Oracle Exadata Database MachineおよびOracle Exadata Storage拡張ラックの概要

1 Oracle Exadata Database MachineおよびOracle Exadata Storage拡張ラックの概要

Oracle Exadata Database Machineは、Oracle Databaseを実行するためのパフォーマンスと可用性が最も高いプラットフォームになるように設計されています。

Oracle Exadata Database MachineおよびOracle Exadata Storage拡張ラックは複数のコンポーネントで構成されるハードウェア・システムです。この章では、Exadataシステムの概要および使用方法について説明します。

ノート:

読みやすさを考慮して、Oracle Exadata Database MachineとOracle Exadata Storage拡張ラックの両方に言及する場合、「Oracle Exadataラック」という名前を使用します。

Oracle Exadata Database MachineおよびOracle Exadata Storage拡張ラックについて、次の各項で説明します。

Oracle Exadataのアーキテクチャ
Oracle Exadataは、業界標準のスケールアウト・データベース・サーバー、インテリジェントなスケールアウト・ストレージ・サーバーおよびデータベース・サーバーとストレージ・サーバーを接続する非常に高速な内部RDMAネットワーク・ファブリックを特徴とした最新のアーキテクチャです。
Oracle Exadataの構成
Oracle Exadataは、ハーフ・ラックなどの特定の構成になる場合や、任意の数のデータベース・サーバーとストレージ・サーバーによるエラスティック構成を使用する場合があります。
Oracle Exadata Database Machineパフォーマンス機能
Oracle Exadata Database Machineは高いパフォーマンスとスケーラビリティを実現するだけでなく、独自のテクノロジも提供しています。
Oracle Exadataラックの制限事項

1.1 Oracle Exadataのアーキテクチャ

Oracle Exadataは、業界標準のスケールアウト・データベース・サーバー、インテリジェントなスケールアウト・ストレージ・サーバーおよびデータベース・サーバーとストレージ・サーバーを接続する非常に高速な内部RDMAネットワーク・ファブリックを特徴とした最新のアーキテクチャです。

Oracle Exadataは、オンライン・トランザクション処理(OLTP)、データ・ウェアハウスおよび混合ワークロードの統合など、あらゆるタイプのデータベース・ワークロードを実行します。Oracle Exadataは、最も重要なデータベースを稼働および保護し、統合されたデータベース・クラウドの理想的な基盤となります。

Oracle Exadataには、Oracle Databaseの実行に必要なすべてのハードウェアが含まれています。データベース・サーバー、ストレージ・サーバーおよびネットワークは、オラクル社のエンジニアによって事前に構成、調整およびテストされているため、高パフォーマンスなシステムのデプロイに通常必要となる数週間の労力が不要になります。エンドツーエンドの広範なテストにより、すべてのコンポーネントが連携すること、およびシステム全体に影響する可能性があるパフォーマンス・ボトルネックや単一点障害がないことが保証されます。Oracle Exadataには、データベース・サーバーとストレージ・サーバーの両方で実行するOracle Exadata System Softwareも含まれています。Oracle Exadata System Softwareのユニークなソフトウェア・アルゴリズムは、ストレージでのデータベース・インテリジェンス、PCIベースのフラッシュおよびRDMAネットワーク・ファブリック・ネットワークを実装して、他のプラットフォームよりも低コストで高パフォーマンスと大容量を実現します。

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1.2 Oracle Exadataの構成

Oracle Exadataは、ハーフ・ラックなどの特定の構成になる場合や、任意の数のデータベース・サーバーとストレージ・サーバーによるエラスティック構成を使用する場合があります。

Oracle Exadataは、データベース・サーバーとストレージ・サーバーの両方にスケールアウト・アーキテクチャを使用します。Oracle Exadataが増大するのに伴い、データベースCPU、記憶域およびネットワーキングがバランスの取れた方法で追加され、ボトルネックのないスケーラビリティが実現されます。

初期のOracle Exadataモデルは、クォータ・ラックまたはハーフ・ラックなどの固定構成でした。

現代的なOracle Exadataシステムでは、エラスティック構成と呼ばれるカスタム構成が使用されます。エラスティック構成では、必要に応じて任意の数のデータベース・サーバーとストレージ・サーバーを搭載したOracle Exadataラックを構築できます。詳細は、「エラスティック構成」を参照してください。

ラック内のアップグレードに加えて、統合されたRDMAネットワーク・ファブリックを使用して複数のラックを接続し、さらに大きな構成を形成できます。たとえば、4つのフルExadataラックで構成されたシステムは、基本的に単一ラック・システムよりも4倍強力です。4つのラックにより、I/Oスループット、記憶容量およびプロセッサが4倍になります。マルチラック・システムは、単一の大規模システムとして構成したり、複数データベースの統合のために論理的にパーティション化できます。

より大きな記憶容量が必要な場合、Oracle Exadata Storage拡張ラックを使用できます。Oracle Exadata Storage拡張ラックを使用すると、Oracle Exadataの記憶容量と帯域幅を増やすことができます。これは、履歴データまたはアーカイブ・データ、バックアップ、ドキュメント、イメージ、XML、ラージ・オブジェクト(LOB)などの膨大な量のデータを必要とするデータベース・デプロイメント用に設計されています。Oracle Exadata Storage拡張ラックは、4つのストレージ・サーバーを含む基本構成から開始し、必要な数の追加ストレージ・サーバーをラックの物理容量まで追加できます。Oracle Exadata Storage拡張ラックのサーバーは、統合されたRDMAネットワーク・ファブリックを使用してOracle Exadataに接続します。

すべてのOracle Exadata実装で実績のある構成標準が使用されているため、お客様はミッションクリティカルなアプリケーションにOracle Exadataを導入した他のユーザーの経験から恩恵を受けることができます。

Oracle Exadataでは、標準のOracle Databaseソフトウェアが実行されます。Oracle Databaseで実行されるアプリケーションは、アプリケーションに変更を加えることなくシームレスにOracle Exadataに移行できます。

エラスティック構成

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1.2.1 エラスティック構成

エラスティック構成では、セット制限内でOracle Exadataラックをカスタマイズできます。たとえば、エラスティック構成を使用すると、Oracle Exadata Database Machine X9M-2は0台から22台のデータベース・サーバー、0台から19台のExadata Storageサーバーまたは1組のデータベース・サーバーとExadata Storageサーバーの組合せにできます。

ノート:

Oracle Exadataラックとは、Oracle Exadata Database MachineとOracle Exadata Storage拡張ラックの総称です。

Oracle Exadata Configuration Assistant (OECA)を使用すると、エラスティック構成を迅速かつ容易に定義できます。OECAは各Oracle Exadataラック構成を自動的に検証し、関連する環境仕様(電源要件、冷却要件、ラック重量など)を含むレポートを生成します。

OECAは、Oracle Technology Networkで入手可能です。

https://www.oracle.com/database/technologies/oeca-download.html

親トピック: Oracle Exadataの構成

1.3 Oracle Exadata Database Machineのパフォーマンス機能

Oracle Exadata Database Machineは高いパフォーマンスとスケーラビリティを実現するだけでなく、独自のテクノロジも提供しています。

Exadataデータベース・サーバーは、データ中心のSQL操作をOracle Exadata Storage Serverにオフロードできます。SQL処理をOracle Exadata Storage Serverに移すと、ディスクからデータを読み取る際に、すべてのストレージ・サーバーで即時にパラレルでデータのフィルタリングおよび処理を行うことができます。Exadata記憶域のオフロードにより、データベース・サーバーのCPU使用量が低減され、ストレージ・サーバーとデータベース・サーバー間を移動するデータ量が大幅に減少します。

データ圧縮を使用すると、大規模データベースに消費される記憶域を大幅に削減できます。Oracle Exadata Storage Serverには、ハイブリッド列圧縮と呼ばれる非常に優れた圧縮機能があります。ハイブリッド列圧縮を使用すると最高レベルのデータ圧縮が可能になり、I/Oが削減されるためコストが大幅に節約されてパフォーマンスが向上します。従来のシステムでは、データの高圧縮を有効にするとパフォーマンスが低下する問題があります。Oracle Exadata Database Machineでは、圧縮解除オーバーヘッドをOracle Exadata Storage Serverの多数のプロセッサにオフロードできるため、ほとんどのワークロードはハイブリッド列圧縮を使用するとそれらを使用しない場合よりも速く実行されます。ハイブリッド列圧縮は、列格納の圧縮パフォーマンスと分析パフォーマンスの両方の利点を組み合せつつ、列格納でドリルダウン操作時に経験する大幅な速度低下を回避します。

Oracle Exadata Database Machineでは、フラッシュ・ディスクではなく最新のPCIeフラッシュ・テクノロジが使用されます。PCIeフラッシュでは、フラッシュが、遅いディスク・コントローラやディレクタの背後ではなく高速PCIeバス上に直接配置されるため、パフォーマンスが大幅に向上します。フラッシュ・カードの構成および容量の詳細は、「Oracle Exadataのハードウェア・コンポーネント」を参照してください。

Exadataスマート・フラッシュ・キャッシュは、PCIeフラッシュにアクセス頻度の高いデータを自動的にキャッシュしつつ、アクセス頻度の低いデータをディスク・ドライブに維持します。これにより、フラッシュのパフォーマンスにディスクの容量とコストが提供されます。Exadataスマート・フラッシュ・キャッシュは、データベース・ワークロードと、再利用されなかったりキャッシュに収まらないデータのキャッシュを回避する状況を認識します。Oracle DatabaseおよびOracle Exadata System Softwareでは、データベース表、索引およびセグメントのレベルでディレクティブを提供し、特定のデータがフラッシュに保存されるようにできます。表はフラッシュに保持できますが、その際、従来のストレージおよびフラッシュ・ディスクで必要であった、異なる表領域、ファイルまたはLUNへの移動は必要ありません。

ノート:

Oracle Exadata Database Machineには、Oracleソフトウェアのライセンスは付属していません。Oracle Exadata Database Machineをデータベース・サーバーとして使用する場合、次のソフトウェアの適切な使用許諾が必要となります。

Oracle Database
Oracle Exadata System Software

また、次のソフトウェアの使用許諾の取得をお薦めします。

Oracle RAC
Oracle Partitioning

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1.4 Oracle Exadataラックの制限事項

Oracle Exadataラックのハードウェアの変更に関する制限事項
Oracle Exadataソフトウェア・コンポーネントの変更に関する制限事項
次の制限事項は、Oracle Exadataラックのソフトウェアの変更に適用されます。これらの制限事項に違反すると、保証およびサポートを受けられなくなる場合があります。
その他のハードウェア、システム、またはネットワークへのOracle Exadataの接続に関する制限事項
次の制限事項は、Oracle Exadataラックのハードウェアおよびソフトウェアの変更に適用されます。これらの制限事項に違反すると、保証およびサポートを受けられなくなる場合があります。
データベース・プロセスの最大数
このトピックでは、各Exadataデータベース・サーバーまたは仮想マシン・ゲストでの最大データベース・プロセス数について説明します。

親トピック: Oracle Exadata Database MachineおよびOracle Exadata Storage拡張ラックの概要

1.4.1 Oracle Exadataラックのハードウェアの変更に関する制限事項

通常、Oracle Exadataラックの変更は必須ではなく、推奨もされません。また、許可されていない変更を行うと、保証およびサポートが受けられなくなる可能性があります。ただし、次のハードウェアの変更は許可されています。

お客様は、管理ネットワークをサポートする付属の管理ネットワーク・スイッチに対して次の変更を実行できます。変更はOracle Exadataラックの搬送後にのみ許可され、変更によって発生する可能性のあるすべてのコストおよび問題については、お客様が責任を負います。

次の作業を実行できます。
- 管理ネットワーク・スイッチを、お客様で用意された同等の1Uギガビット・イーサネット・スイッチと交換します。
- 管理ネットワーク・スイッチの設定およびファームウェアを再構成します。
- 管理ネットワーク・スイッチを取り外し、管理ネットワーク接続をお客様が用意した外部スイッチまたはパッチ・パネルに直接配線します。
Oracle Exadata Configuration Assistant (OECA)を使用した検証の対象として、未使用のラック・スロットに追加の機器を設置できます。

OECAの設備の追加ボタンを使用して、追加の機器の詳細を指定します。

追加の機器を設置できるのは、OECAを使用して結果の構成が検証された後のみです。

関連トピック

Oracle Exadata Configuration Assistant (OECA)のダウンロード

親トピック: Oracle Exadataラックの制限事項

1.4.2 Oracle Exadataソフトウェア・コンポーネントの変更に関する制限事項

次の制限事項は、Oracle Exadataラックのソフトウェアの変更に適用されます。これらの制限事項に違反すると、保証およびサポートを受けられなくなる場合があります。

Oracle Exadata System Softwareおよびオペレーティング・システムは変更できません。また、追加のソフトウェアまたはエージェントはOracle Exadata Storage Serverにインストールできません。
Oracle Exadata Storage Server上でファームウェアを直接更新することはできません。ファームウェアはOracle Exadata Storage Serverパッチの一部として更新されます。
Oracle Exadataラックのその他のコンポーネントのファームウェアは更新できます。
- 管理ネットワーク・スイッチ上でOSおよびファームウェアのバージョンを更新し、データ・センターの要件を満たすことができます。
- My Oracle SupportドキュメントID 888828.1とその関連ノートに記載された制約に準拠している場合、データベース・サーバーのコンポーネントのファームウェアを更新できます。
- My Oracle SupportドキュメントID 888828.1とその関連ノートに記載された検証済バージョンに準拠している場合、RDMAネットワーク・ファブリック・スイッチのファームウェアを更新できます。
データベース・サーバー上に追加ソフトウェアをロードできます。ただし、最大のパフォーマンスを確保するため、データベース・サーバー上にバックアップ・エージェント、セキュリティ監視エージェントなどのエージェント以外のソフトウェアを追加することはお薦めしていません。

データベース・サーバーのオペレーティング・システムへの非標準カーネル・モジュールのロードは可能ですが、お薦めしていません。非標準モジュールに関するご質問または問題はサポートしていません。サーバーがクラッシュし、そのクラッシュが非標準モジュールに起因する疑いがある場合、Oracleサポートでは、ユーザーに非標準モジュールのベンダーに問い合せていただくか、または非標準モジュールがない場合でも問題が再現するかを尋ねる場合があります。正式パッチおよびアップグレードの適用以外の方法によるデータベース・サーバーのオペレーティング・システムの変更はサポートされていません。
RDMAネットワーク・ファブリック関連のパッケージは、正式にサポートされているリリースで常に維持する必要があります。
Oracle Enterprise Manager Cloud Controlの管理エージェントまたはOracle Enterprise Manager Grid Controlの管理エージェントを、データベース・サーバーにインストールして、システムを監視できます。
システム監視のためにOracle Enterprise Manager Ops Centerのエージェントをインストールすることは許可されていません。
Oracle Exadata Deployment Assistant (OEDA)は、クライアント・ネットワークおよび追加ネットワーク(構成されている場合)に結合する物理ネットワーク・インタフェースを指定するために使用します。OEDAは、2つの物理ネットワーク・インタフェースを統合する結合ネットワーク・インタフェースを生成します。

OEDAで生成されたボンディング構成を手動で変更することは可能ですが、お薦めしていません。Oracleは、非標準ボンディング構成をに関連する質問または問題はサポートしていません。いずれの場合も、ネットワーク・インタフェースが2つ未満のボンディング構成は許可されません。

関連トピック

Exadata Database MachineおよびExadata Storage Serverのサポートされているバージョン(My Oracle SupportのドキュメントID 888828.1)

親トピック: Oracle Exadataラックの制限事項

1.4.3 その他のハードウェア、システム、またはネットワークへのOracle Exadataの接続に関する制限事項

次の制限事項は、Oracle Exadataラックのハードウェアおよびソフトウェアの変更に適用されます。これらの制限事項に違反すると、保証およびサポートを受けられなくなる場合があります。

Oracle Exadata Storage拡張ラックが接続できるのはOracle Exadata Database MachineまたはOracle SuperClusterのみで、サポートするのはOracle Exadata Database MachineまたはOracle SuperClusterのデータベース・サーバー上で実行中のデータベースのみです。
スタンドアロンのOracle Exadata Storage Serverが接続できるのはOracle Exadata Database MachineまたはOracle SuperClusterのみで、サポートするのはOracle Exadata Database MachineまたはOracle SuperClusterのデータベース・サーバー上で実行中のデータベースのみです。
100mAを超える電力を使用するUSBデバイスをデータベース・サーバーに接続することはできません。
Oracle Exadataドキュメントに記載されている場合を除き、USBデバイスはOracle Exadata Storage Serverに接続できません。ガイドに記載されている状況では、USBデバイスで100mAを超える電力を使用できません。
Oracle ExadataラックのRDMAネットワーク・ファブリック・ネットワークに接続できるのは、Oracle Exalogic Elastic Cloud、Oracle Big Data ApplianceおよびOracle SuperClusterでの使用に指定されているスイッチのみです。サード・パーティのスイッチを含む他のRDMAネットワーク・ファブリック・スイッチをOracle Exadata Rack RDMAネットワーク・ファブリック・ネットワークに接続することは、サポートされていません。このガイドおよびOracle Exadata Database Machine拡張およびマルチラック・ケーブリング・ガイドに指定されたRDMAネットワーク・ファブリック・ネットワーク・トポロジのみがサポートされ、その他のRDMAネットワーク・ファブリック・ネットワーク・トポロジはサポートされません。

ノート:
ラック間接続の場合は、すべてのラックで同じタイプのRDMAネットワーク・ファブリック(InfiniBandまたはRDMA over Converged Ethernet (RoCE))を使用する必要があります。
Oracleの設計したシステムの一部ではない外部サーバーを、Oracle ExadataのRDMAネットワーク・ファブリック・スイッチに接続できます。ただし、外部サーバーのRDMAネットワーク・ファブリック・ソフトウェアとOracle Exadata用のRDMAネットワーク・ファブリック・ソフトウェアのリリースとの互換性をアップグレードして維持するのはユーザーの責任です。外部サーバー上のRDMAネットワーク・ファブリック・ソフトウェアおよびオペレーティング・システムには、Oracle Exadata上と同じリリースを使用することをお薦めします。RDMAネットワーク・ファブリック障害が発生し、外部サーバーが接続されている場合は、外部サーバーを取り外して障害を再現するよう求められる場合があります。
以下の条件で、iSCSIまたはNFSを使用してデータベース・サーバーを外部(Exadata以外)ストレージに接続できます。
- このストレージは、アプリケーションの入力ファイルと出力ファイル、Data Pumpのエクスポート・ファイルとログ、およびバックアップ操作とリカバリ操作に関連するファイルが対象となっています。
- Oracle DatabaseファイルにOracle以外のストレージを使用することはサポートされていません。
- Fibre Channel Over Ethernet (FCoE)プロトコルはサポートされていません。

関連トピック

マルチラック配線表

親トピック: Oracle Exadataラックの制限事項

1.4.4 データベース・プロセスの最大数

このトピックでは、各Exadataデータベース・サーバーまたは仮想マシン・ゲストでの最大データベース・プロセス数について説明します。

このトピック内の表では、各Exadataデータベース・サーバーでサポートされている最大データベース・プロセス数が示されています。

どの場合でも、指定した値よりプロセス数を少なく保つというのがベスト・プラクティスです。また、データベース・ワークロードの一部でパラレル問合せが使用される場合、有効な制限は、パラレル問合せを含まないプロセスの最大数列の値と実行中のすべてのパラレル問合せを含むプロセスの最大数列の値の間になります。

次の表では、ベアメタル・システム構成での各物理Exadataデータベース・サーバーでサポートされている最大データベース・プロセス数を示します。

表1-1 物理データベース・サーバー上の最大データベース・プロセス数

マシン・タイプ	RDMAネットワーク・ファブリック・タイプ	パラレル問合せを含まないプロセスの最大数	実行中のすべてのパラレル問合せを含むプロセスの最大数
2ソケット	RoCEネットワーク・ファブリック	25,000	16,000
8ソケット	RoCEネットワーク・ファブリック	64,000	44,000
2ソケット	InfiniBandネットワーク・ファブリック	16,000	14,000
8ソケット	InfiniBandネットワーク・ファブリック	64,000	44,000

次の表では、仮想化システム構成での各仮想マシン(VM)ゲスト(Oracle VM DomUまたはKVMゲスト)でサポートされている最大データベース・プロセス数を示します。

表1-2 仮想マシン・ゲスト上の最大データベース・プロセス数

マシン・タイプ	RDMAネットワーク・ファブリック・タイプ	パラレル問合せを含まないプロセスの最大数	実行中のすべてのパラレル問合せを含むプロセスの最大数
2ソケット	ExadataセキュアRDMAファブリック分離が構成されていないRoCEネットワーク・ファブリック	25,000	16,000
2ソケット	ExadataセキュアRDMAファブリック分離が構成されているRoCEネットワーク・ファブリック	50,000	32,000
2ソケット	InfiniBandネットワーク・ファブリック	16,000	14,000

高いプロセス数をサポートしながらリソース使用率を最適化するには、次のベスト・プラクティスを使用します:

ローカルのBequeath接続を使用するのではなく、一連のOracle Netリスナーを使用してデータベース接続を確立します。
各データベース・サーバーで、Oracle Netリスナーの数がサーバーのCPUソケット数の倍である必要があります。たとえば、8ソケットのデータベース・サーバーでは、少なくとも8つのリスナーを構成する必要があります。
使用可能なすべてのCPUソケットにOracle Netリスナーを均等に分散します。

たとえば、listener.oraファイルが8つのリスナー(名前はLISTENER0からLISTENER7)に対して正しく構成されている場合は、次のスクリプトを使用すると、各リスナーを異なるCPUソケットにバインドして8ソケット・サーバーで8つのリスナーを起動できます。
```
#!/bin/bash
export ORACLE_HOME=/u01/app/oracle/product/19.0.0.0/dbhome_1
for socket in `seq 0 7`
do
 numactl --cpunodebind=${socket} $ORACLE_HOME/bin/lsnrctl start LISTENER${socket}
done
```
Oracle Net接続レート制限を使用して、接続ストームを制御し、システムの安定性を高めます。

クライアント接続のタイムアウトの過剰な発生やサーバー側のエラーを防ぐには、各データベース・サーバーでの接続レートを1秒当たり400件の接続に制限します。つまり、各データベース・サーバー上のすべてのOracle Netリスナーにわたりrate_limit制御パラメータの合計が400を超えないようにする必要があります。

『Oracle Database Net Servicesリファレンス』の接続レート制限パラメータを参照してください。
TNS-12514などのOracle Net接続エラーを防ぐには、推奨されている次のOracle Netリスナー制御パラメータ設定を使用します。
- MAX_ALL_CONNECTIONS_listener_name=4096
- MAX_REG_CONNECTIONS_listener_name=2048
『Oracle Database Net Servicesリファレンス』の接続パラメータを参照してください。

親トピック: Oracle Exadataラックの制限事項