Principais métodos para gerenciar ambientes de banco de

Principais métodos para
gerenciar ambientes de banco
de dados complexos
Escrito por Dave Pearson, gerente sênior de projetos
Resumo
Introdução
Este White Paper fornece métodos essenciais para
gerenciar com sucesso as infraestruturas complexas
de banco de dados atuais, incluindo o balanceamento
das principais métricas comerciais, a compreensão dos
desafios enfrentados pelos DBAs e a descoberta das
ferramentas adequadas para monitorar e gerenciar o
ambiente de banco de dados.
Um banco de dados relacional lento pode impactar
significativamente o desempenho das aplicações suportadas
por ele. Os usuários podem emitir milhares de transações por
minuto, que podem ser reparadas por dezenas de servidores
de aplicações e da Web redundantes – e um único banco de
dados. O banco de dados relacional deve manter a coerência e
a disponibilidade, tornando-se um ativo altamente centralizado.
Ele concentra as transações e coloca uma grande quantidade
de pressão na pilha de banco de dados para operar em níveis
ideais de desempenho e disponibilidade. Este é o motivo pelo
qual o banco de dados é tão crítico, e também porque os DBAs
que o gerenciam são mais do que administradores normais.
Para gerenciar com sucesso esses ambientes de banco de
dados complexos, é necessário equilibrar as principais métricas
de negócios, compreender os desafios exclusivos do DBA e
selecionar as ferramentas adequadas para a administração do
banco de dados.
Equilibrando as principais
necessidades dos negócios
Gerenciar o banco de dados e a equipe
de DBA é um desafio complexo que
exige atenção nas três métricas primárias
de negócios: custo, serviço e risco.
Custo
Os salários do DBA representam o
principal custo direto da equipe de
banco de dados. O DBA de produção
desempenha uma função especializada
na organização de TI e, como resultado,
geralmente é bem recompensado por
isso.
Gerenciar o banco
de dados e a equipe
de DBA é um
desafio complexo
que exige atenção
nas três métricas
primárias de
negócios: custo,
serviço e risco.
Melhorar a produtividade da equipe
de DBA é essencial para maximizar
a rentabilidade. Frequentemente, as
ferramentas que automatizam tarefas
através de uma interface do usuário
intuitiva são a primeira etapa para
melhorar a produtividade do DBA. Para
os DBAs que gerenciam bancos de
dados críticos, a produtividade é medida
de acordo com o número de bancos
de dados que elas podem gerenciar
enquanto mantêm os níveis de serviço.
Serviço
Os bancos de dados possuem uma
expectativa de serviço que está
implicitamente compreendida pelas
equipes de administração ou formalizada
em um nível de serviço. Geralmente,
os níveis de serviço são definidos pela
equipe de aplicação e passados adiante
para os administradores de cada ativo na
pilha de aplicações. Dada a função vital
que o banco de dados representa para
a aplicação, o nível de serviço herdado
pelo DBA está alinhado à criticidade das
aplicações e, normalmente, é medido
pela disponibilidade e pelo tempo de
resposta.
Risco
A natureza centralizada do banco
de dados com relação aos outros
componentes na pilha de aplicações faz
com que ele seja altamente sensível a
mudanças – e, com as mudanças, vem
também os riscos.
As mudanças de risco moderado são
pequenas e incrementais (por exemplo,
atualizações de sistema operacional,
patches do banco de dados e tarefas de
manutenção regulares, como backup,
arquivamento de dados e reorganização
do objeto).
2
Quando mudanças mais significativas são
necessárias, no entanto, o risco para a
estabilidade do banco de dados é muito
maior. Atualizações importantes realizadas
no hardware do servidor muitas vezes
exigem tempo de inatividade, mas as
atualizações feitas ao código de aplicação
ou para uma nova versão principal do
banco de dados, implicam em um maior
risco do desempenho da aplicação ficar
mais lento, como resultado da mudança.
Equilibrar esses fatores exige intuição, bom
senso e dados precisos.
Compreensão dos novos desafios
de DBA
Suporte a aplicações –
O cliente interno
Tradicionalmente, as aplicações ofereciam
suporte aos negócios e as operações
de TI ofereciam suporte às aplicações.
Os avanços da tecnologia, incentivados em
grande parte pela expansão de mainstream
da Internet, nos conduziram a aplicações
que impulsionam os negócios diretamente,
geram receitas e interagem com os clientes.
A natureza crítica dessas aplicações gerou
a necessidade de equipes de suporte
dedicadas dentro da organização de
aplicações. Essas equipes de suporte
de aplicações às vezes incluem DBAs
dedicados, porém mais frequentemente,
o relacionamento se assemelha ao de
um cliente interno, no qual os DBAs da
organização de operações fornecem um
suporte de três níveis para a equipe de
aplicação.
Nesses casos, o DBA enfrenta pressões
divergentes e específicas das organizações
de operações e de aplicação.
Normalmente, os administradores de TI se
concentram nos recursos que gerenciam,
enquanto o suporte de aplicação tem
como objetivo a qualidade do serviço.
Consequentemente, a função central do
banco de dados na pilha de aplicações
exige que o DBA gerencie os recursos de
maneira eficiente, além de ser altamente
sensível à experiência de serviço dos
usuários da aplicação. Desempenhar as
duas funções simultaneamente pode ser
desafiador para o DBA de produção.
A terminologia da Biblioteca de
infraestrutura de tecnologia da
informação (ITIL) articula o dilema
da dupla função de DBA e é útil ao
comparar
o gerenciamento de incidentes com
o gerenciamento de problemas.
O objetivo do ciclo de vida do
gerenciamento de incidentes
é restaurar o serviço o mais
rapidamente possível para atender
aos SLAs. O foco do gerenciamento
de problemas é solucionar a principal
causa dos erros e descobrir soluções
permanentes – um processo que
prioriza a precisão e não a velocidade
durante a resolução de um problema.
Esse foco na resolução do problema
é essencial para atingir um estado de
melhoria contínua, como quando a
recorrência do problema é evitada e
os níveis de serviço são melhorados
Gerenciamento de ambientes
complexos de banco de dados
Por que ter várias plataformas?
Um dos maiores desafios enfrentados
pelas organizações de TI atualmente
é o gerenciamento da complexidade
de um ambiente, que é composto
por vários sistemas operacionais,
bancos de dados e aplicações. Além
disso, grandes organizações precisam
gerenciar essa complexidade em
várias regiões. Os padrões de TI ajudam
a alinhar as habilidades da equipe de
administração e otimizar os custos
operacionais. No entanto, quando uma
aplicação (nova ou existente) cria o
requisito para plataformas que estão fora
do padrão definido pelo TI, normalmente
o padrão é adaptado.
A prática recomendada é manter
as plataformas de pelo menos
dois fornecedores concorrentes
para evitar o excesso de exposição
para influenciar a negociação de
contratos de um único fornecedor.
A consolidação de fornecedores reduz
os custos operacionais associados ao
gerenciamento multiplataforma, mas
o excesso de consolidação aumenta
o poder de fixação de preços dos
fornecedores restantes, acabando
potencialmente com a economia.1
Encontrar o número certo de
fornecedores é crucial para otimizar
os custos. A maioria das empresas
— aproximadamente 90% — possui
organizações de TI que gerenciam pelo
menos duas plataformas de DBMS;
geralmente, cada DBA é responsável por
aproximadamente 35 bancos de dados.2
Grupos de aplicativos: transações e níveis de serviço
Suporte de
aplicação
DBA de
produção
Administradores
de TI
Grupos OPS: administração de recursos e triagem
Figura 1. O DBA de produção é responsável por gerenciar recursos e também
monitorar os níveis de serviço.
5 de julho de 2008 (Número de identificação: G00159724), Quantos sistemas
2
de gerenciamento de banco de dados você deve ter? (em inglês), por Donald
Feinberg, Jeff Comport
2
23 de fevereiro de 2010, Como aproveitar as novas formas de economizar nos
custos de bancos de dados (em inglês), por Noel Yuhanna
1
3
A consolidação
de fornecedores
reduz os custos
operacionais
associados ao
gerenciamento
multiplataforma,
mas o excesso
de consolidação
aumenta o poder de
fixação de preços
dos fornecedores
restantes, acabando
potencialmente
com a economia.
Como escolher ferramentas de terceiros
Vários sites apresentam fornecedores
terceirizados confiáveis porque
eles fornecem medidas objetivas e
gerenciamento de desempenho em
várias plataformas de bancos de dados.
As soluções de fornecedores terceirizados
visam aumentar a produtividade de DBA
e reduzir custos enquanto asseguram a
alta qualidade dos serviços. A tecnologia
de gerenciamento e administração
especializada que opera de maneira
independente da plataforma do banco de
dados fornece um ganho de produtividade
de no mínimo 20%, de acordo com o
Forrester Research.3
No topo de tudo isso, estão os ganhos
de produtividade obtidos pelos DBAs
que são capazes de gerenciar cenários
de problemas com agilidade e precisão.
Ao solucionar a causa-raiz dos problemas
mais rapidamente, suas habilidades
podem ser aplicadas para evitar
problemas, otimizar recursos e melhorar
os tempos de resposta do usuário.
Monitoramento holístico do banco
de dados — Uma única visualização
consolidada da integridade do banco de
dados é fundamental para solucionar os
desafios associados ao gerenciamento
de vários sistemas de bancos de dados.
A cobertura deve se estender por
diversas camadas da aplicação e pilhas
de bancos de dados para garantir que
a visualização apresentada ao DBA seja
precisa e facilite os fluxos de usuário
que levam à resolução e prevenção de
problemas, assim como a otimização de
desempenho.
Requisitos importantes para o
monitoramento holístico incluem:
1.Uma visualização do desempenho de todos
os componentes que potencialmente
poderiam interromper operações de bancos
de dados, incluindo o sistema operacional e
máquinas virtuais.
2.Uma interface do usuário intuitiva que
permite o gerenciamento do desempenho
em diferentes plataformas, acomodando
diversos níveis de habilidades do
administrador.
3.Visibilidade da carga de trabalho da
transação que é guiada até o banco de
dados pelos usuários da aplicação e
processos.
4.Profundidade suficiente para suportar
análises detalhadas e atividades de
otimização.
5.Um baixo custo total de propriedade,
especialmente com relação à implantação e
esforços de atualização.
Cobertura abrangente — O banco
de dados é independente do
sistema operacional, assim como as
máquinas virtuais e seus subsistemas
de armazenamento com relação
aos recursos. A cobertura desses
componentes é necessária para isolar de
maneira precisa a origem dos problemas.
Uma interface do usuário intuitiva e entre
plataformas — O aspecto mais visível da
vantagem das empresas terceirizadas
é a interface do usuário. O benefício
central da neutralidade da plataforma é a
tecnologia que resume a complexidade
específica da plataforma, permitindo obter
uma perspectiva voltada aos serviços
no desempenho. O gerenciamento
de plataforma cruzada melhora
significativamente a produtividade de DBA
e minimiza os custos de treinamento.
Figura 2: a produtividade de DBA é diretamente influenciada pela qualidade da
interface do usuário.
3
4
23 de fevereiro de 2010, Como aproveitar as novas formas de economizar nos
custos de bancos de dados (em inglês), por Noel Yuhanna
Carga de trabalho de transação da
aplicação — O banco de dados está
vinculado à aplicação pelas transações
que estão direcionadas para o banco
de dados. Medir a carga de trabalho da
transação do banco de dados é a única
maneira de relatar de maneira precisa a
qualidade do serviço do banco de dados
com relação aos usuários da aplicação,
tarefas em lote e tarefas automatizadas.
Medição detalhada — As complexidades
dos bancos de dados modernos e as
aplicações críticas suportadas exigem
análises muito mais sofisticadas do
desempenho do que o que é fornecido
pelas métricas brutas do mecanismo
do banco de dados. Os DBAs que
buscam uma melhoria contínua devem
compreender o desempenho para
poder tomar boas decisões e evitar a
criação de novos problemas, o que
sempre é uma possibilidade ao se lidar
com dados inadequados. Alcançar
uma boa compreensão requer uma
análise inteligente do histórico de
desempenho, desde dados em tempo
real àqueles que possuem semanas
ou meses. Somente com o auxílio de
dados históricos suficientes o DBA pode
determinar tendências importantes,
identificar condições crônicas e evitar o
surgimento de problemas.
A riqueza de dados é uma função de
granularidade. O monitoramento tem
uma abordagem de amostragem para
coleta de métricas, para que a taxa da
coleta determine a granularidade.
Um monitoramento eficiente coleta
dados em taxas que refletem a vitalidade
do componente medido, mas também
pode ajustar a taxa para aumentar
ou diminuir a granularidade quando
necessário (por exemplo, quando os
volumes de carga são alterados ou
durante a análise de diagnóstico de um
problema).
Obviamente, a sobrecarga de coleta
deve ser mínima para assegurar que
o custo da coleta não exceda o valor
dos dados coletados. Esse é um fator
importante na avaliação de uma
tecnologia de monitoramento.
Custo total de propriedade —
A tecnologia que é projetada para reduzir
os custos operacionais como uma
parte fundamental de seu valor deve
demonstrar um baixo custo total de
propriedade (TCO).
Os principais componentes de uma
tecnologia de monitoramento que
melhora uma TCO incluem:
•Arquitetura centralizada
•Minimização dos custos de implantação
e atualização.
•Descarregamento da sobrecarga de
gerenciamento, armazenamento e
apresentação longe da produção.
•Facilidade de correlação entre
instâncias, entre plataformas e entre
domínios de dados e analisa os dados
de desempenho.
Figura 3: a análise detalhada da E/S do banco de dados ajuda a isolar as áreas
problemáticas e pontos de acesso.
5
Um monitoramento
eficiente coleta
dados em taxas que
refletem a vitalidade
do componente
medido, mas
também pode
ajustar a taxa
para aumentar
ou diminuir a
granularidade
quando necessário.
•Coleta remota de produção
•Reduz os custos de coleta apenas para
a sobrecarga de consulta de coleta.
•Facilita a implantação e as velocidades
de atualizações evitando a necessidade
de tocar no servidor de produção.
• Modelagem de nível de serviço
•O alinhamento de grupos de ativos
para um determinado nível de serviço
é um recurso essencial para um
monitoramento desejado medir e relatar
os aspectos qualitativos do desempenho.
• Detecção automática do banco de dados
•Permite que o monitoramento seja
efetivamente rápido em grandes
ambientes de bancos de dados,
removendo a carga da equipe de DBA
para especificar individualmente cada
instância.
•Interface do usuário eficiente e entre
plataformas
• Alerta de linhas de base adaptativas
•Melhora o desempenho histórico para
construir um intervalo de linha de base
de desempenho "normal" para cada
métrica coletada.
As equipes de DBA de produção atuais
devem gerenciar recursos de maneira
eficiente, bem como monitorar de perto
as transações conforme elas interagem
com o banco de dados. Uma ferramenta
de monitoramento que integra tais
recursos e uma única visualização
consolidada da integridade do banco de
dados pode melhorar substancialmente o
tempo de resolução e a produtividade de
DBA enquanto controla os riscos.
•Visa a incapacidade dos limites
fixos em fornecerem alertas de
aviso precisos, permitindo que eles
mantenham o foco na proteção de
limites críticos de recursos.
•Relatórios que trazem problemas como
desvios do comportamento normal
com ótima precisão e pontualidade.
• Reduz os custos de treinamento.
•Acelera o período de resolução para
DBAs de níveis variáveis de habilidades.
Conclusão
Figura 4: a linha de base adaptável otimiza a inteligência, precisão e pontualidade dos
alertas
6
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