Oracle Database と Azure NetApp Files

Azure NetApp Files
Virtual Machines
Virtual Network

最も要求の厳しい Oracle Database ワークロードには、非常に大きな I/O 容量が必要です。 また、ストレージに対する低遅延アクセスも求められます。 このドキュメントでは、Oracle Database ワークロード向けの高帯域幅、低遅延ソリューションについて説明します。

このソリューションは、ネットワーク ファイル システム (NFS) プロトコルによる共有ファイル アクセスを提供します。 アーキテクチャでは、共有ファイル ストレージ サービスである Azure NetApp Files が使用されます。 Azure NetApp Files には、次の利点があります。

  • 仮想マシン (VM) レベルで適用されるアクセス レートに関するディスク I/O 制限は、Azure NetApp Files には影響しません。 その結果、パフォーマンスを低下させずに、ディスク ストレージを使用する場合よりも小さい VM を使用することができます。 このアプローチにより、コストが大幅に削減されます。
  • Azure NetApp Files には柔軟性があります。 必要に応じてデプロイを拡大または縮小することで、コスト効率に優れた構成を実現できます。

考えられるユース ケース

このソリューションには多くの用途があります。

  • 高可用性 (HA) を必要とし、高いパフォーマンス基準を持つ新しい Oracle Database インスタンスを実行する。
  • パフォーマンスと可用性に優れた Oracle Database インスタンスを、オンプレミスのインフラストラクチャから Azure Virtual Machines に移行する。
  • テスト環境および開発環境で使用するためにエンタープライズ規模の Oracle Database システムを複製する。 このソリューションは、高度なデータ管理機能が必要な場合に特に適しています。 これは、こうした場合に、積極的なデータ保護サービス レベル アグリーメント (SLA) を満たすうえで役立ちます。
  • Oracle Exadata システムを Azure に移行する。
  • NFS 共有ストレージが使用されている Oracle Pacemaker クラスターを実装する。
  • SAP AnyDB または Oracle 19c をデプロイする。

アーキテクチャ

Oracle Database と Azure NetApp Files が、同じ仮想ネットワークのさまざまなサブネット内でどのように動作し、dNFS を使って通信するかを示すアーキテクチャの図。

"Oracle リソース グループ" というラベルの大きな四角形が図の大半を占めています。 その中のもう 1 つの四角形には、"Oracle 仮想ネットワーク" というラベルが付いています。 その中には 2 つの小さな四角形が並んでおり。1 つは Oracle サブネットを、もう 1 つは Azure NetApp Files サブネットを表します。 Oracle サブネットの四角形の中には、Linux VM 上の Oracle Database のアイコンがあります。Azure NetApp Files サブネットの四角形の中には、Azure NetApp Files とデータベース ファイルのアイコンがあります。 この 2 つのサブネットの四角形をつないでいるのが、"dNFS" というラベルの付いた矢印です。 色付きのキーは、データベース内のデータにハイ パフォーマンスが必要であることを示します。

このアーキテクチャの SVG をダウンロードします。

コンポーネントは、次の方法で対話します。

  • Oracle サブネット内の Azure VM 上で Oracle Database が実行されます。
  • Azure NetApp Files サブネット内では、Azure NetApp Files が、データ ファイルとログ ファイルへの NFS アクセスを提供します。
  • 接続プロトコル Oracle Direct NFS (dNFS) によりパフォーマンスとスループットが向上します。

Components

このソリューションでは、次のコンポーネントを使用します。

  • Azure NetApp Files を使用すると、コードを変更することなく、ファイルベースのアプリケーションを容易に移行して実行できます。 この共有ファイル ストレージ サービスは、Microsoft と Microsoft パートナー NetApp によって共同開発されたものです。
  • Virtual Machines は サービスとしてのインフラストラクチャ (IaaS) オファーです。 Virtual Machines を使用して、オンデマンドのスケーラブルなコンピューティング リソースをデプロイできます。 Virtual Machines は仮想化の柔軟性を提供しながら、物理ハードウェアのメンテナンスの必要性を排除します。 このソリューションでは、Linux VM と Oracle Database ソフトウェアが使用されます。
  • Azure Virtual Network は、Azure 内で仮想プライベート ネットワークを管理するネットワーク サービスです。 Virtual Network を使用すると、VM などの Azure リソースでは、相互に、またインターネットやオンプレミス ネットワークと安全に通信できます。 Azure の仮想ネットワークは、データセンターで機能する従来のネットワークと似ています。 しかし、Azure 仮想ネットワークには、Azure インフラストラクチャのスケーラビリティ、可用性、分離などの利点もあります。
  • Oracle Database は、マルチモデルのデータベース管理システムです。 さまざまなデータ型とワークロードがサポートされています。
  • dNFS クライアントによって、Oracle サーバーと NFS サーバーの間の I/O パスが最適化されます。 その結果、従来の NFS クライアントよりもパフォーマンスが向上します。

代替

このソリューションでは、ディザスター リカバリー (DR) に Oracle Data Guard (ODG) が使用され、ローカル レプリケーションにスナップショットが使用されます。 以降のセクションで説明するように、オプションがいくつか存在します。

リージョン間レプリケーション

リージョン間レプリケーションによって、Azure 内の複数のリージョン間で効率的な DR が提供されます。 リージョン間レプリケーションによって使用されるのは、ストレージベースのレプリケーションです。 VM リソースは使用されません。 詳細については、「Azure NetApp Files のボリューム レプリケーションを作成する」を参照してください。

可用性セットと可用性ゾーン

Azure Virtual Machines 上の ODG は、オンプレミス システム内の ODG のように機能します。 しかし、この製品は、その基になるアーキテクチャに依存しています。 Azure VM 上の ODG を実行する場合は、次のいずれかのオプションを使用して、冗長性と可用性を向上させることも検討してください。

  • Oracle VM を同じ可用性セット内に配置します。 このアプローチにより、次のイベント中に保護が提供されます。

    • データセンター内で機器の障害によって発生する停止。 可用性セット内の VM によって、リソースが共有されることはありません。
    • 更新プログラム。 可用性セット内の VM による更新が、さまざまなタイミングで実行されます。
  • Oracle VM をさまざまな可用性ゾーンに配置します。 このアプローチにより、データセンター全体の障害に対して保護が提供されます。 各ゾーンが、リージョン内の一連のデータセンターを表します。 リソースをさまざまな可用性ゾーンに配置すれば、データセンターレベルの停止が発生しても、必ずしもすべての VM がオフラインになるとは限りません。

次のいずれかのオプションのみを選択できます。 Azure VM が、可用性セットと可用性ゾーンに同時に参加することはきません。 各オプションの利点を次に示します。

  • 可用性ゾーンは、可用性セットよりも優れた可用性を提供します。 比較する場合は、「仮想マシンの SLA」をご覧ください。
  • 同じ可用性セット内の VM を、近接配置グループに配置できます。 この構成により、VM が互いに近い場所に配置されることが保証され、VM 間のネットワーク待機時間を最小限に抑えられます。 これに対し、VM を異なる可用性ゾーンに配置すると、その VM 間のネットワーク待機時間が長くなります。 このため、プライマリ レプリカとセカンダリ レプリカの間でのデータ同期に時間がかかります。 その結果、プライマリ レプリカで遅延が発生する可能性があります。 計画外のフェールオーバー中にデータが失われる可能性も高くなります。

ソリューションを選択したら、負荷をかけてテストします。 パフォーマンスと可用性の SLA を満たしていることを確認します。

主な利点

この画像は、Azure NetApp Files を Oracle Database と共に使用する利点を示しています。

Azure NetApp Files の機能と利点を示すアーキテクチャの図。この図は、このサービスが使用されているシステムのさまざまなレイヤーも示しています。

この図には、2 つのセクションが含まれています。 左側の 4 つのボックスには、Azure NetApp Files の機能と利点が示されています。 右側のセクションにもボックスがいくつかあります。 1 つのボックスには "運用"、もう 1 つには "大規模なテストと開発" というラベルが付いています。 どちらにもデータベースと VM のアイコンがあります。 3 つ目のボックスには、"ストレージ レイヤー" というラベルが付いています。 これには、データベース データと Azure NetApp Files のアイコンが含まれています。 色付きのキーは、データベース データとログにハイ パフォーマンスが必要であることを示します。 複製されたデータベース データとログには、中-高の要件があります。 複製のコピーの要件は低くなっています。

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シンプルで信頼性の高いサービス

Azure データセンター環境内では、簡単に利用できる Azure ネイティブ サービスとして Azure NetApp Files が実行されます。 Azure NetApp Files は、他の Azure ストレージと同じようにプロビジョニング、利用、スケーリングすることができます。 Azure NetApp Files では、NetApp データ管理ソフトウェア ONTAP が提供する信頼性機能が使用されます。 このソフトウェアを使用すると、Oracle Database やその他のエンタープライズ アプリケーションのワークロードに対して、エンタープライズレベルの NFS ボリュームを迅速かつ確実にプロビジョニングできます。

高パフォーマンス システム

Azure NetApp Files では、オールフラッシュ ストレージのベアメタル フリートが使用されます。 Azure NetApp Files では、スケーラビリティに優れた共有ストレージが使用され、その待機時間は 1 ミリ秒未満です。 このような要因により、このサービスは、NFS プロトコルを使用して、ネットワーク上で Oracle Database ワークロードを実行するのに適しています。

Azure DCsv2 シリーズの VM には、ハイ パフォーマンスのオールフラッシュ ONTAP エンタープライズ システムが組み込まれています。 また、これらのシステムは、Azure ソフトウェア定義ネットワーク (SDN) および Azure Resource Manager フレームワークにも統合されています。 その結果、オンプレミスのソリューションに相当する高帯域幅、低遅延の共有ストレージが手に入ります。 このアーキテクチャのパフォーマンスは、最も要求の厳しいビジネスクリティカルなエンタープライズ ワークロードの要件を満たしています。 Azure NetApp Files のパフォーマンス上のメリットについて詳しくは、「Oracle Database での Azure NetApp Files 利用のメリット」を参照してください。

Azure NetApp Files は、オンデマンドのスケーラビリティを提供します。 デプロイを拡大または縮小することで、各ワークロードの構成を最適化できます。

エンタープライズ規模のデータ管理

このソリューションにより、高度なデータ管理機能を必要とするワークロードを処理できます。 ONTAP は、業界で比類ない機能をこの領域内で提供します。

  • スペース効率が良く、瞬時に複製が行われるため、開発環境とテスト環境が強化されます。

  • オンデマンド容量とパフォーマンスのスケーリングにより、リソースが効率的に使用されます。

  • スナップショットは、データベース整合性ポイントを提供します。また、次の利点があります。

    • ストレージ効率が高い。 スナップショットは、限られた容量で作成することができます。
    • 迅速に作成、レプリケート、復元、複製できる。 その結果、積極的な回復時刻の目標 (RTO) と回復ポイントの目標 (RPO) の SLA を実現するバックアップと回復ソリューションが提供されます。
    • ボリュームのパフォーマンスに影響しない。
    • スケーラビリティが提供される。 頻繁に作成し、同時に多数を格納することができます。

ハイブリッド DR

このアーキテクチャには、ODG と Azure NetApp Files の組み合わせによって DR が提供されます。 これらの DR ソリューションは、クラウド システムとハイブリッド システムに適しています。 その計画は、複数のリージョン間およびオンプレミスのデータセンターで機能します。

考慮事項

このソリューションには以下の考慮事項が適用されます。

可用性に関する考慮事項

Azure NetApp Files の場合:

  • このサービスの可用性の保証については、「Azure NetApp Files の SLA」をご覧ください。
  • エンタープライズ規模のデータ管理」で説明されているように、バックアップと回復ソリューションでスナップショットを使用できます。 Oracle ホット バックアップ モードと Azure NetApp Files API を使用して、データベース整合性スナップショットを調整します。

Azure 内で Oracle Database を使用する場合は、HA および DR のソリューションを実装してダウンタイムを回避します。

  • ODG を使用します。
  • 1 つの仮想マシン上でデータベースを実行します。
  • セカンダリ VM をデプロイし、そこにはバイナリのみをインストールします。
  • 両方の VM を同じ仮想ネットワーク内に配置します。 これにより、プライベートな永続的 IP アドレスを使用して、相互にアクセスできます。

Oracle Data Guard が、Azure NetApp Files と Oracle Database が含まれる仮想ネットワーク内でデータをどのように保護するかを示すアーキテクチャの図。

"Oracle リソース グループ" というラベルの大きな四角形が図の大半を占めています。 その中のもう 1 つの四角形には、"Oracle 仮想ネットワーク" というラベルが付いています。 その中には 2 つの小さな四角形があり、1 つは Oracle サブネットを、もう 1 つは Azure NetApp Files サブネットを表します。 Oracle サブネットの四角形の中には、Oracle Database と仮想マシンのアイコンがあります。 Azure NetApp Files サブネットの四角形の中には、Azure NetApp Files とデータベース ファイルのアイコンがあります。 この 2 つのサブネットの四角形をつないでいるのが、"dNFS" というラベルの付いた矢印です。 色付きのキーは、データベース ファイル システム内のログ データにハイ パフォーマンスが必要であることを示します。 データ ファイルには、中-高のパフォーマンスが必要です。

このアーキテクチャの SVG をダウンロードします。

スケーラビリティに関する考慮事項

高パフォーマンス システム」で説明されているように、Azure NetApp Files にはスケーラビリティが組み込まれています。

セキュリティの考慮事項

Azure NetApp Files のデータ セキュリティは、さまざまな方法で確保されます。 固有の保護、暗号化、ポリシー ルール、ロールベースのアクセス制御機能については、「セキュリティに関する FAQ」を参照してください。

ソリューションのデプロイ方法

  • Azure NetApp Files を使用した Azure VM 上での Oracle Database のデプロイのリソースについては、Azure NetApp Files を使用したソリューション アーキテクチャに関するページをご覧ください。

  • Azure NetApp Files ボリュームをデプロイし、それにアクセスする方法については、「Azure NetApp Files のドキュメント」を参照してください。

  • データベース サイズを考慮します。

    • 小規模なデータベースの場合は、データ ファイル、再実行ログ、アーカイブ ログ、制御ファイルなど、すべてのコンポーネントを 1 つのボリュームにデプロイできます。 このようなシンプルな構成は、容易に管理できます。
    • 大規模なデータベースの場合は、複数のボリュームを構成すると効率的です。 自動または手動のサービス品質 (QoS) ボリュームを使用できます。 これらのボリュームの種類により、パフォーマンス要件をより細かく制御できます。

価格

ブロック ストレージの代わりに Azure NetApp Files を使用すると、コストを削減できます。

  • コスト効率に優れた構成にすることができます。 従来のオンプレミス構成は、最大ワークロードの要件に合わせてサイズが設定されます。 このため、これらの構成では、使用量が最大のときにコスト効率が最も良くなります。 これに対し、Azure NetApp Files デプロイはスケーラブルです。 現在のワークロード要件に応じて構成を最適化することで、経費を削減できます。

  • より小さな VM を使用できます。

    • Azure NetApp Files により、低遅延ストレージ アクセスが提供されます。 小さい VM を使用している場合は、Ultra Disk Storage によって、より大きな VM と同じパフォーマンスを得られます。
    • 通常、クラウド リソースによって I/O 操作が制限されます。 こうすることで、リソースの枯渇や予期せぬ停止によって発生する可能性がある、急激な速度低下を防ぎます。 そのため、VM のディスク スループットやネットワーク帯域幅には制限があります。 ネットワーク制限は、ディスク スループットの制限よりも高いのが一般的です。 ネットワーク接続ストレージを使用している場合は、ネットワーク帯域幅の制限だけが関連し、それはデータ エグレスにのみ適用されます。 つまり、VM レベルのディスク I/O 制限は、Azure NetApp Files には影響しません。 これらの要因により、ネットワーク接続ストレージは、ディスク I/O よりも優れたパフォーマンスを実現できます。 これは、小さい VM 上で Azure NetApp Files が実行されているときにも当てはまります。

    小さい VM は、大きな VM と比べて、次のような価格上のメリットがあります。

    • 低コスト。
    • Oracle Database のライセンス コストを低く抑えられる (特に、小さな制約付きコード SKU を使用している場合)。
    • ネットワーク接続ストレージに I/O コスト コンポーネントがない。

これらの要因により、Azure NetApp Files は、ディスク ストレージ ソリューションほどコストがかかりません。

次のステップ

Azure NetApp Files が使用されている完全にデプロイ可能なアーキテクチャ: