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OTN软硬件结合数据库解决方案
- 1. 软硬件结合的数据库解决方案 Hardware and Software Engineered to Work Together 张瑞 @ Alibaba
- 2. 提纲 硬件架构与性能分析 主机，存储性能分析 SSD 存储技术介绍 Oracle 系统架构最佳实践 Oracle HA 方案优劣分析 Oracle ASM 特性解读 软硬件结合的解决方案 Exadata 和 OUDA 介绍 软硬件结合的案例分享
- 3. 硬件架构与性能分析
- 4. 硬件架构与性能 主机 SMP ， NUMA ， MPP CPU （核数，频率，线程），内存容量 性能指标： TPC ， SPEC ， A-TPS 存储 磁盘性能：转速，容量，接口 存储性能：磁盘数量，缓存大小，存储架构 性能指标：响应时间， IOPS ，吞吐量 网络 1GbE/10GbE ， SAN 性能指标：响应时间，带宽
- 5. 硬件技术发展 主机 CPU 处理能力不断提升 PC 服务器替代小型机 存储 Flash 存储技术： SSD SSD 替代磁盘存储 网络 高吞吐低延迟 Infiniband 用于集群互联和高速存储网络
- 6. SSD 存储技术 SSD 分类： NAND ， NOR SLC ， MLC 接口类型： SATA ， SAS ， FC ， PCIE 生产厂家： Intel ， Fusionio STEC ， SandForce HUAWEI
- 7. SSD 性能数据 SSD ： IOPS ：随机读 10000-60000 ，随机写 5000-60000 Throughput ： 连续读 200M-600M ，连续写 200M-600M Latency ： 30us 磁盘： IOPS ：随机读 160 ，随机写 160 Throughput ： 连续读 170M ，连续写 130M Latency ： 6ms
- 8. SSD 存储原理 SSD 需要擦除： 允许直接写入，不允许更新 更新 = 读取 + 擦除 + 写入 擦除代价大，延时 2ms 写入单位与擦除单位单位不一致 擦除次数有次数限制 SSD firmware 的功能： FTL ：物理逻辑地址映射 Reclamation ：回收策略，异步擦除 Wear leveling ：均衡写磨损，提升寿命 Reserved space ：减小写入放大，提升写性能
- 9. SSD 特性总结 优势： 巨大的 IOPS 优势 IO 延时非常低 适合 OLTP 应用 劣势： 不同产品的性能差异很大 擦除导致的性能抖动 磨损导致的寿命问题 吞吐量相比较磁盘无优势 单位容量价格贵 不适合 DSS 应用
- 10. 数据库 IO 分析 日志文件 DirectIO ，写入底层磁盘，顺序 IO LGWR 同步写，响应时间要求 <1ms 数据文件 数据文件写：异步 IO ， DBWR 后台写，随机 IO 数据文件顺序读：索引查询，单块读，随机 IO 数据文件离散读：全表扫描，多块读，连续 IO 响应时间要求 <5ms
- 11. 数据库存储方案 在线日志 带缓存的磁盘存储或 SSD 裸设备或 ASM ，不建议文件系统 独立存储，与数据文件分离 数据文件 SSD 适用于随机读写，磁盘适用于顺序读写 SSD 存放活跃数据，磁盘存放历史数据 SSD 作为磁盘的缓存， Flashcache 归档日志 磁盘，独立存储 ASM 或文件系统
- 12. Oracle 系统架构最佳实践
- 13. Oracle 系统架构 Active/Standby Cluster Oracle RAC Oracle DataGuard Oracle ASM
- 14. Active/Standby Cluster 传统主备模式 基于共享存储 典型产品 IBM hacmp HP Serviceguard Veritas Cluster Service 优劣分析： 简单可靠 资源浪费 无法扩展
- 15. Oracle RAC 优势 高可用 水平扩展 劣势 共享存储的扩展能力 节点间通信成本高 最佳实践 低延迟的互联网络 减少节点间通信 OLTP ：高可用 DSS ：扩展性
- 16. Oracle DataGuard Primary 服务， Standby 只读 (11g) 异步传送方式，可能导致数据丢失 失败切换需要人工干预 廉价的容灾方案
- 17. Oracle ASM 整合存储设备，解决存储扩展的问题 自动负载均衡，解决 IO 热点的问题 支持数据冗余，软件 RAID 10 Failure group 防止单节点损坏 所有的数据都可以放在 ASM 中 ASM 替换裸设备和文件系统 ASM 是免费的
- 18. Oracle ASM
- 19. 软硬件结合的解决方案
- 20. Oracle 的软硬件一体机 Exadata 硬件： Compute node ， Storage Cell ， SSD ， Infiniband 软件： SmartScan ， HCC ， Flashcache ， StorageIndex 特点： Offloading ， Extreme performance ， OLTP & DSS 架构： Balance ，介于 shared-storage 和 shared-nothing 之间 OUDA 硬件： 2 server node ， 24*SAS ， 4*SSD ， 1GbE/10GbE 软件： Oracle 11gR2 RAC+Oracle Linux 特点：廉价的软硬件一体机，易配置，易管理，高可用 性能： 2*X5675 ， 96G mem ， SSD 存储 redo ， SAS 存储数据
- 21. HA 软件 -SmartCluster 自主开发，替代商业软件 数据库探测，共享资源管理 第三方探测，防止信息孤岛 IP 资源，存储资源 (ASM DiskGroup) 漂移 标准 IPMI 接口控制服务器 适用于 PC 服务器和 Linux 平台 自定义切换方式 Datagurad failover/activate Shared-storage switchover
- 22. SmartCluster 架构
- 23. 案例 1- 单机混合存储方案 硬件方案 服务器混插 SSD 和 SAS 磁盘 无硬件 RAID ， ASM mirror HA 方案 SmartCluster + DataGurad failover 同步传递日志，保证数据不丢失 存储方案 SLC SSD 存放日志文件 MLC SSD 存放数据文件 SAS 磁盘存放历史数据和归档文件
- 24. 案例 2- 共享 redo 的 HA 方案 硬件方案 服务器内置 Fusionio 和 SAS 磁盘 主备服务器连接一套共享存储 HA 方案 SmartCluster + DataGurad 利用共享 redo ，实现完美切换 存储方案 本地 Fusionio 存放数据文件 本地 SAS 磁盘存放归档文件 共享存储存放控制文件，参数文件和日志文件
- 25. 案例 2- 系统架构图
- 26. 案例 3-Oracle Flashcache Oracle flashcache 11g R2 + Oracle linux Read cache ， WT 模式 安全，需要预热 其他实现方式 OS 层： Linux Flashcache RAID 层： LSI Cachecade 存储层：自动分层技术
- 27. 案例 4 ：高性能数据库一体机 系统整体架构 PC+SSD+Infiniband 提供高性能 ASM 提供数据存储和数据冗余 SmartCluster 提供数据库高可用 没有 Exadata 的软件特性 系统设计目标 为 OLTP 数据库设计 提供极限 IOPS 性能 开放系统替代封闭系统 高可用，高性能，可扩展
- 28. Q & A 关于我 Database Architect @ Alibaba Email ： [email_address] 新浪微博： hellodba Twitter ： hellodba 技术博客： HelloDB.net 提供 Oracle ， MySQL 数据库咨询服务