Oracle 存储释放数据库价值

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Oracle存储释放数据库价值
王振宇
资深销售顾问

以下内容旨在概述产品的总体发展方向。该内容仅供
参考，不可纳入任何合同。该内容不构成提供任何材
料、代码或功能的承诺，并且不应该作为制定购买决
策的依据。此处所述有关 Oracle 产品的任何特性或
功能的开发、发布以及相应的日程安排均由 Oracle
自行决定。

© 2010 Oracle Corporation 2

Oracle StorageTek－全球数据领域的专家
• 1970 正式销售磁带机，近41年专注于存储备份领域
• 1973 开始销售磁盘产品(8100)
• 1984 StorageTek被注册为商标
• 1987 全球第一套近线存储带库4400；Nearline(近线)概念由此产生
• 1994 推出世界上第一个的虚拟存储磁盘阵列系统Iceberg
• 1997 推出世界上最先进的企业级虚拟磁带库VSM，全球市场第一位
• 1999 朱鎔基访美期间参观StorageTek研发中心
• 2002 最先推出先进的存储管理理念—信息生命周期的管理(ILM)
• 2004 推出业界最高性能的SL8500大型磁带库
• 2006 Freeman Reports：全球37%的数据存放在SUN StorageTek存储
中（含备份/归档)
• 2008 推出业界首款开放统一存储系统S7000
• 2009 推出业界首款高性能闪存阵列F5100
• 2010 推出全新设计理念的第二代统一存储S7x20


Oracle StorageTek -存储备份专家
• 厂商可靠性排名第一(CIO 美国工业产业联合会Insight, 2005)

• 连续17年全球磁带库产品销售第一
(Source: Freeman Reports)

– 高端磁带机销售额第一

– 企业级磁带库销售额第一

– 企业级磁带库销售台数第一

● 业界最权威的存储杂志

● Storage Magazine-Quality Awards质量评测 #1(2006/2007)

● Storage Magazine-Quality Awards质量评测 #1(2009)

● IDC 2009 #1 企业级磁带库销售额，企业级磁带驱动器装机量

● 全球超过9,000名专业技术人员致力于解决用户的存储需求，为全球超过17,000个数据中心提供服务
和支持。


议题1: 使用闪存存储技术提高数据库应用程序性能

• 数据库存储面临的挑战 <在此处插入图片>
• 闪存的特性
• Oracle 闪存系列
• 如何利用闪存优化数据库
• 实施示例
• 总结和后续步骤
• 问答


服务器和存储相互割裂
CPU 出现 I/O 极度缺乏情况

HDD 与 CPU 的相对性能改进
• 在过去十年间，CPU 技术的改进超出磁
盘驱动器技术改进达两个数量级之多
• 如今，服务器在数据所需的 CPU 与要维
持的 HDD 能力之间存在严重的不平衡

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010


应用程序为什么不执行
等待数据
服务器
• 当今，低速存储严重阻碍了多核、
多插槽的应用服务器设计。
• 请求数据时，服务器花费大部分
时间等待存储多核、高性能
多插槽 CPU DRAM
• 应用程序性能依然迟缓，无论服务
器 CPU 功率如何速度
慢 260 倍
• 传统的添加更多 DRAM 或“短行
程”HDD 的补救方法成本高昂、效
率低下
存储

15K RPM 磁盘驱动器


新的存储架构
服务器

高
多核、
性能
多插槽 CPU
DRAM
性能亲和性
闪存

高
性能
闪存设备
容量扩展
存储

大
容量
HDD


议题1

• 闪存的特性
• 实施示例
• 问答


闪存存储的特征

提供需要
低更少
延迟电力

提供使用
更多更少
吞吐量空间


示例：闪存与磁盘比较

HDD 实现 160 万个 IOPS：闪存实现 160 万个 IOPS：
18 个机架 1 个机架单元
4,000 个磁盘 1 个闪存阵列
68 kWh 0.3 kWh

闪存节省 266 倍电力，756 倍机架空间


数据中心问题变得更糟糕
Gartner 报告 — 2009 年 11 月

“能源成本是数据中心体系中增加最快的成本要素，然而数
据中心管理人员仍未给予足够注意”

CXOToday（2009 年 11 月）


议题

• 闪存的特性
• 实施示例
• 问答


闪存存储
全面的闪存存储系列

提高应用程序速度
降低运营成本
闪存阵列
小型存储设备

闪存控制器
用于服务器的闪存/HBA PCIe 卡

闪存驱动器（2.5 英寸与 3.5 英寸 SSD）
对服务器和存储都是可选的

闪存模块
嵌在服务器和闪存阵列中
Sun 闪存存储技术 — 提供了最高级别的性能、持久性
和可靠性


Oracle 的 Sun Storage F5100 闪存阵列
全球运行速度最快、最高效的闪存阵列

• 1 个 RU（1.75 英寸）中最多实现 160 万个读
IOPS

• 相当于 1 个 RU 中具有 4000 多个 FC 磁盘驱动器
• 高达 1.92TB 闪存存储容量，仅使用 300 瓦电力
• 数据库性能提高 2 倍，而能源消耗最多减少为
1/100


Flash Accelerator F20 PCIe 卡
立即加快应用程序的速度

• 每个 PCIe 插槽实现 100,000 多个读 IOPS

• 每个卡相当于 300 多个 FC 磁盘驱动器
• 高达 96GB 闪存存储容量，仅使用 16 瓦电力
• 线性提高数据库性能

• 使用先进的磨损均衡技术保护数据，而无需依赖
电池


议题

• 闪存的特性
• 实施示例
• 问答


数据库智能闪存缓存
内置于 Oracle 11g R2 中
数据库智能闪存缓存透明地扩展了缓
冲区缓存
• 呈数量级扩大
• 使用闪存阵列或 PCIe 卡
缓冲区缓存
缓冲区缓存
数据库 • 缓存消除了大部分读 I/O
智能
闪存缓存
F20 或优点
F5100
大量 I/O • 所需磁盘更少
• 不需要很强大的阵列
少量 I/O • 响应更快
• 大作业运行速度更快
• 耗能更低
• 大大降低 TCO
中型存储
企业存储 • 机框很少

多个机柜
Oracle 是首个闪存优化的数据库


数据库智能闪存缓存创新
闪存作为缓存取代了磁盘更换
• 自动将热点数据保持在闪存中
• 将所有数据存储在闪存中的最大好处是大大减少成本

闪存用作直接连接存储 (DAS) 或用于主机中
• 通过避免 SAN 与 HW RAID 阵列延迟而提高响应速度
• 消除了 SAN 与 HW RAID 阵列的吞吐量瓶颈
• 允许使用更快的 F5100 DAS 或 F20 PCIe 卡
• 可以方便地以较低的成本添加到现有系统中 — 非铲车式升级

智能缓存取代了简单的 LRU
• 知道何时避免缓存扫描以避免刷新缓存
• 保持闪存缓存在所有 RAC 节点上的一致性
• KEEP 指令将表和分区强行存储在闪存中
• 可选指令有助于确保可预测的响应时间
• 比 File 指令或 LUN 指令更有针对性、更有效


ZFS
软件集成闪存存储
具有混合存储池 (HSP) 的存储软件设备
 数据智能地、自动地在 DRAM、闪存和磁 DRAM

盘之间迁移写/
ZIL
 持续优化存储系统性能和效率闪存
读/
 简化管理，作为单个存储池透明地进行 L2ARC
管理闪存

可扩展的深度
SATA
“……混合存储池实现了以多倍缓存速度（或接近
存储池
缓存速度）访问我们的 Oracle 数据……HSP 是我
们
决定购买这些计算机的最关键因素。”
— David Robillard，UNIX 团队主管兼 Oracle DBA，
Notarius


议题

• 闪存的特性
• 实施示例
• 问答


F5100 闪存阵列
创世界记录的性能

OLTP (TPC-C)

HCM (PeopleSoft Payroll 9.0)

存储性能（SPC-1C 测试结果为 IBM 的 7 倍）


世界最快的数据库及存储系统
• 12 台Sun
SPARC 企
业级 T5440
服务器,
• 60 台Sun
Storage
F5100 闪存
阵列结合
Oracle 11g
企业版RAC
创造了世界
第一的TPC-
C 基准记录.
http://tpc.org/tpcc/results/tpcc_result_detail.asp?id=109110401
http://blogs.sun.com/BestPerf/entry/tpc_c_world_record_sun


Flash Driven Results

6X 更少的耗电
8X 更小的空间
25% 更高的性能
16X 更快的响应时间
$2.81 $2.36
每个TPMC 每个TPMC


TPC.ORG 测试报告
tpmC Price/tpmC Avail Database Cluster Racks w/KtpmC
System

12 x Sun

SPARC Oracle 11g
7,646,487 2.36 USD 03/19/10 Y 9 9.6
Enterprise RAC

T5440

IBM DB2
IBM Power 595 6,085,166 2.81 USD 12/10/08 N 76 56.4
9.5

Bull Escala IBM DB2
6,085,166 2.81 USD 12/15/08 N 71 56.4
PL6460R 9.5

HP Integrity Oracle 10g to be
4,092,799 2.93 USD 08/06/07 N 46
Superdome R2 added


闪存阵列作为附加数据库加速器
吞吐量提高 2 倍。事务处理时间缩短一半

易于部署：新/现有环境

F5100 闪存阵列
F5100
闪存阵列
索引

顺序块索引访问时间从 15 毫秒（使
用磁盘）
缩短至 1.5 毫秒（使用闪存）：
改善 10 倍！


提高应用程序性能
• Oracle PeopleSoft Enterprise Payroll 9.0*
– 具有 F5100 的 Sun M4000 服务器处理 240,000 个员工工资单
（核对和建议）。
– 与传统的光纤通道 (FC) 磁盘相比，速度提高 81%，延迟响应最多
改善 10 倍

针对 240,000 名员工实现
创世界记录的
基准测试结果！

*此基准测试代表了大型企业处理员工工资单的典型批处理负载


F20 应用程序示例：
Oracle 数据库云服务器 V2 — 智能闪存缓存

全球运行速度最快的数据库服务器
使用 Sun FlashFire 技术

超过 5TB 的闪存缓存
（单个机架中最多具有 14 个
服务器，每个服务器具有 4
个 F20 闪存卡）‫‏‬

全球运行速度最快的数据仓储和联机事务处理系统。
性能远远优于竞争对手和之前的 Oracle 数据库云服务器：
• 随机 I/O 提高 20 倍
• 通过 Sun F20 FlashFire 技术使 I/O 带宽增加 5 倍
• 计算容量和网络性能容量提高 2 倍


议题

• 闪存的特性
• 实施示例
• 问答


为什么使用闪存 — 业务价值
时间就是金钱。应用程序和业务不能等待数据。

• 提高应用程序速度，提高生产率、
通过闪存技术业务响应速度
改变旧的存储 • 降低延迟，消除存储 IO 瓶颈
范式 • 降低电力和制冷成本
• 提高空间利用率
用更少的
电力 • 以更少的成本优化性能和扩展
和空间需求 • 提高效率，降低 TCO
体验更高的性能


Oracle 的存储系列
针对每个存储层优化了产品

闪存磁盘统一存储磁带
主存储和辅助存储长期存储

Sun Lustre Sun CAM Sun DTrace Analytics Sun SAM/QFS StorageTek ACSLS 备份
Oracle Solaris ZFS Sun 混合存储池加密密钥管理 StorageTek ELS
存储软件


Oracle + Sun：
全面、开放、集成的系统

 开放且基于标准
 优化、集成且可扩展
 更高的性能、可靠性、安全性
 缩短部署时间
 更易于管理和升级
 降低拥有成本
 降低更改管理风险
 集成的支持


后续步骤
了解更多
 下载 Sun 闪存资源工具包
 http://www.oracle.com/goto/openstorage/flashrk
 访问 Oracle.com 上的闪存技术产品页面
 数据表
 白皮书
 查看更多的基准测试结果
 http://www.oracle.com/benchmark

© 2010 Oracle Corporation
33 33

议题2 使用集成分层存储实现数据库价值

• 数据库存储挑战 <在此处插入图片>

• Oracle 如何提供集成的数据库分层存储

• Oracle 的独特优势

© 2010 Oracle Corporation 34 34

分层存储的驱动因素

财务产品
客户人员
提高性能降低成本降低风险
• 在不中断生产环境的情 • 使数据价值与 • 满足法律/审计要求
况下利用新技术存储成本相匹
• 降低合规性风险
配
• 从生产资源中删除陈旧 • 主动管理数据 • 提高业务连续性
数据生命周期 • 提高服务级别
• 轻松升级


Oracle 应对存储挑战的解决方案

Oracle 软件
数据生命周期

不常用/
实时活动近线
历史

F5100 S6000 S7000 SL8500

最高性能存储层高性能存储层低成本存储层最低成本存储层
$$$$ $$$ $$ $


实时数据 — Oracle 闪存存储
全球运行速度最快、最高效的闪存阵列
Sun F5100 闪存阵列
• 1 个 RU（1.75 英寸）中最多实现 160 万个读
IOPS

• 相当于 1 个 RU 中具有 4000 多个 FC 磁盘驱动器
• 高达 1.92TB 闪存存储容量，仅使用 300 瓦电力
• 数据库性能提高 2 倍，而能源消耗最多减少为
1/100

OLTP (TPC-C)

HCM (PeopleSoft Payroll 9.0)

存储性能（SPC-1C 测试结果为 IBM 的 7 倍）


活动数据 — Oracle 阵列存储
领先的存储性能

响应速度提高 2 倍
响应速度提高 2 倍

EMC CX3-40 Storage Performance Council Sun Storage
SPC-1 6180 阵列
业务关键的随机 I/O 应用程序，如 OLTP 和数据
库操作

$20.72 SPC-1 性价比 $4.70
24.12 毫秒响应时间 10.49 毫秒
tm
182 每个驱动器的 SPC-1 IOPS 328
$517,851 整体系统价格 $122,623


无需任何代价即可扩展数据库


不常用数据 — Oracle 统一存储

7120
7320
入门型l
单控制器机型入门型l 7420
双控制器机型
高扩充能力机型
• 混合存储池 — 以相同或更低的成本使支持集群功能
性能提高 2-10 倍，电力、制冷、空间高密度存储机型
减少为 1/3 支持集群功能
7720
• 高级分析 — 大大缩短发现性能瓶颈的时间，快速解决所出现的问题

• 更好的数据保护 — 三重奇偶校验 RAID、三重镜像、端/端校验和、故障管理

• 突破性的经济效益 — 没有增加许可费用以及要管理的密钥，节省更多成本
（美元/GB），包括所有软件


您是否知道……
磁带会大大降低存储成本
仅磁盘架构 Oracle分层存储架构

• 使用磁带可使每 GB 的平均成本降低 46%！1
• 即使 SATA 磁盘也比磁带的成本高出 23 倍
• 介质寿命方面的因素使 TCO 增加更多 — 磁盘（5-7 年），磁带（10-15 年）
• 磁带大大节省了运营成本 — 磁盘的能源成本增加 290 倍
• 磁带每 TB 的长期成本优势比重复数据删除提高 5 倍！

信息来源：1) Horison Information Strategies，2009 年。
信息来源：1,3) Horison Information Strategies，2009 年。2,4) Clipper
© 2010 Oracle Corporation
Group
2) Clipper Group，2009 年 41 41

近线数据 — Oracle StorageTek 磁带
行业最强的磁带体系
• 最高的可伸缩性
• 最佳的整合与虚拟化
• 行业领先的可靠性和可用性
• 最强的投资保护

SL8500

VSM

项 SL3000
软件
SL500 设备管理
数据管理
分层存储
虚拟化
加密
SL24/48 LTO T9840 T10000


分层存储从何开始
Oracle 11g 中的分区功能

• 通过分区可以跨不同的存储层透明地存储单个逻
辑对象
• 灵活的分区选项
– 范围
– 散列
– 列表
– 间隔
– 引用
– 虚拟列


将不同的类别/分区分配给不同的存储层
所有订单
活动
第1 高性能存储层
季度
5%
订单

第2
季度
订单
第3 不常用
低成本存储层
季度
订单

第4
季度
订单 95%

历史
较早的联机归档存储层
订单


自动存储管理
降低存储管理成本

• 虚拟化并共享存储资源
• 联机添加和迁移存储
• 高级数据条带化以实现最佳 I/O 性能

45

公认的存储管理软件
Oracle Sun Storage Archive Manager (SAM)

Oracle Sun Storage
Archive Manager 磁盘和磁带
(SAM)

Oracle Recovery
Manager (RMAN) 快速恢复磁盘

• 透明地在所有存储层之间移动异构数据
• 基于策略，灵活分类
• 开放式格式实现无限期访问
• WORM 和访问记录实现治理支持
• 公认的高度可伸缩性和可靠性


RMAN + SAM
以磁盘速度透明地移动到磁带

• 备份：
• RMAN 备份写入 SAM 磁盘缓存
• SAM 策略选择相应的文件
• SAM 释放磁盘空间以便更轻松地管理磁盘
• 恢复：
• RMAN 选择已迁移到磁带的文件，SAM 暂存到磁盘缓存
• 长期保留：
• 使用 BACKUP…KEEP‫‏‬创建将在备份策略之外保留的 RMAN 副
本，实现长期保留
• SAM 还管理闪回日志和归档重做日志


议题二

• 数据库存储挑战 <在此处插入图片>

• Oracle 如何提供集成的数据库分层存储

• Oracle 的独特优势


Oracle 的独特优势

• 全面、开放、集成的数据库与存储智能
• 在不中断运行的情况下添加闪存，提高关键生产数据的处理速度
• 在不中断运行的情况下访问磁带，大大降低成本
• 无缝地利用所有存储层或各种介质的性能、容量和经济效益

软件·
硬件·
完整的系统


为什么为数据库存储选择 Oracle？

从：到：
单独的软件与硬件优化全面、开放、集成 —
应用程序到存储的优化

基于磁盘的性能基于闪存的性能

仅磁盘解决方案最低成本磁盘与磁带组合

多个供应商解决方案单一解决方案，由 Oracle
提供全球支持


Oracle 提供集成的数据库存储
• 基于强健的 Oracle 数据库存储功能
• 在闪存、磁盘和磁带之间实现平衡
• 由基于策略的自动存储管理软件补充完善
• 由公认的领先技术和 Oracle 提供支持

加之
• 最佳执行性能的 OLTP/DW 服务器 — 数据库
云服务器
• 最佳的闪存性能
• 最佳的 FC 阵列性能
• 最佳的磁盘与磁带投资保护
• 企业磁带驱动器市场份额排名第一
• 磁带产品质量和可靠性排名第一


问答……


Oracle 存储释放数据库价值

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