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OracleExadata在行业的应用李楠技术咨询顾问什么是Exadata？传统服务器架构SiSiSiSi图例FC光纤通道千兆以太网线百兆以太网线光纤交换机磁盘存储阵列磁带存储客户端负载均衡器核心交换机核心交换机光纤交换机负载均衡器开发、测试环境系统备份生产环境开发测试备份服务器应用服务器数据库服务器应用服务器1251512141011生产环境4数据库服务器1363ETL服务器ETL服务器7开发测试89Exadata数据库云服务器是完全优化的、高性能数据库平台利用业界最为先进的软硬件技术,并将这些技术发挥到极致解决传统的系统配置中的性能瓶颈为企业的各类应用提供端到端的数据管理解决方案数据库网格智能存储网格InfiniBand网络•冗余的40Gb/s交换机•统一的服务器和存储网络•14个高性能低费用的存储服务器•8台2CPU（每CPU8核）64位的数据库服务器或者•2台8CPU（每CPU10核）64位的数据库服务器•100TB高性能存储，或者504TB高容量存储•22.4TBPCIFlash•存储服务器之间作了数据镜像什么是Exadata数据库云服务器Oracle工程化设计的系统Oracle典型的基础架构Vendor•更多创新，开放•更好性能，扩展性，安全性•更少的部署时间•易于管理和升级•更低的拥有成本TCO•减少变化管理的风险•一站式支持服务•工作量大，集成费用昂贵•不能保证有效协作•不保证有效性能•维护成本高•零碎的服务和支持•意外的事故标准化，部署简单，整体架构平衡及优化•客户化配置的系统无法达到最佳性能•各部件不平衡，错误配置，瓶颈•Exadata是完全端到端优化配置，随付即用•2位数GB/秒磁盘到数据库的数据传输•磁盘，闪存，控制器，总线，HBA，网络，CPU等•数据库优化的网络，磁盘，操作系统，服务器•数年的调试，严格测试，预置的，无特殊配置问题•等同于经过Oracle专家级大师配置，30年的Oracle数据库经验•运行现有OLTP和DW应用•无需Exadata认证•Oracle技术环境：技术，知识库，人，合作伙伴•磁盘到数据库的服务端到端优化，没有瓶颈在几天内部署完毕,而不是数月•ExadataV1Introduced•V2Servers•40GbInfiniBand•PCIFlashCards•X2-2Servers•X2-864-coreServers•SmartFlashCache•StorageIndex•ColumnarCompression•SmartScan•InfiniBandScaleout•EnterpriseManager12cDatabasetoDiskManagement•Write-backFlashcache•HardwareDBEncryption•AutomaticServiceRequest•DataMiningOffload•StorageExpansionRack•X2-8CPURefresh•2TBDRAMpernode•Solarisx86•ReverseOffload•SmartFlashLoggingState-of-the-Art,Scale-outHardwareUniqueSoftwareIntegration20082009201020112012•X3-28-coreServers•X3-880-coreServersExadata的进化数据库平台需要具备的能力性能可靠性易运维扩展性成本服务保障现有业务，并支撑未来业务的发展简单的运行管理和维护支持横向或纵向扩展来支撑业务的发展保障业务7x24不间断运行降低采购和后期维护成本及时的服务响应和问题解决8高性能性能性能Exadata–数据处理结构的革命传统架构Exadata架构Exadata:40Gb/S•更少的数据传输传统4-8Gb/SInfiniBand请求数据库服务器智能存储服务器Exadata突破传统架构的性能瓶颈•智能扫描技术彻底解决IO瓶颈（10-100倍数据处理）•Infiniband高速互联使得网络传输不再成为瓶颈•智能闪存显著提升处理效率（10-100倍IO速度）智能扫描、智能闪存，存储索引等是OracleExadata独有的关键性能突破技术•高效的数据压缩技术节省存储成本的同时，提升系统性能（10-50倍压缩比）Exadata提升性能的关键技术①:高速网络②:智能扫描③:混合列压缩④:智能闪存数据库网格问题：昨天的销售情况如何？Exadata智能存储层SUMSelectsum(status)whereDate=’24-Sept’…SmartScan在TB级数据中扫描匹配请求的数据构建并发SmartScan请求仅仅返回满足条件的数据Exadata为什么快10-100x倍?Exadata–smartscan处理技术•数据访问操作被下移到智能存储层中执行，彻底消除IO瓶颈的可能•过滤无用的信息•随数据量的增长具备可扩展能力20GBReadDBCPUs过滤传统的存储Exadata智能存储20GBRead20GBSent数据库服务器智能扫描技术–消除I/O瓶颈Exadata过滤100MBSent•Exadata存储索引在内存中维护表数据的汇总信息•存储列的最小值和最大值•典型的是每MB磁盘一个索引•如果where语句中的条件无法与最大值、最小值匹配，就不会有磁盘I/O操作•完全的自动化和透明化ABCD135583MinB=1MaxB=5TableIndexMinB=3MaxB=8Select*fromTablewhereB2-OnlyfirstsetofrowscanmatchExadata存储索引透明的I/O操作，没有额外开销50XUpToOnlyonExadata•数据以字段形式存储并压缩•查询模式•最优的速度•典型的可达到10X的压缩率•按压缩比率改进扫描•归档模式–针对非频繁的数据访问•减少空间•典型的可达到15X的压缩率•有些可达到50XExadata混合列压缩技术5XMoreI/Osthan1000DiskEnterpriseStorageArray•Exadata有22.4TB的闪存•56块闪存PCI卡防止控制器瓶颈•智能的管理闪存•智能闪存缓存存储热点数据•Avoidslargescanwipe-outsofcache•提供闪存的速度，磁盘的花费•Exadata闪存缓存:•超过1.5millionIO/secfromSQL(8K)•Sub-millisecond的响应时间Exadata智能闪存缓存为OLTP和数据仓库提供极限性能•更好的方式将Flash的用于数据库在线日志•Flash速度很快而且性能波动很小•SmartFlashLog透明的使用Flash加速磁盘的日志写性能•无论磁盘还是flash，谁先写完日志写交易就完成•更好的响应时间和吞吐量•使用很少的flash空间（0.1%）缺省（红色）-波动的响应时间-高异常值SmartFlashLog-3倍的速度-平稳的响应时间TransactionResponseTimesSmartFlashLogEnabled全自动和透明‒Erasecycles,wearleveling,etcExadataSmartFlashLog使用Flash提升交易的响应时间Exadata性能提高分析总结数据库时间数据库等待时间网络等待时间数据库CPU时间IO等待时间Exadata软件减少了循环执行次数，（SmartScan、存储索引、混合列压缩）带来数据规模减少，同时减少了循环执行次数Exadata硬件加快IO处理、网络处理和CPU处理¼Exadata提供比生产系统高8倍的IOPS和11倍的IO吞吐¼ExadataIB网络提供比生产高10倍的吞吐和1/100的处理延时¼ExadataCPU处理能力是生产系统的2倍高可靠保证RAS特性多层冗余和容错机制降低计划和非计划停机…•通过服务器失败恢复、存储失败恢复、网络失败恢复、电源失败恢复等全面确保数据的高可用性Exadata服务器节点RAS特性•IntelXeonAdvancedReliabilityFeatures(IntelMCAR,SMILanefailover,QPISelfHealing)•内存ECC，过热降频保护功能•冗余的热插拔电源、散热风扇•磁盘RAID•MTBF:58,000~60,000小时•单节点RAS：99.998%Exadata集群RAS特性•冗余、集群的数据库服务器•冗余、集群的存储服务器•冗余的网络交换机和网络端口•ASM镜像•冗余的PDU可靠性高扩展能力灵活配置，按需在线扩展OracleExadataX2-22to8(16core)databasenodesOracleExadataX2-82(80core)databasenodes2TBDRAMQuarterHalfFull,Multi-RackFull-RackMulti-RackExadatamodelsandconfigurationsspanthefullrangeofenterprisedatabasedeployments扩展性传统架构的扩展均衡化配置方法论分区和HA规划网络互联配置规划数据库存储规划21资源整合—降低采购成本打包销售更优惠，无软件正版化风险将CPU从数据库服务器转移到磁盘阵列：•获得更高性能•无需为这部分CPU购买数据库软件，无软件版权问题•两全其美！传统方式软硬件分别采购：•分别购买数据库软件、主机、交换机、闪存卡、磁盘阵列•手工配置，大量协调工作•按照主机CPU数量购买数据库软件，成本极高；否则面临正版化风险，影响公司形象•左右为难！革新整合架构带来新的销售模式，降低总体成本并且简化用户工作成本Exadata与传统集群小型机计算环境比较1台满配数据库云平台3台集采高端满配服务器集群＋5台集采高端存储阵列结论：1台满配数据库云平台的处理能力＝3台高端满配服务器＋5台高端存储阵列，而功耗和占用机房空间分别仅是后者的1/6和1/7SPEC_CINT2006RatesIOPSMBPS功耗体积1台满配数据库云平台6,0681,500,00075,0009.8kW1Rack3台集采高端满配服务器集群合计6,04819.2kW(单台6.4KW)2-3Racks5台集采高端存储阵列合计900,00036,23539kW(单台7.8KW)5Racks简单的运维—Exadata监控和管理易运维可维护性微码、补丁升级提供为Exadata测试优化过的补丁包专门补丁包，消除补丁冲突的可能，简化补丁安装过程，减少补丁安装时间无须对各个部件单独升级，如：BIOS,HCA,Diskcontroller,Diskfirmware,Drivers,OFED……相同的配置，专门的测试，减少补丁本身可能的问题支持滚动升级，实现零停机Oracle支持服务Oracle售后增值服务SoftwareServersandStorageEngineeredSystems26服务24*7*365远程问题监控，15分钟通知，30分钟服务请求生成,24/7在线24*7专属远程响应团队，用户的所有问题通过统一的接口解决每个季度对整个系统，包括硬件和软件执行补丁服务快速响应时间的承诺，对严重级别为1的30分钟响应，严重级别为2的2小时响应专享热线及客服经理OracleExadata售后增值服务OraclePremierSupportforEngineeredSystems27PS4ES服务平台概览MonitoringGatewaySun4170服务器•抽取必要的Exadata状态•远程访问完成:验证/诊断错误事件信息补丁•用户可以完全控制设备用户可以指定仅发送必要信息仅在必要时连接Exadata系统用户可以关闭设备28在线数据操作集成ETL联机分析分析数据模型最好的数据库机整合数据和分析Exadata的应用场景问题：不同数据库操作类型间的冲突（OLTP与DW）Oracle数据库既支持OLTP，也支持DWExada