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Der Artikel richtet sich an Datenbankadministratoren und Entwickler, die sich einen ersten Überblick über die wichtigsten neuen Funktionalitäten der Version 11g Release 1 verschaffen wollen.

Glossar

ASM
Automatic Storage Management. ASM ist ein im Oracle Kernel integrierter Volume Manager. Er ist ab Oracle 10g verfügbar und arbeitet nach dem SAME-Prinzip (stripe and mirror everything). ASM kann als zentraler Storage für RAC-Systeme verwendet werden.
ASMCMD
ASM Command Line Utility. Unter Oracle 10g Release 2 eingeführtes Kommandozeilenwerkzeug zur Anzeige und Manipulation von Dateien und Verzeichnissen in ASM Disk Gruppen.
Disk Group
Zusammenfassung mehrerer Disks in einem Logical Volume Manager.
DML
Data Manipulation Language. Über DML-Kommandos werden Daten (Zeilen) eingefügt, gelöscht oder geändert.
RAC
Real Application Cluster. Cluster, in dem mehrere Cluster-Knoten mit aktiven Instanzen auf dieselbe Datenbank zugreifen. Die Dateien der Datenbank liegen hierbei auf einem Shared Storage System, auf das alle Knoten des Clusters Zugriff haben.
UNDO-Daten
In den UNDO-Daten werden vor einer Änderung von Daten ihre so genannten Before Images (= originalen Daten) gespeichert. Diese werden für ein eventuelles Rollback oder für die Realisierung des konsistenten Lesens benötigt.
XML
Extensible Markup Language. XML ist eine so genannte Meta-Sprache zur Beschreibung von Dokumenten. Ein Vorteil von XML ist der vereinfachte Austausch von Daten, da XML-Formate in einer strengen Grammatik definiert werden können und so die Implementierung von zuverlässigen Schnittstellen erlauben.


Oracle Database 11g Release 1 (Teil I)

Oracle 11g - Mehr als 400 neue Funktionen

Im Juli 2007 stellte Oracle seine neue Datenbankversion 11g in New York vor. Die effektive Verfügbarkeit der vorgestellten Version 11g in Release 1 beschränkt sich zum Redaktionsschluss dieser ORDIX News auf das Datenbanksystem für Linux auf x86-Prozessoren. Dieser erste Teil unserer neuen Reihe stellt die wichtigsten Neuerungen bei Oracle Database 11g, Release 1, im Überblick vor.

Oracle läutet nach rund 4 Jahren den Generationswechsel von 10g auf 11g ein. Beeindruckende Zahlen eilen ihm voraus: 36.000 Mannmonate Entwicklungszeit und 15 Millionen Teststunden hat Oracle aufgewendet, mehr als 400 neue Funktionen in seiner Datenbank zu implementieren. Die wichtigsten, neuen Funktionen stellen wir im Folgenden kurz vor:

Erweiterungen der Partitioning Option

Partitionierung ist zwar nicht neu, aber in der Version 11g um einige interessante Funktionen erweitert. Seit der Einführung von Oracle 8i ist es möglich, Tabellen und Indizes zu partitionieren. Neue Aufteilungsmöglichkeiten, die das Partitionieren um ein Vielfaches flexibler gestalten, ergeben sich mit den 11g-Erweiterungen, wie z. B.

Hinzu kommen Neuerungen im Bereich Transport und Performance bei der Generierung von Statistiken auf partitionierten Tabellen. Zu den Erweiterungen der Partitioning Option von Oracle 11g gehört auch ein neuer "Partition Advisor". Dieser schlägt vor, wie Tabellen und Indizes partitioniert werden können. Wahlweise kann er diese Zerlegung auch automatisch durchführen.

Oracle 11g Flashback Neuheiten

Abb. 1: Architektur von Flashback Data Archive.
(vergrößern)
 

Flashback Data Archive

Als "Flashback Data Archive" bezeichnet der Hersteller die Möglichkeit, UNDO-Daten - bezogen auf eine Tabelle - in historisierter Form abzulegen und somit durch DML-Befehle ausgelöste Änderungen an z. B. wichtigen transaktionalen Tabellen für unbestimmte Zeit vorhalten zu können. Für die technische Realisierung des "Flashback Data Archive" werden die UNDO-Daten in einem eigenen Flashback Archive abgelegt (siehe Abbildung 1).

Oracle Flashback Transaction Backout

Mit dieser Recovery-Technologie lassen sich irrtümlich durchgeführte Transaktionen und alle davon abhängigen Vorgänge rückgängig machen. Transaction Backout ist sowohl über die LogMiner-Schnittstelle des Enterprise Managers als auch über das Package DBMS_FLASHBACK verwendbar.

Optimiertes Undo Backup

Dank des neuen, optimierten Undo Backups mittels RMAN lässt sich die gesamte Zeit, die zur Erstellung eines Datenbank-Backups notwendig ist, reduzieren. Mit der neuen Option CONFIGURE BACKUP UNDO OPTIMIZATION werden UNDO-Daten von bereits mit COMMIT bestätigten Transaktionen nicht mitgesichert. Ob hierbei die UNDO_RETENTION Periode zu berücksichtigen ist oder nicht, kann ebenfalls konfiguriert werden.

Einführung von Query Result Caches

SQL Query Result Cache

Ein wichtiges Beispiel für die Verbesserung des gesamten Durchsatzes der Datenbank unter 11g ist die neue Funktion "SQL Query Result Cache". Hier werden Ergebnisse von Datenbankabfragen in der Datenbankebene in einem so genannten SQL Query Result Cache, der Bestandteil des Shared Pools ist, zwischengespeichert und wieder verwendet. In Abhängigkeit von dem Initialisierungsparameter RESULT_CACHE_MODE ist dieser Result Cache sowohl für die Ablage von Abfrageergebnissen als auch für deren Wiederverwendung über den neuen Hint RESULT_CACHE ansteuerbar.

PL/SQL Function Cache

Neu ist auch, dass sich Ergebnisse von PL/SQL-Funktionen zur schnellen Wiederverwendung in einem eigens hierfür vorgesehenen PL/SQL-Function Cache zwischenspeichern lassen.

Oracle Call Interface Client Query Cache

Mit diesem Cache geht man im Bereich der Anwendungsentwicklung sogar noch einen Schritt weiter, indem die Abfrageergebnisse in der Anwendungsebene im Speicher auf der Seite des Clients gepuffert werden. Bei wiederholten Abfragen kann hier die erneute Anfrage an den Datenbank Server komplett eingespart werden.

Real Application Testing (RAT)

Im Bereich "Manage Change" hat Oracle viel Arbeit in Mechanismen gesteckt, die ein schnelleres und somit günstigeres Ausrollen von Datenbankanwendungen - auch auf neue Umgebungen - ermöglichen. Ein Beispiel dafür ist die Funktion "Database Replay" im Bereich Real Application Testing.

Database Replay

Dieses wird verwendet, um die reale Arbeitslast eines produktiven Datenbanksystems für einen bestimmten Zeitraum aufzuzeichnen und in so genannten Workload-Dateien wegzuschreiben. Die so gesammelten Workload-Daten können anschließend in einer Testumgebung über einen Replay-Mechanismus nachgespielt werden, um Produktionsbedingungen zu simulieren. Hierdurch stellt der Hersteller seinen Datenbankkunden eine Reduzierung ihrer Testzyklen in Aussicht.

Fehler-Management

Data Recovery Advisor

Der neue Assistent "Data Recovery Advisor" erweitert das bereits mit Oracle Database 10g eingeführte, mächtige Advisory Framework. Dieser Assistent hilft Administratoren dabei, Fehlerzustände proaktiv zu erkennen und Ausfallzeiten für die Wiederherstellung zu minimieren, indem er die Problemermittlung automatisiert, auf Anfrage auch analysiert, den Recovery-Plan vorherbestimmt und diesen - falls gewünscht - auch gleichzeitig durchführt.

Automatic Diagnostic Repository (ADR)

Diesem neuen Advisory Framework zur Fehlerdiagnose liegt im Innersten das Automatic Diagnostic Repository (ADR) zugrunde. Unter dem ADR ist ein zentrales, auf XML-Dateien basierendes Repository zu verstehen. Dieses liegt außerhalb der Datenbank und setzt sich aus diagnostischen Daten zusammen, die bislang im Alert Log, in Core Dumps, in Dumps der Hintergrundprozesse und in User Trace Files abgelegt wurden. Über das neue Kommandozeilenwerkzeug "ADR Command Interpreter" (ADRCI) werden die genannten Diagnosedaten zukünftig ausgelesen.

Verbesserungen der Performance

Deferred Statistics Publishing

Statistiken für den kostenbasierten Optimizer können mit Oracle 11g generiert und zu einem späteren Zeitpunkt veröffentlicht werden. Mit diesem neu eingeführten "Deferred Statistics Publishing" besteht die Möglichkeit, für einzelne Objekte neue Statistiken zu generieren und auf Session-Ebene für eine eventuelle Validierung zur Verfügung zu stellen, ohne bereits bestehende Cursor zu invalidieren und den Produktionsbetrieb zu stören.

Sammlung von Statistiken

Oracle 11g stellt ferner folgende nützliche Statistikfunktionen neu zur Verfügung


Compiler

Zusätzlich verfügt 11g über einen neuen PL/SQL Native und Java Native Just-in-time (JIT) Compiler, der PL/SQL- und Java-Datenbankprozeduren schneller als bislang ausführt, ohne einen Compiler eines anderen Herstellers zu benötigen.

Automatisches Tuning durch ADDM

Für Real Application Cluster (RAC) gibt es durch den Automatic Database Diagnostic Monitor (ADDM) nun auch ein automatisches Tuning, das in der Lage ist, sich auf die gesamte RAC Cluster Datenbank zu beziehen.

SecureFiles

Die Struktur für die Speicherung großer Objekte (LOBs = Large Objects) in der Datenbank wurde in 11g vollständig überarbeitet. LOBs, wie z. B. Bilder, große Textobjekte oder moderne Datenformate, einschließlich XML, medizinischer Bilder und dreidimensionaler Objekte, können unter 11g als SecureFiles innerhalb der Datenbank abgelegt werden. Die Vorteile, die sich hieraus ergeben, sind u. a. Funktionalitäten wie Komprimierung, Verschlüsselung und Deduplication (= Erkennung und einfache Abspeicherung mehrfach vorkommender SecureFiles LOB Daten) beim Speichern großer Objekte. Der Hauptnutzen von SecureFiles ist jedoch ihre Leistungsfähigkeit: Oracle speichert und liest große Objekte mittels SecureFiles innerhalb der Datenbank ebenso schnell wie das zugrunde liegende Dateisystem des Servers.

Data Guard-Erweiterungen

In Oracle 11g enthalten ist eine erweiterte Data Guard-Option. Mit dieser Option ist es nun auch möglich, eine physikalische Standby-Datenbank während des "Redo Apply", bei dem archivierte Redolog-Dateien von der Standby-Seite empfangen und auch eingespielt werden, für Leseoperationen und somit für vielfältige Reporting-Aufgaben zu nutzen.

Snapshot Standby-Datenbank

Oracle 11g führt zusätzlich zum bereits bestehenden logischen und physikalischen Standby-Datenbanktyp einen dritten Standby-Datenbanktyp ein: Die Snapshot Standby-Datenbank. Die Snapshot Standby-Datenbank wird aus einer existierenden physikalischen Standby-Datenbank erzeugt und in diesen neuen Typ umgewandelt. Redo-Informationen werden dann immer noch von der Primärseite übertragen, aber nicht mehr unmittelbar eingespielt (Redo Apply). Stattdessen werden die Redo-Informationen erst wieder angewendet, wenn die Snapshot Standby Database wieder zurück in die physikalische Standby konvertiert wurde. In der Zwischenzeit können Änderungen an der Snapshot- Datenbank durchgeführt werden (z. B. für Testzwecke), die dann allerdings bei der Konvertierung in die physikalische Standby-Datenbank zurückgesetzt werden.

Automatic Storage Management (ASM) Verbesserungen

Im Fall von gespiegelten ASM Disk Gruppen wird deren Verfügbarkeit und Zugriffsgeschwindigkeit durch die beiden 11g-Funktionen "ASM Fast Mirror Resynchronization" und "ASM Preferred Mirror Read" deutlich verbessert.

Ein erweitertes Set an ASMCMD-Kommandos beinhaltet nun Funktionalitäten für eine erhöhte Sichtbarkeit von Disk Group Informationen sowie für ein Backup und Restore von Metadaten einer ASM Disk Group.

Ein eigenes SYSASM-Privileg wird den Administrator von ASM-Instanzen zukünftig von "normalen" Datenbankadministratoren abgrenzen.

Die Unterstützung von variablen und benutzerdefinierten Größen für Allocation Units (AU) wird das Automatic Storage Management in Zukunft zusätzlich vereinfachen.

Fazit

Das neue Release der Oracle-Datenbank kommt nicht mit aufsehenerregenden Technologieinnovationen daher. Es sind vielmehr die zahlreichen praktischen Neuerungen "im Kleinen", die dem Administrator eine deutliche Erleichterung seiner Arbeit im Praxisalltag versprechen. Genau das wird vielleicht dazu beitragen, dass viele Oracle Kunden das neue Release relativ schnell annehmen werden.

Ausblick

Nachdem dieser Artikel zunächst einen Überblick über die Funktionalitäten der neuen Version von Oracle gegeben hat, werden sich die folgenden Artikel dieser Serie mit den einzelnen 11g-Erweiterungen näher beschäftigen und dabei detaillierter auf den jeweiligen Funktionsumfang eingehen.

Kathleen Hock (info@ordix.de).