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EXADATA技術(shù)架構(gòu)和主要特點(diǎn) 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 ShareDisk和ShareNothing架構(gòu)分析 ShareDisk和ShareNothing是兩種主要的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)Exadata提供一種混合式的數(shù)據(jù)庫架構(gòu) 能夠有效解決兩者的沖突 吸取兩種架構(gòu)長處 既可以滿足OLTP的高并發(fā) 高可用特點(diǎn) 又可以滿足OLAP的大數(shù)據(jù)量處理要求 ShareDisk把數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用代碼端 ShareNothing把應(yīng)用代碼移到數(shù)據(jù)端運(yùn)行 當(dāng)應(yīng)用代碼量很大 高并發(fā) 相關(guān)數(shù)據(jù)量比較小時 ShareDisk更加適合這種典型的OLTP應(yīng)用 主要特點(diǎn) 高并發(fā) 高可用性 由于數(shù)據(jù)共享 當(dāng)節(jié)點(diǎn)故障可以透明切換到其他數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)運(yùn)行作業(yè) 當(dāng)相關(guān)數(shù)據(jù)量很大 而應(yīng)用代碼并發(fā)量很小時 ShareNothing更加適合這種典型的OLAP應(yīng)用 主要特點(diǎn) 大數(shù)據(jù)量處理 低并發(fā) 低可用性 由于數(shù)據(jù)非共享 當(dāng)節(jié)點(diǎn)故障 其他節(jié)點(diǎn)要接管故障節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù) 主要指標(biāo) 架構(gòu)優(yōu)勢 Exadata架構(gòu)概述 智能存儲層 ShareNothing 數(shù)據(jù)庫處理層 ShareDisk 超高速并發(fā)網(wǎng)絡(luò)層 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 主要指標(biāo) 架構(gòu)優(yōu)勢 全新的技術(shù)架構(gòu) ShareNothing與ShareDisk的結(jié)合 Exadata智能存儲服務(wù)器 ShareNothingArchitecture 在存儲部件中實現(xiàn)數(shù)據(jù)密集型處理進(jìn)行表及索引掃描 過濾查詢無關(guān)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器承擔(dān)計算密集型處理 ShareDiskArchitecture 求和 統(tǒng)計 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 等 數(shù)據(jù)密集型處理智能存儲池 計算密集型處理數(shù)據(jù)庫服務(wù)池 Infiniband高速互聯(lián)的數(shù)據(jù)交換 全雙工系統(tǒng)架構(gòu) 完全消除單點(diǎn)故障 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 主要指標(biāo) 架構(gòu)優(yōu)勢 EXADATA概述 為所有的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)提供超級的性能 適用于數(shù)據(jù)倉庫應(yīng)用的最好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 BestforDataWarehousing 基于10 x壓縮表的Smartscan基于內(nèi)存數(shù)據(jù)的并行查詢整體上比11 1版本快5倍適用于OLTP系統(tǒng)的最好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 BestforOLTP 唯一基于網(wǎng)格技術(shù)擴(kuò)展的數(shù)據(jù)庫Smartflashcache可達(dá)到20 x 1MIOPS 快的IOPS 或者節(jié)省20 x的磁盤對于歸檔數(shù)據(jù)可達(dá)到50 x的壓縮率安全 容錯適用于混合負(fù)載的最好的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 BestforConsolidation 唯一的支持所有負(fù)載類型的databasemachine多個數(shù)據(jù)庫 多個應(yīng)用 多個用戶環(huán)境都能提供可預(yù)測的響應(yīng)時間 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 主要指標(biāo) 架構(gòu)優(yōu)勢 Exadata數(shù)據(jù)庫一體機(jī) 網(wǎng)格技術(shù)之大成高性能 低成本 冗余 線性擴(kuò)展超級性能 開箱即用 Exadata智能存儲服務(wù)器網(wǎng)格14x高性能低成本存儲服務(wù)器100TBrawSAS盤or336TBrawSATA盤5TB 閃存 flashstorage RACDB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器網(wǎng)格8x高性能低成本DB服務(wù)器每個服務(wù)器包括2x4核Xeons 72GBRAMInfiniBand網(wǎng)絡(luò)每路40Gb sec的高可用網(wǎng)絡(luò) 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) Exadata數(shù)據(jù)庫一體機(jī) Exadata智能存儲服務(wù)器網(wǎng)格21GB sec磁盤數(shù)據(jù)掃描50GB sec內(nèi)存數(shù)據(jù)掃描1百萬 隨機(jī)I Os sec 8KDB塊 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器網(wǎng)格幾百萬級事務(wù)處理能力 每分鐘幾千萬級查詢能力 每分鐘幾十億級記錄掃描能力 每分鐘InfiniBand網(wǎng)絡(luò)880Gb sec累計IO帶寬 ExtremePerformance超級性能 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) Exadata產(chǎn)品能力 1 Rawcapacitycalculatedusing1GB 1000 x1000 x1000bytesand1TB 1000 x1000 x1000 x1000bytes 2 UserData Actualspaceforend userdata computedaftersinglemirroring ASMnormalredundancy andafterallowingspacefordatabasestructuressuchastemp logs undo andindexes Actualuserdatacapacityvariesbyapplication UserDatacapacitycalculatedusing1TB 1024 1024 1024 1024bytes Ref 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) Exadata存儲服務(wù)器硬件構(gòu)成 做為MPP網(wǎng)格的單元部件 每個2U單元提供高達(dá)1 5GB sec原始數(shù)據(jù)帶寬 withDisk 高達(dá)75 000IOPS withFlash 高達(dá)3 6GB sec原始數(shù)據(jù)帶寬 withFlash 智能存儲服務(wù)器構(gòu)成2x4核Xeon E5540處理器 Nehalem架構(gòu) 24GBRAM雙口4xQDR 40Gb s InfiniBand接口卡磁盤選項12x600GBSAS盤 合計7 2TB 12x2TBSATA盤 合計24TB 4x96GBSunFlashPCIeCards 合計384GB 軟件預(yù)裝OracleExadata智能存儲服務(wù)器軟件OracleEnterpriseLinuxDrivers Utilities來源于Oralce的統(tǒng)一支持服務(wù)3year 24x7 4HrOn siteresponse 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) ExadataSmartStorage智能存儲服務(wù)器突破數(shù)據(jù)處理帶寬瓶頸及隨機(jī)IO瓶頸 Exadata以三種途徑解決數(shù)據(jù)處理帶寬瓶頸大規(guī)模智能存儲網(wǎng)格并發(fā)計算MPP數(shù)據(jù)處理帶寬與數(shù)據(jù)量成正比存儲層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)密集型處理SmartScan數(shù)據(jù)庫SQL負(fù)荷被分布到存儲層實現(xiàn) 利用大量存在的存儲層CPU處理本存儲節(jié)點(diǎn)內(nèi)的數(shù)據(jù)混合型列壓縮HCC 數(shù)據(jù)量降低10倍以上HCC在降低存儲成本的同時 增加了查詢性能通過ExadataSmartFlashCache解決隨機(jī)IO瓶頸隨機(jī)I Os速度提升20倍以上 ExadataStorageCells 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Exadata的存儲端數(shù)據(jù)庫處理邏輯 ExadataStorageServer在存儲端進(jìn)行數(shù)據(jù)密集型處理智能掃描SmartScanROW使用 where 謂詞篩選行COLUMN列篩選JOIN聯(lián)接篩選增量備份篩選混合型列壓縮技術(shù)自動透明的存儲索引掃描加密數(shù)據(jù)通?？蓪l(fā)送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)減少10倍無需更改應(yīng)用程序處理是自動和透明的即使在查詢期間單元或磁盤發(fā)生故障 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫掃描處理技術(shù) 基于傳統(tǒng)存儲技術(shù) 全部的數(shù)據(jù)庫智能存在于數(shù)據(jù)庫主機(jī) 來源于存儲的數(shù)據(jù)大部分被數(shù)據(jù)庫主機(jī)所丟棄 大量的廢棄數(shù)據(jù)占用了寶貴的數(shù)據(jù)庫主機(jī)資源 IO 內(nèi)存和CPU 嚴(yán)重影響其它任務(wù)執(zhí)行 處理緩慢 I Os執(zhí)行 返回1TB數(shù)據(jù) DB主機(jī)篩選1TB數(shù)據(jù) 得到1000行客戶要求的數(shù)據(jù) 計算并返回給客戶端 返回數(shù)據(jù)行 SELECTcustomer nameFROMcallsWHEREamount 200 DB主機(jī)確定表的存儲分區(qū) 發(fā)起I Os請求 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Oracle數(shù)據(jù)庫網(wǎng)格 SmartScan處理技術(shù)Exadata為什么快10 100 x倍 問題 昨天的銷售業(yè)績?nèi)绾?Exadata智能存儲層 SUM Selectsum sales whereDate 24 Sept SmartScan在TB級數(shù)據(jù)中掃描匹配請求的數(shù)據(jù) 構(gòu)建并發(fā)SmartScan請求 僅僅返回滿足條件的數(shù)據(jù) 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Exadata混合列壓縮 數(shù)據(jù)按列存儲 然后壓縮針對數(shù)據(jù)倉庫的查詢模式 為提高速度進(jìn)行了優(yōu)化 通常壓縮比可達(dá)10倍 掃描成比例增長針對不常訪問數(shù)據(jù)的歸檔模式 為減小空間進(jìn)行了優(yōu)化 通常可達(dá)15倍壓縮 對某些數(shù)據(jù)可達(dá)50倍壓縮 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 壓縮的行 混合列 CompressionUnit1 Column1 Column2 Column3 CompressionUnit2 很好的隨機(jī)行訪問特性非常好的TableScan5x 40 x壓縮 行壓縮vs列數(shù)據(jù)庫vs混合列壓縮 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 實際環(huán)境壓縮比OracleProductionE BusinessSuiteTables 壓縮比率 Query 14 6XArchive 22 6XVarybyapplicationandtable 52 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Exadata存儲索引無需任何開銷即可透明地消除I O Exadata存儲索引在內(nèi)存中保存表數(shù)據(jù)的匯總信息存儲列的MIN和MAX值通常每MB磁盤空間建立一個索引項如果MIN和MAX值不匹配查詢的 where 子句 則不訪問磁盤I O完全地自動化和透明 MinB 1MaxB 5 Table Index MinB 3MaxB 8 Select fromTablewhereB 2 僅第一組記錄匹配 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Exadata存儲索引示例表SALES 對常用列自動收集的摘要存儲在ExadataStorageServer的內(nèi)存 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 Exadata存儲索引示例表SALES 存儲索引將無關(guān)datachunk忽略掉提供類似分區(qū)修剪的功能NetezzareliesuponZoneMaps WHEREship datebetween 01 SEP 2009 and 31 SEP 2009 排除datachunk 2 x 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 對大型掃描的優(yōu)化 1TB 壓縮 10TB的用戶數(shù)據(jù)需要10TB的IO 100GB 分區(qū)修剪 20GB 存儲索引 5GB 智能掃描 在DatabaseMachine上實現(xiàn)亞秒級 數(shù)據(jù)減少10倍 掃描加快2000倍 高擴(kuò)展 高可靠 OLTP 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP應(yīng)用特點(diǎn)與傳統(tǒng)存儲的局限性 OLTP注重數(shù)據(jù)的計算 記錄的插入 刪除與修改 以及簡單的查詢和統(tǒng)計 它的主要任務(wù)是進(jìn)行事務(wù)處理 所關(guān)注的是事務(wù)處理的及時性 完整性和正確性 衡量OLTP性能主要看TPS和響應(yīng)時間影響OLTP性能的主要是存儲系統(tǒng)的IOPS性能傳統(tǒng)高端存儲架構(gòu)的特點(diǎn)導(dǎo)致IOPS性能的不足 典型高端陣列只能達(dá)到100k IOPS 數(shù)據(jù)庫與存儲之間互不了解 無法進(jìn)行智能優(yōu)化處理 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP 解決磁盤隨機(jī)I O瓶頸 磁盤可存儲大量數(shù)據(jù)但每秒的隨機(jī)I O 200 300I Os 8K塊 Flash閃存技術(shù)可存儲少量數(shù)據(jù) 但遠(yuǎn)大于DRAM 但卻能提供每秒幾萬級的I O理想解決方案 兩者結(jié)合保存大容量數(shù)據(jù)于磁盤保存大比例常用數(shù)據(jù)于閃存 5 10 在磁盤和flash間透明傳遞數(shù)據(jù)采用flashcards 而非閃存Disk避免控制器瓶頸在智能存儲服務(wù)器中部署Flashcards高帶寬 低延時數(shù)據(jù)庫邏輯感知 300I OperSec TensofThousandsofI O sperSecond 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP ExadataFlash閃存提供隨機(jī)I O的超級性能 數(shù)據(jù)庫一體機(jī)提供總計5TB的閃存每智能存儲服務(wù)器配置4塊高速閃存卡SmartFlashCache緩存熱數(shù)據(jù) 但不是采用簡單的LRU算法 庫邏輯感知基于數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)使用邏輯 知道那些數(shù)據(jù)應(yīng)該緩存 那些不應(yīng)該緩存允許基于應(yīng)用表進(jìn)行指定優(yōu)化 如提示高優(yōu)先級駐留于緩存 OracleistheFirstFlashOptimizedDatabase 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP ExadataSmartFlashCache超級性能表現(xiàn) DatabaseMachine可實現(xiàn) 20 倍隨機(jī)I Os 75Kvs 3 6Kpercell 超過1百萬I OsperSec2 倍大數(shù)據(jù)量順序I O 50GB svs 21GB s 50GB sec10倍更快的響應(yīng)時間 1ms極大地降低成本10倍更少的磁盤I O需求更低的功耗 隨機(jī)I Os速度比1000塊盤的企業(yè)級陣列 200KIOPS 快5倍 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP 內(nèi)存中并行執(zhí)行 SQL語句 確定所查詢表的大小 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP 內(nèi)存中并行執(zhí)行 數(shù)據(jù)庫11 2版引入了對內(nèi)存緩存 DRAMcached 數(shù)據(jù)的并行查詢處理 利用整個數(shù)據(jù)庫集群的內(nèi)存容量進(jìn)行查詢 1TBTPC H世界紀(jì)錄的基礎(chǔ)一個SunOracleDatabaseMachine機(jī)架可用DRAM400GB進(jìn)行緩存Exadata混合列存儲可使4TBdatainDRAM QphH 1TBTPC H 比專用內(nèi)存數(shù)據(jù)倉庫更快 DRAM比磁盤有100 x帶寬 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP ExadataOLTP 與傳統(tǒng)SMP架構(gòu)對比 2架冗余ExadataV2 1xP595 IBM最快的單機(jī)SMP 8xIBMDS8300Turbo 10 7M 2 3M 相似的DB服務(wù)器性能相似的I O能力BothwithFlash相似的存儲容量 高擴(kuò)展 高可靠 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP 避免磁盤或Cell的單點(diǎn)故障ASMMirroringandFailureGroups ASMmirroringisusedprotectagainstdiskfailuresASMfailuregroupsareusedtoprotectagainstcellfailures ExadataCell ExadataCell ASMDiskGroup 高擴(kuò)展 架構(gòu)優(yōu)勢 主要指標(biāo) 智能存儲 OLTP 高可靠 線性擴(kuò)展性及高可用性 擴(kuò)展性Scalable通過增加連線即可實現(xiàn)8個標(biāo)準(zhǔn)架線性擴(kuò)展更大的擴(kuò)展需要額外的外部InfiniBand交換機(jī)可線性擴(kuò)展到幾百個存儲服務(wù)器若干PB級數(shù)據(jù)庫 高可用性RedundantandFaultTolerant可抵御任何單元的故障跨存儲單元的數(shù)據(jù)鏡像 高可靠 高性能 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 高擴(kuò)展 主要指標(biāo) 無限的擴(kuò)展能力 ScaleUpandScaleOut SASrawcapacityperrack 100TBSATArawcapacityperrack 336TBPeakthroughputperrack 18GB s Scaleto14cellsinonerack Addrackstoscalefurther Eachcellconnectsto2InfiniBandswitchesforRedundancyThisdelivers4xthebandwidth InfiniBandlinksacrossracksforfullconnectivity 高可靠 高性能 智能存儲 架構(gòu)優(yōu)勢 高擴(kuò)展 主要指標(biāo) GiantEagle5TB零售數(shù)據(jù)倉庫 1 2ExadataDB主機(jī) 13IBMP570CPUs EMCCLARiiON和DMX存儲陣列 現(xiàn)存系統(tǒng) 平均16倍的性能提升 2008OracleCorporation ProprietaryandConfidential 32 GiantEagleExadata加速詳情3倍到50倍的性能提升 16xAverageSpeedup Oracle s財務(wù)數(shù)據(jù)倉庫平均30倍的性能提升 337個查詢 小時 HPOracleDatabaseMachine 10 7個查詢 小時 Netapp存儲陣列