Delphixのアーキクチャと基盤となるテクノロジ (ZFS, Oracle Database)

渡部です。

Delphixが提供する機能はパワフルですが、実はこの機能はDelphixだけを用いて実装されているわけではありません。 ZFSとOracle Databaseの技術をうまく活用して複製DB関連の機能を実装しています。

詳細はあとで説明しますが、ソースデータベース（≒本番データベース）からのデータ収集と複製DBの作成にOracle Databaseの機能を、本番データベースから収集した多数のファイルの管理にZFSの機能を活用しています。

Delphixの内部アーキテクチャ

個々のテクノロジを見る前に、Delphixの内部アーキテクチャから見たシステム構成を確認してみましょう。

ポイントは以下の通りです。

バックアップとREDOログを収集することでソースデータベースからデータを収集
収集したバックアップとREDOログを元に複製データベース（複製データベースの構成ファイル）を作成
複製データベースの構成ファイルの実体はDelphix Engine内に配置し、開発／テスト用DBサーバにはNFS経由でエクスポート
OracleインスタンスはDBサーバ側で動作。Delphix Engine内ではOracleインスタンスは動作しない
Delphix Engine内のファイル複製はZFS重複排除機能により高速処理可能＋ストレージ消費抑制可

ソースデータベースからのデータ収集

ソースデータベースからのデータ収集は、Oracle Databaseのバックアップ技術を元にしています。

定期的にソースデータベースをバックアップし、バックアップデータをネットワーク経由でDelphix Engineに転送します。また、REDOログを定期的に収集し、これもネットワーク経由でDelphix Engineに転送します。

Delphix Engineでは、一連のバックアップとREDOログが保管されており、ソースデータベースの過去から直前までの一連の時系列での状態変化が把握されている形になります。この時系列をDelphixでは"Timeflow"と呼んでいます。

なお、Delphixでは、データ収集にエージェントは使用しません。その代わりにインストール時に構成したDelphix用OSユーザーでソースDBサーバにssh接続し、RMANバックアップなどの処理を実行します。

Snapshot = データベースの増分バックアップ

Delphixでは、定期的にソースデータベースをバックアップします。それぞれのバックアップをDelphixでは"Snapshot"と呼んでいます。

以下のスライドは、ソースデータベースを2回バックアップし、2つのSnapshotが作成されたときのコンソール表示です。

定期的にソースデータベースをバックアップするとなると、気になるのはデータの容量ですが、DelphixではOracle Databaseの増分バックアップ機能を使ってバックアップを取得しています。このため2回目以降のバックアップではデータのサイズを通常の場合大幅に削減できます。

複製データベースの作成

複製データベースは、ソースデータベースからデータ収集したバックアップとREDOログから作成します。作成した複製データベースは指定された時点（ターゲット日時）の状態にする必要がありますので、内部的に不完全リカバリが実行されます。不完全リカバリは指定された時点にデータベースを復旧するOracle Databaseの機能です。

処理の流れは以下のとおりです。

増分バックアップをマージして、複製データベースのターゲット日時に近いデータベース構成ファイルを作成します（①）
ZFS軽量クローンコピーを用いて、データベース構成ファイルをコピーします（②）。単純なファイルコピーと比べて、ストレージ領域の消費を大幅に抑えることができます
NFSでデータベース構成ファイルをDBサーバにエクスポートします（③）。
不完全リカバリ処理を実行して、複製DBをターゲット日時の状態まで進めます（④）

データベース構成ファイルの実体はDelphix Engine側に存在し、ZFSの管理下にあることに注意してください。これはストレージ領域の消費を抑えるために重要な点です。

ZFS管理下にある類似したファイルは重複排除機能によりストレージの消費量を抑えることができます。ソースデータベースの構成ファイルと複製データベースの構成ファイル、複数ある複製データベースの構成ファイルは多くの部分が同じで、更新した一部の箇所だけが違いますので、ZFSの重複排除機能が非常に有効に機能します。