Oracle云数据库解决方案


1 Oracle云数据库解决方案 首席资深技术顾问 章云 yun.zhang@oracle.com Oracle Certified Master CHISC.NET - 国内第一医疗信息化网站 ,业内最强大和中立的互联网共享交流平台 数据库 • Oracle 数据库 11g • 真正应用集群 • 数据仓库 • 数据库安全性 • Exadata • Enterprise Manager for Database • 嵌入式技术 • MySQL 中间件 • Java • 应用服务器 • 面向服务的架 构 • 内容管理 • Enterprise 2.0 和门户 • 企业绩效管理 和商务智能 • 身份管理 • Enterprise Manager for Middleware • 开发工具 管理软件 • Oracle电子商 务套件 • PeopleSoft Enterprise • Siebel • JD Edwards EnterpriseOne • JD Edwards World • Hyperion • Primavera • 应用集成架构 服务器及 存储系统 • Sun 服务器 • Sun 存储 • Sun Oracle 数 据库机 • Solaris • Linux • 虚拟 • Enterprise Manager Ops Center 行业 • 通信 • 金融服务 • 医疗保健 • 保险 • 公共部门 • 零售 • 公用事业 2 议题 • 云计算简介 • 云数据库及Oracle私有云数据库架构 • 客户案例研究 •Oracle云数据库一体机 © 2011 Oracle Corporation <在此处插入图片> 什么是云计算? © 2011 Oracle Corporation 3 传统计算环境 硬件、存储、软件和应用程序孤岛 • 根据各峰值负载来确定大小 – 效率低下、成本高昂 • 能否满足不断变化的业务需求? – 不灵活、反应迟钝 • 管理成本高 © 2011 Oracle Corporation 云计算是一种能够方便地按需从网络访问共享的可 配置计算资源(如,网络、服务器、存储、应用程 序和服务)池的模型,且只需最少的管理工作或服 务提供方交互即可快速供应和发布这些资源。 © 2011 Oracle Corporation NIST 对云计算的定义 v15 4 云计算环境 降低复杂性和成本、提高服务质量 • 数据中心的规模 – 资源池化 – 高服务质量 • 能否满足不断变化的业务需求? – 按需灵活性 – 快速自助式供应 • 易于以更低的成本进行管理 – 更少的移动部分 © 2011 Oracle Corporation 什么是私有数据库云? 共享部署平台上的数据库 软件即服务 © 2011 Oracle Corporation 基础架构即服务 平台即服务 私有数据库云 5 议题 • 云计算简介 • 云数据库及Oracle私有云数据库架构 • 客户案例研究 •Oracle云数据库一体机 © 2011 Oracle Corporation <在此处插入图片> 私有数据库云的业务动因 © 2011 Oracle Corporation 6 私有数据库云 业务动因 提高 服务 质量 提高 敏捷性 降低 复杂性 降低 IT 成本 标准化操作系统 标准化数据库 更少的配置资本成本 管理成本 停机成本 资源管理 动态服务 共享资源更严格的安全性 提高性能 可用性更高 © 2011 Oracle Corporation 数据库 操作系统 服务器服务器 整合 存储 模式 投资回报 基础架构 云 数据库 云 © 2011 Oracle Corporation 私有数据库云 最出色的整合、最大化 ROI 7 数据库云的市场 Not a complete mapping Public Private Infrastructure Cloud Database Cloud database.com 云服务的使用 Application server platform as a service 24.7% Database platform as a service 21.4% Identity as a service 4.7% Compute as a service 10.2% Storage as a service 18.1% Software development and test as a service 14.9% Don’t know/unsure 20.5% None 37.2% Preliminary findings from the IOUG ResearchWire member study on Cloud Computing, conducted in August-September 2010. Most popular: App Server as a service Database as a service PaaS IaaS 8 <在此处插入图片> 私有数据库云架构 © 2011 Oracle Corporation 数据库云架构 通用构建块是共享服务器和存储池 OSOS ERPDWCRM DB OSOS DBDB 数据库云 操作系统 共享服务器池 真正应用集群 OSOS ERPDWCRM OSOS DB 数据库云 数据库 共享数据库实例 真正应用集群 © 2011 Oracle Corporation 基础架构云 服务器 在专用 VM 中部 署服务器虚拟化 Hypervisor CRMDWERP OS DBDB OS DB OS DBDB Hypervisor 9 基础架构云 在 VM 中供应一个数据库 © 2011 Oracle Corporation CRMDWERP OS DBDB OS DB OS DBDB • 需要虚拟机管理程序 – 可配合单一服务器和集群服务器工作 • 支持异构操作系统 – 卓越的隔离 • 低整合密度 – 仅服务器和存储 • 性能问题 – 虚拟机管理程序开销 • 低 ROI – 但易于实现 Hypervisor Hypervisor 私有数据库云 本地供应数据库 © 2011 Oracle Corporation OSOS ERPDWCRM DB OSOS DBDB • 需要真正应用集群 – 支持所有 Oracle 管理软件 • 需要通用操作系统 – Linux、Unix、Windows • 高整合密度 – 服务器、存储和操作系统 • 卓越的性能 – 无虚拟机管理程序开销 • 高 ROI – 特别是在使用商业硬件时 10 私有数据库云-最佳实践 供应共享数据库的模式 • 需要真正应用集群 – 极迅速的供应 • 需要通用操作系统 – 最少隔离 • 最高整合密度 – 服务器、存储、操作系统、数据库 • 卓越的性能 – 最少的数据库实例 • 最高的 ROI – 但是需要应用程序验证 © 2011 Oracle Corporation OSOS ERPDWCRM OSOS DB <在此处插入图片> 私有数据库云支持技术 © 2011 Oracle Corporation 11 支持私有数据库云 连续多年的 Oracle 创新 Oracle Database 10g Oracle Database 11g Oracle 数据库云服务器 Oracle9i Database 真正应用集群 数据库服务 CPU 资源管理 自动存储管理 动态数据库服务 实例囚笼 I/O 资源管理 服务器池 服务质量管理 InfiniBand 支持 智能扫描 智能闪存缓存 混合列压缩 © 2011 Oracle Corporation 私有数据库云 软件管理的服务器和存储池 Enterprise Manager In-Memory Database Cache 自动存储管理 真正应用集群 © 2011 Oracle Corporation 12 <在此处插入图片> 私有云的服务级别预期 © 2011 Oracle Corporation • 资源管理器分配 CPU 和内存 – 以及数据库云服务器上的 I/O 使用 • 实例囚笼为每个实例分配内核 • 按需伸缩容量支持灵活的云计算 负载和资源管理 数据库作为共享平台上的服务运行 © 2011 Oracle Corporation 13 快速恢复区 Active Data Guard 最高可用性架构 充分利用私有云中的所有冗余 © 2011 Oracle Corporation 自动存储管理 真正应用集群 Data Guard Oracle 最高可用性架构 联机维护无需计划停机 © 2011 Oracle Corporation 添加/移除存储 表和索引重定义 消除人为错误 添加/移除节点 滚动升级 自动升级测试联机应用程序升级 滚动补丁和 PSU 14 云数据库安全保障 全面的数据安全性 • Oracle Advanced Security • Oracle Identity Management • Oracle Database Vault & Label Security • Oracle Audit Vault & Total Recall • Oracle Database Firewall • Oracle Configuration Management • Oracle Data Masking • Oracle DB FireWall 数据数据数据 © 2011 Oracle Corporation 监视、计量和付费 在用户组间分担成本 © 2011 Oracle Corporation 15 • 黄金映像参考配置 • 通过配置文件标准化部署 • 快速向云供应数据库 • 集中监视更改以确保合规性 黄金映像-向云供应软件 通过参考配置降低复杂性 © 2011 Oracle Corporation 创建参考配置 作为黄金映像 试运行 在云上 供应数据库 集中管理 议题 • 云计算简介 • 云数据库及Oracle私有云数据库架构 • 客户案例研究 •Oracle云数据库一体机 © 2011 Oracle Corporation 16 <在此处插入图片> 客户案例研究 © 2011 Oracle Corporation Dell IT 将 450 个数据库整合到 3 个私有云中 • 在 19 个月内达到损益平衡 • 通过劳动生产力和成本节约节省了 330 万美元 • 为决策者交付 BI 的速度加快 50% • 布线时间从 8 周缩短到 2 天 © 2011 Oracle Corporation 20 TB 存储 16 台服务器 每个服务器池多达 150 个数据库 17 FedEx联邦快递 在私有云上重新托管 400 个数据库 • 通过为服务器池添加节点横向扩展负载能力 • 整合小型数据库模式的规模经济效应 • 标准化以更低的成本提供了更好的服务 • 90% 的 OLTP 负载利用动态基础架构 © 2011 Oracle Corporation 较小的数据库采用 4 节点服务器池 大型数据库采用 4 至 8 节点的服务 器池 British Telecom – Database as a Service 18 议题 • 云计算简介 • 云数据库及Oracle私有云数据库架构 • 客户案例研究 •Oracle云数据库一体机 © 2011 Oracle Corporation <在此处插入图片> 云数据库一体机 © 2011 Oracle Corporation 19 Oracle 数据库云服务器 为私有云整合而优化 • 数据库服务器池 – Oracle Database 11g 第 2 版 – Oracle 真正应用集群 – 自动存储管理 • 存储服务器池 – 高达 336 TB 的磁盘 – 5 TB 闪存存储 – Oracle Exadata 存储软件 • InfiniBand 网络 – 40 Gb/秒的冗余交换机 © 2011 Oracle Corporation • 在以下方面所有数据库机均相同 – 在交付时经过测试、随时可运行 – 高度优化 – 可高度稳定运行 – 无特殊配置问题 • 运行现有 OLTP 和 DW 应用程序 – 30 多年的 Oracle 数据库功能 – 无需数据库云服务器认证 • 利用 Oracle 共生体 – 技能、知识库、人员、合作伙伴 标准化配置 几天内即可完成部署,不需花费数月时间 © 2011 Oracle Corporation 20 从小配置开始,逐步扩展 现场在线升级 满配机架½机架 为OLTP和数据仓库提供平衡的增量的可伸缩性 ¼机架 只需增加线缆即可扩展到8机架 全部的带宽和冗余性 Copyright © 2010, Oracle Corporation and/or its affiliates – 47 – 21 数据库一体机的完整家族 支持 OLTP、数据仓库和大集中等不同工作负载 • ¼配、半配、满配和多机架 • 满配和多机架 Oracle Exadata X2-8Oracle Exadata X2-2 Oracle数据库技术的发展演进 •更多的通道 •更宽的通道 传统4-8 Gb/S Exadata: 40Gb/S •更少的数据传输 22 总览Exadata极限性能的设计 InfiniBand 请求 DB Servers Exadata Storage 50 Exadata 高性能理由② “混合列压缩(EHCC)”: 技术获得10x-50x 超 高压缩比,并提高磁盘I/O效率 高性能理由③ “Smart Flash Cache”: 高达5.3TB 的 Flash Cache,随机I/O性能高达1M IOPS 高性能理由① “Smart Scan”: 计算负载部分卸载至并行智能 存储层,并只传输经筛选的有用数据 高性能理由④ “Infiniband ”: 提供40Gb/s 端口带宽,聚合 带宽高达880Gb/s , 端口延时(0.1um )小于以太 网的 1/1000 Smart Scan、EHCC、Smart Flash Cache等 是Oracle Exadata 独有的关键性能突破技术 Exadata组件内部互联技术 – Infiniband • Exadata 的infiniband网络采用了3个交换机的双链 路、全冗余结构;并通过交换网格的并行化连接, 提供与存储容量等比增加的带宽 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Gigabit Ethernet 4Gb Fibre 40Gb Infiniband MB/sec 单路连接的数据吞吐量 23 智能闪存卡(Smart Flash Cache) ——突破传统磁盘随机I/O的瓶颈 • 磁盘驱动器拥有大量数据 • 但是只有300 IO/s • Flash技术存放较少的数据 • 但是可以运行上万IO/s • 理想方案 • 在磁盘上存储最大量的数据,减少成本 • 透明地将热数据迁移到flash • 采用flash cards 而不是flash disk,避免磁 盘控制器的限制 • Exadata storage 中的flash card • 高宽带,低延迟 每秒 300 次I/O 每秒上万次I/O Oracle是第一个闪存优化的数据库 比较 – 传统扫描处理技术 • 基于传统存储技术,全部 的数据库智能存在于数据 库主机 • 来源于存储的数据大部分 被数据库主机所丢弃 • 大量的废弃数据占用宝贵 的数据库主机(内存、 CPU)和IO资源,严重影响 其它任务执行, 导致处理 缓慢  I/Os 执行: 返回 1 TB 数据  DB主机筛选1 TB数 据,得到1000行客户 要求的数据,计算并 返回给客户端  返回数据行  SELECT customer_id FROM calls WHERE amount > 200;  DB主机确定 表的存储分区  发起I/Os 请求 24 比较 – Exadata的智能扫描技术 • 仅查询相关的字段 – customer_id 和符合条件的行 – where amount>200 被返回给数据库服务器 • 通过把扫描处理从数据 库中剥离,减少了数据 库服务器的CPU负担, 同时极大降低了无效的 信息传输 – 仅仅传输需要的、有价 值的信息  返回2MB数据到数据 库服务器  返回数据行  构造Smart Scan 并发送到 存储单元  Smart Scan在 TB的表中识别 出符合查询需求 的行和字段  汇聚各存储单 元的返回结果 到结果集  SELECT customer_id FROM calls where amount > 200; 55 Exadata存储索引 无需任何开销即可透明地消除I/O • Exadata存储索引在内存中保存表 数据的汇总信息 • 存储列的MIN 和MAX 值 • 通常每MB 磁盘空间建立一个索引项 • 如果MIN 和MAX 值不匹配查询的 “where” 子句,则不访问磁盘 I/O • 完全地自动化和透明 ABCD 1 3 5 5 8 3 Min B = 1 Max B =5 Table Index Min B = 3 Max B =8 Select * from Table where B<2 - 仅第一组记录匹配 25 Exadata 混合列压缩 更高的容量,更低的费用 • 数据按列组织和压缩 – 动态的更好的压缩 • 为数据仓库加速优化的查询方式(Query Mode) – 通常是10倍的压缩 – 由于Exadata的下推操作更快 • 为非经常访问数据优化空间的归档方式(Archival Mode) – 通常是15倍到50倍的压缩 Query 更快,更简单 Backup, DR, Caching, Reorg, Clone 多方面的好处 Copyright © 2010, Oracle Corporation and/or its affiliates – 56 – 压缩的行 Oracle混合列 Row 1 Symbol Table Row 2 Row 3 Database Block •很好的随机行访问特性 •OK 表访问 •2x - 5x 压缩 Column 1 Column 2 Column 3 列数据库 •很差的随机行访问特性 •非常好的 Table Scan •5x - 40x 压缩 Compression Unit 1 Column 1 Column 2 Column 3 Compression Unit 2 C1 C2 C3 •很好的随机行访问特性 •非常好的 Table Scan •5x - 40x 压缩 行压缩 vs 列数据库 vs 混合列 26 Oracle Exadata综合海量数据管理软件技术 混合列压缩后1 TB10 TB 用户数据 需要10 TB 磁盘 I/O 通过数据库分区技术 分区修剪后100 GB 智能存储的存储索引 技术后20 GB 经过智能存储扫描后 5 GB 数据库一体机 秒以内的响应速度 数据少了10x 倍, 扫描速度快了 2000x 倍 Exadata V2部分应用案例 27 Exadata 部分中国客户 保驾护航 • 海尔 – OLTP/DW 混合负载,Siebel&EDW • 上海移动 –OLTP, 计费认证系统 • 中冶焦耐(鞍山)– OLTP EBS • 中冶集团(北京) – OLTP HR • 冶建总院 (北京)– OLTP EBS • PICC Life – EDW • 新疆电信 –DW-经分系统 • 北京移动 – OLTP DBM应用 • 辽宁移动 – DW DBM 应用 • 湖南电信 – DW&OLTP DBM • 辽宁联通 – DW • 青岛社保 – DW • 湘财证券 –DW&OLTP • HK TDC – DW • TW NCCC -DW,DBM 上海移动视频基地 Exadata案例(OLTP) • AAA认证系统 • Exadata (Oracle BRM) • 性能指标 – 5000多个并发请求/server/秒 – 用户认证<100ms – 计费时长<300ms – 用户操作<100ms • ¼机架Oracle Exadata V2 28 PICC报表系统Exadata测试结果 1.4亿条记录数据库表全表扫描,耗时6.7秒 Exadata 部署混合负载应用,提供极限计算能力 -- 在线交易与数据分析的混合负载 清算 主机系统 历史数据查询 主机系统 证券实时交易 主机系统 网络 Exadata 证券实时交易 历史数据查询分析 清算 真实绿色数据中心 “业务平衡的系统架构” 与“极限的计算性能” 温备 29 Exadata 1/4配一体机 Exadata 1/4配一 体 机 数 据 库 长 连 接 并 发 数 平均响应时间ms 毫秒 TPS(吞吐量) 每秒交易笔数 Exadata线性扩展: 随着并发数的增加,TPS呈线性增加,平均相应时间增加较为平缓。说 明Exadata具有很好的可伸缩性和巨大的吞吐量。 交易类 (深圳) 67 3.77 15413.21 134 4.09 30675.25 268 4.53 55959.92 错误率 0 0 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 67 134 268TPS 吞吐量 ( 笔数 ) 数据库长连接并发数 3.5 4 4.5 5 5.5 6 67 134 268 平均相应时间 ( 毫秒 ) 数据库长连接并发数 场景: Exadata线性可扩展能力-极大的吞吐能力 应用服务器集群 中冶数据中心支持多应用发展 外部用户 内部用户 应用服务器集群 数据库服务器集群 Oracle RAC DBERP应用 外部用户 内部用户 应用服务器集群 数据库服务器集群 Oracle RAC DB其它应用 外部用户 内部用户 应用服务器集群 数据库服务器集群 Oracle RAC DBUCM 应用 外部用户 内部用户 应用服务器集群 数据库服务器集群 Oracle RAC DBBI 应用 数据库服务器集群 30 硬件和软件,集成设计、卓越性能
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lvqj

贡献于2015-08-07

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