Oracle_Exadata_数据库一体机结构体系

Smart Scan、EHCC、Smart Flash Cache等 是Oracle Exadata 独有的关键性能突破技术
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传统扫描处理技术
SELECT customer_name FROM saves WHERE balance > 200000;
❖ DB主机确定表 的存储分区
发起I/Os请 求
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Oracle Exadata系统 ——最佳数据库一体机解决方案
戴冰峰 高级咨询顾问
Copyright © 2009, Oracle Corporation and/or its affiliates
数据量正在飞速增长
数据库大小每两年增长三倍
1998 – 1 TB; 2001 – 10 TB; 2003 – 30 TB; 2005 – 100 TB; 2007 – 300TB; 2009 – 900 TB; 2011 – 2.7 PB
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“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
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• 数据带宽限制极大的限制了数据仓库系统的性能表现 • 随机物理I/O瓶颈则极大限制了OLTP系统的性能表现
Exadata 硬件架构
数据库网格
• X2-2: 8台两处理器(每台
2CPU,每CPU 6核,96GB内存） 的高性能企业服务器，最大96
cores,768GB内存。
• 或X2-8:2台八处理器(每台
• 开箱即可享用超级的性能
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Oracle Exadata 技术架构及特性
Exadata架构概览(所有的盘柜并联在交换通道上,独立
享有80 Gb/s 全双工带宽)
单节点数据库
RAC 数据库
数据库处理层
超高速并发网络层
智能存储层
Exadata Cell
InfiniBand 交换网络
Full Rack
2-8 Full Racks
8
16-64
14
28-112
100/336 TB 200 – 2688TB
28/100TB 56 – 800 TB
21/12
42 - 168
GB/sec GB/sec
50
100 - 400
GB/sec GB/sec
1,000,000 1M – 8M
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2-8
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背部视图
Exadata极限性能的设计
让‘Blades’飞的理由
DB Servers
请求 InfiniBand
Exadata Storage
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②
8CPU,每CPU8核,1T内存）的 高性能企业服务器,128 cores,2TB内存
智能存储网格
• 14台高性能智能存储服 务器，每台存储服务器 拥有2*6核CPU，72G内 存
• 100TB 高性能SAS磁盘 或336TB高容量SAS磁 盘
InfiniBand 网络交换机
• 1~5 TB 智能闪存卡
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返回数据行
• 基于传统存储技术，全部的 数据库智能存在于数据库主 机。
•
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
I/Os 执行: 返回 1 TB 数据
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了宝贵 的数据库主机资源（I/O、内 存和CPU），严重影响其它 任务执行，处理缓慢。
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根据不同的规模可以灵活地选择起步模式
在线升级
X2-2 1/4配 X2-2 半配 X2-2/X2-8
2~8个满配级联
• 扩展性
满配
– 通过线缆联接可以扩展到多个机架
• 更多扩展需要外部InfiniBand 交换机
– 可以单独购买Exadata存储服务器单元
– 扩展到上百个存储服务器
• 支持PB级数据库
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信息来源：Winter TopTen Survey，Winter Corporation，作者 Waltham MA，2008 年。
数据量增长带来的巨大挑战
IO瓶颈
• 在数据量巨大的情况下, IO瓶颈往往制约着系统整体性能
• 存储到数据库服务器的带宽限制 • 存储整列内部瓶颈 • SAN 系统瓶颈 • 随机物理I/O瓶颈
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只需增加线缆即可扩展到8机架
全部的带宽和冗余性
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彻底简化部署
• Database Machine消除了数据库系统 部署的复杂度
• 极大降低配置、诊断、调优的时间
• Database Machine随付即用
• 预先打包的、严格测试的、标准化的、可支持的配置
• 已经存在的应用无需任何改变
Months to Days
• 40Gb/s容错交换网络
• 预装软件
• 存储端执行查询过滤
• Oracle Database Enterprise 11gR2
• Oracle RAC Option
• Oracle Partitioning Option
• Oracle Exadata Storage Server Software
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Fabric 2
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Exadata –智能扫描 技术
Exadata为什么快10-100x倍?
问题：昨天 的销售业绩
如何？
数据库网格
Select sum(sales)
Exadata Cell
Exadata Cell
CV Management Server (optional)
Fabric 1
传统阵列架构体系(所有的盘柜串联在交换通道上,共同
分享8Gbit/s FC带宽 )
Heterogeneous Servers
Biblioteka Baidu
HSV300 ctrl 1 HSV300 ctrl 2
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Sun Oracle Database Machine
配置详情
Database Servers Exadata Storage Servers Total Disk Capacity User Data uncompressed) I/O Throughput (disks)
I/O Throughput (flash)
I/O per Second (IOPS) Racks
Quarter Half
Rack
Rack
2
4
3
7
21/72 TB 50/168 TB
6/21 TB 14 /50 TB
4.5/2.5 GB/sec
10.5/6 GB/sec
11 GB/sec 25 GB/sec
225,000 1
500,000 1