※ 本記事は、Markus Michalewicz による”High Availability, Scalability, and Disaster Recovery with Oracle Database 23ai“を翻訳したものです。
2024年5月2日
Oracle Database 23ai は、Oracle Database の最新バージョンであり、開発者やデータベース管理者向けにこれまでにない特徴や能力を提供します。さらにこのリリースでは、オラクルの卓越した高可用性（HA）・スケーラビリティ・ディザスタリカバリ（DR）機能を、より高速で信頼性が高く統合され、大規模な拡張性を備えた効率的な方法で提供することに重点を置いています。
Oracle Database 23aiを可用性、スケーラビリティ、およびDRに使用する理由
あらゆるビジネスで最も価値のある資産の1つであるデータは、ますます高速に拡散しています。企業はデータの拡散を管理するため、さまざまなプールやコンテナにデータを統合して保護するために、多くのデータベースやツールを使用しています。オラクルのコンバージド・データベースは、複数のワークロードと様々なデータ型をサポートし、多くの組み込みまたは追加可能なHA機能を備えています。オラクルのコンバージド・データベースを使用することで、オラクルの顧客はデータをより効率的に分析し、アプリケーションをより迅速に開発・展開できるようになるだけでなく、統合されたさまざまなHA機能をすぐに利用できるようになります。
Oracle Database 23aiは、現在市販されている他のデータベースとは異なり、すべての一般的な高可用性およびスケーラビリティ・アーキテクチャをサポートしています。Oracle Real Application Clusters（RAC）に始まり、オラクルの受賞歴のあるオール・アクティブな共有ディスク・データベース実装、あらゆるレプリケーション・ニーズを満たす（Active）Data Guard、GoldenGate、およびこれらのテクノロジの任意の組み合わせが可能です。最新のサポート対象アーキテクチャはオラクルのGlobally Distributed Database で、オラクルの顧客はデータ主権のユースケースに便利に対処でき、データベースのシャーディングをサポートできるアプリケーションにハイパースケール・アーキテクチャを提供できます。Oracle Database 23aiでは、同じアプリケーションがRAFTベースのレプリケーション・メカニズムを使用して、トランザクション実行と統合されたビルトイン・レプリケーションを行うことができ、データ損失ゼロの高速かつ自動的な3秒以下のフェイルオーバーを実現します。
オラクルの顧客によると、高可用性の問題（障害による計画外の停止）は、もはやデータベースの可用性に関する最重要課題ではなくなっているといいます。MAA（Maximum Availability Architecture）チームによる最近の調査では、パッチ適用とアップグレード(計画メンテナンス)は、最も一般的なペイン・ポイントに挙げられています。定期的なパッチ／アップデートの必要性と、「パッチ適用」に起因する頻繁な機能拡張は、約30％のケースでメンテナンス関連のダウンタイムの主な原因と考えられています。
システム間でのローリング・メンテナンスは、メンテナンス関連のダウンタイムを削減するための解決策であり、これまでは補助データベースやOracle Real Application Clusters（RAC）のようなマルチノード・クラスターが必要でした。Oracle Database 23ai では、1台のサーバーでマルチノード・クラスターと同じメンテナンスの利点を提供できます。
この機能を実現する機能は、Single Server Rolling Database Maintenance と呼ばれています。この機能により、特別な Oracle RAC One Node 実装を使用して、ローリング適用可能なパッチとアップデートを単一サーバーのみに適用できます。Oracle RACは、ローカル・ローリング・データベース・メンテナンスと呼ばれる同様の機能をサポートしており、計画的なメンテナンスがクラスタ内のリモート・ノードのワークロードに干渉することを防ぎます。
データが拡散するにつれて、HA 機能に必要なときに迅速にアクセスする要件も増えています。Oracle Database 23ai では、「高可用性へのアクセスの高速化」が Oracle Database の最新リリースのもう一つの重点分野であったため、すべての HA アーキテクチャを組み合わせ（「置き換えるのではなく、アドオンする」）、迅速にアクセスすることができます。
このフォーカスエリアの主な特徴のひとつに、Oracle Grid Infrastructureのディスク・フットプリントの大幅な削減があります。Oracle Grid Infrastructure は Oracle Real Application Clusters (RAC) データベースの基盤であり、Oracle RAC データベースをデプロイする前にデプロイする必要があります。Oracle Database 23ai では、Oracle Grid Infrastructure のディス ク・フットプリントが半分に削減され（Oracle Grid Infrastructure 19c と比較して、ディスク容量が 2 倍以上削減）、初期導入が大幅に高速化されます（Oracle Grid Infrastructure 19c と比較して、2 ノード・クラスターで最大 33% 高速化）。
ディスク・フットプリントの削減によるもう1つのメリットは、Oracle RAC環境のコンテナへの展開が容易になることです。Oracle RACを含むOracle Databaseは、長い間コンテナでサポートされてきました。たとえば、DockerコンテナでのOracle RACは、Oracle Database 19c以降、完全にサポートされています。
https://blogs.oracle.com/maa/post/oracle-rac-on-docker-now-with-full-production-support.
Podman上でのOracle RACのサポートは後に追加され、このLinuxリリースをサポートする最初のコンテナ環境として、Oracle Linux 8上でのOracle RAC 19c、21c、23ai の高速で軽量なデプロイが可能になりました。ベースとなるOracle RAC Podmanイメージは、GitHubとOracle Container Registryで入手できます。顧客はベース・イメージに手動でRUを適用し、必要に応じてカスタム・イメージを作成できます。
Oracle Database 23aiは、待望のOracle RAC on Kubernetesサポートを追加します。技術的には、Kubernetesがポッド全体でOracle RACコンテナ・イメージのデプロイをオーケストレーションするため、Oracle Database 23aiはKubernetes上でOracle RACを実行するための要件ではありません。それでも、テストと特定の機能強化は、最新のOracle Databaseリリースでのみ利用可能になります。その機能強化の1つが、Oracle RAC on KubernetesをサポートするOracle Operatorです。https://www.oracle.com/database/kubernetes-for-container-database/#database-operator
継続的な統合と革新
最も信頼性の高いデータベース・アーキテクチャであるオラクルのMAA（Maximum Availability Architecture）を提供する上で、重要なのは必ずしも重要な機能強化や革新ではありません。既存の機能との統合や細かな機能強化も同様に重要です。Oracle Database 23ai には、このような統合機能や、さまざまな分野にわたる細かな改良が数多く含まれており、大きな違いを生み出しています。
たとえば、オラクル独自のPluggable Databases（PDB）との統合です。PDBは別名マルチテナント・コンテナ・データベースと呼ばれ、オラクルの顧客にとって重要性が増しているHA領域である、決してダウンしないアプリケーションのための簡素化されたデータベース・ライフサイクル管理を長い間提供してきました。オラクルの「置き換えるのではなく、アドオンする」というパラダイムに従い、Oracle Database 23ai のすべての HA アーキテクチャは、Pluggable Databases を完全にサポートし、使用することができます。オラクルのグローバル分散データベースのコンテキストでは、シャードは異なる CDB 内の Pluggable Databases である可能性があります。Oracle Database 21c 以降、オラクルは 新機能 Pluggable Database ごとの Data Guard を提供し、2 つの Container Databases (CDB) がアクティブにワークロードを実行する PDB レベルの災害保護を可能にしています。
Pluggable Databases との継続的な統合と同時に、革新のほとんどは Oracle RAC に見出すことができます。Oracle MultitenantとOracle RACは、10年以上前にオラクルのPluggable Databaseアーキテクチャがリリースされて以来、共生関係にあり、その絆はより強固なものになっています。例えば、「迅速なデプロイとワークロードの分離」を改善する多くの機能が Oracle Database に追加され、「オラクルのコンバージド・データベースのパフォーマンス、スケーラビリティ、および分離」を改善する機能も追加されました。
Oracle Database 21cと 23ai では、Pluggable Databases と Oracle RAC の統合は文字通り次のレベルに進み、Pluggable Databases は Oracle Clusterware で管理される第一レベルのエンティティになりました。つまり、Oracle Clusterware 21c から、PDB 配置の代理として動作するデータベース・サービスではなく、Clusterware リソースが PDB の管理に使用されるようになりました。次の長期サポート・リリースであるOracle Database 23aiでは、これらの機能拡張の安定化と最適化に重点が置かれました。Fast Pluggable Database Open 機能は、そのような努力の成果の 1 つであり、DLM の再構成と「並列オープン」を実行することで、PDB のオープンを最大 2 倍高速化することができます。
その他、さまざまな分野にわたる細かな改善点の中には、かなりの違いをもたらしているものもあります :
- ホスト構成の自動自己修正(Automatic Self-Correction of Host Configurations) – 構成検証ユーティリティ（CVU）は、Grid Infrastructure ホーム内のファイル・パーミッションを修正し、OSカーネルパラメータを推奨値に調整することで、検証以上の機能を提供します。
- Exadata Database Machineでのフェンシングの迅速化(Expedited Fencing on Exadata Database Machine) – OSカーネルで1つのプロセスがスタックすると、ExadataでもRACの再構成が滞る可能性があります。Oracle RACインスタンスとノードの再構成は、Exadataのフェンシング最適化と統合され、フェンシングを迅速に実行できるようになりました。
- ワイヤの喪失時の最後のノードの排除防止(Last Node Standing despite the loss of wire) – Oracle Clusterwareは、プライベート相互接続の障害によるクラスタ内の最後のノードの排除を可能な限り防止します。
- Oracle RAC の高速な再構成(Fast Start Reconfiguration) – Oracle RAC の高速な再構成では、インスタンスのクラッシュ後に再構成とインスタンスのリカバリのために作業を一時停止する代わりに、クリーンなブロックで直ちに作業を開始できるため、Oracle RAC 19cと比較して、作業の再開が最大6倍速くなり、インスタンスのリカバリが4分の3の時間で完了します。
「既存機能との統合」がオラクルが追求し続ける目標の1つであることを証明する最も重要な継続的革新機能は、Oracle Database内でのAIベクトル検索の新たなサポートとOracle RACとの統合です。ベクトルは、画像、文書、動画などの非構造化データの内容を表現するためにAIで使用されます。各ベクトルはディメンションと呼ばれる数値列で、非構造化データの重要な特徴を捉えます。ニューラルネットワークは通常、ベクトルを生成し、データの意味的な内容を表します。Oracle Database 23aiでは、ネイティブのVectorデータ型と最適化されたベクトル類似性検索インデックスが追加され、クエリのパフォーマンスが大幅に向上しました。新しい SQL 関数と演算子により、ベクターの作成、操作、および照会が容易になります。Oracle CloudWorld 2023の基調講演でJuan Loaiza氏が述べたように、Oracle RACでは、オラクルはベクトル処理をクラスタ全体で透過的にスケールしたり、ノードのサブセットに分離したりします。
ためらわずにアップグレードしましょう！
Oracle Database 23aiへのアップグレードをお勧めする理由は数多くありますが、このブログ記事で取り上げた高可用性、スケーラビリティ、およびディザスタ・リカバリの新機能はその一部に過ぎません。世界で最も強力なデータベースの最新バージョンであるOracle Database 23aiがOCI Oracle Base Database Serviceで一般に利用可能になったことをお知らせできることを嬉しく思いますが、MAAのお客様がOracle Database 23aiをフルに活用するには、Oracle Database On-premises、Exadata、Exadata Database Service、Exadata Cloud at Customer（ExaC@C）、およびAutonomous Database（ADB）のリリースが提供されるのを待つ必要があります。その際には、Oracle Database 23aiに簡単かつスムーズにアップグレードすることで、DBMS_ROLLINGの（Transparent）Application Continuity サポートを含む、すべての高可用性、スケーラビリティ、およびディザスタリカバリ機能をより迅速かつ容易に利用できるようになります。それまでは、このブログで最新のアップデートをご確認ください。
