Oracle Database 11g Release 2 verfügbar: 11 neue Features für DBAs von DBA Community, ORACLE Deutschland GmbH Seit dem 1. September steht 11g Release 2 zum Download auf OTN für die Plattform Linux zur Verfügung. Um einen Vorgeschmack auf einige der neuen Features zu geben, haben wir im Folgenden eine Auswahl von 11 interessanten Neuerungen zusammengestellt. Bei den Beschreibungen handelt es sich um eine kurze Zusammenfassung der einzelnen Neuerungen, die nicht nach Prioritäten geordnet ist. Mehr Informationen dazu mit ausführlichen Code-Beispielen finden Sie wie immer in unseren 2 wöchentlichen Ausgaben. 11g Oracle Database 11g Release 2: 11 neue Features RAC One Einfachere Installation und Konfiguration Online Application Upgrade Oracle Database Filesystem Speicherplatz bei Bedarf Parallelisierung: einfacher und effizienter ASM für alle Daten Segmentlose UNUSABLE Indizes und Index Partitionen External Tables mit Pre-processor-Klausel Erweiterungen im Datenbank Scheduler Neue und erweiterte Packages Oracle RAC One Node Oracle RAC One Node ist die kostengünstige "ein" Knotenversion des Oracle Real Application Clusters. Moment! EIN Knoten? Nein, Sie haben sich nicht verlesen. Sinn und Zweck von RAC One ist es, auch Single Instanz Datenbanken in einen Cluster mit aufzunehmen und somit das Rollout von Datenbanken zu standardisieren - egal ob Single Instanz (SI) oder RAC Datenbank. Ziel ist es, immer dieselbe Infrastruktur zu verwenden und in diesen großen Clustern mehrere - wenn nicht sogar alle - Datenbanken bereitzustellen. Hierbei kommt die Single Instanz in den Genuss aller Clusterware Funktionalitäten: Automatisches Umschalten im Falle des Knotenausfalls: In diesem Fall wird die SI auf einem anderen Rechnerknoten gestartet. Dies entspricht der Funktionalität eines Cold Failover Cluster. Durch eine veränderte Technologie beim Verbinden mit den Listenern eines Clusters (über den sogenannten SCAN Listener - einer weiteren 11gR2 Funktion) werden die Clients automatisch auf den neuen Knoten umgeleitet, ohne dass dies im Vorfeld in der Client Konfiguration festgehalten werden muss. Online Migration der Datenbank Instanz im Falle von geplanten Wartungsarbeiten am Knoten Für eine kurze Zeit läuft die Datenbank Instanz dann auf 2 Knoten. Neue Client Connections werden auf den neuen Knoten umgeleitet, während bestehende Verbindungen davon unangetastet bleiben und ihre Arbeiten beenden können. Nach einiger Zeit werden die restlichen Verbindungen dann hart beendet, um den Knoten für Wartungsarbeiten frei zu geben. Unterstützung von Online Rolling Upgrades der Datenbank und Grid Infrastruktur Bei der Grid Infrastruktur handelt es sich um ein gemeinsames Home-Verzeichnis der Oracle Clusterware und der ASM Datenbank. Beide wurden mit 11gR2 in ein gemeinsames Home integriert. Da die Clusterware seit 10.1.0.2 und ASM seit 11.1.0.6 komplett Rolling Upgrade fähig sind, kann also jedes Betriebsystem- und Grid Infrastruktur-Upgrade online durchgeführt werden. Die Benutzer der Datenbanken im Cluster (egal ob SI oder RAC) bemerken das Upgrade nicht (siehe Online Migration). Dasselbe gilt für die meisten One Off Patches und Critical Patch Updates der Datenbank, die als RAC Rolling Upgrade fähig gekennzeichnet sind. Verwendung der neuen regelbasierten Server Pools Anstatt wie bisher eine Datenbank auf dedizierten Knoten zu definieren, überlässt man die Verwaltung der Instanzen und Datenbanken komplett dem Cluster. Der Cluster sucht dann die entsprechend freien Ressourcen (Knoten) heraus, auf denen die Datenbank Instanz (RAC One) bzw. Instanzen (RAC) gestartet werden. ASM Cluster Filesystem und Snapshot Funktionalität Informationen hierzu finden Sie im ASM Teil Sollte eine Single Instanz mehr Ressourcen benötigen, ist das Upgrade auf eine normale RAC Lizenz spielend möglich. Die Skalierung über mehrere Server erfordert lediglich die passende Lizenz, da technisch alle Vorraussetzungen gegeben sind. Zurück zum Anfang des Artikels Einfachere Installation und Konfiguration Der Oracle Universal Installer (OUI) hat sich in fast jedem Release verändert. In 11g R2 sind die Veränderungen jedoch massiv, und sie führen zu wesentlichen Verbesserungen. Die wichtigste (nicht nur im RAC Umfeld) ist die Integration des Cluster Verification Utility (CVU bzw. CLUVFY). Es überprüft vor der Installation alle wichtigen Parameter einer SI oder RAC Installation. Der Installer gibt aber nicht nur die Ergebnisse aus, sondern erlaubt es ebenfalls, gleich ein Fix Script zu erzeugen, das der Administrator aufrufen kann, um die Probleme falls möglich zu beheben. Vergessen sind auch die Zeiten, in denen Sie SSH manuell konfigurieren mußten. Auch dies kann der OUI während der Installation für Sie erledigen bzw. für eine bereits aufgesetztes SSH überprüfen. Neu ist auch, dass nun über den OUI eine saubere Deinstallation eines Clusterknoten, einer fehlgeschlagenen Clusterinstallation, eines defekten Knoten oder des kompletten Clusters möglich ist. Besonders hilfreich ist das, wenn man fehlgeschlagene Installationen neu starten möchte, da dies vom Installer erkannt und vorher sauber bereinigt wird. Als kleineres Update gibt es nun auch für die Clusterware ein Out-of-Place Upgrade, d.h. die neue Clusterware kann in ein neues Home installiert werden. Diejenigen, die mit 10g /opt/oracle/product/10.1.0/crs als Clusterverzeichnis gewählt haben, wird es nun freuen, endlich den Pfad ohne Neuinstallation ändern zu können. Für eine größere Ansicht auf das Bild klicken. Eine weitere große Neuerung ist die Einführung von Grid Plug and Play (GPnP). Dahinter verbirgt sich die Entfernung von knotenabhängigen Konfigurationsdaten innerhalb des Clusters. Das ermöglicht nun sowohl ein einfaches Klonen der Grid Infrastruktur als auch eine "Software only" Installation. Die Konfiguration kann dann in einem zweiten Schritt zu einem späteren Zeitpunkt passieren. Das erlaubt den einfachen Austausch der Konfigurationsdaten. Das "Verschieben" eines Clusterknotens zu einem anderen Cluster ist damit kein Hexenwerk mehr. Ebenfalls viel hat sich im Bereich der Integration der Cluster Infrastruktur in die Konfigurationswerkzeuge getan. Nicht nur, dass die Enterprise Manager Datenbank Console (DB Console) nun eine graphische Benutzeroberfläche zur Verwaltung der Clusterressourcen bietet. Zur Konfiguration eines Clusters gehört nun auch der sogenannte Cluster Time Service: Fehleranalysen im Clusterumfeld erweisen sich als besonders schwierig, wenn die Knoten unterschiedliche Zeitstempel haben, deswegen war bis 11gR2 ein NTP Server dringend empfohlen. Ist dieser bei 11gR2 nicht vorhanden, übernimmt der Cluster Time Service die Zeitsynchronisation der Knoten. Der Database Configuration Assistant (DBCA) erzeugt nun vollständige Skripte beim Anlegen einer Datenbank - in der Vergangenheit fehlten häufig die Befehle zum Anlegen von DB Control und zur Registrierung mit der Clusterware. Wer allerdings das Management vom Automatic Storage Management (ASM) innerhalb des DBCAs sucht, sucht vergeblich. Hierfür gibt es nun ein eigenes Konfigurationswerkzeug: den ASM Configuration Assistant, kurz ASMCA.

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Online Application Upgrade

Mit dem neuen Edition-Based Redefinition-Feature wird ein Interface zur Verfügung gestellt, das ununterbrochene Verfügbarkeit von Applikationen gewährleistet. Bisher war es möglich, Operationen wie Tabellenänderungen oder einen Indexneuaufbau online zu gestalten. Sogar unterschiedliche Versionen von Tabellen können in einem eigenen Workspace verwaltet werden. Diese Funktionen sind nun um eine neue Technik erweitert worden, die es es ermöglicht, online Änderungen von Applikationen wie z.B. von PL/SQL Programmen zu erlauben.

Die Idee dahinter ist, Veränderungen in Ruhe in einem eigenen Bereich, der sogenannten Edition durchzuführen. So können Applikationen auf die jeweiligen Editionen vor und nach der Änderung (Upgrade) ununterbrochen zugreifen, auch wenn sich beispielsweise Programme ändern. Spezielle Objekte wie Editioning Views und Editioning Trigger helfen dabei, die unterschiedlichen Sichtweisen auf Tabellen der einzelnen Editionen aufrechtzuerhalten und die Veränderungen an den Tabellen in den jeweiligen Editionen durchzuführen.

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Das Oracle Database Filesystem

Das neue Oracle Database Filesystem erlaubt es, eine Dateisystem-Sicht über eine Tabelle mit einer LOB-Spalte zu legen. Dazu stellt Oracle eine PL/SQL-Schnittstelle bereit, die implementiert werden muss, so dass Dateisystem-Operationen auf entsprechende SQL-DML oder SELECT-Anweisungen abgebildet werden. Auf Linux-Systemen kann ein solches Database Filesystem mit Hilfe des quelloffenen Kernelmoduls "mod_fuse" (filesystem in user space) in den Server-Verzeichnisbaum eingehängt werden. Die folgende Abbildung zeigt die Architektur.

Eine fertige Implementierung, den Oracle Securefile Store, bringt die Datenbank bereits mit. Die PL/SQL-Implementierung ist bereits vorhanden; mit einem SQL-Skript werden die nötigen Tabellen in einem frei wählbaren Datenbankschema erstellt. Auf die Dokumente kann anschließend beliebig entweder über die Dateisystem-Sicht oder über die SQL-Sicht zugegriffen werden. Das Database Filesystem bietet also eine neue Schnittstelle für LOB-Daten: Die Dateisystem-Sicht.

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Speicherplatz bei Bedarf

Häufig benötigen Applikationen beim Installieren viele Schemaobjekte, die zu Beginn der Nutzung noch gar nicht verwendet werden und somit leer sind. Die Objekte benötigen allerdings trotzdem Speicherplatz beim Erzeugen. Oracle 11g Release 2 schafft hier Abhilfe.

Das Erzeugen von Objekten wie nicht partitionierten Tabellen kann nun ab Release 2 verzögert werden. Erst nach dem ersten Einfügen von Daten werden automatisch die entsprechenden Segmente angelegt. Zugehörige LOB-Segmente und Indexsegmente profitieren ebenfalls automatisch von dieser Technik. Folgender Code-Ausschnitt zeigt eine Verwendung:

SQL>CREATE TABLE no_seg (t number CONSTRAINT pk_no_seg PRIMARY KEY, t1 date) 
    SEGMENT CREATION DEFERRED;
Table created.

SQL> SELECT bytes FROM dba_segments WHERE segment_name LIKE '%NO_SEG%';
no rows selected

SQL> INSERT INTO no_seg VALUES (1,sysdate);
1 row created.

SQL> SELECT segment_name, bytes FROM dba_segments WHERE segment_name LIKE '%NO_SEG%';
SEGMENT_NAME BYTES
------------ -----
NO_SEG       65536
PK_NO_SEG    65536

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Parallelisierung: einfacher und effizienter

Parallele Operationen können nun automatisiert und sogar im Memory ablaufen. Was bedeutet das?

Damit wird verhindert, dass parallele Operationen bei falscher Einstellung dem Gesamtsystem zu viele Ressourcen wie I/O oder CPU abverlangen und somit gar zu einer Verlangsamung der Applikationen führen. Über einen Initialisierungsparameter wird automatisch gesteuert, ob ein Statement überhaupt parallel ausgeführt werden soll und welcher DOP (kurz für degree of parallelism) genutzt werden soll. Zusätzlich wird entschieden, ob das Statement sofort ausgeführt werden kann oder ob es in eine Warteschlange eingereiht wird, bis die entsprechenden Systemressourcen zur Verfügung stehen. So wird gewährleistet, dass parallelisierte Applikationen insgesamt effizienter und schneller abgearbeitet werden.

Schließlich können die abgefragten Objekte sogar automatisch im Memory gehalten werden, um ungenutztes Memory für die Ausführung zu verwenden. Das kann besonders in Data Warehouse Umgebungen sinnvoll sein, in denen große Mengen an ungenutztem Memory vorhanden sind.

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ASM für alle Daten

Mit 11gR2 wird das Automatic Storage Management zu einem vollwertigen Volume Manager.

Die Volumes können für alle Filesysteme verwendet werden - von NTFS bis zu ext3. Dabei bleiben alle Funktionalitäten, wie das Striping und Mirroring von ASM, erhalten und werden automatisch unterhalb der Filesysteme verwendet. Schaut man in ASM hinein, erscheint das Volume wie ein Tablespace - ein einfacher Container.

Allerdings werden herkömmliche Filesysteme allein durch die Verwendung von ASM nicht clusterfähig! Denn hierfür wird nicht nur ein clusterfähiger Volume Manager benötigt, sondern auch ein clusterfähiges Filesystem.

Das clusterfähige Filesystem ist das ASM Cluster File System (ACFS), dem gerade im RAC Cluster eine hohe Bedeutung zukommt. Das ACFS bietet alle Funktionalitäten eines modernen journaling Filesystems, soll aber im jetzigen Release nur Linux und Windows zur Verfügung stehen (andere Betriebssysteme sollen die Funktionalität mit einem Patch Set nachgereicht bekommen). ACFS ist der ideale Speicherort für externe Tabellen und shared Oracle Homes, wie sie z.B. im SAP Umfeld benötigt werden.

ACFS unterstützt dabei auch die Erstellung von File System Snapshots. Die zeitpunktgenauen Kopien werden mit Hilfe der "Copy On Write Technology" erstellt und erlauben bis zu 64 Snapshots. Persistente Read-Only Snapshots können automatisch in bestimmten Intervallen erzeugt werden. Die Snapshot Technology eignet sich optimal für ein schnelles Filesystem Backup oder das Spiegeln von Daten für Reporting Applikationen.

Ebenfalls finden nun die OCR und die Voting Disk direkt in ASM Platz. Hierfür werden einige Blöcke an einer festen Stelle auf den ASM Platten reserviert. Gespiegelt wird abhängig von der Redundancy der ASM Diskgroup. Sollte eine der Platten ausfallen, die die Voting Disk enthält, wird die Disk automatisch auf einer anderen Platte wiederhergestellt.

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Segmentlose UNUSABLE Indizes und Index Partitionen

Neu in Oracle Database 11g Release 2 ist die Nutzung des Speicherplatzes für UNUSABLE Indizes oder Indexpartitionen. Diese können den gesamten Speicherplatz wieder freigeben. Vor allem für partitionierte Indizes kann man dieses Feature sehr gut einsetzen: Zum Beispiel wird für eine Buchungstabelle die Partitionierung empfohlen, wenn

• z.B. nur die Daten der letzten 60 Tage oft benutzt werden
• eingetragene Daten irgendwann nicht mehr verändert werden dürfen
• die Daten aber lange gespeichert werden müssen

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External Tables mit Pre-processor-Klausel

Seit 11g Release 2 können die Flat Dateien für die External Tables Nutzung vorab einem Pre-processing unterzogen werden. Das eröffnet zusätzliche Möglichkeiten des Einsatzes von External Tables, die bisher an ein festes Format bei Angabe des Access Treibers gebunden waren. So ist der ORACLE_LOADER Access Treiber, der bisher nur die beiden Werte ORACLE_LOADER und ORACLE_DATAPUMP kannte, um die Möglichkeit eines benutzerdefinierten Pre-processor-Programms erweitert worden.

Nun können auch Daten, die nicht im vordefinierten Oracle Treiber Format vorliegen - also zum Beispiel im ZIP-Format - als Eingabe für die External Table Nutzung verwendet werden. Folgendes Beispiel zeigt die Verwendung.

CREATE TABLE products_delta_gz
(PROD_ID NUMBER(6),...,PROD_VALID CHAR(1))
 ORGANIZATION EXTERNAL
  (
    TYPE oracle_loader
    DEFAULT DIRECTORY usdir
    ACCESS PARAMETERS 
          (RECORDS DELIMITED BY NEWLINE 
           PREPROCESSOR exec_dir1:'gzip1.sh'
           FIELDS TERMINATED BY "|"
   )
 LOCATION ('prodDelta.gz')
)
REJECT LIMIT UNLIMITED NOPARALLEL;

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Erweiterungen im Datenbank Scheduler

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Neue und erweiterte Packages

• DBMS_COMPRESSION ist ein neues Package, um die Komprimierungsrate einer Tabelle zu analysieren und Informationen über die Komprimierbarkeit einer Tabelle auszugeben.
• DBMS_AUDIT_MGMT ist ein neues Package, um Audit Trail Einträge zu verwalten. Ein interessantes Beispiel der Nutzung wäre das unterstützte Verschieben von AUD$ in einen anderen Tablespace.
• DBMS_SPM ist in 11g Release 1 als Package-Interface für SQL Plan Management eingeführt worden und nun auch für die Migration von Stored Outlines zu SQL PLAN Baselines einsetzbar.
• DBMS_UTILITY wartet auf alle Transaktionen, die Locks auf den aufgelisteten Tabellen haben, bis diese mit COMMIT oder ROLLBACK abgeschlossen sind oder ein Timeout eingetreten ist.

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