[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

© 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

© 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(^^)/

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

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

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

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
＝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
＝4080CPU
•Blade Enclosure
Half Hight
～ NonStop i Series ～NEW ! 2015/1/27 発表

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

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

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
(IP CLIM)
メインCPU
モジュール
XP7
(HDD, SSD)
InfiniBand FDR
(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。

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!!

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
(AL3)
Clustered server Short outage is needed for failover to
take place
User workload fails over
to alternate
(AL2)
Workload balancing Balancing may not be perceptible to
end users because of retry
User request is redirected
to alternate resources
(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

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
♪

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

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!

HPNonStopSQLが
止まらないのはナゼ？

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！

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

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

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
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

例）片系Storrage CLIM障害になった場合
$DISK-P
Storage CLIM
X Y
Blade 筐体
DP2-B
DP2-P
#0 #1
1論理Volume
SAS SAS
Storage CLIM
$DISK-P
Storage CLIM
X Y
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

例）片系InfiniBand Routerの障害になった場合
$DISK-P
Storage CLIM
X Y
Blade 筐体
DP2-B
DP2-P
#0 #1
1論理Volume
SAS SAS
Storage CLIM
$DISK-P
Storage CLIM
X Y
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

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

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

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>

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

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

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」

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
SuperdomeX上のSQLServer2014OLTP検証結果とSQLServervNext最新情報」
12日14:30- D34:In-Memory
In-DatabaseAnalyticsが実現する圧倒的なデータ分析パフォーマンス」

アンケートにご協力ください

Thankyou

[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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