InfoSphere Optim 数据管理解决方案概述

InfoSphere® Optim™ 数据库管理解决方案提供了集成工具来帮助您在数据和数据库应用程序的整个生命周期内处理各种任务和完成数据管理职责。这些工具设计为可集成使用或单独使用,以提供任何作业角色组合所需的能力,这些作业角色包括数据架构设计师、数据库开发者、SQL 调整人员以及应用程序或操作数据库管理员 (DBA)。

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图 1. 帮助 IT 员工管理数据生命周期中各个阶段的关键产品。在图形中单击某产品可获取更多信息。
此图显示可帮助 IT 员工管理数据生命周期中各个阶段的部分关键产品。 InfoSphere Data Architect Data Studio Data Studio InfoSphere(r)Optim(tm)pureQuery(tm) Runtime InfoSphere(r)Optim(tm) Test Data Management Solution InfoSphere(r)Optim(tm) Workload Replay InfoSphere(r)Optim(tm) Configuration Manager DB2(r) Advanced Recovery Solution InfoSphere(r)Optim(tm) High Performance Unload DB2(r) Merge Backup DB2(r) Recovery Expert InfoSphere(r)Optim(tm) Performance Manager Extended Edition InfoSphere(r)Optim(tm) Query Workload Tuner InfoSphere(r)Optim(tm) Data Growth Solution

IBM® Data Studio 是一个免费产品,提供很多针对数据库管理和开发的基础功能,包括基本运行状况监视和单查询调整。某些收费产品随附 IBM 数据服务器或 PureSystems™ 产品提供,而不额外收费。您可以查看数据服务器的产品信息以了解可能已包含的产品。

InfoSphere Data Architect

支持的服务器:InfoSphere Data Architect 支持很多数据库服务器,包括 DB2®、Oracle、SQL Server、Netezza® 和 Sybase。

数据架构设计师的主要工具是 InfoSphere Data Architect,此工具用于对数据进行发现、建模、关联和标准化。

图 2. InfoSphere Data Architect 图。
InfoSphere Data Architect 的截屏。
InfoSphere Data Architect 支持逻辑和物理建模,且易于从现有数据库进行反向建模工程、从逻辑模型生成物理模型、从物理模型生成 DDL 以及对更改所造成的影响实现可视化。

对于仓库开发,InfoSphere Data Architect 包含了对事实、度量、维和支架的自动发现和注解。规范化模式可以反规范化为星型模式、雪花型模式和星状雪花型模式。为支持 IBM Cognos®,InfoSphere Data Architect 提供了将维模型推进到 Cognos Framework Manager 的独特功能。生成的 Cognos Framework Manager 模型是一种中心模型,可用作在 Cognos 中构建立方体的输入。InfoSphere Data Architect 还可以从 IBM Industry Models 中导入仓库模型,后者提供了一组基于行业最佳实践的预定义数据模型模板。数据架构设计师可以使用这些模型来设计要在 Netezza 设施上使用的数据模型。

InfoSphere Data Architect 还可以在数据和应用程序的整个生命周期中与其他 InfoSphere、InfoSphere Optim 和 Rational® 产品集成。例如:

IBM Rational RequisitePro®
InfoSphere Data Architect 可与 IBM Rational RequisitePro 集成,后者使数据建模人员能够将数据模型元素与来自业务分析员的初始需求相关联。
Rational Software Architect
为了支持自顶向下式开发,InfoSphere Data Architect 可以采用来自 Rational Software Architect 的 UML 图,并将其转换为逻辑数据模型,继而转换为物理数据模型,然后 DBA 可以复审此物理数据模型并将其部署到目标数据库以支持应用程序。反之亦然;为了支持自底向上式开发,可以将物理模型转换为 InfoSphere Data Architect 中的逻辑数据模型,继而转换为 Rational Software Architect 中的 UML 应用程序模型。
InfoSphere Information Server 和 InfoSphere Business Glossary
InfoSphere Data Architect 可以用作数据集成项目的集成引擎。 您可以设置一个 IBM InfoSphere Information Server 元数据存储库,并可以将元数据从 InfoSphere Data Architect 导入到 InfoSphere Information Server 元数据存储库。您可以将 IBM InfoSphere Business Glossary 的业务语义与 InfoSphere Data Architect 的建模能力结合起来,以创建符合您业务规则的标准化数据模型。

根据您的需求,InfoSphere Data Architect 可以与很多其他产品集成。

图 3. 与 InfoSphere Data Architect 集成的不同产品类型。
显示 InfoSphere Data Architect 如何与其他产品进行集成的体系结构图。

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Data Studio

支持的服务器:很多数据服务器,包括 DB2 for Linux, UNIX, and Windows、DB2 for i、DB2 for z/OS® 以及 IBM Informix®。请参阅每种特定数据服务器所支持功能的完整列表

Data Studio 是一种基础产品,可支持跨整个数据管理生命周期的应用程序开发、调整和管理任务:

开发数据库应用程序
Data Studio 可帮助开发者和 DBA 开发、调试及部署数据库应用程序和数据库例程(SQL 或 Java™ 存储过程以及用户定义的函数)。

如果为 Java 应用程序启用了“数据访问开发”支持,那么开发者和 DBA 可以了解数据库对象、源代码以及源代码中的 SQL 语句之间的关系。数据访问开发支持还为 SQL 语句提供客户机度量。通过连接到 InfoSphere Optim Performance Manager 存储库数据库可提供服务器性能度量。

如果启用了 pureQuery® 支持,那么开发者可以使用集成的 InfoSphere Optim pureQuery Runtime 和 pureQuery API 来创建 Java 应用程序。通过这些 API,开发者可以使用集成的 Java 编辑器和简单 pureQuery 语法,通过数据访问对象 (DAO) 模式来创建简单 Java 数据访问层。
图 4. Data Studio 中的 Java 透视图。
Data Studio 工作台的截屏。
调整查询
Data Studio 包括基本查询调整工具,例如查询格式化、存取路径图以及统计信息建议,可帮助开发者和 SQL 调整人员创建更高性能的查询。当您连接到 DB2 数据库或是激活了 InfoSphere Optim Query Workload Tuner 许可证的子系统时,也可以使用 Data Studio 来访问 IBM InfoSphere Optim Query Workload Tuner 的调整功能。
管理数据库、监视运行状况和运行作业
Data Studio 提供数据库管理和维护支持,包括对象、更改和授权管理、脚本编制、基本运行状况和可用性监视以及作业调度,以实现对数据库更改的自动化。
图 5. 与 Data Studio Web 控制台集成的 Data Studio 客户机。在此图中,Data Studio 客户机的“数据库管理”透视图已打开,并显示了基于 Web 的运行状况摘要(顶部)和作业管理器(底部)。
Data Studio 工作台的截屏,显示了运行状况摘要页面和作业列表页面。
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InfoSphere Optim pureQuery Runtime

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows、DB2 for i、DB2 for z/OS、IBM Informix 以及 Oracle

对于面向数据的开发者或 DBA,Data Studio 包含了数据库开发者需要的所有数据库管理和数据开发功能。 对于 Java 开发者,带有 pureQuery Runtime 的 Data Studio 可将 Java 开发提升到一个新层次。

Java 开发者将会发现,使用 pureQuery API(在编写代码方面比 JDBC 要容易得多),可以很轻松地为其应用程序生成数据访问对象 (DAO) 模式。

任何应用程序,包括使用 DB2 CLI、.NET、ODBC、JDBC 或 Java 框架(如 Hibernate)的应用程序,都可以使用 pureQuery Runtime 来增强数据库性能。例如,通过 pureQuery Runtime,可以将动态 SQL 转换为静态 SQL 以提高性能和安全性。

图 6. InfoSphere Optim pureQuery Runtime 可增强现有应用程序的应用程序性能;此外,Java 开发者还可以将 Data Studio 与 pureQuery Runtime 配合使用以开发具有高性能 Java 数据访问层的新应用程序。
此图显示 InfoSphere Optim pureQuery Runtime 与应用程序和 Data Studio 之间的交互。

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InfoSphere Optim Test Data Management Solution

支持的服务器:DB2、Oracle、SQL Server 等。请参阅受支持数据服务器的列表

过去,测试人员曾经使用过实时客户数据的克隆或摘要来尝试提供上下文相关的精确数据,但是简单的摘要可能并不足够,而完整克隆则会超出预算。此外,企业必须保护机密数据和个人可标识信息 (PII),例如银行帐号和身份证号。

InfoSphere Optim Test Data Management Solution 可帮助 DBA 根据 DBMS 管理的关系和应用程序管理的关系来创建大小合适并且与生产类似的测试环境,无论是在单一来源内还是跨异构来源。此外,数据操作能力支持在测试数据中手动和自动创建测试用例。该解决方案支持迭代测试模型,而迭代测试模型可以简化错误条件和边界条件的指定以及测试结果与基线数据的比较。

图 7. InfoSphere Optim Test Data Management Solution 可将真实数据转换为用于测试系统的测试数据。
此图显示了 InfoSphere Optim Test Data Management
Solution 如何将真实数据转换为用于测试系统的测试数据。

对于合规性需求,DBA 可以选择通过 InfoSphere Optim Data Privacy Solution 来扩展 InfoSphere Optim Test Data Management Solution,以确保不会识别敏感信息。隐私解决方案包含针对常见敏感信息的预定义遮蔽算法。

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InfoSphere Optim Workload Replay

支持的服务器:支持 DB2 到 DB2、DB2 for z/OS 到 DB2 for z/OS 以及非 DB2(异构)捕获和重放。

相比 InfoSphere Test Data Management Solution 帮助企业创建真实性的测试数据,InfoSphere Optim Workload Replay (InfoSphere Workload Replay) 可帮助 DBA 捕获并保存实时数据库工作负载。然后可以使用这些工作负载来帮助评估和预测更改的影响,例如:

例如,要测试工作负载在更改的数据库环境中的行为,DBA 可以捕获某个工作负载并在已经升级到新数据库级别(甚至不同数据库供应商)的数据库服务器上重放该工作负载。还可以按照不同速度来重放该工作负载以模拟流量增加、用户增加以及其他差异。

InfoSphere Workload Replay 可以捕获生产工作负载,包括真实模拟所需的所有信息,如原始应用程序计时、执行顺序、事务边界、隔离级别以及其他 SQL 和应用程序特征。通过使用 InfoSphere Workload Replay,DBA 既可以测试对数据库环境的更改,又不会影响生产数据库性能。

比较报告会将某个工作负载的执行情况与其他工作负载的执行情况进行比较。比较报告可以用于了解某个已捕获的工作负载在其他数据库系统上重放的效果,包括由测试环境中的缺失对象、错误的模式映射、数据子集等所导致的差异。DBA 可以比较响应时间,并向下钻取以查看有关每个 SQL 语句及其响应时间(与基线比较)的更多详细信息。

从报告中,DBA 可以除去(比如说)源于特定应用程序的不匹配 SQL 语句和事务,然后重放已修改的工作负载,以隔离与该设备相关的性能问题。从同一界面,DBA 可以将工作负载导出为 XML,并将其反馈到 InfoSphere Optim Query Workload Tuner,以获取有关如何达到更好的查询性能的建议。然后,他们可以相应地更新测试环境,并再次重放工作负载以验证更改。

图 8. 利用 InfoSphere Optim Workload Replay,比较工作负载执行以确定对测试系统的更改是否会影响性能。
此截屏突出显示了 InfoSphere Workload Replay 仪表板的关键功能。

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InfoSphere Optim Configuration Manager

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows 和 DB2 for z/OS

InfoSphere Optim Configuration Manager 可帮助管理员集中管理复杂的客户机和数据库服务器配置。为避免停运,大部分 IT 部门都在预生产环境中使用经过验证的特定软件版本来测试受管资源,然后再将这些更改实施到生产环境中。通常,生产、登台和恢复配置设计为在某些方面相同。当这些配置由于硬件和软件更改而逐渐不同时,产生的配置差距将导致停运,影响性能或影响在灾难情况下进行快速恢复的能力。

InfoSphere Optim Configuration Manager 提供了一个集中管理存储库,用于管理和识别发生更改的配置和连接。此外,InfoSphere Optim Configuration Manager 还为管理员提供了动态响应问题情况的工具,方法是使管理员能够在对问题数据库进行故障诊断时重新路由工作。将工作移动到其他系统这一功能在规划和管理新环境的实施时也很有用。

图 9. 通过 InfoSphere Optim Configuration Manager,DBA 可以将行为异常的应用程序重新路由到 DB2 for z/OS 数据共享组(也称为“禁区”)的某个成员。
此图显示了使用 InfoSphere Optim Configuration
Manager 将行为异常的应用程序重新路由到 DB2 for z/OS 数据共享组(也称为“禁区”)的某个成员的典型场景。

通过 InfoSphere Optim Configuration Manager,管理可以执行以下操作:

对于 DB2 for Linux, UNIX, and Windows,InfoSphere Optim Configuration Manager 还提供了存储信息,并可提供有关在哪些时间和哪些位置进行压缩可以节省空间的建议。可以将很少使用的对象重新定位到已分配但尚未使用的存储器。

通过设置多频率存储方案(DB2 V10.1 或更高版本),企业可以优化其存储设备的使用。多频率存储方案将希望最频繁访问的数据保存在最快的设备上,并且将希望不经常访问的数据移动到较慢的设备上。DBA 可以使用 IBM Data Studio 来为不同类别的存储设备定义存储器组,然后可以使用 InfoSphere Optim Configuration Manager 来调度一个用于根据数据的期限将表空间迁移到存储器组的作业。

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DB2 Advanced Recovery Solution for Linux, UNIX, and Windows

Advanced Recovery Solution 是一组可帮助 DBA 管理可用性的服务级别协议的工具,并且由以下产品组成:

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InfoSphere Optim High Performance Unload

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows。 (还提供了一个支持 DB2 for z/OS 的版本。)

InfoSphere Optim High Performance Unload 提供了一个高速卸载实用程序,可替代 DB2 导出功能。由于卸载非常快,因此 DBA 可以使用此产品作为数据迁移的手段。可以在不影响生产环境的情况下,将大量数据从一个系统移动到另一个系统,或者进行备份。

该产品非常快速,因为它直接访问数据文件,完全绕过数据库管理器,并且不会干扰或减慢生产数据库。该产品还可以从多个数据库分区执行卸载,并且其提供了一步式重新分区功能,以在相同或不同系统上快速重新分发数据。在分区可能是非常繁琐的手动过程的仓库环境中,一步式重新分区特别有用。

图 10. 用于重新分区和数据变换的 InfoSphere Optim High Performance Unload
此图显示 InfoSphere Optim High Performance Unload 将数据从一个系统移动到另一个系统。

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DB2 Merge Backup

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows

DB2 Merge Backup 使 DBA 能够通过合并现有完全备份和增量及差异备份(这将减少备份大型数据库所需的资源)来创建完全数据库备份。创建传统的完全备份可能会使用户和应用程序在很长时间内无法访问数据库(取决于数据库的大小)。IT 员工可以执行增量备份以使用一种对最终用户透明的方式来备份数据,而不会将数据库脱机或中断应用程序。

通过 DB2 Merge Backup,DBA 可以在发生计划内或计划外服务中断时恢复数据以使应用程序快速运行。DBA 可在不同计算机上运行合并处理,这将减少在生产计算机上耗用的资源量。

图 11. DB2 Merge Backup 可以通过合并现有完全备份和增量备份来创建完全合并的备份。
此图显示了 DB2 Merge Backup 通过合并现有完全备份和增量备份来创建完全合并备份。

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DB2 Recovery Expert

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows。 (还提供了一个支持 DB2 for z/OS 的版本。)

DB2 Recovery Expert 通过将恢复隔离到仅特定受影响的对象(以便 DBA 无需使用完全数据库恢复),从而帮助在最大程度上缩短数据库恢复时间。例如,如果用户从多表空间中的某个表中删除了数据,那么 DBA 可以使用 DB2 Recovery Expert 来识别所删除的数据,并且仅恢复该数据,而不必恢复整个表空间。

DB2 Recovery Expert 还支持从缺陷应用程序所导致的数据损坏中进行恢复。例如,假定本应执行每月批处理作业,但却错误地执行了每周批处理作业,并因此删除或更新了过多数据。DB2 Recovery Expert 可以分析 DB2 日志并生成相应的 UNDO 和 REDO 语句以从错误的更改返回。(参见下图。) 可以在运行前导出这些语句以进行复审。

图 12. DB2 Recovery Expert 可以通过分析 DB2 日志来生成 UNDO 和 REDO 语句从错误的更改返回。
此截屏显示了如何在运行前导出 SQL 以供复审。

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InfoSphere Optim Performance Manager Extended Edition

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows。 (Tivoli® OMEGAMON® Performance Expert for DB2 for z/OS 中的 DB2 for z/OS 提供了 Extended Insight 功能。)

InfoSphere Optim Performance Manager 提供了强健且详细的数据库性能监视和警报功能。一览式性能概述可帮助 DBA 快速识别问题区域,并显示哪些位置正在偏离基线。诊断仪表板提供了特定区域的详细度量,包括锁定、SQL 语句执行、存储器和内存使用以及日志性能。

图 13. “概述”仪表板。
此截屏显示了“概述”仪表板中的几个关键功能。

预定义模板提供了用于监视不同环境的配置设置,包括 SAP、InfoSphere Warehouse、OLTP、商业智能测试、生产和开发。

工作负载管理:

InfoSphere Optim Performance Manager 包括用于监管和管理 DB2 工作负载管理 (WLM) 功能的工具,包括定义工作负载,为工作负载分配业务优先级以确保服务级别协议,以及监视服务类、工作负载和工作类。

图 14. “工作负载管理器”仪表板。
此截屏显示了“工作负载管理器”仪表板中的几个关键功能。

Extended Insight 功能:

Extended Insight 功能提供了数据库引擎之外有用的性能信息。通过 Extended Insight,Java, DB2 调用级接口 (CLI) 或 .NET 应用程序中的每个 SQL 语句在其遍历软件堆栈时都会被度量。每个语句都以图形和图表方式实现可视化,以帮助 DBA 识别发生响应时间问题的区域:在应用程序服务器(如 WebSphere®)、网络或数据库中。

预定义的 Extended Insight 模板为 SAP、WebSphere、Cognos、InfoSphere DataStage®、InfoSphere Warehouse 和 Java 应用程序提供了配置设置。

与 Tivoli Composite Application Manager (ITCAM) 集成:

InfoSphere Optim Performance Manager Extended Edition 将其深度数据库性能分析与 IBM Tivoli 监视产品的广泛企业范围分析进行集成。对于 DB2 数据库组件中的任何事务问题,操作员可以从 Tivoli Enterprise Portal 中调用 Extended Insight 仪表板。此集成视图可维护有问题数据库事务的上下文,以便 DBA 和操作员共同协作以更加轻松地解决性能问题。

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InfoSphere Optim Query Workload Tuner

支持的服务器:DB2 for Linux, UNIX, and Windows 和 DB2 for z/OS

InfoSphere Optim Query Workload Tuner 通过提供有关如何实现更佳查询性能的建议来帮助 DBA、开发者或查询调整人员调整个别查询或查询工作负载。Data Studio 中包含了用户界面,可通过在 DB2 上应用 InfoSphere Optim Query Workload Tuner 许可证来激活这些功能。

InfoSphere Optim Query Workload Tuner 可以调整来自很多来源的工作负载或查询,例如语句高速缓存、DB2 目录、QMF™、DB2 Query Monitor for z/OS 以及 InfoSphere Optim Performance Manager 存储库。

InfoSphere Optim Query Workload Tuner 提供有关统计信息、查询、存取路径和索引的建议。顾问程序分析查询或工作负载,并提供优先的建议和理由来帮助经验不够丰富的 DBA 或开发者在实践中学习。统计信息收集建议包括要运行的 RUNSTATS 命令,索引建议包含创建索引所需的 DDL。DBA 可以迭代地运行顾问程序并应用更改,直至其对性能结果满意为止。

DBA 也可以比较优化前后的存取路径以了解优化器是否已经为查询选择了更好的存取路径。

图 15. 通过 InfoSphere Optim Query Workload Tuner 比较存取方案。
此截屏显示了 InfoSphere Optim Query Workload Tuner 如何能够比较查询组。

InfoSphere Optim Query Workload Tuner 可以为单个查询提供分析和建议,并且可以将整个 SQL 工作负载(如订单处理应用程序中使用的所有 SQL 语句)作为输入。例如,通过分析整个工作负载, InfoSphere Optim Query Workload Tuner 可以帮助 DBA 确定(例如)哪些索引或更新的统计信息可能为工作负载的总体性能带来最大益处。

InfoSphere Optim Query Workload Tuner 适合于数据生命周期的各个阶段;开发者可以在应用程序开发期间迭代使用它,因为通过 Data Studio 客户机嵌入了查询调整能力。而在开发新查询和例程时,开发者可以在 Data Studio 编辑器中直接从 SQL 语句来调用查询调整。由于客户机是基于 Eclipse,因此使用 Rational Developer for System z® 的大型机开发者也可以轻松地将 InfoSphere Optim Query Workload Tuner 安装到该环境中。

要更正在测试或生产系统中发现的问题,数据库管理员可以从 InfoSphere Optim Performance Manager Web 控制台或 Tivoli OMEGAMON Performance Expert for DB2 for z/OS 中调用查询调整。

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InfoSphere Optim Data Growth Solution

支持的服务器:请参阅支持的数据服务器的列表

InfoSphere Optim Data Growth Solution 可帮助 DBA 管理数据增长、归档和保留时间。活动数据和不活动数据往往同时存储在生产系统上,因为审计和合规性或者其他报告应用程序可能需要不活动数据。但是,通过归档不活动数据,DBA 可以帮助其生产应用程序提高性能。InfoSphere Optim Data Growth Solution 可以安全地将关系数据集合从一个或多个数据源移动到归档,而此归档可以存储在各种环境中。 Data Growth Solution 可以基于 DBMS 管理的关系以及应用程序管理的关系来归档数据,无论是在单个数据源之内,还是跨异构数据源。

如果需要,可以在需要其他业务处理时将归档的数据轻松检索到应用程序环境中。用户和应用程序仍可通过使用传统访问方法(例如 ODBC 和 JDBC)来访问此数据,因此可在报告编写器(例如,Cognos、Microsoft Excel 和企业应用程序)中使用此数据。

图 16. InfoSphere Optim Data Growth Solution 归档工作流程。
此图显示了归档的过程。

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