Основные проблемы и цели мониторинга базы данных

ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Основные проблемы и цели мониторинга базы данных
средствами СУБД ORACLE
Ключевые слова: СУБД Oracle,
мониторинг, производительность,
отказоустойчи%вость, метрики,
протоколы управления.
Актуальность темы состоит в том, что на данный момент значимая часть компаний, занимающихся
бизнесом во многих областях, использует продукцию компании Oracle для хранения и обработки
данных. Для нужд предприятия важны отказоустойчивость и производительность системы управления
базами данных. СУБД Oracle удовлетворяет этим требованиям, но только при произведенной
настройке и отладке. Мониторинг является необходимым процессом при работе крупной системы
хранения. Результатами мониторинга является набор параметров системы, получаемый за
регулярные интервалы времени. На основании этих значений делаются выводы о необходимости ра
бот по улучшению функционирования системы. Рассматриваются основные цели мониторинга
работы СУБД Oracle и проблемы, возникающие при их достижении. Уделяется отдельное внимание
сетевым способам мониторинга, каждый из которых используется для достижения индивидуальных
профильных целей; проводится анализ метрик, используемых при наблюдении за работой системы;
рассматриваются протоколы управления, применяемые для мониторинга за работой СУБД.
Приведен краткий анализ и сравнение систем мониторинга, применяемых для слежения за крупными
системами хранения. Указываются методы решения описанных проблем.
Хуторов В.С.,
магистрант факультета Информационных Технологий, МТУСИ
Беленькая М.Н.,
доцент кафедры "Мультимедийные Сети и Услуги Связи", МТУСИ
Рассматриваемая проблема актуальна, так как по данным ком
пании IDC Oracle в России занимает первое место на рынке СУБД
с общей долей 44,1% и первое место на рынке серверов приложе
ний с долей 29,1.% Кроме того, корпорация вышла на лидирующие
места на рынке систем управления предприятием в России по итогам
2011 финансового года. СУБД Oracle пользуются сегодня более
двух миллионов лицензированных пользователей в России, десятки
тысяч российских предприятий работают на технологиях Oracle,
семьдесят пять — используют преимущества системы управления
предприятием Oracle EBusiness Suite. Среди компаний и организа
ций, использующих продукцию компании Oracle значатся: Феде
ральная таможенная служба РФ, Центральный банк РФ, ОАО "Лу
койл" и т.д. Последние годы число клиентов Oracle в России растет в
среднем на 2040% ежегодно в зависимости от продуктового на
правления. Все вышеназванные факты говорят о высокой востребо
ванности СУБД Oracle в решениях для бизнеса.
СУБД Oracle обладает специализированными средствами
обеспечения отказоустойчивости и повышения производительности.
Отказоустойчивость обеспечивается двумя базовыми методами:
RAC (Real Application Cluster) и STANDBY DATABASE. Первый метод
состоит в обеспечении доступа к базе данных посредствам несколь
ких независимых серверов. STANDBY DATABASE представляет со
бой две независимые базы данных, между которыми организовано
выполнение резервирования и проведения горячей замены при не
обходимости. Для обеспечения высокой производительности ядро
СУБД Oracle имеет множество изменяемых параметров, позволяю
щих настроить систему под индивидуальные требования. Очевидно,
что для обеспечения максимальной производительности и отказоус
тойчивости система должна быть постоянно под наблюдением. Для
этого необходим мониторинг, дающий возможность следить за инте
ресующими метриками.
При первичной настройке системы правильно настроенный мо
ниторинг позволяет заранее выявить и избежать потенциальных про
блем. После ввода в эксплуатацию и окончания настройки система
TComm, #72013
мониторинга используется для максимально быстрого обнаружения
неисправностей и расследования причин их возникновения, тем са
мым являясь одним из основных инструментов обслуживания системы.
Определить оптимальность работы сервера базы данных и вы
явить возможные неполадки или узкие места, можно с помощью
средств мониторинга, входящих в состав СУБД Oracle. Грамотное
использование этих средств позволит вовремя определить и устра
нить причины низкой производительности сервера, которая опреде
ляется объемом операций вводавывода, необходимых для исполне
ния транзакции, утилизацией процессоров и временем отклика сис
темы. Для каждой конкретной реализации, уровень доступной про
изводительности определяется составом аппаратнопрограммных
средств и способов их использования. Наиболее распространенной
метрикой оценки производительности системы является ее время от
клика, которое представляет собой интервал времени, в течении ко
торого сервер возвращает первую строку результата исполнения
запроса, т.е. пользователь получает визуальное подтверждение то
го, что его запрос исполняется. Пропускная способность обслужива
емых сервером процессов и пользователей определяет сколько за
просов возможно исполнить в фиксированный интервал времени, и
сколько строк и какого размера возвращается клиенту. При увели
чении числа активных процессов и/или пользователей, возрастает
и их конкуренция за системные ресурсы. Результатом такой чрез
мерной нагрузки может стать увеличение времени отклика и сниже
ние общей пропускной способности. Большое влияние на произво
дительности базы данных оказывает также физическая и логическая
целостность данных.
Для выполнения основных целей мониторинга СУБД можно ис
пользовать ряд средств Oracle. Их использование может быть сов
местным. Самый очевидный способ мониторинга СУБД Oracle —
при помощи SQL запросов. Этот способ удобен в случаях, когда из
вестна проблема или количество метрик для мониторинга не велико.
В случаях же когда мониторинг требуется осуществлять на регуляр
ной основе длительный период времени или же количество метрик
для изучения слишком велико, данный способ становится неудобен
в связи с ограниченными возможностями в области автоматизации.
Также к недостаткам метода можно отнести невозможность наблю
дения за аппаратной частью сервера.
Для мониторинга за аппаратной частью сервера может исполь
зоваться система мониторинга Cacti. Мониторинг аппаратной части
полезен как превентивная мера по борьбе со сбоями СУБД, так как
133
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
сбой оборудования неизбежно ведет если не к краху системы, то к
снижению производительности. Cacti —это "opensource" вебприло
жение, система позволяет строить графики. Cacti собирает статисти
ческие данные за определенные временные интервалы и позволяет
отобразить их в графическом виде. Преимущественно используют
ся стандартные шаблоны для отображения статистики по загрузке
процессора, выделению оперативной памяти, количеству запущен
ных процессов, использованию входящего/исходящего трафика.
Использование данных метрик позволяет значительно упростить
расследование сбоев системы. Основным недостатком Cacti являет
ся то, что эта система сбора статистики не следит за программными
метриками СУБД. Изза этого Cacti не подходит для использования
как единственная система мониторинга.
Многофункциональным средством является Zabbix —свободная
система мониторинга и отслеживания статусов разнообразных сер
висов компьютерной сети, серверов и сетевого оборудования. Он
поддерживает несколько видов мониторинга. Simple checks — может
проверять доступность и реакцию стандартных сервисов, таких как
SMTP или HTTP без установки какоголибо программного обеспече
ния на наблюдаемом хосте. Zabbix agent — может быть установлен
на UNIXподобных или Windows хостах для получения данных о на
грузке процессора, использования сети, дисковом пространстве и
так далее. External check — выполнение внешних программ. Zabbix
также поддерживает мониторинг через SNMP. Благодаря расширя
емости данная система мониторинга позволяет контролировать лю
бые метрики системы. К недостаткам можно отнести некоторую тру
доемкость при необходимости слежения за нестандартными пара
метрами системы.
Для мониторинга систем чаще всего используется протокол
SNMP, и можно сказать, что он являлся долгое время стандартом де
факто. Протокол SNMP работает на базе протокола UDP и пред
назначен для использования сетевыми управляющими станциями.
Он позволяет управляющим станциям собирать информацию, из
менять, посылать "trap" на сервер мониторинга. Протокол определя
ет формат данных, их обработка и интерпретация остаются на ус
мотрение системного администратора и системы мониторинга.
SNMPсообщения не имеют фиксированного формата и фиксиро
ванных полей. Как следствие протокол SNMP универсален, но его
главным недостатком является дополнительный трафик и необходи
мость загружать резидентные продукты (агенты) на управляемых
объектах.
Выбирая способ мониторинга СУБД, стоит в первую очередь
определить его цели, например:
• Формирование основных критериев оценки производитель
ности;
• Определение изменений производительности во времени;
• Диагностика проблем, связанных с производительностью;
• Определение компонентов и процессов, требующих
оптимизации;
• Аудит активности пользователей;
• Проверка работы сервера под воздействием различных
нагрузок;
• Проверка архитектуры базы данных;
• Проверка расписания обслуживания;
• Проверка планов резервного копирования и восстановления;
• Определение необходимости изменения аппаратной
конфигурации.
Далее необходимо оценить какие метрики необходимо отсле
живать, для решения поставленной задачи. После того как эти тре
бования выяснены можно провести выбрать ту систему или группу
систем мониторинга, которые справятся с поставленной целью.
Система мониторинга необходима для СУБД используемой в
бизнесе, ее применение позволяет сократить убытки компании, вы
званные простоем, снижением производительности или нерацио
нальным использованием ресурсов. Для правильного выбора систе
мы мониторинга необходимо учитывать все потенциальные и суще
ствующие проблемы СУБД и сети, где она используется. При этом
условии мониторинг станет основным средством в борьбе с пробле
мами в работе контролируемой системы.
Литература
1. Oracle Clusterware and Oracle Real Application Clusters Administration and
Deployment Guide // Mark Bauer, Richard Strohm — Oracle, 2009. — С. 25.
2. Oracle Database 2 Day DBA, 10g Release 2 // Colin McGregor —
Oracle, 2012. — 210 с.
3. Zabbix 1.8 Network Monitoring // Rihards Olups — PACKT publishing,
2010. — 428 с.
4. Администрирование в информационных системах // М.Н. Белень
кая, С.Т. Малиновский, Н.В. Яковенко. —М: Горячая Линия —Телеком, 2011.
— 400 с.
5. RFC3411 — An Architecture for Describing Simple Network
Management Protocol (SNMP) Management Frameworks // D. Harrington,
R. Presuhn, R. Presuhn // Стандарт, 2002. —С. 5.Requirements for transport net
works of mobile operators.
PRINCIPAL PROBLEMS AND OBJECTIVES OF MONITORING DATA BASE WITH DBMS ORACLE
Khutorov V.S., postgraduate, MTUCI
Belenkaya M.N., associate professor, MTUCI
Abstract
Actuality of this subject consists in situation in which most companies of different spheres use products of Oracle Corporation for data storage. For com
panies it's important that chosen system is faulttolerant and productive. DBMS Oracle meets this requirements, but only when it's correctly configured.
Monitoring is necessary process for correct work of large data storage system. Result of monitoring is set of system parameters got in regular equal
time intervals. On the ground of these values its drawn conclusions about need of system improvement. In report it's considered main objectives of
monitoring DBMS Oracle and problems, which can arise while achieving the goal. In the course of problems overview special attention is paid on
network monitoring. Every of these methods are used for reaching special profile objective. Also in report it's carried out an analysis of metrics, which
used to monitor system work. In report it's considered management protocols used for DBMS monitoring. This work provides short analysis and com
prising of systems used for monitoring large data storage systems. In conclusion its described methods of problems solution.
Keywords: DBMS Oracle, monitoring, productivity, fault%tolerance, metrics, protocols of control.
134
TComm, #72013