استفاده از ساز و کار RAID در پایگاه داده اوراکل

۱ استفاده از ساز و کار RAID در پایگاه داده اوراکل
کلمه RAID مخفف عبارت Redundant Arrays of Inexpensive Disks است به معنای ساز و کاری به منظور مدیریت بار ذخیره سازی سرویس‌ها (load balancing) و ارتقاء سطح امنیت اطلاعات بین تعداد مشخص دیسک در فضای ذخیره سازی است.
در این مقاله بررسی مختصری در خصوص سطوح کاربردی RAID و نحوه بهره‌برداری در پایگاه‌داده اوراکل مطرح شده است.
تعدادی از سطوح معمول RAID در ذیل مشاهده می‌شود:

۱-۱ سطوح مختلف RAID

۱-۱-۱ (RAID (None
تمامی سطوح RAID دارای مقادیری سربار پردازشی هستند و در صورتی که بر اساس نیازتان بهترین نرخ انتقال اطلاعات در فضای ذخیره‌سازی را خواستار هستید و اگر امنیت اطلاعات مطرح نباشد، می‌توانید از RAID صرف نظر کنید.

۱-۱-۲ (RAID (0
این سطح RAID قابلیت توزیع خودکار اطلاعات در سطح block ها بین چندین دیسک به منظور مدیریت بار ذخیره‌سازی سرویس‌ها را فراهم می‌کند. هیچ حفاظتی در برابر از بین رفتن اطلاعات در این سطح صورت نمی‌گیرد.

۱-۱-۳ (RAID (1
این سطح RAID به عنوان هم نشانی دیسک‌ها نیز شناخته می‌شود یک رونوشت کامل از هر دیسک در یک دیسک دیگر توسط RAID Controller نگهداری می‌شود در شرایط از بین رفتن یک دیسک RAID Controller جهت از بین نرفتن سرویس به طور خودکار به دیسک فعال سوئیچ می‌شود. هم نشانی دوتایی و سه‌تایی نیز به منظور ارتقاء سطح امنیت اطلاعات قابل استفاده است.
۱-۱-۴ (RAID (0+1
همانطور که از نام این سطح مشخص است، تلفیقی از سطوح RAID 0 و ۱ می‌باشد به طوری که هم از مزایای توزیع خودکار اطلاعات در سطح block ها بین دیسک‌ها و هم مزایای ارتقاء سطح امنیت اطلاعات را شامل می‌شود توضیح اطلاعات بین تمامی دیسک‌ها انجام شده و کل موجودیت هم نشانی خواهد شد در شرایطی که امکان استفاده از ۱+۰ RAID وجود ندارد این بهترین گزینه برای پایگاه‌داده اوراکل است.
۱-۱-۵ (RAID (1+0
همانطور که از نام این سطح مشخص است، تلفیقی از سطوح RAID 1و ۰ می باشد در وهله اول به نظر می‌آید که باید مشابه سطح ۰+۱ باشد ولی یک تفاوت عمده وجود دارد در این سطح هم نشانی و توزیع اطلاعات برای هر دیسک به طور مجزا بر روی دیسک نظیر انجام خواهد شد این بهترین گزینه RAID برای پایگاه‌داده اوراکل است.
۱-۱-۶ (RAID (5
در این سطح توزیع و متوازن سازی اطلاعات بین تعداد ۳ یا بیشتر دیسک انجام میشود اطلاعات عملیات متوازن‌سازی اطلاعات که همیشه در یک دیسک مجزا نگهداری می‌شود قابلیت مدیریت اطلاعات از دست رفته را فراهم می‌آورد لذا سربار ذخیره‌سازی قابل توجه موجود در این سطح آن را کندتر از دیگر سطوح RAID می‌سازد مخصوصاً در مواقع از دست رفتن یک دیسک موجود اما به علت نیاز مندی تعداد به مراتب کمتر دیسک سخت در مقایسه با دیگر سطوح بسیار مقرون به صرفه است در گذشته استفاده از این سطح در پایگاه‌داده اوراکل پیشنهاد نمی‌شد ولی با توجه به پیشرفت‌های انجام شده در سرعت دیسک‌ها و کارایی RAID controller ها در شرایط اهمیت نداشتن کارایی پایگاه‌داده گزینه مناسبی است.

۱-۲ بهره برداری RAID در پایگاه‌داده اوراکل
حال با شناخت نسبی ایجاد شده نسبت به سطوح مختلف ساز وکار RAID کدام روش مناسب استفاده در پایگاه‌داده است؟
پاسخ مشخصی در این خصوص وجود ندارد ولی پیشنهاداتی در جهت اولویت استفاده از سطوح موجود قابل ارائه است.
۱-۲-۱ Control Files
با توجه به تغییرات مداوم Control File دسترسی هرچه سریعتر به فایل‌های مذکور مطلوب‌تر است در هر شرایطی (چه استفاده از RAID و چه عدم استفاده) باید از وجود حداقل یک رونوشت سالم اطمینان حاصل شود در شرایط استفاده از RAID یا عدم استفاده از RAID مسئولیت حصول اطمینان از وجود یک رونوشت Control File فعال بر عهده شما است.
۱-۲-۲ Online Redo Logs
مشابه شرایط دسترسی Control File ها می‌باشد تأکید مجدد بر تسهیم redo log ها همیشه و در هر شرایطی لازم می‌باشد.
۱-۲-۳ Temporary Datafiles
نیازمندی اصلی در خصوص این نوع فایل‌ها دسترسی سریع است در شرایط از دست رفتن فایل‌ها اطلاعات به سادگی قابل بازسازی هستند.
۱-۲-۴ Archived Redo Logs
در صورت وجود منابع ذخیره سازی همیشه تسهیم این نوع فایل‌ها حتی در شرایط استفاده ازRAID انجام شود در شرایط محدودیت منابع ذخیره‌سازی می‌توانید به افزونگی ایجاد شده توسط RAID اکتفا کنید. عدم استفاده از RAID و یا RAID 0 بدون تسهیم آنها بسیار مخاطره آمیز است در صورت از بین رفتن فایل‌های Archived Redo Logs باید به سمت اجرای backup وrecovery رفت.
۱-۲-۵ Rollback/Undo Datafiles
این نوع فایل‌ها نیاز به دسترس پذیری دائمیI/O دارند و باید محافظت شوند. امکان تسهیم آنها توسط پایگاه‌داده اوراکل وجود ندارد لذا باید این شرایط در سطح سخت افزار فراهم شود.
۱-۲-۶ Datafiles
در Datafiles با نیازمندی I/O بالا باید ازRAID 1+0 یاRAID 0+1 استفاده شود که سریع‌ترین و امن‌ترین گزینه است. اگر هزینه، اهمیت بیشتری از کارایی دارا باشد می‌توانید ازRAID 5 استفاده کنید با توجه به مدیریت اکثر عملیات I/O انجام شده بر روی Datafiles ها توسط بافرها استفاده از RAID 5 باعث کاهش هزینه‌ها بدون تأثیر چشمگیری در کارایی سرویس می‌شود.

۱-۳ RAID و ASM
سیستم مدیریت خودکار ذخیره سازی ASM راهکار پیشنهادی اوراکل به منظور فراهم نمودن قابلیت توزیع و تسهیم کامل اطلاعات در سطح ذخیره ساز است البته با توجه به اینکه ASM امکان تسهیم دو تایی و سه تایی را دارد اما پیشنهاد اوراکل ترجیح RAID سخت افزاری بر تسهیم ASM است همانطور که تمامی LUN های معرفی شده به ASM به وسیله RAID سخت افزاری محافظت می‌شود بنابراین دیسک گروه‌های تعریف شده در ASM می تواند به صورت افزونگی خارجی و بدون failure group استفاده شود.
نکات زیر در مستندات پیشنهادی اوراکل جهت آماده‌سازی فضای ذخیره‌سازی مشاهده می‌شود:
• در اغلب مواقع شما تنها نیاز به دو دیسک گروه دارید (DATA و FRA) به طوری که در DATA تمامی فایلهای مرتبط پایگاه‌داده و در FRA تمامی فایلهای مرتبط با fast recovery area که شامل تقسیمات چندگانه در online redo logs وcontrolfiles می‌شود به طور معمول حجم FRA دو برابر میزان DATA می باشد زیرا تمامی فایل‌های پشتیبان در FRA ذخیره می‌شود.
• اوراکل حداقل ۴ دیسک در هر دیسک گروه به همراه RAID سخت‌افزاری و افزونگی خارجی پیشنهاد می‌کند. در این حالت ASM کماکان توزیع بین تمامی دیسک‌ها را پوشش می‌دهد ولی فراهم نمودن شرایط تسهیم بر عهده RAID سخت‌افزاری است.
• تمامی دیسک‌ها در یک دیسک گروه باید از هر نظر یکسان و در یک شرایط مشابه از لحاظ کارایی باشند بنابراین نباید نسبت به تلفیق دیسک‌های مختلف و سطوح مختلف RAID در یک دیسک گروه اقدام شود.

• دیسک‌های مورد استفاده باید تماماً در اختیار پایگاه‌داده اوراکل قرار داشته باشد و با دیگر برنامه‌ها به اشتراک گذاری نشده باشد.

۱-۴ جمع‌بندی
همانطور که اغلب Oracle DBA ها در جریان هستند تعدد دستورالعمل‌ها می‌تواند گمراه کننده باشد به این ترتیب خلاصه موارد در ذیل وجود دارد:
• در صورت امکان و استفاده از۱۰ RAID برای تمامی فایل‌های پایگاه‌داده احتمالاً با مشکل خاصی در آینده مواجه نمی‌شوید و همچنین در صورت استفاده ازASM از این سطح RAID برای تمامی دیسک‌های معرفی شده به ASM استفاده نمایید.
• به منظور کاهش هزینه‌ها می‌توانید دیتا‌ فایل‌هایی که کمتر استفاده می شوند را به RAID 5 منتقل نمایید که در صورت استفاده از ASM به معنای تعریف چند دیسک گروه جدید برای نگهداری این فایل‌ها است.
• به منظور کاهش بیشتر هزینه‌ها می‌توانید دیتا فایل‌های دیگر را نیز بهRAID 5 منتقل کنید.
• به منظور کاهش بیشتر هزینه‌ها می‌توانید انتقالredo logs وrollback/undo tablespaces ها را نیز به RAID 5 امتحان کنید در این شرایط بهترین حالتی که مناسب محیط شما می‌باشد را انتخاب نمایید.
• در شرایط بحرانی اقتصادی به منظور حداکثر کاهش هزینه‌ها تمامی فایل‌ها را بهRAID 5 منتقل نمایید.