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17 データベース管理者および開発者向けのトピック

この章では、データベース管理者と開発者にとって重要で一般的なデータベース・トピックを要約し、ここで網羅的にデータベースの機能を説明するかわりに、参照可能な他のマニュアルを紹介します。

この章の構成は、次のとおりです。

関連項目:

DBAに固有のトピックについては「データベース管理者の概念」を、データベース開発者に固有のトピックについては「データベース開発者の概念」を参照してください

データベース・セキュリティの概要

通常、データベース・セキュリティには、ユーザー認証、暗号化、アクセス制御および監視が含まれます。

この項では、次の項目について説明します。

ユーザー・アカウント

各Oracleデータベースには、有効なデータベース・ユーザーのリストがあります。

データベースには、デフォルトの管理アカウントSYSTEMを含む、複数のデフォルトのアカウントが含まれます。ユーザー・アカウントは必要に応じて作成できます。アプリケーション・ユーザーをOracleデータベースにアクセスするように構成することもできます。

データベースにアクセスするには、有効なユーザー名と認証用の資格証明を提供する必要があります。資格証明には、パスワード、Kerberosチケットまたは公開鍵インフラストラクチャ(PKI)の証明書などがあります。データベース・セキュリティでは、ログオン試行の失敗に基づいてアカウントをロックするよう構成できます。

通常、データベース・アクセス制御には、データ・アクセスおよびデータベース・アクティビティの制限が含まれます。たとえば、指定された表への問合せや指定されたデータベース文の実行を制限できます。

関連項目:

権限

ユーザー権限とは、特定のSQL文を実行できる権利のことです。

権限は、次のカテゴリに分類されます。

  • システム権限

    これは、データベース内で特定のアクションを実行する権限、または特定のタイプのオブジェクトに対してアクションを実行する権限のことです。システム権限の例として、CREATE USERCREATE SESSIONがあります。

  • オブジェクト権限

    これは、employees表への問合せなど、指定されたアクションをオブジェクトに対して実行できる権限のことです。権限のタイプは、データベースによって定義されます。

権限は、他のユーザーの裁量で任意に付与されます。管理者は、ユーザーが業務に必要な作業を実行できるよう、必要な権限をユーザーに付与する必要があります。セキュリティの観点から、権限は必要な作業を行うためにその権限を必要とするユーザーにのみ付与することをお薦めします。

関連項目:

ロール

ロールは、関連する権限のグループに名前を付けたもので、ユーザーが他のユーザーまたは他のロールに付与できます。ロールを使用すると、データベース・アプリケーションまたはユーザー・グループの権限の管理が容易になります。

図17-1は、ロールの一般的な使用方法を示しています。PAY_CLERKMANAGER、およびREC_CLERKの各ロールが、異なるユーザーに割り当てられます。ACCTS_PAYアプリケーションを実行する権限を含むACCTS_PAYアプリケーション・ロールが、PAY_CLERKおよびMANAGERロールを持つユーザーに割り当てられます。ACCTS_RECアプリケーションを実行する権限を含むACCTS_RECアプリケーション・ロールが、REC_CLERKおよびMANAGERロールを持つユーザーに割り当てられます。

図17-1 ロールの一般的な使用方法

図17-1の説明が続きます
「図17-1 ロールの一般的な使用方法」の説明

関連項目:

権限分析

権限分析メカニズムによって、指定した条件に従ってデータベースの権限使用状況を取得できます。

こうして、アプリケーション・モジュールの実行または特定のSQL文の実行に必要な権限を取得できます。たとえば、ユーザーが特定のデータベース・セッション中に行使した権限を見つけることができます。

本番データベースでは、権限とロール、ロールとロール、ロールとユーザーの関係は、複雑になる可能性があります。権限分析により、複雑なシステム内で不必要に付与されている権限を特定できます。取得した結果の分析に基づき、不必要な付与を削除することや、権限付与を再構成してデータベースをよりセキュアにすることができます。

関連項目:

権限分析の詳細は、『Oracle Databaseセキュリティ・ガイド』を参照してください。

ユーザー・プロファイル

システム・リソースのコンテキストにおけるユーザー・プロファイルとは、リソース制限とパスワード・パラメータをセットにして名前を付けたもので、ユーザーに対してデータベースの使用およびデータベース・インスタンス・リソースを制限します。

プロファイルでは、ユーザーが同時に確立できるセッションの数、各セッションに使用可能なCPU処理時間、および使用可能な論理I/O量を制限できます。たとえば、clerkプロファイルでは、ユーザーのシステム・リソースが事務作業に必要な程度に制限されます。

注意:

リソースの制限にはデータベース・リソース・マネージャを使用し、パスワードの管理にはプロファイルを使用することをお薦めします。

プロファイルを使用すると、一連の属性を共有する複数のユーザーに対して1つの参照先を指定できます。一連のユーザーにプロファイルを割り当て、それ以外のすべてのユーザーにデフォルト・プロファイルを割り当てることができます。各ユーザーには、任意の時点で最大1つのプロファイルを割り当てることができます。

関連項目:

データベース認証

Oracle Databaseでは、データベース認証は、ユーザーがデータベースに資格証明を提示し、この資格証明をデータベースが検証してデータベースへのアクセスを許可するプロセスです。

アイデンティティを検証することで、その後の対話に関する信頼関係が確立されます。また、認証により、アクセスとアクションを特定のアイデンティティにリンクでき、アカウンタビリティが有効化されます。

Oracle Databaseでは、次のものを含む様々な認証方式が提供されています。

  • データベースによる認証

    Oracleデータベースは、パスワード、KerberosチケットまたはPKIの証明書を使用してユーザーを認証できます。Oracleでは、生体認証を含む、他の認証方式用のRADIUS準拠のデバイスもサポートしています。認証のタイプは、Oracleデータベースでユーザーを作成する際に指定する必要があります。

  • オペレーティング・システムによる認証

    一部のオペレーティング・システムでは、オペレーティング・システムがユーザー認証のために管理している情報を、Oracle Databaseで使用できます。オペレーティング・システムから認証を受けたユーザーは、ユーザー名やパスワードを指定することなくデータベースに接続できます。

非管理のデータベース・ユーザー・アカウントは、データベースの停止や起動などのデータベース操作を実行することはできません。これらの操作には、SYSDBASYSOPERSYSBACKUPまたはSYSDG権限が必要です。

関連項目:

暗号化

Oracle Databaseでは、暗号化は、秘密鍵と暗号化アルゴリズムを使用して、データを読取り不可能な形式に変換するプロセスです。

多くの場合、暗号化は、Payment Card Industry Data Security Standard(PCI-DSS)や侵害通知法に関連する要件などの法令遵守要件を満たすために使用されます。たとえば、クレジット・カード番号、社会保障番号、患者の病状に関わる情報などを暗号化する必要があります。

ネットワーク暗号化

クライアントとサーバー間のネットワーク上を移動するデータを暗号化することを、ネットワーク暗号化といいます。

侵入者は、ネットワーク・パケット・スニファを使用することにより、ネットワーク上を移動する情報を取得してファイルにスプールし、悪用できます。このような行為は、ネットワーク上のデータを暗号化することによって防ぐことができます。

透過的データ暗号化

Oracle Advanced Securityの透過的データ暗号化を使用すると、表の個々の列または表領域を暗号化できます。

ユーザーが暗号化された列にデータを挿入すると、データベースによって自動的にデータが暗号化されます。ユーザーが列を選択すると、データは復号化されます。このような形式の暗号化は透過的であり、パフォーマンスが高く、実装が容易です。

透過的データ暗号化には、Advanced Encryption Standard(AES)や組込み鍵管理などの複数の業界標準の暗号化アルゴリズムが含まれます。

Oracle Data Redaction

Oracle Data Redactionは、Oracle Advanced Securityの一部で、これを使用すると、権限の少ないユーザーまたはアプリケーションによって問い合されるデータを隠す(リダクションする)ことができます。このリダクションは、ユーザーがデータを問い合せるときに、リアルタイムで発生します。

データ・リダクションでは次のリダクション機能タイプがサポートされています。

  • 完全データ・リダクション

    この場合、表またはビューの指定した列の内容全体がリダクションされます。たとえば、姓のVARCHAR2列には、1つの空白が表示されます。

  • 部分データ・リダクション

    この場合、表示された出力の一部がリダクションされます。たとえば、アプリケーションでは、1234で終わるクレジット・カード番号をxxxx-xxxx-xxxx-1234と表示できます。完全と部分のどちらのリダクションにも、正規表現を使用できます。正規表現は、検索パターンに基づいて、データをリダクションできます。たとえば、正規表現を使用して、特定の電話番号または電子メール・アドレスをリダクションできます。

  • ランダム・データ・リダクション

    この場合、列のデータ型に応じて、データがランダムに生成された値として表示されます。たとえば、数値1234567は、83933895として表示される可能性があります。

データ・リダクションは、包括的なセキュリティの解決策ではありません。たとえば、直接接続し権限を付与されたユーザーが、リダクションされたデータに対して推論攻撃を実行することを阻止できません。このような攻撃では、リダクションされた列を識別し、削除の処理で、格納された値を推測するSQL問合せを繰り返すことにより、実際のデータに戻そうとします。権限を持つユーザーからの推論およびその他の攻撃を検出し、阻止するには、Oracle Data Redactionと関連のデータベース・セキュリティ製品(Oracle Audit Vault and Database Firewall、Oracle Database Vaultなど)と組み合せることをお薦めします。

データ・リダクションは、次のように機能します。

  • DBMS_REDACTパッケージを使用して、指定した表のリダクション・ポリシーを作成します。

  • ポリシーで、事前定義のリダクション機能を指定します。

  • データベースで表示される列の値が実際の値かそれともリダクションされた値かは、ポリシーによって決まります。データがリダクションされると、そのリダクションがただちに最上位の選択リストに反映されから、ユーザーに表示されます。

次の例では、hr.employees表の従業員ID(employee_id)列をリダクションする完全データ・リダクション・ポリシーが追加されています。

BEGIN
 DBMS_REDACT.ADD_POLICY(
   object_schema    => 'hr'
,  object_name      => 'employees'
,  column_name      => 'employee_id'
,  policy_name      => 'mask_emp_ids'
,  function_type    => DBMS_REDACT.FULL
,  expression       => '1=1'
);
END;
/

この例では、表現の設定(trueと評価)により、EXEMPT REDACTION POLICY権限を付与されていないユーザーに対して、リダクションが適用されます。

関連項目:

オリエンテーション

Oracle Databaseでは、データへのアクセスを制御するための技術が数多く提供されています。この項では、これらの技術の概要を示します。

Oracle Database Vault

Oracle Database Vaultは、権限を持つユーザーによるアクセスをアプリケーション・データに制限します。

Oracle Database 12cからは、Oracle Database Vaultにより、標準データベース監査のデータ構造が拡張されます。さらに、統合監査に移行すると、データベースでは監査レコードを、Oracle Databaseの監査レコードを一元化するOracle Secure Files内の統合監査証跡に書き込みます。

Oracle Database Vaultを使用すると、データベース、データおよびアプリケーションに対するアクセスのタイミング、場所および方法を制御できます。このため、法令遵守および責務の分離を実現しながら、関係者による脅威からの保護など、一般的なセキュリティ上の問題にも対応できます。

Oracle Database Vault管理者が責任を果たせるように、データベースではOracle Database Vaultメタデータに行われた構成の変更が強制的に監査されます。これらの変更には、Oracle Database Vault関連の実行の作成、変更および削除、保護されたロールの付与および取消し、Oracle Data PumpやJob Schedulerなどのコンポーネントの認可などが含まれます。

関連項目:

Virtual Private Database(VPD)

Oracle Virtual Private Database (VPD)を使用すると、行および列レベルでセキュリティを確保できます。

セキュリティ・ポリシーによって、予期しないまたは悪意のあるデータの破壊やデータベース・インフラストラクチャの破損からデータベースを保護する方法が確立されます。

VPDでは、権限やロールなどのセキュリティ保護では設定できない詳細な設定が可能です。たとえば、すべてのユーザーに対してemployees表へのアクセスを許可する場合は、セキュリティ・ポリシーを作成して、ユーザーが同じ部門の従業員にアクセスすることを禁止できます。

基本的にデータベースは、Oracle VPDセキュリティ・ポリシーが適用された表、ビューまたはシノニムに対して発行されるSQL文に、動的なWHERE句を追加します。このWHERE句によって、保護データへのアクセスが、セキュリティ・ポリシーに準拠する資格証明を持つユーザーにのみ許可されます。

Oracle Label Security(OLS)

Oracle Label Security(OLS)では、セキュリティ・ラベルを使用してデータ分類の割当てとアクセスの制御を行うことができます。ラベルは、データまたはユーザーのいずれかに割当て可能です。

データに割り当てた場合、ラベルは表に非表示の列として添付でき、SQLに透過性を提供します。たとえば、機密性が高いデータを含む行にはHIGHLY SENSITIVEというラベルを、それほど機密性の高くない行にはSENSITIVEというラベルを付けることができます。ユーザーがデータへのアクセスを試みると、OLSによって、ユーザー・ラベルとデータ・ラベルが比較され、アクセスを許可するかどうかが決定されます。VPDとは異なり、OLSでは、即時利用可能なセキュリティ・ポリシー、およびラベルを定義し格納するためのメタデータ・リポジトリが提供されています。

統合監査が有効である場合、データベースでは、監査オプションの構成および管理のためのポリシーベースのフレームワークが提供されます。OLS操作など、様々なタイプの操作の監査オプションをグループ化し、それらを監査ポリシーとして保存できます。次に、そのポリシーを有効または無効にして、基礎となる監査オプションを実行できます。

OLSポリシーを作成すると必ず、データベースではそのポリシーのラベル列がデータベース監査証跡表に追加されます。OLS監査により、OLS管理者操作のレコードを含む監査レコードを、統合監査証跡に書き込むことができます。

データ・アクセスの監視

Oracle Databaseには、ユーザー・アクティビティを監視するために複数のツールおよび技術が採用されています。監査は、データ・アクセスの監視のために最も重要なメカニズムです。

データベース監査

データベース監査とは、選択したユーザー・データベース・アクションを監視して記録する処理のことです。

統合監査ポリシーを構成して、次のものを監査できます。

  • SQL文、システム権限、スキーマ・オブジェクトおよびロール(直接付与されたシステム権限のグループとして)

  • 管理および非管理ユーザー

  • アプリケーション・コンテキスト値

    アプリケーション・コンテキストとは、指定されたネームスペースでの属性の名前/値ペアです。アプリケーションでは、データベースでアクションを実行する前に、様々なコンテキストを設定します。たとえば、アプリケーションでは、アプリケーション・イベントのステータスを示すモジュール名とクライアントIDなどの情報が格納されます。アプリケーションでコンテキストを構成できるため、それらに関する情報は監査レコードに追加されます。

  • Real Application Security、Oracle Database Vault、Oracle Label Security、Oracle Data PumpおよびOracle SQL*Loaderのダイレクト・パス・イベントのポリシー作成

統合監査証跡では、UNIFIED_AUDIT_TRAILデータ・ディクショナリ・ビューで問い合せることができるRecovery Managerイベントを取得できます。Recovery Managerイベントの統合監査ポリシーは作成しません。

ファイングレイン監査を使用して、特定の表の列を監査し、ポリシー作成時にイベント・ハンドラを関連付けることもできます。統合およびファイングレイン監査の場合、表で特定のデータベース・アクション、またはアクティビティが発生する時期を取得する条件の有無を調べるポリシーを作成できます。たとえば、9:00 p.m.以降にアクセスされた表を監査できます。

監査を行う理由は次のとおりです。

  • 現在のアクションのアカウンタビリティの有効化

  • アカウンタビリティに基づいた、ユーザー(または侵入者などの非ユーザー)の不適切なアクションの阻止

  • 不審なアクティビティの調査、監視および記録

  • 監査要件の準拠に対応するため

Oracle Database 12cから、統合監査を使用すると、データベース監査はデフォルトで有効になります。データベース監査は、監査ポリシーを有効にすることにより制御します。ただし、統合監査を使用できるようにするには、自身のデータベースを統合監査に移行する必要があります。

関連項目:

監査ポリシー

1つのSQL文を使用して、監査オプションのセットを指定する名前付きの統合監査ポリシーを作成できます。これらのオプションにより、データベース内で監査の対象となるシステム権限、アクションまたはロールを指定できます。

監査ポリシーでは、文ごとに評価できる条件を、1セッションに1回、またはそのデータベース・インスタンスに対して1回、オプションで設定できます。イベントの監査は、適用可能な監査ポリシーの条件の評価結果によって決まります。条件がtrueと評価されれば、データベースでは監査レコードが生成されます。

次の例では、信頼できる端末term1およびterm2からユーザーがログインしなければ、hr.employees表でのアクティビティを監査するポリシーを作成します。

CREATE AUDIT POLICY EmployeesTableAudit
  ACTIONS update ON hr.employees, delete ON hr.employees
  WHEN SYS_CONTEXT ("userenv", "hostname") NOT IN
                   ("term1","term2") EVALUATE PER SESSION;

次の文により、ユーザーhrおよびhrvpのポリシーが有効になります。

AUDIT POLICY EmployeesTableAudit BY hr, hrvp;

統合監査ポリシーは、SYSDBASYSOPERなどの管理ユーザーを含む、すべてのデータベース・ユーザーに対して適用できます。ただし、監査ポリシーは、データベースがALTER DATABASE OPEN文によってオープンされて初めて読み取られます。したがって、管理ユーザーからの最上位のアクションは常に、データベースがオープンするまでに監査されます。データベースがオープンされた後に、監査ポリシー構成が有効になります。

統合監査が有効な場合、データベースでは自動的に監査設定に対する変更を監査します。また、データベース・インスタンスの起動および停止も監査されます。

関連項目:

監査ポリシーの管理方法の詳細は、『Oracle Databaseセキュリティ・ガイド』を参照してください。

監査管理者ロール

監査を行うには、適切なシステム権限が付与されている必要があります。

Oracle Databaseには、次のシステム提供監査管理者ロールが用意されています。

  • AUDIT_ADMIN

    AUDIT_ADMINロールは、データベースの監査設定を管理します。このロールを持つユーザーには、次のことを行う権限があります。

    • 監査ポリシー(ファイングレイン監査ポリシーを含む)の作成、変更および削除

    • ビジネス要件ごとの監査ポリシーの有効化または無効化

    • 監査レコードの表示

    • 監査証跡の管理およびクリーンアップ

  • AUDIT_VIEWER

    AUDIT_VIEWERロールは、データの表示および分析のみを必要とするユーザーのためのものです。このロールを持つユーザーは、監査証跡の内容を表示する権限のみを付与されています。

関連項目:

監査の詳細は、『Oracle Databaseセキュリティ・ガイド』を参照してください

統合監査証跡

監査レコードは、認可されていないデータ・アクセスの検出および特定に不可欠です。

Oracle Databaseでは、指定したイベントの監査を構成できます。ユーザー・セッション中にイベントが発生した場合、監査レコードが生成されます。

監査証跡は、監査レコードが格納される場所です。統合監査証跡は、Oracle Database 12cで導入され、すべてのタイプの監査から得られた監査レコード用の統合記憶域が用意されています。以前のリリースの従来の監査証跡は、手動で統合監査に移行する必要があります。

監査には、標準およびファイングレイン監査があり、次のイベント(管理ユーザーからのこれらイベントの実行を含む)の監査も含まれます。

  • Oracle Data Pump

  • SQL*Loaderでのダイレクト・パス・ロード

  • Oracle Database Vault

  • Oracle Label Security

  • Recovery Manager

  • Real Application Security

統合監査証跡は、読取り専用で、AUDSYSスキーマに格納されています。デフォルトでは、SYSAUX表領域に、すべてのソースからの監査レコードが格納されます。DBMS_AUDIT_MGMTパッケージを使用して、新規表領域を提供できます。

UNIFIED_AUDIT_TRAILビューでは、監査証跡から監査レコードを取得し、表形式で表示されます。APPLICATION_CONTEXTS列には、構成済のアプリケーション・コンテキスト属性の値が格納されます。AUDIT文を使用して、監査レコード内のコンテキスト属性の値を含めることができます。たとえば、次の文では、userenvネームスペースからMODULEおよびCLIENT_INFO属性を取得します。

AUDIT CONTEXT NAMESPACE userenv ATTRIBUTES MODULE, CLIENT_INFO BY hr;

監査対象のコンポーネント(Oracle Database Vaultなど)に応じて、追加の統合監査証跡関連のビューを使用できます。

関連項目:

Enterprise Managerの監査サポート

Oracle Enterprise Manager (Enterprise Manager)では、ほとんどの監査関連タスクを実行できます。

タスクは次のとおりです。

  • 監査の有効化および無効化

  • 文およびスキーマ・オブジェクト監査時のオブジェクトの管理

    たとえば、Enterprise Managerを使用して、現行の監査対象の文、権限およびオブジェクトのプロパティを表示および検索できます。

  • 監査関連の初期化パラメータの表示および構成

  • 監査レポートの表示

関連項目:

Enterprise Managerオンライン・ヘルプ

Oracle Audit Vault and Database Firewall。

Oracle Audit Vault and Database Firewall (Oracle AVDF)は、データベースおよびデータベースの統合監査データ、オペレーティング・システム、ディレクトリに対して第一線の防御を提供します。

SQL文法ベースのエンジンで不正なSQLトラフィックを監視し、データベースに到達する前にブロックします。コンプライアンス・レポートとアラートのために、Oracle AVDFはネットワークからのデータベース・アクティビティ・データを詳細な監査データ統合します。企業のセキュリティ要件を満たすように、監査および監視の制御をカスタマイズできます。

関連項目:

Oracle Audit Vault and Database Firewallなどの追加のセキュリティ・リソースの詳細は、『Oracle Databaseセキュリティ・ガイド』を参照

高可用性の概要

可用性とは、アプリケーション、サービスおよび機能が必要なときにどの程度使用可能であるかということです。

たとえば、オンライン書店で使用されるOLTPデータベースには、本を購入する顧客がアクセスできる程度の可用性があります。信頼性、リカバリ可能性、タイムリなエラー検出および継続的稼働が高可用性の主な特徴です。

データベース環境において高可用性が重要である理由は、停止時間のコストに関連するためです(停止時間とは、リソースを使用できない時間のことです)。停止時間は、計画停止時間と計画外停止時間のいずれかに分類されます。高可用性環境を設計する場合の主要な課題は、可能性のある停止時間の原因をすべて調査し、対策を講じることです。

高可用性と計画外停止時間

Oracle Databaseでは、あらゆるタイプの予期しない障害により発生する停止時間を防止、許容および短縮する高可用性ソリューションが提供されています。

計画外停止時間は、その原因によって次のように分類されます。

サイト障害

サイト障害は、なんらかの原因でアプリケーションのすべてまたは大部分の処理が停止したか、サービスが利用できないほど速度が低下した場合に発生します。

サイト障害は、データ・センターのすべての処理、またはデータ・センターによってサポートされているアプリケーション・サブセットに影響を及ぼす場合があります。サイト障害の例には、サイト全体にわたる広範囲な停電またはネットワーク障害、データ・センターが運用できなくなるほどの自然災害、運営あるいはサイト自体に対する悪意のある攻撃などがあります。

サイト障害に対する最も簡単な保護方法は、RMANを使用してデータベース・バックアップを作成し、オフサイトに保存することです。データベースを別のホストにリストアできます。ただし、この方法は時間がかかる場合があり、バックアップが最新でない可能性もあります。1つ以上のスタンバイ・データベースを持つData Guard環境では、本番サイトに障害が発生した場合でもデータベース・サービスの継続性を維持できます。

関連項目:

コンピュータ障害

コンピュータ障害による停止は、データベースを実行しているシステムが停止またはアクセス不能になることによって、システムが使用不可能になった場合に発生します。

コンピュータ障害の例には、ハードウェア障害やオペレーティング・システム障害などがあります。次の表のOracle機能は、コンピュータ障害を防止、またはコンピュータ障害への対応をサポートします。

表17-1 コンピュータ障害に対する保護

機能 説明 詳細情報

エンタープライズ・グリッド

Oracle Real Applications Cluster(Oracle RAC)環境では、Oracle Databaseは単一の共有データベースに同時にアクセスしながら、クラスタ内の2つ以上のシステム上で稼働します。複数のハードウェア・システムにまたがる単一のデータベース・システムが、アプリケーションでは単一のデータベースとして認識されます。

グリッド・コンピューティングの概要

Oracle Data Guard

Data Guardを使用すると、スタンバイ・データベースと呼ばれる本番データベースの1つ以上のコピーを保持でき、スタンバイ・データベースは、地理的に離れた場所に設置することも、同じデータ・センターに設置することも可能です。停止によりプライマリ・データベースが使用できなくなった場合、Data Guardにより任意のスタンバイ・データベースがプライマリ用に切り替えられるため、停止時間が最小限に抑えられます。

『Oracle Data Guard概要および管理』

Global Data Services

Global Data Servicesフレームワークにより、データベース・クラウドの構成、メンテナンスおよび監視を自動化し、一元化します。Global Data Servicesを使用することで、クラウドで提供されるサービスのロード・バランシングおよびフェイルオーバーが可能になります。基本的に、Global Data Servicesは、Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC)が1つのデータベースに提供する利点と同種の利点を一連のデータベースに提供します。

Oracle Database Global Data Services概要および管理ガイド

ファスト・スタート・リカバリ

計画外停止時間の一般的な原因は、システムの故障または障害です。Oracle Databaseのファスト・スタート・リカバリ・テクノロジは、データベース・インスタンス・リカバリ時間を自動的にバインドします。

Oracle Databaseパフォーマンス・チューニング・ガイド

ストレージ障害

ストレージ障害による停止は、一部またはすべてのデータベース・コンテンツを保持しているストレージが停止またはアクセス不能になり、使用できなくなった場合に発生します。ストレージ障害の例には、ディスク・ドライブ障害やストレージ・アレイ障害などがあります。

次の表に、ストレージ障害とOracle Data Guardを示します。

表17-2 ストレージ障害に対するソリューション

ソリューション 説明 詳細情報

Oracle Automatic Storage Management(Oracle ASM)

Oracle ASMは、単一インスタンスのOracle DatabaseおよびOracle RAC構成をサポートする、Oracleデータベース・ファイルのボリューム・マネージャおよびファイルシステムです。Oracle ASMはオラクル社が推奨するストレージ管理ソリューションであり、従来のボリューム・マネージャおよびファイル・システムの代替手段となります。

「Oracle Automatic Storage Management (Oracle ASM)」

バックアップおよびリカバリ

Recovery Manager (RMAN)ユーティリティでは、データのバックアップ、以前のバックアップからのリストア、障害発生時までのデータ変更のリカバリなどを実行できます。

バックアップおよびリカバリ

関連項目:

Oracle ASMの詳細は、Oracle Automatic Storage Management管理者ガイドを参照してください

データ破損

データ破損は、ハードウェア、ソフトウェアまたはネットワーク・コンポーネントによって、破損したデータが読み取られた場合、または書き込まれた場合に発生します。

データ破損の例として、不正なディスク読取りまたは書込みの原因となるボリューム・マネージャのエラーがあります。データ破損はほとんどありませんが、発生した場合にはデータベース、つまりビジネスに壊滅的な影響があります。

データ破損については、Data GuardおよびRecovery Manager以外にも、次の保護方法がOracle Databaseでサポートされています。

  • 書込み欠落の問題の解決策

    書込み欠落は、I/Oサブシステムでデータ・ブロックの書込みの完了が認識されたが、実際には書込みが行われていなかった場合に発生します。この後のブロック読取りでは、失効したデータ・ブロックがI/Oサブシステムによって戻されます。このデータ・ブロックを使用してデータベースの他のブロックを更新すると、ブロックが破損する場合があります。Oracle Databaseでの解決策は次のとおりです。

    • スタンバイ・データベースを使用した書込み欠落保護

      Oracle Database 11gで導入された標準の消失書込み保護では、プライマリ・データベースとスタンバイ・データベースの両方でDB_LOST_WRITE_PROTECT初期化パラメータを有効にできます。各データベースは、バッファ・キャッシュ・ブロックの読取りをオンラインREDOログに記録します。スタンバイ・データベースは、管理リカバリ中にREDOを適用する際、対応するブロックを読み取ってSCNをREDOログ内のSCNと比較するため、差異が検出されます。

    • シャドウ表領域を使用した書込み欠落保護

      シャドウ書込み欠落保護について、シャドウ表領域を作成します。シャドウ表領域には、追跡データ・ファイルのデータ・ブロックごとに、SCNなどの短い説明レコードが含まれます。

      シャドウ書込み欠落保護が有効(ALTER DATABASE ENABLE LOST WRITE TRACKING)で、追跡されたデータ・ブロックがデータベースで更新される場合は、データベースによって対応するシャドウ表領域にSCNが書き込まれます。追跡されたデータ・ブロックを読み取る際、データベースではシャドウ・エントリが確認され、それが追跡されたブロックと比較されます。シャドウ・エントリのSCNが追跡されたブロックを上回る場合は、書込み欠落が発生しています。

      シャドウ書込み欠落保護には、スタンバイ・データベースを使用せずに、書込み欠落を検出するという利点があります。また、スタンバイ書込み欠落保護に固有の遅延のため、書込み欠落が検出された際には、そのブロックがすでにデータベースの他の部分を破損させている可能性があります。データの破損を防ぐために、シャドウ書込み欠落保護は書込み欠落が実際に使用される前にその書込み欠落を検出します。

  • データ・ブロック破損の検出

    ブロック破損とは、認識されているOracle形式ではないデータ・ブロック、または内容の一貫性が内部で保たれていないデータ・ブロックです。RMANなどのいくつかのデータベース・コンポーネントおよびユーティリティでは、破損ブロックを検出し、V$DATABASE_BLOCK_CORRUPTIONに記録できます。Active Data Guardスタンバイ・データベースを使用する環境であれば、破損は自動的に修復されます。

  • データ・リカバリ・アドバイザ

    データ・リカバリ・アドバイザは、データ障害を自動的に診断し、適当な修復オプションを提示し、ユーザーのリクエストに基づいて修復を実行するOracleツールです。

  • トランザクション・ガードおよびアプリケーション・コンティニュイティ

    データベース・セッションの停止が発生すると、それが計画済か計画外かに関係なく、エンド・ユーザーが作業のステータスを把握できないままになる可能性があります。場合によっては、ユーザーがコミット済トランザクションを再送信し、それが論理的なデータ破損につながる可能性があります。トランザクション・ガードは、トランザクションがコミットされ、完了したどうかを示す保証済のコミット結果をデータベースで保存できるようにするトランザクション冪等性を提供します。アプリケーション・コンティニュイティ(トランザクション・ガードを含む)により、アプリケーションは、リカバリ可能なエラーの後に、データベースに対してトランザクションをリプレイし、トランザクションの中断箇所から続行できるようになります。

関連項目:

人為的エラー

人為的エラーによる停止は、過失または悪意による操作によって、データベース内のデータが論理的に破損するか、使用不可能になった場合に発生します。人為的エラーによる停止のサービス・レベルへの影響は、影響を受けたデータの量および重要度によって大きく異なる場合があります。

多くの研究で、停止時間の最大の原因は人為的エラーだと指摘されています。Oracle Databaseでは、人為的なエラーを迅速に診断してリカバリするために役立つ、管理者用の強力なツールが提供されています。また、エンド・ユーザーが、管理者の介入なしで問題からのリカバリを実行できる機能も備えられています。

Oracle Databaseを使用する場合、次の方法により人為的エラーから保護することをお薦めします。

  • ユーザー・アクセスの制限

    エラーを回避する最善の方法は、データおよびサービスへのユーザー・アクセスを制限することです。Oracle Databaseでは、ユーザー認証によりアプリケーション・データへのアクセスを制御する様々なセキュリティ・ツールが提供されており、管理者は、各ユーザーに対し、それぞれの職務の実行に必要な権限のみを付与できます。

  • Oracle Flashbackテクノロジ

    Oracle Flashbackテクノロジは、人為的エラーを修復する一連のOracle Database機能です。Oracle Flashbackでは、人為的エラーを迅速に分析して修復するSQLインタフェースを提供しています。たとえば、次の操作を実行できます。

    • 部分的な損害を対象としたファイングレイン分析と修復

    • 広範囲の損害の迅速な修正

    • 行、トランザクション、表、表領域、およびデータベース・レベルでのリカバリ

  • Oracle LogMiner

    Oracle LogMinerは、SQLを使用してオンライン・ファイルの読取り、分析および解釈を行うことができるリレーショナル・ツールです。

高可用性と計画停止時間

特に複数のタイムゾーンのユーザーをサポートしているグローバル・エンタープライズでは、計画停止時間は運用に大きな損害を与える可能性があります。このような場合、ルーチン操作、定期的なメンテナンスおよび新規デプロイメントなどの計画的な中断を最小化するようシステムを設計することが重要です。

計画停止時間は、その原因によって次のように分類されます。

システムおよびデータベースの変更

計画的なシステム変更は、日常的および定期的なメンテナンス操作や新規デプロイメントを実行する場合に発生し、データベースの組織データ構造の外部で行われる運用環境の計画的変更もその1つです。

その例としては、CPUやクラスタ・ノード(ノードは、データベース・インスタンスのあるコンピュータ)の追加または削除、システム・ハードウェアまたはソフトウェアのアップグレード、およびシステム・プラットフォームの移行などがあります。

Oracle Databaseでは、計画的なシステムおよびデータベース変更に対するソリューションとして、リソースの動的プロビジョニングを提供しています。

  • データベースの動的再構成

    Oracle Databaseでは、ハードウェアおよびデータベース構成の動的な変更がサポートされており、SMPサーバーのプロセッサの追加および削除、Oracle ASMを使用したストレージ・アレイの追加および削除などを動的に実行できます。たとえば、Oracle Databaseはオペレーティング・システムを監視して、CPU数の変更を検出します。CPU_COUNT初期化パラメータがデフォルトに設定されている場合、データベースのワークロードは、新規に追加されたプロセッサでも負担されます。

  • 自動調整によるメモリー管理

    Oracle Databaseでは、非一元化ポリシーを使用して、SGAおよびPGAの各サブコンポーネントのメモリーを解放および取得します。Oracle Databaseは、オペレーティング・システムにプロンプトを発行し、メモリーを必要とするコンポーネントにメモリーのグラニュルを転送することによってメモリーを自動調整します。

  • データファイル、制御ファイル、およびオンラインREDOログ・ファイルの自動配布

    Oracle ASMでは、すべての使用可能なディスクにデータファイル、制御ファイル、およびログ・ファイルが自動配布されるため、それらのファイルのレイアウトが自動化され、簡素化されます。

関連項目:

データ変更

計画的なデータ変更は、Oracle Databaseオブジェクトの論理構造または物理的な編成が変更された場合に発生します。これらの変更は、主にパフォーマンスまたは管理性を向上させる目的で行われます。例として、表の再定義、表パーティションの追加、および索引の作成または再作成などがあります。

Oracle Databaseでは、オンラインで再編成および再定義することによって、データ変更に伴う停止時間を最小化します。このアーキテクチャを使用すると、データベースのオープン中に、次のタスクを実行できます。

  • 表の可用性に大きな影響を与えることなく表構造を変更できる、オンライン表再定義

  • 索引の作成、分析および再編成

  • 表パーティションの移動

関連項目:

アプリケーション変更

計画的なアプリケーション変更には、データ、スキーマおよびプログラムの変更が含まれる場合があります。これらの変更は、主にパフォーマンス、管理性、および機能性を向上させる目的で行われます。例として、アプリケーションのアップグレードがあります。

Oracle Databaseでは、アプリケーション・データベース・オブジェクトの変更に必要なアプリケーションの停止時間を最小限に抑えるために、次のソリューションがサポートされています。

表17-3 停止時間の最小化のためのソリューション

ソリューション 説明 詳細情報

ローリング・データベース・パッチ更新

Oracle Databaseは、ローリング方式によるOracle RACシステムのノードへのパッチの適用をサポートします。

 

ローリング・データベース・リリース・アップグレード

Oracle Databaseでは、ローリング方式によるデータベース・ソフトウェア・アップグレードのインストールおよびパッチ・セットの適用がサポートされており、この方式では、Data Guard SQL Applyおよびロジカル・スタンバイ・データベースが使用され、データベースの停止時間はほとんどありません。

『Oracle Databaseアップグレード・ガイド』

エディションベースの再定義

エディションベースの再定義を使用すると、アプリケーションの使用中にアプリケーションのデータベース・オブジェクトをアップグレードできるため、停止時間を最小限に抑えることや解消することが可能です。Oracle Databaseでは、エディションと呼ばれるプライベート環境でデータベース・オブジェクトを変更(再定義)することにより、このタスクを実行します。

『Oracle Database開発ガイド』

デフォルトがWAITオプションのDDL

DDL文には、内部構造の排他ロックが必要です(「DDLロック」を参照)。以前のリリースでは、ロックを取得できない場合、DDL文が失敗しました。この問題は、DDLにWAITオプションを指定することで解決できます。

 

無効な状態のトリガーの作成

無効な状態のトリガーを作成でき、コードが正常にコンパイルされることを確認してから、トリガーを有効にできます。

『Oracle Database PL/SQL言語リファレンス』

グリッド・コンピューティングの概要

グリッド・コンピューティングとして知られるコンピューティング・アーキテクチャは、すべての企業のコンピューティング・ニーズに応じて、柔軟なオンデマンド・リソースに多くのサーバーおよび記憶域を効果的にプールします。

データベース・サーバー・グリッドは、互いに接続されたコモディティ・サーバーのコレクションで、1つ以上のデータベースを実行します。データベース・ストレージ・グリッドは、相互に組み合され、データベース・サーバー・グリッド内のコンピュータからアクセスされる低コストのモジュラ・ストレージ・アレイの集合です。

データベース・サーバー・グリッドとデータベース記憶域グリッドにより、システム・リソースのプールを構築できます。これらのシステム・リソースは、業務の優先順位に従って動的に割当ておよび割当解除できます。

図17-2に、エンタープライズ・グリッド・コンピューティング環境でのデータベース・サーバー・グリッドおよびデータベース記憶域グリッドを示します。

図17-2 グリッド・コンピューティング環境

図17-2の説明が続きます
「図17-2 グリッド・コンピューティング環境」の説明

関連項目:

標準化機構のグローバル・グリッド・フォーラム(GGF)の詳細は、http://www.gridforum.org/を参照してください。

データベース・サーバー・グリッド

Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC)では、複数のインスタンス間でOracle Databaseへのアクセスを共有できます。インスタンスは、インターコネクトを介して接続されます。

Oracle RAC環境では、Oracle Databaseは単一の共有データベースに同時にアクセスしながら、クラスタ内の2つ以上のシステム上で稼働します。Oracle RACでは、複数の低コストのサーバーにまたがる単一のデータベース(アプリケーションでは単一の統合されたデータベース・システムとして認識される)を提供することによって、データベース・サーバー・グリッドを有効にします。

Oracle Clusterwareは、複数のサーバーを1つのサーバーのように操作できるソフトウェアです。各サーバーは、普通のスタンドアロン・サーバーのように見えます。ただし、各サーバーには相互に通信を行うための追加的なプロセスが組み込まれているため、別々のサーバーが1つのサーバーであるかのように連携して動作します。Oracle Clusterwareには、ノード・メンバーシップおよびメッセージ・サービスなど、クラスタの実行に必要なすべての機能が用意されています。

関連項目:

スケーラビリティ

データベース・サーバー・グリッドでOracle RACを使用すると、容量を増加するためにクラスタにノードを追加できます。

Oracle RACに実装されているキャッシュ・フュージョン・テクノロジにより、アプリケーションを変更しなくても容量を拡張できます。これにより、システムを段階的に拡張してコストを節約でき、小規模な単一ノード・システムを大規模なシステムに置き換える必要がなくなります。

既存のシステムを大規模なノードに置き換えるかわりに、ノードを段階的にクラスタに追加できます。グリッド・プラグ・アンド・プレイを使用すると、クラスタのノードの追加と削除が簡素化されるため、動的にプロビジョニングされた環境でクラスタをデプロイしやすくなります。また、グリッド・プラグ・アンド・プレイでは、データベースとサービスを位置に依存しない方法で管理することもできます。SCANを使用すると、クライアントはグリッド内の位置とは関係なくデータベース・サービスに接続できるようになります。

関連項目:

フォルト・トレランス

高可用性アーキテクチャにおけるフォルト・トレランスは、アーキテクチャ内のコンポーネント障害に対する保護機能です。

Oracle RACアーキテクチャの主な利点は、複数のノードによって実現される本質的なフォルト・トレランスです。物理ノードは独立して動作しているため、1つ以上のノードに障害が発生してもクラスタ内の他のノードには影響しません。

フェイルオーバーはグリッド上の任意のノードで発生します。極端な場合、1つのノードを除くすべてのノードが停止しても、Oracle RACシステムはデータベース・アクセスを提供し続けます。このアーキテクチャでは、メンテナンスのためにノードのグループを透過的にオンラインまたはオフラインにすると同時に、クラスタの残りの部分によってデータベース・アクセスを提供し続けることができます。

Oracle RACには、Oracleクライアントおよび接続プールとの統合が組み込まれています。この機能により、接続を終了する障害がプールを介してアプリケーションに即座に通知されます。アプリケーションは、TCPタイムアウトを待機することなく、適切なリカバリ・アクションを即座に実行できます。Oracle RACでは、リスナーとOracleクライアントおよび接続プールを統合することによって、最適なアプリケーション・スループットを実現します。Oracle RACは、トランザクション時の負荷に基づいて、クラスタ・ワークロードのバランスを調整します。

関連項目:

サービス

Oracle RACはサービスをサポートしており、これによりデータベースのワークロードをグループ化し、サービスを提供するために割り当てられている最適なインスタンスに処理をルーティングできます。

サービスとは、共通の属性、パフォーマンスしきい値、および優先順位を持つアプリケーションのワークロードです。ビジネス・ポリシーを定義してこれらのサービスに適用し、ピーク処理時用のノードの割当てや、サービス障害の自動処理などのタスクを実行します。サービスを使用してシステム・リソースを必要な場所と時間に応じて適用することにより、ビジネス上の目標を達成します。

サービスは、データベース・リソース・マネージャに統合されており、データベース・リソース・マネージャでは、インスタンス内のサービスで使用可能なリソースを制限できます。また、特定のインスタンスを使用するかわりに、サービスを使用してOracle Schedulerジョブを実行することもできます。

関連項目:

Oracle Flex Clusters

Oracle Database 12cから、Oracle ClusterwareおよびOracle Real Application Clustersを大規模クラスタで構成できるようになりました。

これらの大規模クラスタは、Oracle Flex Clustersと呼ばれ、ハブ・アンドスポーク・アーキテクチャに配置された2種類のノード(ハブ・ノードおよびリーフ・ノード)を含んでいます。ハブ・ノードは、しっかり接続されており、共有記憶域に直接アクセスでき、1つ以上のリーフ・ノードのアンカーの役割を果します。リーフ・ノードは、ハブ・ノードとゆるやかに接続されていて、共有記憶域には直接アクセスできない可能性があります。

関連項目:

データベース記憶域グリッド

DBAまたはストレージ管理者は、Oracle ASMインタフェースを使用してデータベース記憶域グリッド内のディスクを指定でき、指定されたディスクは、すべてのサーバーおよび記憶域プラットフォームでOracle ASMにより管理されます。Oracle ASMは、ディスク領域をパーティションに区切り、データをOracle ASMに提供されたディスク全体に均等に配分します。また、Oracle ASMは、データベース記憶域グリッドのストレージ・アレイのディスクが追加または削除されると、データを自動的に再配分します。

関連項目:

データ・ウェアハウスとビジネス・インテリジェンスの概要

データ・ウェアハウスは、トランザクション処理ではなく問合せおよび分析用に設計されたリレーショナル・データベースです。

たとえば、データ・ウェアハウスでは、株価の履歴や所得税の記録を追跡できます。通常、ウェアハウスには履歴トランザクション・データから導出されたデータが格納されますが、他のソースからのデータも格納できます。

データ・ウェアハウス環境には、リレーショナル・データベースの他に、様々なツールがあります。典型的な環境には、ETLソリューション、OLAPエンジン、クライアント分析ツール、データを収集してユーザーに配信するその他のアプリケーションがあります。

データ・ウェアハウスとOLTP

データ・ウェアハウスを導入する際は、William Inmon氏が提唱するデータ・ウェアハウスの次の特性を十分に理解する必要があります。

特性は次のとおりです。脚注1

  • サブジェクト指向

    データ・ウェアハウスでは、売上などの主題別にデータベースを定義できます。

  • 統合

    データ・ウェアハウスには、様々なソースからのデータを一貫性のある形式で格納する必要があります。また、名前の競合や単位間の不一致などの問題を解決する必要があります。この目標が達成されて初めて、データ・ウェアハウスは統合されたことになります。

  • 恒常的

    ウェアハウスの目的は、発生した事柄を分析できるようにすることです。このため、ウェアハウスに格納されたデータは変更されません。

  • 時系列

    データ・ウェアハウスは時間経過による変化に焦点を当てています。

データ・ウェアハウスとOLTPデータベースでは、要件が異なります。たとえば、データ・ウェアハウスでは、ビジネスの傾向を把握するために、大量のデータを保持する必要があります。それとは対照的に、OLTPシステムでは、パフォーマンスを維持するために、履歴データを定期的にアーカイブに移動する必要があります。表17-4に、データ・ウェアハウスとOLTPの相違点を示します。

表17-4 データ・ウェアハウスとOLTPシステム

特徴 データ・ウェアハウス OLTP

ワークロード

非定型問合せに適応するように設計されています。データ・ウェアハウスのワークロードは事前にはわからない場合があり、データ・ウェアハウスは様々な問合せを適切に実行できるように最適化する必要があります。

事前定義済の操作のみをサポートします。これらの操作のみをサポートするように、アプリケーションの特別なチューニングや設計が必要になる場合があります。

データ修正

バルク・データ修正テクニックを使用してETLプロセスにより定期的に更新されます。データ・ウェアハウスのエンド・ユーザーがデータベースを直接更新することはありません。

エンド・ユーザーにより定期的に発行される個々のDML文によって行われます。OLTPデータベースは常に最新であり、各ビジネス・トランザクションの現在の状態が反映されます。

スキーマ設計

全体または一部が非正規化されたスキーマ(スター・スキーマなど)を使用して、問合せパフォーマンスが最適化されます。

完全に正規化されたスキーマを使用して、DMLパフォーマンスが最適化され、データの整合性が保証されます。

典型的な操作

典型的な問合せでは、数千または数百万の行がスキャンされます。たとえば、すべての顧客についての先月の総売上を要求できます。

典型的な操作は、少数のレコードにのみアクセスします。たとえば、1人の顧客の現行の注文を取得できます。

履歴データ

履歴分析をサポートするために、数か月または数年分のデータが格納されます。

数週間または数か月分のデータしか格納されません。現行のトランザクションの要件を適切に満たすために必要な履歴データが保持されます。

関連項目:

データ・ウェアハウスのアーキテクチャ

データ・ウェアハウスとそのアーキテクチャは、ビジネス要件によって異なります。

データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(基本)

単純なデータ・ウェアハウスのアーキテクチャでは、エンド・ユーザーは、複数のソース・システムからデータ・ウェアハウスに転送されたデータに直接アクセスします。

次の図に、アーキテクチャのサンプルを示します。

図17-3 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ

図17-3の説明が続きます
「図17-3 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ」の説明

前の図には、従来型OLTPシステムのメタデータと生データの他に、サマリー・データが示されています。サマリーは集計ビューで、高コストの結合および集計操作を事前に計算して結果を表に格納することで、問合せのパフォーマンスが向上します。たとえば、サマリー表に地域別、製品別の売上合計を含めることができます。サマリーは、マテリアライズド・ビューとも呼ばれます。

関連項目:

基本マテリアライズド・ビューの詳細は、『Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイド』を参照してください

データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域あり)

一部のデータ・ウェアハウスでは、ウェアハウスに入れる前にデータを事前に処理する場所であるステージング領域が使用されます。ステージング領域により、サマリーの作成とウェアハウス管理のタスクが簡素化されます。

次の図に、ステージング領域を示します。

図17-4 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域あり)

図17-4の説明が続きます
「図17-4 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域あり)」の説明

関連項目:

異なる転送メカニズムの詳細は、Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイドを参照してください

データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域およびデータ・マートあり)

ウェアハウス・アーキテクチャを組織内の様々なグループ向けにカスタマイズできます。そのためには、ウェアハウス内のデータを、特定の業務またはプロジェクト用に設計された独立したデータベースであるデータ・マートに転送します。通常、データ・マートには多くのサマリー表が含まれています。

図17-5では、購買、売上および在庫情報が別々のデータ・マートに分離されています。財務アナリストはデータ・マートに対して購買と売上の履歴情報を問い合せることができます。

図17-5 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域およびデータ・マートあり)

図17-5の説明が続きます
「図17-5 データ・ウェアハウスのアーキテクチャ(ステージング領域およびデータ・マートあり)」の説明

関連項目:

変換メカニズムの詳細は、Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイドを参照してください

抽出、変換、ロード(ETL)の概要

ソース・システムからデータを抽出してウェアハウスに取り込む処理は、一般にETLと呼ばれ、抽出、変換、ロードを表します。ETLは、詳細に定義された3つのステップではなく、広範囲なプロセスを指します。

典型的なシナリオでは、1つ以上の業務系システムからデータを抽出し、処理用にターゲット・システムまたは中間システムに物理的に転送します。転送方法によっては、このプロセスでなんらかの変換処理が行われる場合もあります。たとえば、ゲートウェイを介してリモート・ターゲットに直接アクセスするSQL文では、SELECT文の一部として2つの列を連結できます。

Oracle Database自体は、ETLツールではありません。ただし、Oracle Databaseでは、ETLツールやカスタマイズされたETLソリューションで使用できる豊富な機能が提供されています。Oracle Databaseが提供するETL機能は、次のとおりです。

  • トランスポータブル表領域

    異なるコンピュータ・アーキテクチャやオペレーティング・システム間で表領域を転送することもできます。トランスポータブル表領域は、2つのOracleデータベース間で大量のデータを移動する場合に最も高速な方法です。

  • テーブル・ファンクション

    テーブル・ファンクションは、行の集合(ネストした表またはVARRAY)を戻すユーザー定義のPL/SQLファンクションです。テーブル・ファンクションは、出力として行セットを生成でき、行セットを入力として受け入れることができます。テーブル・ファンクションでは、PL/SQL、CまたはJavaで実装されている変換のパイプライン実行とパラレル実行がサポートされており、中間のステージング表を使用する必要はありません。

  • 外部表

    外部表により、最初に外部データをデータベースにロードしなくても、パラレルで直接結合できます。このため、外部表を使用すると、ロード・フェーズと変換フェーズをパイプライン処理できます。

  • 表の圧縮

    ディスク使用量とメモリー使用量を減少させるために、表とパーティション表を圧縮形式で格納できます。通常は、表の圧縮を使用すると、読取り専用操作のパフォーマンスが向上し、問合せ実行も速くなります。

ビジネス・インテリジェンス

ビジネス・インテリジェンスは、ビジネスにおける意志決定を支援するために組織内の情報を分析することです。

分析アプリケーションおよびビジネス・インテリジェンスは、階層のドリルアップやドリルダウン、および集計値の比較によって占められています。Oracle Databaseでは、このような操作をサポートするテクノロジを提供しています。

分析SQL

Oracle Databaseには、分析操作を実行するための多数のSQL操作が導入されています。たとえば、ランキング、移動平均、累計、対比レポート、期間対比などです。

Oracle Databaseでは、次の形式による分析SQLがサポートされています。

表17-5 分析SQL

分析SQLのタイプ 説明 詳細情報

集計用SQL

COUNTなどの集計ファンクションは、行のグループに基づいて、結果行を1つ返します。集計は、データ・ウェアハウスの基盤です。ウェアハウスでの集計効率を改善するために、データベースには問合せとレポートを容易かつ高速にするGROUP BY句の拡張機能が用意されています。

集計の詳細は、『Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイド』を参照

分析用SQL

MAXなどの分析ファンクションは行のグループ(ウィンドウと呼ばれる)を集計し、結果セットとして複数の行を返します。Oracleは、分析SQL関数ファミリを使用した拡張SQL分析処理機能を備えています。たとえば、これらの分析関数を使用すると、ランキングやパーセンタイル、変動ウィンドウを計算できます。

分析用およびレポート用SQLの詳細は、『Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイド』を参照

モデル化用SQL

MODEL句を使用すると、問合せ結果から多次元配列を作成し、この配列にルールを適用して新規の値を計算できます。たとえば、売上ビューのデータを国別にパーティション化し、複数のルールによって定義されたモデル計算を国別に実行できます。ある製品の2006年と2007年の売上の合計として2008年の売上を計算するルールを定義できます。

SQLのモデル化の詳細は、『Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイド』を参照

関連項目:

SQL関数の詳細は、『Oracle Database SQL言語リファレンス』を参照してください。

分析ビュー

分析ビューは、データ・セットの内容を拡張し、ビジネス・インテリジェンス・アプリケーションの開発を容易にします。

分析ビューには、次の特性があります。

  • データは、階層およびディメンションの概念を使用して編成されます。

  • 分析ビューには、結合、集計および計測の計算ルールが埋め込まれています。

  • SQL DDLを使用すると、データベース内の既存の表、ビューおよびその他のオブジェクトの上に階層化できます。

  • 簡単なSQLを使用して問い合せることができます。

関連項目:

分析ビューの概要は、Oracle Databaseデータ・ウェアハウス・ガイドを参照してください。
OLAP

Oracleオンライン分析処理(OLAP)では、複数のディメンション間でのデータ分析において、システム固有の多次元記憶域を提供し、レスポンス時間の短縮を実現します。OLAPを使用すると、アナリストは複雑な反復問合せの結果を対話形式のセッションで迅速に取得できます。

Oracle OLAPには、主に次の特性があります。

  • Oracle OLAPはデータベースに統合されているため、標準的なSQLの管理、問合せおよびレポート・ツールを使用できます。

  • OLAPエンジンは、Oracle Databaseのカーネル内で動作します。

  • ディメンション・オブジェクトは、システム固有の多次元形式でOracle Databaseに格納されます。

  • キューブおよび他のディメンション・オブジェクトは、Oracleデータ・ディクショナリ内に存在する最上位のデータ・オブジェクトです。

  • データ・セキュリティは、Oracle Databaseユーザーおよびロールの権限の付与と取消しにより、標準的な方法で管理されます。

Oracle OLAPの特長はシンプルさで、1つのデータベース、標準的な管理とセキュリティ、および標準的なインタフェースと開発ツールで構成されています。

関連項目:

Oracle Advanced Analytics

Oracle Advanced Analyticsオプションは、Oracle Databaseを大きなデータ分析用の包括的な拡張分析プラットフォームに拡張します。

Oracle Advanced Analyticsでは、予測分析、データ・マイング、テキスト・マイニング、統計分析、拡張数値計算、およびデータベース内の対話型グラフィックを提供します。Oracle Advanced Analyticsには、次のコンポーネントがあります。

Oracle Data Mining

ビジネス・インテリジェンスにおけるデータ・マイニングとは、高度な数学的アルゴリズムを使用してデータをセグメント化し、イベントが将来発生する確率を計算することです。

通常、データ・マイニングは、コール・センター、ATM、E-Businessリレーショナル管理(ERM)およびビジネス・プランニングなどで使用されます。Oracle Data Minerを使用すると、データ分析者は、データを迅速に分析し、最良の顧客にターゲットを絞り、不正行為と戦い、ビジネスの競争力向上に役立てられる重要な相互関係やパターンを見つけることができます。

Oracle Data Miningには、高パフォーマンスのインデータベースのモデル作成およびモデル配置用のネイティブSQLファンクションとして実行される、データ・マイニング・アルゴリズムが備わっています。Oracle Data Miningでは、表、ビュー、スター・スキーマ、トランザクション・データおよび非構造化データのマイニングが可能です。

Oracle Data Miningでは、PL/SQL APIおよびモデル・スコアリング用のSQLファンクションがサポートされます。これにより、Oracle Databaseはアプリケーション開発者に、データ・マイニングをデータベース・アプリケーションとシームレスに統合するためのインフラストラクチャを提供します。

SQL Developer の拡張機能であるOracle Data Minerには、Oracle Data Mining用のGUIが用意されています。

関連項目:

Oracle Data Mining概要

Oracle R Enterprise

Rは、統計計算およびグラフィック用のオープンソース言語および環境です。Oracle R Enterpriseにより、Rで企業および大量のデータに対処できるようになります。

大量のデータを必要とする問題用に設計されたOracle R Enterpriseは、RをOracle Databaseと統合します。Oracle Databaseに格納されたデータでの統計およびグラフィック分析に、Rのコマンドおよびスクリプトを実行できます。また、データベースの並列性とスケーラビリティを利用してデータ分析を自動化するRスクリプトの開発、改良およびデプロイができます。データ分析者は、Rパッケージを実行し、分析アプリケーション用のRスクリプトを1回の動作で開発することができ、SQLを学習する必要がありません。

Oracleにおける情報統合の概要

組織が成長するにつれて、複数のデータベースおよびアプリケーション間で情報を共有できることに対する重要性が高まってきます。

情報を共有するには、次の基本的な方法があります。

  • 連結

    情報を1つのデータベースに連結でき、これによって、それ以上の統合は必要なくなります。Oracle RAC、グリッド・コンピューティング、マルチテナント・アーキテクチャおよびOracle VPDにより、情報を1つのデータベースに連結できます。

  • 統合

    情報は分散した状態にしておき、この情報を統合するツールを提供できます。これによって、情報が1つの仮想データベース内にあるかのように見せることができます。

  • 共有

    情報を共有することで、複数のデータ・ストアおよびアプリケーションで情報を保持できます。

この項では、主に情報を統合および共有するためのOracleソリューションについて説明します。

統合されたアクセス

統合されたアクセスの基本となるのは分散環境で、これは、相互にシームレスに通信する様々なシステムで構成されるネットワークです。

分散環境では、各システムをノードと呼びます。ユーザーが直接接続するシステムをローカル・システムと呼びます。このユーザーがアクセスする他のシステムをリモート・システムと呼びます。

分散環境では、アプリケーションからローカル・システムやリモート・システムのデータにアクセスして相互に交換できます。すべてのデータに同時にアクセスして変更できます。

分散SQL

分散SQLを使用すると、複数のデータベース間に分散されたデータに同時にアクセスして更新できます。Oracle分散データベース・システムはユーザーに対して透過的であるため、単一のOracle Databaseであるかのように見せることができます。

分散SQLには、分散問合せおよび分散トランザクションが含まれます。Oracleの分散データベース・アーキテクチャによって、問合せおよびトランザクションが透過的になります。たとえば、標準DML文の動作は、非分散データベース環境の場合と同じです。また、アプリケーションでは標準SQL文COMMITSAVEPOINTおよびROLLBACKを使用してトランザクションを制御します。

関連項目:

データベース・リンク

データベース・リンクは、2つの物理データベースを結ぶ接続で、これにより、クライアントは1つの論理データベースとして物理データベースにアクセスできます。

Oracle Databaseは、データベース・リンクを使用して、あるデータベース上のユーザーがリモート・データベース内のオブジェクトにアクセスできるようにします。ローカル・ユーザーは、リモート・データベースのユーザーでなくても、リモート・データベースへのリンクにアクセスできます。

図17-6の例では、ユーザーhrが、hq.example.comというグローバル名を持つリモート・データベース上にあるemployees表にアクセスしています。employeesシノニムにより、リモート・スキーマ・オブジェクトのアイデンティティおよび位置は意識されなくなります。

図17-6 データベース・リンク

図17-6の説明が続きます
「図17-6 データベース・リンク」の説明

関連項目:

データベース・リンクの詳細は、Oracle Database管理者ガイドを参照してください

情報の共有

どのような統合であっても、その中心は社内のアプリケーション間でデータを共有することです。

Oracle GoldenGate

Oracle GoldenGateは、非同期のログベースのリアルタイム・データ・レプリケーション製品です。

Oracle GoldenGateは、異機種間データベース、ハードウェア、オペレーティング・システム環境全体で、大量のトランザクション・データを、影響を最小限に抑えてリアル・タイムで移動します。この製品は、次の理由でリアルタイムの情報アクセスおよび可用性を最適化します。

  • Oracle Databaseおよび非Oracleデータベースの異機種混合を含むレプリケーションをサポートします。

  • 重要なシステムの継続的な可用性を維持し、その結果、計画メンテナンス中の停止時間を最小限にします。

  • 企業内でリアルタイムのデータ統合を可能にします。

  • シャード表でシャード間の双方向レプリケーションを自動的に構成します。

典型的な環境として、取得、ポンプおよび配信プロセスがあります。各プロセスは、Oracleデータベースおよび非Oracleデータベースの両方を含む、ほとんどの一般的なオペレーティング・システムおよびデータベースで実行できます。データの一部またはすべてをレプリケートできます。これらのプロセス内のデータは、異機種環境だけでなく、異なるデータベース・スキーマでも操作できます。

Oracle GoldenGateでは、マルチマスター・レプリケーション、ハブ・アンド・スポーク方式のデプロイメント、データ統合およびデータ変換をサポートします。したがって、Oracle GoldenGateにより、クリティカルなシステムの24時間365日の稼働が可能になり、関連データを企業内に分散させて意思決定を最適化できます。

関連項目:

Oracle Database Advanced Queuing(AQ)

アドバンスト・キューイング(AQ)は、堅牢で豊富な機能を持つメッセージ・キューイング・システムであり、Oracle Databaseに統合されています。

組織内の異なるシステム間で通信を行う必要がある場合は、メッセージング環境によって、これらのシステム間で重要な情報を転送する、標準的で信頼性の高い方法が提供されます。

ユースケースの例として、本社のOracleデータベースに注文を入力するとします。注文が入力されると、AQにより、注文IDと注文日がウェアハウスのデータベースに送信されます。これらのメッセージにより、ウェアハウスの従業員は注文があったことを知り、商品を梱包および出荷できます。

メッセージのキューイングとデキューイング

アドバンスト・キューイングでは、ユーザー・メッセージがキューと呼ばれる抽象的な記憶単位に保存されます。

エンキューは、プロデューサがメッセージをキューに入れるプロセスです。デキューは、コンシューマがキューからメッセージを取得するプロセスです。

明示的デキューがサポートされるため、開発者はXStreamおよびOracle GoldenGateを使用してメッセージを確実に交換できます。また、Oracle GoldenGateの変更取得および伝播機能を活用することで、変更をアプリケーションに通知できます。

図17-7では、サンプル・アプリケーションがアドバンスト・キューイングを介して、明示的にメッセージをエンキューおよびデキューしており、これにより、異なるメッセージ・システムを使用しているパートナとも情報を共有できます。エンキューした後、パートナのアプリケーションにデキューされる前に、メッセージを変換および伝播することもできます。

図17-7 Oracle Message Queuing

図17-7の説明が続きます
「図17-7 Oracle Message Queuing」の説明
Oracle Database Advanced Queuingの機能

Oracle Database Advanced Queuing (AQ)では、メッセージ・キューイング・システムの標準的な機能がすべてサポートされています。

次の機能があります。

  • 非同期によるアプリケーションの統合

    Oracle Database AQでは、複数の方法でメッセージをエンキューできます。メッセージは、取得プロセスまたは同期取得が暗黙的に取得するか、アプリケーションやユーザーが明示的に取得できます。

  • 拡張可能な統合アーキテクチャ

    多くのアプリケーションは、Oracle Databaseをハブとする分散ハブ・アンド・スポーク・モデルを使用して統合されます。Oracleデータベース上の分散アプリケーションは、同じハブのキューと通信します。複数のアプリケーションが同じキューを共有できるので、サポートするアプリケーション数を増やすためにキューを追加する必要がありません。

  • 異機種間アプリケーションの統合

    Oracle Database AQは、アプリケーションにOracleタイプ・システムの全機能を提供します。これには、スカラー・データ型、継承を伴うOracle Databaseオブジェクト型、XMLデータ用の追加演算子を持つXMLType、およびANYDATAのサポートが含まれます。

  • 従来型アプリケーションの統合

    Oracle Messaging Gatewayは、Oracle DatabaseアプリケーションをWebSphere MQやTibcoなどの他のメッセージ・キューイング・システムと統合します。

  • 標準ベースAPIのサポート

    Oracle Database AQは、業界標準のAPIであるSQL、JMSおよびSOAPをサポートしています。SQLを使用して行われた変更は、メッセージとして自動的に取得されます。



脚注の凡例

脚注1:

『Building the Data Warehouse』(1996年John Wiley and Sons社)。