Die Bachelorarbeit "Standortübergreifende Migration einer relationalen Oracle Datenbank zu einem neuen System inklusive Schemaintegration und minimaler Auszeit." beschäftigt sich mit der Migration einer 17 TB großen Oracle Datenbank. Dafür wurde als Praxisteil ein Testsystem aufgesetzt, um diese Migration unter den gegebenen Kriterien durchzuspielen. Für die Migration wurde RMAN, Data Guard und GoldenGate verwendet. Alle abgesetzten Befehle sind im Anhang enthalten und die Arbeit enthält eine ausführliche Beschreibung und Gegenüberstellung von Replikationstechniken.
Das Ziel dieser Arbeit ist die erfolgreiche Migration der Datenbank mit allen geforderten Kriterien. Da die Migration der CRM-T-Umgebung erst Ende 2015 oder Anfang 2016 stattfinden wird, soll diese Arbeit zusätzlich eine Vorlage für diese Migration bieten. Außerdem dient sie als Beweis, dass die geplante Migration in entsprechender Ausführung funktioniert. Daher werden alle Befehle und Konfigurationsparameter protokolliert und im Anhang beigefügt.
Bis jetzt hatte das Unternehmen nicht die Möglichkeit die geplanten Sicherheitsvorkehrungen in der Praxis zu testen, da noch keine Verbindung zwischen den beiden Standorten besteht. Da die gleichen Konfigurationen in der Testumgebung verwendet werden, wird das Netzwerk zwischen den Datenbanken mit einer bestimmten Software überwacht. Dadurch wird erkannt, ob die Verschlüsselung funktioniert und das Unternehmen T-Systems kann anhand der Bachelorarbeit die Verschlüsselung auf der CRM-T-Umgebung implementieren.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
1.1 Hintergrund
1.2 Problemstellung
1.3 Abgrenzung
1.4 Ziel der Bachelorthesis
2 Technische Grundlagen und Erklärung von Begrifflichkeiten
2.1 Relationale Datenbank
2.2 Migration
2.3 Aufbau einer Oracle Datenbank
2.3.1 Software
2.3.2 Datenbank-Instanz
2.3.3 Datenbank
2.3.4 Physikalische Struktur
2.3.4.1 PFILE
2.3.5 Logische Struktur
2.4 System Change Number
2.5 SQL*Plus
2.6 Fragmentierung/Reorganisation
3 Planung der Migration
3.1 Sicherung einer relationalen Oracle Datenbank
3.1.1 Cold Backup
3.1.2 Hot Backup
3.2 Replikationsverfahren
3.2.1 Oracle Data Guard
3.2.1.1 Physical Standby Database
3.2.1.2 Snapshot Standby Database
3.2.1.3 Logical Standby Database
3.2.2 Oracle Streams
3.2.3 Oracle GoldenGate
3.2.4 Export/Import
3.2.5 Trigger
3.3 Vorgaben
3.3.1 Kriterien der Migration
3.3.2 Anzahl an Datenbanken als Zwischenschritt
3.3.3 Auswahl der Replikationsverfahren
3.3.3.1 Replikationsverfahren für die Kopie
3.3.3.2 Replikationsverfahren für die Zieldatenbank
3.3.4 Erster Entwurf
3.4 Kritische Betrachtungsweise der gewählten Methodik
4 Aufbau der Testumgebung
4.1 Erstellung der Datenbanken
4.1.1 Aufbau der Quelldatenbank
4.1.2 Aufbau der Physical Standby Datenbank
4.1.2.1 Sicherung der Quelldatenbank
4.1.2.2 Netzwerk
4.1.2.3 Verschlüsselung
4.1.2.4 Konfiguration des PFILEs
4.1.2.5 Wiederherstellung der Datenbank
4.1.3 Aufbau der Zieldatenbank
4.2 Data Guard
4.2.1 Konfiguration Data Guard Quelldatenbank
4.2.2 Konfiguration Data Guard Standby Datenbank
4.3 GoldenGate
4.3.1 Konfiguration GoldenGate Quellsystem
4.3.2 Konfiguration GoldenGate Zielsystem
5 Durchführung der Migration
5.1 Datenübertragung
5.2 Deployment
5.3 Schwenk der Applikation
6 Auswertung der Messergebnisse
7 Fazit
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Bachelorarbeit besteht in der Konzeption und Durchführung einer standortübergreifenden Migration einer komplexen, ca. 17 Terabyte großen Oracle-Datenbank unter Einhaltung strenger Anforderungen an die Verfügbarkeit und Datensicherheit. Die zentrale Forschungsfrage fokussiert sich darauf, wie eine Replikation und Schemaintegration mit minimaler Auszeit realisiert werden kann, um den Regelbetrieb bei gleichzeitiger Reorganisation zur Leistungsoptimierung nicht zu beeinträchtigen.
- Methoden der Datenbankreplikation (insb. Oracle Data Guard und Oracle GoldenGate)
- Strategien zur Durchführung von Datenbank-Migrationen mit minimaler Auszeit
- Reorganisation und Defragmentierung von Oracle-Datenbanken
- Implementierung von Verschlüsselung zur sicheren Datenübertragung (SFTP, AES 256)
- Aufbau und Validierung einer Testumgebung zur Simulation des Migrationsszenarios
Auszug aus dem Buch
2.6 Fragmentierung/Reorganisation
Der Datenbestand der Quelldatenbank soll während der Migration zur Zieldatenbank reorganisiert werden. Dadurch soll zum einen ein Leistungsanstieg auf der Datenbank am neuen Standort erreicht werden und zweitens eine Neustrukturierung von Datenbanksegmenten und deren physikalischen Speicherort (Datendateien) durchgeführt werden.
Die CRM-T-Quelldatenbank wächst monatlich um ca. 100GB Speicherplatz. Grund dafür ist nicht nur ein Wachstum des Datenbestandes sondern auch die zunehmende Fragmentierung der Datenbanksegmente, wie Tabellen und Indizes.
Eine Fragmentierung beschreibt ungenutzten Speicherbereiche (Fragmente) zwischen benutzten Speicherbereichen innerhalb eines Speicherraums. Innerhalb einer Oracle Datenbank kommt es zu einer Fragmentierung, durch beispielsweise Datenbereinigungen innerhalb eines Segments. Dabei spielt die HWM (High Water Mark) eine entscheidende Rolle. Die HWM beschreibt eine Art Zeiger innerhalb der Datenbankstruktur. Es spiegelt die aktuelle Größe eines Segments oder Datendatei wieder. Abbildung 4: Fragmentierter Tabellenbereich zeigt einen Tabellenbereich, bestehend aus einer Datendatei. Diese Datendatei enthält drei Segmente, wobei Segment 1 in drei Extents aufgeteilt ist. Die HWM des Segments 1 zeigt auf den zweiten Block im dritten Extent. Das bedeutet, dass auch wenn in den vorherigen Extents freier Speicherberreich zur Verfügung steht, dieser nicht physikalisch auf der Festplatte zur Verfügung steht, da die HWM den gesamten Bereich allokiert. Nur neue Datenänderungen des Segments 1 werden in den freien Platz geschrieben.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Das Kapitel führt in das Thema ein, erläutert den Hintergrund der Datenbankmigration innerhalb der T-Systems GmbH und definiert die Zielsetzung der Arbeit.
2 Technische Grundlagen und Erklärung von Begrifflichkeiten: Hier werden relationale Datenbankkonzepte, der Aufbau einer Oracle-Instanz sowie notwendige Fachbegriffe zur Migration und Reorganisation definiert.
3 Planung der Migration: Dieses Kapitel analysiert verschiedene Sicherungs- und Replikationsstrategien und wählt die für das Projekt optimale Methodik aus.
4 Aufbau der Testumgebung: Der Abschnitt beschreibt die technische Realisierung der Testumgebung, inklusive der Datenbankerstellung und der Konfiguration von Data Guard und GoldenGate.
5 Durchführung der Migration: Hier wird der tatsächliche Migrationsablauf, von der Datenübertragung über das Deployment bis hin zum Schwenk der Applikation, detailliert beschrieben.
6 Auswertung der Messergebnisse: Dieser Teil enthält die Analyse der während der Testmigration erhobenen Zeitmessungen und Laufzeiten.
7 Fazit: Das Fazit fasst die Ergebnisse zusammen und bewertet die Eignung der gewählten Migrationsmethode als Referenz für das Unternehmen.
Schlüsselwörter
Oracle Datenbank, Migration, Replikation, Data Guard, GoldenGate, Datensicherheit, Reorganisation, Fragmentierung, CRM-T-Umgebung, Hochverfügbarkeit, Datenbankadministration, Schemaintegration, Verschlüsselung, SFTP, Testumgebung
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Bachelorarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die standortübergreifende Migration einer großvolumigen Oracle-Datenbank von Krefeld nach Magdeburg unter Berücksichtigung von Schemaintegration und minimaler Auszeit.
Was sind die zentralen Themenfelder der Arbeit?
Die Arbeit fokussiert sich auf Backup-Strategien, diverse Replikationsverfahren, Datenbank-Reorganisation zur Speicherplatzoptimierung sowie die sichere Datenübertragung.
Was ist das primäre Ziel oder die Forschungsfrage?
Ziel ist es, eine Migration mit minimaler Beeinflussung des Regelbetriebs zu planen und in einer Testumgebung erfolgreich zu demonstrieren, sodass diese als Referenz für die reale CRM-T-Migration dienen kann.
Welche wissenschaftlichen Methoden werden verwendet?
Es erfolgt eine theoretische Analyse der Replikationsverfahren gefolgt von einer praktischen Implementierung in einer virtualisierten Testumgebung und einer quantitativen Laufzeitanalyse.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Planung, den detaillierten Aufbau der Testumgebung, die konkrete Durchführung der Migration inklusive Transformationen und die abschließende Auswertung der Messergebnisse.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Kernbegriffe sind Oracle Datenbank, Replikation, Migration, Data Guard, GoldenGate, Datensicherheit, Reorganisation und Verfügbarkeit.
Wie unterscheidet sich eine Physical Standby von einer Logical Standby Database?
Die Physical Standby ist eine exakte, blockidentische Kopie und arbeitet auf Ebene der Redo Logs, während die Logical Standby SQL-Befehle rekonstruiert, was mehr Flexibilität bei Änderungen, aber auch Einschränkungen bei replizierbaren Datentypen mit sich bringt.
Warum ist eine Reorganisation während der Migration sinnvoll?
Durch die Reorganisation kann stark fragmentierter Speicher freigegeben werden, was die Datenbankgröße signifikant reduziert, die Performance verbessert und Kosten für teure Speichermedien wie Flash einspart.
Warum wird für die Datenübertragung SFTP anstelle von FTP gewählt?
SFTP ist im Gegensatz zu FTP verschlüsselt, was gemäß Bundesdatenschutzgesetz für die Übertragung sensibler Kundendaten zwingend erforderlich ist, um unbefugtes Mitlesen zu verhindern.
Was zeigt der Vergleich zwischen Testumgebung und CRM-T-Umgebung?
Der Vergleich verdeutlicht die Skalierbarkeit und die lineare Abhängigkeit der Migrationsdauer von der verfügbaren Netzwerkkapazität, wobei die reale CRM-T-Umgebung aufgrund leistungsfähigerer Hardware signifikante Durchsatzvorteile bietet.
- Quote paper
- Daniel Gawenda (Author), 2015, Migration einer Oracle Datenbank unter bestimmten Kriterien mit Data Guard GoldenGate, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/314404
