong procedure Oracle chỉ hỗ trợ điều này qua cursor variables, là một khái niệm khó chấp nhận đối với một số nhà phát triển

 Trong các stored procedure, Oracle tự động sử dụng các chuyển tác; trong SQL Server sự thay đổi dữ liệu được tự động commit theo mặc định

 SQL Server chia sẻ khái niệm cột autonumber với Access Trong Oracle, bạn sẽ cần làm việc với các sequence

 SQL Server hỗ trợ các bảng tạm, Oracle không có

 Trong Oracle, bạn không phải debug giữa client và server như bạn làm trong SQL Server

 Các hàm khác nhau giữa hai hệ thống, và một số hàm không có hàm tương ứng

 SQL Server có một tập kiểu dữ liệu cơ sở lớn hơn Oracle

 Oracle không hỗ trợ cursor server-side

 Oracle sử dụng lock mức hàng, trong khi trước version 7, SQL Server sử dụng lock mức trang

Nói chung cả 2 đều là hệ thống quản trị CSDL Đều được xây dựng theo chuẩn SQL theo người quản trị hệ thống CSDL đưa ra quyết định thông qua thông tin như :

 Đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ tốt nhất nên sử dụng MS SQL

SQL Sever tiện lợi cho người dùng Độ phưc tạp không quá cao Đầu tư về mặt phần cứng cũng như mặt bảng quyền thì sử dụng Oracle sẽ đắt hơn nhiều Đối với Việt

Nam thì số người dùng SQL Sever là nhiều nhất so với các hệ quản trị CSDL khác Do

đó sẽ dễ dàng tìm ra một người quản trị viên SQL Server Trường hợp lưu trữ dữ liệu: nếu dữ liệu quá lớn > 1GB thì SQL Server sẽ gặp phải vấn đề truy xuất chậm

 Đối với những doanh nghiệp lớn nên sử dụng Oracle

Trước đây cũng như về định hướng cho các hệ thống sau này Vì các doanh nghiệp lớn thì thường có nhiều hệ thống, các hệ thống cần có sự liên thông với nhau giữ các hệ thống Giữa các công ty mẹ và chi nhánh User sử dụng ngày một nhiều thì nên sử dụng Oracle

Tin từ FPT elead cũng khẳng định rằng Hãng Oracle vừa công bố một kỷ lục thế giới trong kết quả thử nghiệm TPC-H dung lượng 3 Terabyte sử dụng hệ thống Database 10g và RAC (Real Application Clusters), thể hiện khả năng của hãng trong công tác quản lý chi phí hiệu quả đối với những hệ thống kho dữ liệu quy mô lớn trên các máy chủ Linux

Sau một loạt các đánh giá toàn diện, Công ty Progressive Strategies chuyên phân tích công nghệ và thông tin thị trường đang cạnh tranh với nhau, khẳng định doanh nghiệp sử dụng Oracle Database 10g thay cho Microsoft SQL Server 2000 với khả năng tiết kiệm đáng kể chi phí và thời gian cụ thể những kết quả đạt được sau:

- Giảm 30% thời gian cần thiết để thực thi các tác vụ hành chính đơn thuần

- Giảm 20% tính phức tạp khi tiến hành một số bước cần thiết để thực hiện cùng một

hệ thống các tác vụ quản lý cơ sở dữ liệu tiêu chuẩn

- Các khoản tiết kiệm thường niên tương đối lên tới 32.600 USD mỗi Quản trị viên cơ

sở dữ liệu (do tăng năng suất làm việc của quản trị viên) Như thể hiện trong phần ở trên, SQL Server 2005 phù hợp và vượt quá tất cả các giá trị ba mệnh đề của Oracle