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HPNonStopSQLの特徴
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HPNonStopSQLが
止まらないのはナゼ?
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[db tech showcase Tokyo 2015] B24:最高峰の可用性 ~NonStop SQLが止まらない理由~ by 日本ヒューレット・パッカード株式会社 山本呈

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Jim GrayにJerry Held, Karel Youseffi が設計した Ingresを源流に持つ由緒正しいRDBMS。ミッションクリティカル目的にこんな実装をするNonStop SQL。これを知れば絶対に使ってみたくなる。「止まりませんように」、と祈りつつ使う時代は終わりにしませんか。トランザクションをあらゆる障害でも失わない実装、その時メモリー内でどのように動くのか、ディスクドライバーは信用できるのか、トランザクションを失わず、性能も確保、そんな盾矛を両立させる技術をご紹介します。さらに、「それって古臭くない」、そんなことないんです。今やオープンなインターフェイスで開発いただいて結構なんです。インフラが、NonStop SQL があなたのデータをがっちり守ります、「ひと」ではなく「コンピュータ」が。是非実感しに来てください。

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[db tech showcase Tokyo 2015] B24:最高峰の可用性 ~NonStop SQLが止まらない理由~ by 日本ヒューレット・パッカード株式会社 山本呈

  1. 1. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. 最高峰の可用性 ~NonStopSQLが 止まらない理由~ 日本ヒューレットパッカード株式会社 プリセールス統括本部 サーバー技術本部 シニアITスペシャリスト 山本呈 2015年6月11日
  2. 2. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.2 HP NonStop SQLって何? HP Integrity NonStopサーバー上で稼動する 高可用でスケーラブルな商用RDBMSです! なにそれ?! どっかで聞いた ことあるかも・・・ PostgreSQLの クラスタセット? ぶっちゃけ全く 知らない(^^)/
  3. 3. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.3 HPが定義する 4大ワークロード向けCompute グローバルサポート | 業界最大のパートナーシップ | ワンストップでの製品提供 HP OneView HP Helion OpenStack RESTful APIs API Hybrid Cloud / Unified Management 汎用 共通の 標準化された アーキテクチャー Superdome X NonStop X
  4. 4. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.4 HP NonStopサーバーとは ビジネスを止めない! 標準HWの無停止ブレードサーバー 最大4,080CPU (16,320コア) 無停止サービスを 実現する高性能FT機 HWとOS冗長化による無停止 プロセスペア技術による アプリケーション連続稼働 標準HW技術による高性能・低コスト 強固なセキュリティ ウイルス対策不要 セキュリティーパッチの頻度極少 PCIDSS認定システム多数の実績 業界標準への対応 POSIX準拠のユーザーI/F ANSI SQL準拠のNonStop SQL 堅牢なOSS稼働環境を提供 PCI DSS等セキュリティー標準に対応 無制限の拡張性 4,080CPU/16,320コア までの性能拡張性 疎結合アーキテクチャによる 直線的な性能向上 業務毎にHWを割り当て可能な柔軟性
  5. 5. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.5 ワールドワイドでのお客様ご利用状況 NonStopサーバーの実績 金融サービス 通信・メディア 流通・製造 サービス ヘルスケア 政府・公共機関 – ペイメントシステム: クレジッ ト、デビット、POS、資金決済 – 為替取引、証券取引 – 全世界の ATM トランザク ションの 70% を処理 – 全世界のクレジットカード トランザクションの 2/3 を 処理 – HSS/HLR – インテリジェント・ネットワーク、 第3世代サービス – メッセージング – 世界最大の ISP における メッセージングシステム – HLR ソリューションで管理 されている端末は3億以上 – ケーブルテレビ顧客情報 管理等 – 世界最大規模の自動車 メーカにおける生産管理 システム – 世界規模の旅行予約シ ステム – 生産管理、製造制御 – 受発注、チケット予約 – EDI、データ集配信 – 電子患者記録 – 国防関連 – 警察、消防の緊急指示 システム – 多くの世界最大級の大 学付属病院を含む、200 以上の病院 – 国家安全保障
  6. 6. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.6 HP NonStop サーバー 製品ラインナップ •2~4CPU /1ノード •最大255ノード =1020CPU •Rack Mount CPU • NonStop サーバーの特長をすべて継 承しつつ、最高のプライス パフォーマンスを実現した、ミッドレン ジ・エントリークラスの NonStop サー バー • NS2300は1core、NS2400は2Core • 拡張性を制限し、標準コンポー ネントの採用を進めたことにより UNIX サーバと同等価格帯を実現 NB56000c •2~16CPU /1ノード •最大255ノード =4080CPU •Blade Enclosure Full Hight • 最新Itaniumプロセッサ 9500シリーズを 搭載したハイスペックサーバー • 4Core/CPUの構成で最高のパフォーマ ンスを提供 • ブレードアーキテクチャの採用に より、柔軟な構成と、リニアな スケーラビリティーを実現 • ノード間はメッシュ状のFC接続による Blade Clusterを利用可能 NS2300/ NS2400 • 最新Intel® XEON® プロセッサを搭載し、 4Core/CPUの構成で稼働のハイパ フォーマンス機 • システム内ネットワークにはInfiniband FDRを採用 • ハーフハイトブレードサーバーの採用 により柔軟かつ省スペースな構成 • 最新のI/Oデバイスにも対応 NonStop X •2~16CPU /1ノード •最大255ノード =4080CPU •Blade Enclosure Half Hight ~ NonStop i Series ~NEW ! 2015/1/27 発表
  7. 7. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.7 パワフルなIntel® XEON®プロセッサを搭載した新NonStopサーバーファミリー HP Integrity NonStop X –製品仕様 プロセッサ • Intel® XEON® プロセッサ E5-2600 family搭載 • ノードあたり2~16CPUブレード、最大 4,080 CPUブレード (16,320コア) まで拡張可能 メモリ • DDR3標準、プロセッサあたり32GB~192GB (最大3,072GB/ノード) システムエリア内ネットワーク • ホットスワップ可能な冗長化されたInfiniBand FDRスイッチ (56Gbps/link) ディスクストレージ装置 • 146GB/300GB SAS HDD、200GB SAS SSD、HP Storage XP7 ネットワークI/F • IP CLIM (10Gbit Ether x 5port) ノード間接続 • Expand-IP、InfiniBand Cluster(次期リリース以降) 対応OS • NonStop OS L シリーズ HP Integrity NonStop X
  8. 8. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.8 HP NonStop X ハードウェアコンポーネント DISK装置 Storage CLIM SAS DISK Module CPU & Memory Enterprise Storage P9500 LANコントローラ IP CLIM NonStop Server NB56000c NBシリーズ標準 H/Wコンポーネント ストレージ関連 LTO VTS その他の H/Wコンポーネント C7000 Blade Enclosure 複数枚のBladeシステムと、要件に応じた DISKやStorage CLIM(HBA)とIP CLIM(NIC) をInfini Bandをシステム内バスとして接続し 1台のNonStopサーバーが構成されています
  9. 9. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.9 HP Integrity NonStop X システム概要図 10Gb Ethernet SASディスク (HDD, SSD) ディスクI/O コントローラ (Storage CLIM) ディスクI/O コントローラ (Storage CLIM) ディスク サブシステム Ethernet サブシステム LANコントローラ (IP CLIM) メインCPU モジュール XP7 (HDD, SSD) InfiniBand FDR LANコントローラ (IP CLIM) C7000エンクロージャに ハーフハイトブレード 最大16台を搭載 C7000 エンクロージャ 背面に2台搭載 Bonding & Fail over pair構成 4柔化された ディスクI/Oパス 標準構成で単一障害点の無い冗長構成を提供 * 本情報はリリース前の内容を含みます。掲載の情報は予告なく変更されることがあります。
  10. 10. HPNonStopSQLの特徴
  11. 11. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.11 常に安定したレスポンス • エンド向けのレスポンスが不安定だと・・・ → 応答時間の悪さは、ユーザーが他社サービ スに流れる理由の常に上位! システムトータルでの保守サポート • 複数ベンダーによるシステム構築では・・・ → サポートも時間がかかり、特に障害切り分け などはベンダー間を「たらい回し」になること も多く、ユーザーへのストレス増大 重要データを託せる信頼性 • データ破損や消失が1件でもあると・・・ → ミッションクリティカルなデータは、1件のロス トも許されない最重要レコード!データの一 貫性を担保できることが肝心 ビジネスを絶対止めない • 障害時にサービス停止が起きると・・・ →直接的なビジネス被害だけでなく、機会損出 社会問題への発展、企業の信用失墜など その影響は甚大! ミッションクリティカルDBにおける命題 すべての要件にお応えできるのがHP NonStop SQL です!!
  12. 12. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.12 Oracle RACはAL3、HP NonStopはAL4の最高レベル 調査機関(IDC)による可用性レベルの違い Availability Level Characterization Impact of Component Failure System Protection Factor Availability level 4 (AL4) Fault-tolerant server Switch to alternate resources is not perceptible to end users 100% component and functional Availability level 3 (AL3) Clustered server Short outage is needed for failover to take place User workload fails over to alternate Availability level 2 (AL2) Workload balancing Balancing may not be perceptible to end users because of retry User request is redirected to alternate resources Availability level 1 (AL1) Not shipped as highly available Need to switch to redundant resources before processing resumes No special protection for availability Source: IDC, Sept. 2012 , Doc #236946 Worldwide and U.S. High-Availability Server 2012-2016 Forecast and Analysi http://www.gii.co.jp/report/id205877-worldwide-us-high-availability-server-2011-2015.htmls 注:最新版は Worldwide and U.S. High-Availability Server 2014-2018 Forecast and Analysis HP NonStop Server Oracle RAC 1段階の差がビジネスに与えるインパクトを次ページで見てみましょう
  13. 13. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.13 OracleとNonStop SQL 【可用性レベルの違い】 libro 700 medico 420 modero 100 OUT OF SERVICE libro 700 medico 420 modero 100 AL3:Oracle RACなどのクラスターDBでは・・ • ノード障害発生時の復旧には分単位でかかる • 復旧中はDBアクセス不可→全業務停止 • エンドユーザーに多大なビジネス影響 AL4:NonStop SQLでは! • Blade障害発生時の自動復旧は数秒以内 • 復旧中も他Bladeは稼動続行→サービス無停止 • エンドユーザーが障害と気付かないレベル ミッションクリティカルなDBと呼べますか? NonStop SQLはビジネスを止めません! 障害発生 Oracle RAC NonStop SQL 復旧中 障害発生復旧中 ♪
  14. 14. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.14 OracleとNonStop SQL 【レスポンスの違い】 Oracle RACやOracle Exadataでは・・ • 広大なCPUパワーで複数業務取り込めると言う • ただし、バッチとOLTPを同時実行すると、MCとして 最重要なOLTPのレスポンス維持は困難 • 結局システム分割や高度なチューニングが必要に NonStop SQLでは! • OLTPに全く影響せず同一DBでバッチ実行が可能 • 複雑なチューンは不要。優先度の設定のみでOK • 1台のNonStopで業務のコンソリが実現 適性なサーバーリソースで最適なMC環境を バッチ OLTP OLTPレスポンス OLTPレスポンス OLTP バッチ
  15. 15. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.15 OracleとNonStop SQL 【保守性の違い】 Oracleでは・・ • 管理ツールやサポート情報は非常に充実 • ただしマルチベンダのシステムの場合、障害時の 原因切り分け(HW・OS・DB)は困難を極める • たらい回し、迷宮入り、などで解決しないケースも NonStop SQLでは! • HW、OS、DB、MWまですべてHPでワンストップ保守 • 専任スタッフによる24h体制でのサポート • 徹底した原因追及で再発リスクを排除 保守・サポートもミッションクリティカル級 D社 Storage A社 DB B社 Cluster C社 OS Server A B C D trouble trouble hpGood!
  16. 16. HPNonStopSQLが 止まらないのはナゼ?
  17. 17. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.17 HWとSWの組み合わせで実現 NonStop SQLが止まらない理由 ハードウェアによる無停止アーキテクチャ • DISK、NIC、Infiniband、すべてのコンポーネントが2重化以上の構成 • 単一点の障害が起きたとしても切り替わりに業務影響なし • インテリジェントなNICにより即時の再接続が可能 • 1 Bladeが停止したとしてもソフトウェア機能によりサーバー全体は無停止 ソフトウェアによる無停止アーキテクチャ • Blade障害時は、NonStop OSやSQLのエンジンが他Bladeに瞬時にTakeOver • 疑わしきは殺す「Fail Fast」の思想で、ハングアップや無応答による断を排除 • 初期設計段階から無停止ありきでアーキテクトされたDBMS!
  18. 18. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.18 すべてのH/Wパーツが標準で2重化以上の構成 高可用実現のアーキテクチャー HWパーツの冗長構成+ 障害箇所を局所化できる構成 • 全てのHWは標準構成で2重化も しくは 多重化されている • プロセッサ、 I/Oコントローラ、I/O デバイスは互いに電気的に独立 しており、InfiniBand FDRの高速シ ステム内ネットワークに接続され ている • I/Oはディスクストレージ、ネット ワークそれぞれ専用のコントロー ラを疎結合で 配置 • NonStop OS はプロセッサごとにコ ピーが分散稼働。メッセージング 連携によりシングルシステムとし て動作 Storage CLIM LAN CPU#0 MEM Core Itanium Storage CLIM IP CLIM IP CLIM ServerNet Core Core Core SvNet InfiniBand FDR Switch CPU#1 MEM Core Itanium Core Core Core SvNet CPU#2 MEM Core Itanium Core Core Core SvNet CPU#3 MEM Core Itanium Core Core Core SvNet POWER POWER POWER POWER POWER POWER FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN FAN ALERM ALERM CPUの 多重化 IO装置の 多重化 DISKの ミラー化 Network の2重化 システムバス の2重化 FANの 多重化 電源の 多重化 自動通報 の2重化
  19. 19. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.19 すべてのコンポーネントを2重化することでDISKへのアクセス続行を担保 ストレージ関連H/Wの耐障害性 $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-M InfiniBand Switch (実際にはBladeシャーシ の背面にあります) SASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM • DISK スピンドル、DISK Enclosure障害 – NonStop上の論理Volumeは2つの物理DISKのミ ラーリングで構成されている – DP2(OS上のデバイスドライバ)からは、両系のDISK に常に同じWRITEが行われる – READする際にも両方のDISKを効率が良く利用 – 上記のような仕様になっているため、万が一片系の DISKスピンドルやDISK Enclosureが障害となっても、 もう片方のDISKスピンドルに対して途切れることなく アクセスが継続される – DISKへ到達する経路に存在するコンポーネントもす べて2重化されているため、Storege CLIM障害、 InfiniBand障害に関しても耐性がある
  20. 20. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.20 例) 片系DISKスピンドル障害、片系DISK Enclosure障害になった場合 ストレージ関連H/Wの耐障害性 (続き) $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM 片系のDISKスピンド ルで処理続行
  21. 21. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.21 例) 片系Storrage CLIM障害になった場合 ストレージ関連H/Wの耐障害性 (続き) $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM 障害となったCLIMを迂回 するようにパスが切り替 わり両方のDISKへのアク セスを継続
  22. 22. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.22 例) 片系InfiniBand Routerの障害になった場合 ストレージ関連H/Wの耐障害性 (続き) $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM $DISK-P Storage CLIM X Y $DISK-MSASディスク Blade 筐体 DP2-B DP2-P #0 #1 1論理Volume SAS SAS Storage CLIM 障害となったInfiniBandを 迂回するようにパスが切 り替わり両方のDISKへの アクセスを継続
  23. 23. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.23 通信続行不能なケースは即座にReset Packetを送出しリトライ可能にする インテリジェントなNIC ~IP CLIM~ NIC IP CLIM C7000 Blade Enclosure IP CLIM CPU InfiniBand Single IP 2台のNICがSingle IPで コネクションを受付 ラウンドロビンで コネクションを各Blade にロードバランス NIC IP CLIM C7000 Blade Enclosure IP CLIM CPU InfiniBand Single IP Blade障害になった場 合は、IP CLIMがそれを 即座に検知し、該当 Blade上のコネクション にReset Packetを送出 IP CLIMが障害になっ た場合でも、それを Bladeが検知し、該当 コネクションに片系の IP CLIM経由でReset Packetを送出 クライアントではサーバーダウンによる無応答を回避!すぐにResetを受けてリトライ可能
  24. 24. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.24 ソフトウェアに組み込まれた無停止機能 高可用実現のアーキテクチャー プロセスペア技術による 基本ソフトウェアの無停止化 • フェイルオーバー(再起動)ではなく、テイクオー バー(処理継続)がコンセプト • NonStop OS や基幹ミドルウェアは、すべてプロ セスペアにて実装 • 2CPUに、2プロセスがペアとして存在する • 実稼動するのは、Primaryプロセスのみ • Backupプロセスは継続に必要となる情報を Primaryプロセスから定期的に受信 • Primaryプロセスの異常終了や、CPUダウンが 起きると、自動的にBackupがPrimaryに昇格し て、ダウン直前の状態から処理を継続実行する • データの整合性もトランザクション保護製品に より、自動的に一貫性を保持 CPU 0 CPU 1 CPU 2 CPU 3 PrimaryBackup Primary Backup Primary Backup PrimaryBackup Primary Backup CPU 0 CPU 1 CPU 2 CPU 3 Primary Primary Primary PrimaryBackup Primary Backup CPU 障害
  25. 25. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.25 S/W異常の切り離しを短時間で確実に実行する技術 Fail Fastという発想 • CPU同士は相互に監視をしているので、あるCPU上のOSやDBエンジンが、ハングアップ、無 応答、一部機能のパニック、SW障害などに陥った場合は「Fail First」の思想に基づき、その CPUをシステム全体から即座に切り離し業務続行を優先します • そのための相互監視機能(一般的にはクラスタウェア相当)は、OSの中核に位置し最優先で 実行されます。またこれは標準機能として搭載されており、ユーザーが意識する必要はあり ません Storage DB Cluster OS DB OS Server Server NonStop OS Storage NonStop OS NonStop SQL NonStop SQL Blade Blade Storage 切り離し 処理 継続 オープンシステムでは クラスタウェア自体が ハングしたり、OSから の間欠的な無応答で なかなかキレイに切り 離せないことがある <Clusterd DB> <NonStop SQL>
  26. 26. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.26 フォールト・トレランスが内包されているDBエンジン なぜNonStop SQLが止まらないのか DB Server OS DB Server OS DB Server OS Cluster 一般的なデータベース NonStop SQLでは • サーバー単体では可用性が担保 できないので・・・ • HA構成、クラスタの採用など可用 性を高めるための構成を、HW MWふくめ検討する必要がある • 単体で動いているときは構成も挙動 も異なる • 可用性を上げるために逆に障害点 を増やしてしまうことに • メンバ障害で業務停止、また共有部 分の障害は致命的に プロセッサ OS DB プロセッサ OS DB プロセッサ OS DB プロセッサ OS DB ServerNet • SWレベルでの高いFT性をもつNonStop OSの中に 実装されたデータベース • 1台のサーバーでそもそも高可用が実現できている • 「クラスタリング」のような上かぶせの技術が不要なため、障 害点が増えることもない • 共有要素がないため致命的な障害が起こりにくい
  27. 27. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.27 HP NonStop SQL • 高まる信頼性要求に応えていくための、無停止 データベースという選択肢 • 停止のリスクを年々拡大中 • オープン、かつ高いセキュリティを実現 • x86プロセッサーを利用し、ハードウェアをすべてオープン 化した、新しいHP Integrity NonStop Xも登場 • 他DBからの移行も支援。大幅なTCO削減を • 引き合い、事例拡大中
  28. 28. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. 日本HP:次のセッションは、 11日15:30- C25:NonStopSQL 「HPNonStopSQLはなぜグローバルに分散DBを 構築できるのか、データの整合性を保てるのか」
  29. 29. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. 日本HP:ベンダーディセッションでは、 12日12:30- D32:In-Memory/SAPHANA 「HPPresents:インメモリDBを見据えた、スケールアップへの回帰その1: HPの全方位インメモリDB化に向けた取り組みとSAPHANAインメモリDBの効果を、SAP 社とともに読み解く」 12日13:30- D33:SQLServer 「HPPresents:インメモリDBを見据えた、スケールアップへの回帰その2: SuperdomeX上のSQLServer2014OLTP検証結果とSQLServervNext最新情報」 12日14:30- D34:In-Memory 「HPPresents:インメモリDBを見据えた、スケールアップへの回帰その3: In-DatabaseAnalyticsが実現する圧倒的なデータ分析パフォーマンス」
  30. 30. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice.30 アンケートにご協力ください
  31. 31. © Copyright 2014 Hewlett-Packard Development Company, L.P. The information contained herein is subject to change without notice. Thankyou

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