Oracle数据库一体机技术概述
Oracle Database 11gR2 软硬件一体机产品ODA介绍与标准解决方案
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常用方案1：Oracle本地群集
客户端
Internet
应用服务器
共享存储
via iSCSI
应用服务器
千兆 以太网
数据备份 via NFS
ZFS Storage S7120 / S7320
ODA
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方案1增强：卸载生产系统压力
ODA支持Oracle DB 11gR2 Active Data Guard
Large: 1200 Processes, 64 MB log buffer, SGA: 24576-49152 MB, PGA: 12288-24576 MB, 4 GB redo log file Medium: 800 Processes, 32 MB log buffer, SGA:16384-24576 MB, PGA: 8192-12288 MB, 2 GB redo log file Small: 400 Processes, 16 MB log buffer, SGA: 8192-16384 MB, PGA: 4096-8192 MB, 1 GB redo log file Very Small: 200 Processes, 16 MB log buffer, SGA: 4096-8192 MB, PGA: 2048-4096 MB. 1 GB redo log file
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Oracle推出ODA的目的
“以前，为了购买、开发和定制数据库解决方案， 企业花费了高额的费用和大量的时间。现在有了 Oracle Database Appliance数据库机，客户就可以 从单一厂商提供的高可用性系统中，获得全球领先 数据库的强大支撑。我们已经消除了设计和部署数 据库基础设施的风险，Oracle数据库机非常适合那 些要求应用数据库具有更高可用性的中小企业或企 业部门级客户。”
闲聊Oracle一体机Exadata
闲聊Oracle一体机Exadata闲聊与关键字：分布式存储甲骨文在文章开始前先作个声明，本人并非专业技术人员，充其量只能算从业人员和技术爱好者。
本文也不是写给专业技术人员看的技术类文档，只是本人因为工作需要，在学习系统架构的过程中，自己的一些感触和体会，只是想分享给对和其他计算机技术感兴趣的人们，希望大家能一起探讨。
因此本文在谈到技术细节问题时，一定漏洞百出，敬请专业人士指正。
是公司研发的一款数据库一体机，关于的介绍文档，在网上能找到很多，它有很多特性，，，，等等，在本文中不对这些特性作详细说明。
本文探讨的只是在设计这款一体机时，借鉴了的开源实现等分布式计算集群的一些设计理念，使数据库的运行环境突破了传统基于共享存储的架构，创新的使用了基于的智能存储节点的架构，从而极大地提高了数据库在海量数据分析类应用的性能。
一、项目简单介绍：由于本文探讨的是和的相似处，因此先简单介绍下。
是开源软件基金会的一个项目的总称，它包含了，，，，等组件，它是基于和的论文发展起来的开源软件项目，而和是它的核心。
是一个开源的分布式文件系统，和单机文件系统一样，它也使用目录树结构，和单机文件系统不同的是，它的文件系统是跨越整个集群的，下图是它的架构集群是主从架构，它由一台节点和多台节点构成。
节点和节点都是标准的。
节点采用存储的方式，即内置多块大容量硬盘，节点可以多达上千台。
通常用于存储大文件，在中每个文件都被切割为固定大小的数据块，然后被分散存放于多台的硬盘上。
并且每个数据块都会有副本存放于远端机架的上，副本数一般设置为三个。
节点不存放实际的文件，而只存放整个文件系统的目录树等元数据。
当客户端需要访问存储于的某个文件时，首先需要访问节点，以取得文件存放的位置信息哪几台，以及在硬盘上的具体地址，然后根据这些目的地址对各上存放的数据并行地进行访问。
的这种分布式存储架构，主要有几个好处：、当存储空间不够时，只要简单增加节点，而系统自动会把数据块分配到新节点上，而无需人工干预。
Oracle Exadata一体机介绍
• 独特 架构保证
• 最快, 最省
不断增加的Exadata用户
各地区，各行业
Exadata V2系统架构
Single Instance Single-Instance Database
RAC RAC Database Database
Database
数据库处理层
超高速并发网络层 880Gb/s/机架 =(8+14)*40Gb/s 智能存储层 1M IOPS/机架 Exadata Cell
• 数据仓库 • 高性能数据库服务
<Insert Picture Here>
• 数据库整合
Exadata 数据库一体机
最佳Oracle数据库平台
• Best Machine for Data Warehousing
• Best Machine for OLTP • Best Machine for Database Consolidation
• Exadata Smart Flash Cache
• Breaks random I/O bottleneck by increasing IOPs by up to 20X • Doubles user data scan bandwidths
• Exadata Storage Indexes
InfiniBand Switch/Network
Exadata Cell
Exadata Cell
每Cell能提供
1.5GB/s(非压缩裸盘) 3.6GB/s(非压缩flash)
存储层智能：每个存储单元包括存储、CPU及相应的软件 分布式并发计算：数据库跨越存储单元横向部署，ASM提供镜像保护 大规模：智能存储单元数量不受限
oracle
二 Oracle体系结构 体系结构
④ 逻辑对象 逻辑对象是指可由用户操作的数据库对象。Oracle系统中包 括表、索引、视图、簇、数据库链接、同义词、序列、触发 器、过程、函数等21种数据库对象。 ⑤ 表空间 表空间主要用于管理逻辑对象，可以将其理解为Oracle数据 库的文件夹。一个表空间可以存放若干逻辑对象。当Oracle 安装完毕后，系统将自动建立9个默认的表空间，如下表所 示。
物理块
数据库的存储结构
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二 Oracle体系结构 体系结构
① 物理块 物理块是操作系统分配的基本存储单位。逻辑结构中的数据 块由若干个物理块组成。 ② 物理文件 物理文件由若干物理块组成，包括数据文件、控制文件和日 志文件。 一个物理文件对应于操作系统的一个文件。 （a） 数据文件 数据文件用于存放所有的数据。一个Oracle数据库包括一个 或多个数据文件。一个表空间对应着一个或多个数据文件。 数据文件的默认扩展名为DBF。
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一. Oracle数据库系统简介 数据库系统简介
1.Oracle数据库的发展
Oracle数据库系统最早于1979年推出，随着其开发技术的进步，版本得 以不断更新，功能不断壮大。 1998年发布了Oracle8i，“i”代表internet，添加了大量支持Internet 而设计的特性。 2001年发布了Oracle9i。 2004年发布了Oracle 10g，“g”代表grid，即网格。Oracle10g是第 一个专门设计用于网格计算的数据库。
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二 Oracle体系结构 体系结构
主要的服务器进程
作用 进程名称 系统监控进程（SMON） 进程监控进程（PMON） 是在数据库系统启动时执行恢复性工作的强制性进程，对存在 故障的CPU或实例进行恢复 是用于恢复失败的数据库用户的强制性进程，获取失败用户的 标识，释放此用户占用的所有数据库资源，然后回滚中止的事 务 负责管理数据缓冲区和字典缓冲区的内容，将修改后的数据块 分批写回数据库文件。系统可以拥有多个这样的进程 用于将内存中的日志内容写入到日志文件中，是唯一能够读写 日志文件的进程
Oracle_Exadata_数据库一体机结构体系-文档资料
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
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 • 40Gb/s容错交换网络
– 12 –
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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
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
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
450 GB
15k fibre channel
Months to Days
oracle数据库概述课件
第 9章数据库启动与关闭
oracle数据库第 概1 1述章 安 全 管 理
第 13 章 网 络 管 理
基础篇
第1章 Oracle数据库概述
oracle数据库概述
教学目标：
• 掌握数据库的基础知识
• 了解Oracle发展、产品组成、性能特点 • 了解计算机与信息社会 • 了解Oracle数据库的应用架构
oracle数据库概述
1.1.4关系数据库功能
采用关系模型的数据库系统，主要功能： • 数据定义 • 数据操作 • 数据库运行与控制 • 数据库的建立与维护 • 数据库接口
oracle数据库概述
1.1.5主流数据库简介
• ORACLE：开发商为美国甲骨文公司.它是目前最 流行、应用最广泛的客户端/服务器（C/S）体系 结构的关系数据库。
• DB2：开发商为IBM。 • Sybase：开发商为Sybase公司。可运行于
UNIX\Window。 • Microsoft SQL Server：开发商微软公司。 • My SQL：开发商My SQL公司。是开源数据库。
oracle数据库概述
1.2 Oracle数据库系统
1.2.1Oracle数据库简介 Oracle数据库是1979年发布在世界上第 一个关系数据库管理系统，前身由Larry Ellison, Bob Miner, Ed Oates在硅谷 创办的一家软件开发实验室的计算机公 司发展来。目前， Oracle是业界领先的 数据库企业，世界第二大独立软件企业 ，仅次于微软。
– 位于操作系统与用户之间的一层数据管理软 件
• 数据库系统
– 数据库、数据库管理系统与计算机系统结合 后就形成了一个or数acle数据据库库概述系统
ORACLE 数据库服务器存储阵列一体机ODA深度分析
Oracle Confidential
ODA – 机箱ster in a Box
Independent power buffer chips and individually wired between PSUs and SNs. 每个服务器节点机箱控制和状态独立访问
-
没有集中的机箱控制管理功能
HIGHER
|
© 2011 Oracle Corporation – Proprietary and Confidential
ODA 价值定位
THE ORACLE DATABASE APPLIANCE PROVIDES: 1. 节约成本 • 整合数据库降低成本,降低管理多个服务器存储环境的复杂性.三年内大约节省70K USD 以及1000工作小时 • 最小化 支出花费 通过”按照增长付费”的价格体系 Expand for 4 to 24 cores • 减少了整体拥有成本,包括支持,系统管理,制冷&电力消耗,软件授权(假如运行在非Oracle 硬件上) 2. 企业就绪& 简单管理 • 获得一个完整,预配置，测试和认证的一体机 (服务器,存储,网络).
SAS- 15
SAS- 11 SAS- 7 SAS- 3
共享的磁盘
• HDD插槽0至19使用于DATA & RECO • 提供硬盘的冗余三倍镜像和SSD的两倍镜像 • 通过多路径组提供本地的错误保护
• 通过单一资源进行升级和补丁来简化IT 维护任务
• 自动化的性能和高可用性事件 告警&自动化的纠正操作 3. 高可用性 • 通过冗余硬件 和软件来提供高可用性,来极大的最小化停机时间和尽量减少管理员的干 涉.
• 自我管理的存储 (没有存储管理员的需要MIN REQUIRED)
ORACLE数据库一体机技术参数
ORACLE数据库一体机技术参数1.架构和硬件：-ORACLE数据库一体机采用了灵活的模块化设计，包括计算模块、存储模块、网络模块和管理模块等。
-计算模块通常由多个服务器节点组成，每个节点具有多个CPU和大容量的内存，可以实现并行处理和快速响应。
-存储模块包括多个硬盘驱动器，支持高可用性和数据冗余备份，以及高速缓存和快速数据检索。
-网络模块提供高速网络连接，确保各个组件之间的快速和可靠的数据传输。
-管理模块提供了全面的管理和监控功能，可以对整个一体机进行集中管理和配置。
2.数据库软件：-ORACLE数据库一体机使用ORACLE数据库软件作为其核心数据库引擎，具有高度的可扩展性和可定制性。
-ORACLE数据库软件支持关系型数据模型和SQL查询语言，以及各种扩展功能和高级数据处理功能。
-ORACLE数据库软件还提供了强大的安全性和数据保护功能，包括数据加密、访问控制和备份恢复等。
3.性能和可用性：-ORACLE数据库一体机具有强大的性能和可用性，可以满足各种工作负载需求。
-通过使用并行处理和分布式架构，ORACLE数据库一体机可以实现高性能的数据处理和查询响应。
-ORACLE数据库一体机还提供了高可用性和容错性，包括自动故障检测和修复、数据冗余备份和故障切换等功能。
4.扩展性和可定制性：-ORACLE数据库一体机具有良好的扩展性，可以根据需求进行灵活的扩展和配置。
-可以根据企业的数据容量和性能需求，选择合适的计算模块和存储模块，并进行模块间的互联。
-ORACLE数据库一体机还支持多种外部存储设备的连接和扩展，以满足更大规模的数据存储和处理需求。
5.管理和监控：-ORACLE数据库一体机提供了全面的管理和监控功能，使得管理员可以轻松地管理和配置整个一体机。
-可以通过集中的管理界面对各个组件进行配置、监控和故障排除。
-ORACLE数据库一体机还提供了实时的性能监控和故障诊断工具，可以帮助管理员及时发现和解决潜在的问题。
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技术创新，变革未来Oracle数据库一体机技术概述
ORACLE一体机的价值
1、使用更加方便？
2、看起来高大上？
3、维护成本低？
4、管理成本低？
1.1易于部署传统部署方式
1.1易于部署一体机的部署
把大象装入冰箱的步骤差不多，分三步：第一步：服务器上架
第二步：打开服务器接入测试
第三步：正式接入生产环境
2.1 规避服务器兼容性问题反面教材
2.2 规避服务器兼容性问题正面教材
IPHONE 3S IPHONE 4S IPHONE 5IPHONE 6IPHONE 7
3、管理成本低
1、所有设备可以统一管理
2、机房管理成本低
3、需要学习的内容少
4、一体机设备上的每一个零部件都是统一的
4、维护成本低
1、所有一体机硬件维护方式一致
2、所有备件统一
3、系统命令一致
美创ORACLE一体机的应用案例
1、某单位有一套oltp系统，使用单节点服务器和oracle数据库，
存在如下问题：
a）可用性较低
b）扩展性较弱
c
）数据库处理能力较低
RAID控制器
File System / ASM ORACLE 11gR2 RAC 2T SATA机械盘
客户服务器硬件配置
Dell R510
CPU：8核CPU 频率2.0G
内存：32GB
磁盘：4块2T SATA
网络：1000M以太网
当前数据库服务器处理能力
客户的要求
1、提高数据库处理能力
2、增加数据库高可用性
3、扩展系统cpu，内存，磁盘
4、预算有限
美创解决方案
1、使用Oracle RAC提升高可用
2、增加RAC节点，扩展CPU，内存
3、使用SSD缓存混合磁盘提升系统I/O
美创ORACLE一体机亮点之一SSD缓存
RAID控制器
File System / ASM
ORACLE 11gR2 RAC
2T SATA机械盘
250G SATA SSD
混合磁盘
8536123001000
2000
3000
4000
50006000
7000
8000
9000raid0磁盘
120000
101693
100000
80000
60000
40000
20000
1371 0
美创ORACLE 一体机亮点之二
超融合架构
双IB 链路服务器硬盘服务器硬盘
ASM 分布式存储
SSD Redo Log SATA HDD 数据空间
服务器节点1
服务器节点2Oralce DB
11gR2Oralce DB
11gR2
Oracle RAC
传统ORACLE一体机架构
“不服跑个分”背后的故事服务器优化简介
1、服务器优化
2、IB网络优化
3、iscsi优化
4、SSD磁盘的利用
5、SSD混合磁盘
6、multipath的配置
7、系统层面的优化
8、oracle层面的优化
“不服跑个分”背后的故事逻辑结构
ASM分布式存储
SSD Redo Log SATA HDD数据空间Oralce DB 11gR2 RAC
IB网络
ISCSI / iSer
底层硬件CPU/内存/硬盘/主板
Flashcache
Multipath
UDEV
“不服跑个分”背后的故事服务器CPU优化
1、logical Processor：超线程技术
2、Turbo Mode：动态调配CPU频率
3、C-States：省电模式
4、C1E：CPU空闲时，进入节能状态
5、Power Management：电源管理
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“不服跑个分”背后的故事服务器内存选择
221、使用当前服务器能支持最高频率的内存
2、内存需要成对插入
3
、内存容量的选择，以不产生内存换页为准。