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2.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | (Die Oracle) NoSQL DB für DBAs Nicht nur was für Mutige Karin Patenge | karin.patenge@oracle.com | @kpatenge Principal Solution Engineer | BU Cloud & Core Technologies Oracle Deutschland B.V. & Co. KG DOAG 2019 Database | Düsseldorf | 3.-4. Juni 2019 | #DOAGDB19
3.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Safe Harbor Statement The preceding is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions. The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle’s products remains at the sole discretion of Oracle. 3
4.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Kurze Einführung in die Oracle NoSQL DB Durch die DBA Brille auf die Oracle NoSQL DB geschaut Was wir heute nicht mehr besprechen (können) Ihre Fragen 1 2 3 4 4
5.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Kurze Einführung in die Oracle NoSQL DB Durch die DBA Brille auf die Oracle NoSQL DB geschaut Was wir heute nicht mehr besprechen (können) Ihre Fragen 1 2 3 4 5
6.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | 6 NoSQL Datenbanken – Die wichtigsten Kategorien Quelle: www.freecodecamp.org/news/nosql-databases-5f6639ed9574/
7.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Das Fundament der Oracle NoSQL DB • Key-Value Datenbank Horizontal-verteilter KV Store – Primär- und Sekundärindizes – Unterstützung auch für JSON (Document Store), Graphen – API für SQL-ähnliche Zugriffe • Basiert auf Oracle Berkeley DB Java Edition High Availability • Datenhaltung – ready for web scale – Parallele Schreibvorgänge auf Masterknoten – Paralleles Lesen von Master- und Replikaknoten – Hochverfügbarkeit per Replikation (Verteilung von Datenkopien auf Replikaknoten) – Konsistenz und Persistenz konfigurierbar (ACID <-> BASE) – Transparentes Loadbalancing KVStore
8.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Wichtige Merkmale Text Datenbank Kern- Funktionalität Fokus auf Anwendungs- entwicklung Enterprise- Grade Software • Verteilte Datenhaltung (Sharding) • Flexibel, horizontal skalierbar (Shared nothing) • Vorhersagbare, geringe Latenzzeiten • Hoher Durchsatz • Hochverfügbar, ausfallsicher • REST Interface für Administration • Monitoring über JMX • Geringer Administrationsaufwand • Einfach zu erweitern, auch geografisch verteilt • Automatisches Rebalancing • Kerberos, Authentication • Verschüsselte Daten (Transport/Speicherung) • Time-To-Live (Daten mit “Verfallsdatum”) • Mandantenfähigkeit (über Namespaces) • Starke Integration in das Oracle Tech Portfolio 8 • Datenmodelle: • Key-Value (KVStore) • JSON • Table • Graph (über Big Data Spatial and Graph) • Einfache GET/PUT Operationen • Verschiedene Programmier- APIs inklusive SQL • BASE und ACID unterstützt • Sekundärindizes • Freie Community Edition über Apache 2.0 Lizenz • Basic Edition inkludiert in Oracle DB EE Lizenz
9.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Als Datenmanagementplattform für Anwendungen, die: – Hohe Datenvolumina produzieren und/oder konsumieren, typischerweise in hoher Geschwindigkeit oder durch die Menge an Datenquellen – Antworten auf Nutzeranfragen in Echtzeit oder nahezu Echtzeit liefern müssen – Sich häufig verändernde Datenmodelle unterstützen müssen – Sich elastisch an dynamische Arbeitslasten anpassen müssen • Branchenübergreifend 9 Und wofür setzen Sie die Datenbank / den KVStore ein?
10.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Informationen und Download • Aktuelle Version 19.1.8 – Anpassungen an Release Cycle und Versionierung analog der Oracle DB • Oracle Technology Network (OTN) – Download (als .zip bzw. .tar.gz – Server, Examples, Treiber) • Enterprise und Community Edition www.oracle.com/technetwork/database/database-technologies/nosqldb/downloads • Basic Edition edelivery.oracle.com – Dokumentation (Server, Treiber, Get started, Tutorials, Videos, APIs, ...) docs.oracle.com/en/database/other-databases/nosql-database – Community community.oracle.com/community/groundbreakers/database/nosql_database 10
11.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Kurze Einführung in die Oracle NoSQL DB Durch die DBA Brille auf die Oracle NoSQL DB geschaut Was wir heute nicht mehr besprechen (können) Ihre Fragen 1 2 3 4 11
12.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Architektur Oracle NoSQL DB Application NoSQLDB Treiber SN1 RN1 SN5 RN5 SN9 RN9 SN2 RN2 SN6 RN6 SN10 RN10 SN3 RN3 SN7 RN7 SN11 RN11 SN4 RN4 SN8 RN8 SN12 RN12 SN13 RN13 SN14 RN14 SN15 RN15 SN16 RN16 RN17 RN18 SN17 RN19 RN20 RN21 Storage Nodes Capacity = 1 Capacity = 3 Replication Factor = 3 (Total # of RNs in a Shard) RM Shard1 Shardn R RM R Shards ≡ Replication Groups WRITE Master Replica Node (RN) READ Least busy Replica Node (Master or Replica) 12 Oracle NoSQL DB Application NoSQLDB Treiber Oracle NoSQL DB Application NoSQLDB Treiber Load Balancer / Web Server Über External Tables (setzt NoSQL DB EE voraus)
13.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Beispiel 3x3 Cluster • 3 Shards • 3 Storage Nodes • Beliebig erweiterbar – Zusätzliche Zones – Zusätzliche Shards – Zusätzliche Storage Nodes Storage Node 3 (Capacity = 3) Storage Node 2 (Capacity = 3) Storage Node 1 (Capacity = 3) M R R M R RR R M Shard 1 Shard 2 Shard 3 Erläuterungen : Shard ≡ Replication Group Primary Zone ≡ Primary Data Center M = Master R = Replikat Primary Zone Get(shardKey=4567) MD5Hash(4567) Application NoSQL DB Driver
14.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Deployment Optionen (I) Eigene Verantwortung für • Sizing • Hardware: Netzwerk, Compute Instanzen, Storage • Installation, Upgrade, Patches aller beteiligten Software Komponenten • Configuration, Deployment • Load Balancing 14 „Do-it-yourself“ NoSQL DB Cluster • Auf eigener Hardware • Auf Oracle Cloud Infrastructure (OCI) Ressourcen – mit Bare Metal Shapes tinyurl.com/nosqldbbaremetal – mit VM Shapes tinyurl.com/nosqldbvmshapes
15.
Copyright © 2019,
Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • 3 Compute Instanzen mit je 3 Block Volumes attached verteilt auf die 3 Availability Domains in Frankfurt • Freigabe der Ports über Security Lists [nosql@kp-nosql-db-ad1-0 ~]$ ./pingkvstore.sh Pinging components of store kvstore based upon topology sequence #136 120 partitions and 3 storage nodes Time: 2019-03-11 10:40:56 UTC Version: 18.3.10 Shard Status: healthy:3 writable-degraded:0 read-only:0 offline:0 total:3 Admin Status: healthy Zone [name=Frankfurt id=zn1 type=PRIMARY allowArbiters=false masterAffinity=false] RN Status: online:9 read-only:0 offline:0 maxDelayMillis:0 maxCatchupTimeSecs:0 Storage Node [sn1] on 10.0.0.4:5000 Zone: [name=Frankfurt id=zn1 type=PRIMARY allowArbiters=false masterAffinity=false] Status: RUNNING Ver: 18.3.10 2019-01-10 02:48:19 UTC Build id: 2e51533ae0d0 Edition: Enterprise Admin [admin1] Status: RUNNING,MASTER Rep Node [rg1-rn1] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:498 haPort:5031 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 Rep Node [rg2-rn1] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:514 haPort:5032 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 Rep Node [rg3-rn1] Status: RUNNING,MASTER sequenceNumber:500 haPort:5033 available storage size:94 GB Storage Node [sn2] on 10.0.1.3:5000 Zone: [name=Frankfurt id=zn1 type=PRIMARY allowArbiters=false masterAffinity=false] Status: RUNNING Ver: 18.3.10 2019-01-10 02:48:19 UTC Build id: 2e51533ae0d0 Edition: Enterprise Admin [admin2] Status: RUNNING,REPLICA Rep Node [rg1-rn2] Status: RUNNING,MASTER sequenceNumber:498 haPort:5031 available storage size:94 GB Rep Node [rg2-rn2] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:514 haPort:5032 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 Rep Node [rg3-rn2] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:500 haPort:5033 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 Storage Node [sn3] on 10.0.2.3:5000 Zone: [name=Frankfurt id=zn1 type=PRIMARY allowArbiters=false masterAffinity=false] Status: RUNNING Ver: 18.3.10 2019-01-10 02:48:19 UTC Build id: 2e51533ae0d0 Edition: Enterprise Admin [admin3] Status: RUNNING,REPLICA Rep Node [rg1-rn3] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:498 haPort:5031 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 Rep Node [rg2-rn3] Status: RUNNING,MASTER sequenceNumber:514 haPort:5032 available storage size:94 GB Rep Node [rg3-rn3] Status: RUNNING,REPLICA sequenceNumber:500 haPort:5033 available storage size:94 GB delayMillis:0 catchupTimeSecs:0 15 Beispiel: Deployment 3x3 Cluster auf OCI mit VM Shapes
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Voraussetzungen – Java 8 oder höher • Installation – Download der Software • Empfehlung: Server & Examples – Nutzer „nosql“ anlegen – Auspacken der Software – Verzeichnisse einrichten – Umgebungsvariablen setzen • Deployment in 3 Schritten 1. makebootconfig 2. Starten der Storage Node Agents 3. Topologie deployen 16 Deployment: Ein paar Schritte zum NoSQL DB Cluster [nosql@kp-nosql-db-ad1-0 scripts]$ cat makebootconfig.sh #!/bin/bash # Login as user nosql # Use the makebootconfig utility to generate the configuration. We do this for each storage node # -root the KVROOT directory # -host node hostname or IP address # -port specifies the registry port used by the Storage Node Agent # -admin specifies the port used by Administration Service to listen for HTTP connections # -harange specifies the range port used by the replication nodes and Administration services # -capacity specifies number of a Replication Nodes supported by Storage Node # -num_cpus used when multiple Replication Nodes are configured on a Storage Node. If the value is 0, the system will attempt to query the Storage Node to determine the number of processors on the machine. # -memory_mb total memory available for the cache and heap sizes. If the value is 0, the store will attempt to determine the amount of memory on the machine, but that value is only available when the JVM used is the Oracle Hotspot JVM. # -store-security specifies if security will be used or not. In this example no security is used. ########### Bootstrap Storage Node 1 ########## java -Xmx64m -Xms64m -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar makebootconfig -root $KVROOT -host 10.0.0.4 -port 5000 -admin-web-port 5010 -servicerange 5015,5025 -harange 5030,5050 -capacity 3 -admindir /disk1/ondb/admin -admindirsize 50_GB -store-security none -memory_mb 6000 -storagedir /disk1/ondb/data -storagedirsize 250_GB -storagedir /disk2/ondb/data -storagedirsize 250_GB -storagedir /disk3/ondb/data -storagedirsize 250_GB -rnlogdir /disk1/ondb/rnlog -rnlogdir /disk2/ondb/rnlog -rnlogdir /disk3/ondb/rnlog echo " Done bootstrapping storage-node 1" ################################################ [nosql@kp-nosql-db-ad1-0 scripts]$
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Admin CLI > java -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar runadmin -port 5000 -host localhost - store kvstore kv -> verify prerequisite kv -> show topology ... • REST Interface – Setzt „admin-web-port“ in makebootconfig voraus – Wird automatisch gestartet – Doku docs.oracle.com/en/database/other- databases/nosql-database/19.1/rest- admin/index.html 17 Deployment prüfen
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Oracle Big Data Appliance www.oracle.com/de/engineered-systems/big-data-appliance/ – Schnelles Setup, skalierbar, kosteneffizient (TCO) – Vorintegrierte Full Rack Konfiguration • Oracle's Sun x86 Servers • InfiniBand und Ethernet Konnektivität – Vorinstallierte SW Komponenten • Cloudera Enterprise Technology Software inkl. Cloudera CDH, Cloudera Manager, Cloudera Impala, Apache Kafka, Apache Spark, ..., NoSQL DB CE, Oracle R, Big Data Spatial and Graph, Big Data SQL, Konnektoren – Perfekt ausbalanziert – Erweiterbar Deployment Optionen (II) 18 Engineered Systems mit NoSQL DB – Einfaches Testen auf vorgefertigter Big Data Lite VM (Zustimmung zu Oracle Big Data Lite License Agreement) tinyurl.com/oracle-bdl-vm-411 > java -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar kvlite – Quickstart to KVLite docs.oracle.com/en/database/other- databases/nosql-database/19.1/kvlite/quick-start- kvlite.pdf
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Oracle NoSQL DB Cloud Service • Zielgruppe: Anwendungsentwicklung • Verfügbar seit August 2018 – cloud.oracle.com/nosql – Provisioniert auch über RZ in Frankfurt • Fully-managed Cloud Service – Elastisch – Schnell, vorhersagbare Performanz – Flexible Datenmodelle – Minimale Administration (Nutzer und Berechtigungen) – Umfangreiche Sicherheitsfunktionen – Von On-Premises in die Cloud (und wenn gewollt auch wieder zurück) In wenigen Schritten nutzbar 1. Download Client Software und auspacken 2. Arbeitslast Ressourcen bestimmen 3. Anwendung entwickeln und testen/simulieren 4. Cloud Service abonnieren und aktivieren 5. Nutzer/in anlegen und Zugriffsrechte vergeben 6. Credentials Datei anlegen 7. Anwendung anpassen, kompilieren und starten 19 Deployment Optionen (III)
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Deployment Optionen (IV) • Paketieren, Deployen und Starten von Anwendungen im Container • Fokus auf Unterstützung der Anwendungsentwicklung • Oracle NoSQL DB CE – „kvlite“ Single node - Single shard Oracle NoSQL DB Store $ docker run -d --name=kvlite oracle/nosql • Überblick blogs.oracle.com/nosql/oracle-nosql-database-on-docker • Quickstart Running Oracle NoSQL DB in Docker hub.docker.com/r/oracle/nosql/ 20 Oracle NoSQL DB als Docker Container
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Die gleiche Datenbank on-premises, in der Cloud und im Container 21
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Typische administrative Aufgaben 22
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Backup (Snapshots) • Erzeugen $ java -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar runadmin -port 5000 -host localhost - store kvstore kv-> snapshot create -name Tuesday Created data snapshot named 190528- 151513-Tuesday on all 12 components Successfully backup configurations on sn1, sn2, sn3 • Überprüfen (auf allen Storage Nodes) – Configuration und Environment Files $ tree $KVROOT – Data Files $ tree <path2data>/rg1- rn1/snapshots/ 23
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Direkt von Snapshots • Schnellere Methode, aber Restore nur in die exakt gleiche Topologie wie zum Zeitpunkt des Snapshots • 2 Schritte – Storage Nodes nacheinander stoppen > java -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar stop –root $KVROOT – Storage Nodes wieder starten unter Nutzung der Snapshots > java -jar $KVHOME/lib/kvstore.jar start –root $KVROOT –restore-from- snapshot <snapshot_name> -update- config [true | false] Über Load Utility • Restore inklusive der Metadaten in einen neuen KVStore • 5 Schritte 1. Neuen KVStore anlegen, starten und konfigurieren 2. Alle Snapshot-Verzeichnisse im alten KVStore lokalisieren 3. Laden der Metadaten in den neuen KVStore 4. Deployment für den neuen KVStore mit den Metadaten mit Load Utility 5. Daten laden in den neuen KVStore mit Load Utility 24 Restore
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Offline • 3 Schritte 1. Stoppen aller Storage Nodes 2. Neue Software installieren (auspacken) und neues $KVHOME setzen 3. Starten aller Storage Nodes • KVStore temporär nicht erreichbar Online • Rolling upgrades • Setzt Replication Factor > 2 voraus • Script-Beispiel im examples/update Ordner – Upgrade auf einem der Admin Knoten – Überprüfen, ob Software Anforderungen erfüllt sind – Reihenfolge bestimmen für Upgrade der einzelnen Storage Nodes – Upgrade der Storage Nodes (nacheinander) 25 Upgrades
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • SQL Shell nutzt Table API > java -jar $KVHOME/lib/sql.jar -helper- hosts kp-nosql-db-ad1-0:5000 -store kvstore sql-> show tables tables JSONPersons JSONPersons.quotes SYS$IndexStatsLease SYS$PartitionStatsLease SYS$SGAttributesTable SYS$TableStatsIndex SYS$TableStatsPartition Users bikestations deutschebahn test:customer_v1 ... sql-> show namespaces namespaces automontive sysdefault test sql-> show table bikestations tableHierarchy bikestations sql-> select count(*) from bikestations; {"Column_1":1} 1 row returned sql-> mode column Query output mode is COLUMN sql-> select count(*) from bikestations; +----------+ | Column_1 | +----------+ | 1 | +----------+ 1 row returned sql-> ... 26 SQL für die „Komfortzone“
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Import/Export von JSON|BSON|MongoDB JSON > java -jar $KVHOME/lib/kvtool.jar import -external -store kvstore - helper-hosts kp-nosql-db-ad1- 0:5000,kp-nosql-db-ad2-0:5000,kp- nosql-db-ad3-0:5000 -config import_config -format MONGODB_JSON - status /home/nosql/checkpoint_dir - verbose • Integration in SQL Developer • Integration in Oracle Enterprise Manager – Monitoring des KV Store und der Storage Nodes über Plug-In – Voraussetzung: JMX enabled plan change-parameters -service sn1 -wait - params mgmtClass=oracle.kv.impl.mgmt.jmx.JmxAgent – EM Agent Prozess benötigt Leserecht auf $KVROOT 27 Nützliche Werkzeuge
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Admin Operationen über REST API – HTTP Requests: GET, PUT, DELETE, POST – Payload: JSON – SSL verschlüsselt • REST Endpoints docs.oracle.com/en/database/other-databases/nosql- database/19.1/rest-admin/rest-endpoints.html • Tasks – Administration – Plans – Pools – Show – Snapshots – Topologies – Verification 28 Administration über REST Schnittstelle $ curl -i -X POST "https://myhost:5010/V0/nosql/admin/topology" -d '{"command":"show"}'
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | Agenda Kurze Einführung in die Oracle NoSQL DB Durch die DBA Brille auf die Oracle NoSQL DB geschaut Was wir heute nicht mehr besprechen (können) Ihre Fragen 1 2 3 4 30
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | • Topologie verändern – # Storage Nodes anpassen – # Shards anpassen – Neues Data Center hinzufügen • Ports ändern • Monitoring – Software – Hardware • Sicherheit – Secure store – Firewall konfigurieren – Verschlüsselung • Sizing • Tuning • Mandantenfähigkeit • Troubleshooting – Fehlerhafte Storage Nodes ersetzen – Fehlerhafte Platten ersetzen – Korrupte Daten erkennen und darauf reagieren • Integration mit – Oracle DB – Elasticsearch | Logstash | Kibana 31 Weitere Themen
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Oracle and/or its affiliates. All rights reserved. | 33 @OracleNoSQL @kpatenge @OracleBUDB karin.patenge@oracle.com https://www.linkedin.com/groups/4147754/ Ausgabe 06/2018 (Dezember) Keine Angst vor Key-Value-Stores: Einblicke in die Oracle NoSQL DB Vielen Dank! DWH / Big Data Community Workshops & Seminare über: www.oracle.com/de/database/data-warehouse/community.html
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