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1 Oracle 白皮书 2011 年 4 月 Oracle Exadata 数据库云服务器和存储服务器技术概述

2 免责声明 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 所描述的有关 Oracle 产 品的任何特性或功能的开发 发布和时间安排均由 Oracle 自行决定

3 引言... 2 Exadata 产品系列... 3 数据库云服务器... 3 Exadata 存储服务器... 7 数据库云服务器架构 数据库服务器软件 Exadata 存储服务器软件 Exadata 智能扫描处理 Exadata 混合列压缩 数据库云服务器中的 I/O 资源管理 数据库云服务器中的服务质量 (QoS) 管理 总结... 27

4 引言 Oracle Exadata 数据库云服务器是一种易于部署的解决方案, 用于托管提供迄今为止最高数据库性能的 Oracle 数据库 数据库云服务器是一个 一体化封装云服务 (Cloud in a Box) 系统, 它包括数据库服务器 Oracle Exadata 存储服务器 一个用于存储联网的 InfiniBand 结构, 以及托管 Oracle 数据库所需的所有其他组件 它为联机事务处理 (OLTP) 数据仓储 (DW) 以及混合负载整合提供杰出的 I/O 和 SQL 处理性能 该系统利用 Real Application Clusters 和 Exadata 存储的大规模并行网格架构, 为所有类型的数据库应用程序提供极限性能 数据库云服务器和 Exadata 存储实现了性能突破 ( 具有线性 I/O 可伸缩性 ), 易于使用和管理, 并且可提供任务关键的可用性和可靠性 Exadata 存储服务器是数据库云服务器的一个不可或缺的组件 通过产品的多个特性提供极限性能 Exadata 存储提供数据库感知的存储服务, 例如, 能够将数据库处理从数据库服务器分流到存储上, 同时保持对 SQL 处理和数据库应用程序透明 藉此, 仅返回应用程序请求的数据, 而不是被查询表中的所有数据 Exadata 智能闪存缓存通过加快 I/O 操作速度, 极大提高了 Oracle 数据库处理速度 闪存提供对数据库对象的智能缓存, 以避免物理 I/O 操作 数据库云服务器上的 Oracle 数据库是首个支持闪存的数据库 Exadata 存储提供一种高级压缩技术, 即 Exadata 混合列压缩, 此技术通常提供 10 倍甚至更高倍的数据压缩率 Exadata 压缩使有效数据传输速率提高一个数量级 Oracle 数据库云服务器是世界上最安全的数据库机 Exadata 存储基于卓越的 Oracle 数据库安全性功能而构建, 能够以每秒数百 GB 的速度查询完全加密的数据库, 且性能开销接近于零 产品的这些特性和许多其他特性共同形成了数据库云服务器杰出性能的基础 数据库云服务器既可以单独工作, 也可以与 Oracle 中间件云服务器协同工作 中间件云服务器为运行 Oracle 融合中间件和 Oracle 融合管理软件提供了一个最佳运行平台 数据库云服务器和中间件云服务器的组合是硬件和软件全面集成设计的解决方案, 可为包括 Oracle E-Business Suite Siebel 和 PeopleSoft 管理软件在内的所有企业应用程序提供高性能 2

5 Exadata 产品系列 Exadata 产品系列的基础是 Oracle 数据库云服务器 数据库云服务器是完全集成的完整数据库系统, 它包括了用以快速 轻松部署可提供最佳性能的任何企业数据库的所有组件 Exadata 存储服务器 (Exadata 存储或 Exadata 单元 ) 在数据库云服务器中用作 Oracle 数据库的存储, 并用于扩展现有数据库云服务器部署 数据库云服务器数据库云服务器是预先配置的系统, 当天即可完成部署, 从而在数据库部署过程中节省大量集成工作 成本和时间 由于它是熟知的配置,Oracle 支持非常熟悉如何为该系统提供服务, 因而该系统的支持体验极佳 这是一个通用的基础架构, 可用于部署一个数据库以便为所有应用 ( 无论 OLTP DW 还是二者的混合 ) 提供服务, 还可作为多个数据库的整合平台, 这种通用基础架构的优势为提高数据中心的效率创造了极大的机会 它是真正的 一体化封装云服务 系统 数据库云服务器 X2-8 数据库云服务器有两种型号 数据库云服务器 X2-2 从 2 台十二核数据库服务器 ( 共有 192 GB 内存 ) 和 3 台 Exadata 存储服务器扩展到 8 台十二核数据库服务器 ( 共有 768 GB 内存 ) 和 14 台 Exadata 存储服务器 ( 全部在一台机架中 ) 数据库云服务器 X2-8 包括 2 台六十四核数据库服务器 ( 共有 2 TB 内存 ) 和 14 台 Exadata 存储服务器 ( 在一台机架中 ) X2-2 通过在一台机架中实现最大程度的可扩展性, 提供到数据库云服务器系列的便捷入口点 X2-8 适用于需要大内存或需要将多个数据库整合到一个机架上的大型部署 两个型号都运行 Oracle Database 11g 第 2 版数据库软件 3

6 数据库云服务器 X2-2 数据库云服务器 X2-2 有三种型号 全机架 半机架和四分之一机架 具体取决于要部署的数据库的大小 性能和 I/O 要求 随着处理需求的增长, 一种型号可联机升级到另一种型号, 确保提供顺畅的升级路径 所有 X2-2 数据库云服务器都包含以下组件 : 行业标准 Oracle Database 11g 数据库服务器, 每台服务器预先配置有 : 两个运行频率为 2.93 GHz 的六核 Intel Xeon X5670 处理器,96 GB 内存, 四个 300 GB 10,000 RPM SAS 磁盘, 两个 40 Gb/ 秒 InfiniBand 端口, 两个 10 Gb/ 秒以太网端口, 四个 1 Gb/ 秒以太网端口, 以及双冗余 可热插拔电源 数据库服务器上预先安装了 Oracle Linux 5 Update 5 和 Solaris 11 Express 在系统部署时, 选择数据库云服务器所需的操作系统 Exadata 存储服务器, 每台服务器预先配置有 : 运行频率为 2.26 GHz 的双插槽六核 Intel Xeon L5640 处理器,24 GB 内存,384 GB Exadata 智能闪存缓存, 十二个连接到一个存储控制器 (512MB 带电池保护缓存 ) 的 SAS 磁盘, 双端口 InfiniBand 连接, 嵌入式 Integrated Lights Out Manager (ILOM), 以及双冗余 可热插拔电源 Exadata 存储服务器配备有 600 GB 高性能 SAS 磁盘或 2 TB 高容量 SAS 磁盘 在 Exadata 单元上预先安装了所有 Exadata 存储服务器软件 Sun 四倍数据速率 (QDR) InfiniBand 交换机和电缆, 形成 40 Gb/ 秒 InfiniBand 结构以实现数据库服务器与 Exadata 存储服务器间通信以及 RAC 节点间通信 以太网交换机, 用于远程管理和监视数据库云服务器 键盘 视频或可视化显示单元 鼠标 (KVM) 硬件, 用于本地管理数据库云服务器 所有这些组件都封装到一个带配电装置 (PDU) 的定制 42U 机架中 各种组件相互之间的数量配比经过精心选择, 目的是对所有数据库应用程序提供最高的性能 高度可用的系统, 以及 CPU 与 I/O 能力的最佳平衡 下表给出数据库云服务器 X2-2 每种型号的硬件组件数量 4

7 数据库 云服务器 X2-2 全机架 数据库 云服务器 X2-2 半机架 数据库 云服务器 X2-2 四分之一机架 数据库服务器 Exadata 存储 服务器 InfiniBand 交换机 数据库云服务器 X2-2 组件 数据库云服务器 X2-8 新的顶级数据库云服务器 X2-8 通过提供包含大型 SMP 数据库服务器的网格架构, 组 合了最佳的横向和纵向扩展架构 以前, 一台 64 核 SMP 本身就需要全机架设备, 难 以进一步纵向扩展 数据库云服务器 X2-8 使用两个新的基于 Intel 的超紧凑型 64 核 Sun 服务器, 以建立高性能 高可用的数据库网格 每个服务器包括 1 TB 内存,40 Gb/ 秒 InfiniBand 以实现内部连接, 以及 10 Gb/ 秒以太网以连接到数据中心 X2-8 与 包含 14 台 Exadata 存储服务器的 X2-2 具有相同的存储网格架构, 能够提供智能查询 分流,10 倍的数据压缩率,336 TB 的原始存储, 以及到 5.3 TB 高性能 PCI 闪存的每 秒高达 150 万次的 I/O 数据库云服务器 X2-8 可以轻松扩展到 8 机架网格, 该网格 具有 2,368 个 CPU 内核以及 2.6 PB 的原始存储 新的数据库云服务器 X2-8 可为所有 业务应用程序提供极限性能, 并支持大规模数据库整合 数据库云服务器 X2-8 可用于全机架配置, 运行 Oracle Database 11g 第 2 版, 并包括以下技术 两个行业标准数据库服务器, 每台服务器预先配置有 : 运行频率为 2.26 GHz 的八插槽八 核 Intel Xeon X7560 处理器,1 TB 内存, 八个 300 GB 10,000 RPM SAS 磁盘, 八个 40 Gb/ 秒 InfiniBand 端口, 八个 10 Gb/ 秒以太网端口, 八个 1 Gb/ 秒以太网端口, 以及双 冗余 可热插拔电源 数据库服务器上预先安装了 Oracle Linux 5 Update 5 和 Solaris 11 Express 在系统部署时, 选择数据库云服务器所需的操作系统 十四台 Exadata 存储服务器, 每台服务器预先配置有 : 运行频率为 2.26 GHz 的双插槽六 核 Intel Xeon L5640 处理器,24 GB 内存,384 GB Exadata 智能闪存缓存, 十二个连接 5

8 到一个存储控制器 (512MB 带电池保护缓存 ) 的 SAS 磁盘, 双端口 InfiniBand 连接, 嵌入式 Integrated Lights Out Manager (ILOM), 以及双冗余 可热插拔电源 在 Exadata 单元上预先安装了所有 Exadata 存储服务器软件 三个 Sun 四倍数据速率 (QDR) InfiniBand 交换机和电缆, 形成 40 Gb/ 秒 InfiniBand 结构以实现数据库服务器与 Exadata 存储服务器间通信以及 RAC 节点间通信 以太网交换机, 用于远程管理和监视数据库云服务器 所有这些组件都封装到一个带配电装置 (PDU) 的定制 42U 机架中 同样, 各种组件相互之间的数量配比经过精心选择, 目的是对所有数据库应用程序提供最高的性能 高度可用的系统, 以及 CPU 与 I/O 能力的最佳平衡 数据库云服务器升级能力随着处理需求的增长, 每种型号的数据库云服务器 X2-2 可以增加容量和能力, 确保提供顺畅的升级路径 Oracle 人员可以轻松执行从四分之一机架到半机架以及从半机架到全机架的现场联机升级 四分之一机架 半机架 全机架 数据库云服务器 X2-2 升级 数据库云服务器是功能极其强大的系统, 但是仍然可使用积木式扩展法来让数据库云服务器扩展到几乎任意规模 可以使用系统中的 InfiniBand 结构连接多个数据库云服务器 X2-2 全机架和半机架系统, 以形成更大的单一系统映像配置 类似地, 可以连接多个数据库云服务器 X2-8 机架 通过在机架之间连接 InfiniBand 电缆可以实现此功能, 因为所有 InfiniBand 基础架构 ( 交换机和端口布缆 ) 在设计上都提供这种扩展选件 这种特有的数据库云服务器扩展功能可支持任何应用程序所需的最大数据库 6

9 八个连接在一起的数据库云服务器 X2-8 机架形成一个系统 此外, 可以用相同的方式利用相同的 InfiniBand 结构将中间件云服务器连接到数据库云服务器 在无需任何外部交换机的情况下, 最多可以将八台全机架中间件云服务器和数据库云服务器系统连接在一起 Exadata 存储服务器 Exadata 存储服务器运行 Oracle 提供的 Exadata 存储服务器软件 Exadata 存储服务器 ( 也称为 Exadata 单元 ) 的硬件组件经过精心选择以满足高性能数据库处理的需要 数据库云服务器软件经过优化以便尽可能最好地利用硬件组件和 Oracle 数据库 每个 Exadata 单元为数据库提供杰出的 I/O 性能和带宽 Exadata 存储基于每个 Oracle 数据库中的高安全性功能而构建, 能够查询完全加密的数据库, 而开销接近于零, 并且查询速度达到每秒数百 GB 为此, 我们将解密处理从软件转移到了 Exadata 存储服务器硬件上 Exadata 存储服务器中使用的 Oracle 软件和 Intel 5600 处理器提供了高级加密标准 (AES) 支持以实现这一目的 Exadata 存储服务器 (Exadata 单元 ) 7

10 Exadata 智能闪存缓存每个 Exadata 单元配备有 384 GB Exadata 智能闪存缓存 这意味着在数据库云服务器 X2-8 和全机架 X2-2 中, 具有 5.3 TB 的闪存 比大多数数据库都大 这种固态存储为 Exadata 存储带来了显著的性能优势 它使得读取操作的响应时间比普通磁盘缩短 10 倍, 读取操作的 IOPS 比普通磁盘提高 100 倍, 是成本更低 容量更高的内存替代物 总的来说, 它使得读取和写入操作的混合平均性能提高 10 倍 Exadata 智能闪存缓存管理来自 Exadata 单元内普通磁盘中的活动数据 但不以简单的最近最少使用的 (LRU) 方式进行管理 Exadata 存储服务器软件与 Oracle 数据库协同工作, 可跟踪数据访问模式, 了解缓存哪些数据以及如何缓存数据, 并避免弄脏缓存 此功能是完全自动管理的, 不需要手动调优 如果已知特定表或索引对于数据库应用程序性能而言非常重要, 则可以选择性地标识出这些表或索引并将它们固定在缓存中 Exadata 存储容量 性能 带宽和 IOPS Oracle Exadata 存储服务器配备有十二个 600 GB 15,000 RPM 高性能 SAS 磁盘或十二个 2 TB 7,200 RPM 高容量 SAS 磁盘 基于高性能 SAS 磁盘的 Exadata 存储服务器可提供高达 3.25 TB 的未压缩可用容量, 以及高达 1.8 GB/ 秒的原始数据带宽 基于高容量 SAS 磁盘的 Exadata 存储服务器可提供高达 TB 的未压缩可用容量, 以及高达 1.0 GB/ 秒的原始数据带宽 当以压缩格式存储时, 每个单元提供的用户数据量和数据带宽量可显著增加 下表中显示了每种型号的数据库云服务器的存储容量 8

11 数据库云服务 器 X2-8 和 X2-2 全机架 数据库 云服务器 X2-2 半机架 数据库 云服务器 X2-2 四分之一机架 Exadata 智能闪存缓存 5.3 TB 2.6 TB 1.1 TB 原始磁盘容量 高性能 SAS 高容量 SAS 100 TB 336 TB 50 TB 168 TB 21 TB 72 TB 可用容量 高性能 SAS 高容量 SAS ( 没有数据压缩 ) 高达 45 TB 150 TB 高达 22.5 TB 75 TB 高达 9.25 TB 31.5 TB 数据库云服务器存储容量 注意 : 在计算原始磁盘容量时,1 TB = 1 万亿字节 实际格式化容量较小 在镜像 (ASM 常规冗余 ) 并且保留一个空磁盘以自动处理磁盘故障之后计算可用于数据库的可用容量 由于采用了 Exadata 智能闪存缓存, 每个单元可提供极高的性能 数据库云服务器软件可以同时从闪存和磁盘进行扫描以实现最大带宽 闪存中的自动缓存使每个 Exadata 单元能够在访问未压缩数据时提供高达 5.4 GB/ 秒带宽和 125,000 次 IOPS 当数据以压缩格式存储时, 可实现的用户数据容量 数据带宽量和 IOPS 通常可提高多达 10 倍以上 这说明, 与 Oracle 数据库使用的传统存储设备相比, 有了重大改进 下表中说明每种型号的数据库云服务器的性能特点 9

12 数据库云服务 数据库 数据库 器 X2-8 和 云服务器 X2-2 云服务器 X2-2 X2-2 全机架 半机架 四分之一机架 原始磁盘数据带宽 高性能 SAS 高容量 SAS ( 没有数据压缩 ) 高达 25 GB/ 秒 14 GB/ 秒 高达 12.5 GB/ 秒 7.0 GB/ 秒 高达 5.4 GB/ 秒 3.0 GB/ 秒 原始闪存数据带宽 高性能 SAS 高容量 SAS ( 没有数据压缩 ) 高达 75 GB/ 秒 64 GB/ 秒 高达 37.5 GB/ 秒 32 GB/ 秒 高达 16 GB/ 秒 13.5 GB/ 秒 闪存缓存 IOPS 高达 1,500,000 高达 750,000 高达 375,000 磁盘 IOPS 高性能 SAS 高容量 SAS 高达 50,000 25,000 高达 25,000 12,500 高达 10,800 5,400 数据库云服务器 I/O 性能 10

13 数据库云服务器架构 下图中是典型的数据库云服务器半机架部署的简化示意图 图中显示了两个 Oracle 数据库, 其中一个是跨三个数据库服务器部署的 Real Application Clusters (RAC) 数据库, 另一个是在半机架配置中剩余的那个数据库服务器上部署的单实例数据库 ( 当然, 可将所有四个数据库服务器用于单个四节点 RAC 集群 )RAC 数据库可以用作生产数据库, 单实例数据库可以用于测试和部署 这两个数据库共享半机架配置中的七个 Exadata 单元, 但是它们可以有各自独立的 Oracle 主目录以保持软件独立性 此配置的所有组件 数据库服务器 Exadata 单元 InfiniBand 交换机和其他支持硬件都安置在数据库云服务器机架中 RAC 数据库 单实例数据库 InfiniBand 网络 Exadata 单元 数据库云服务器半机架部署 数据库云服务器在服务器和存储之间使用最新的 InfiniBand 互连 每个数据库服务器和 Exadata 单元具有双端口四倍数据速率 (QDR) InfiniBand 连接, 以实现高可用性 每个 InfiniBand 链路提供 40 Gb 带宽 比传统存储或服务器网络高出许多倍 此外, Oracle 的互连协议使用直接数据放置方法 (DMA 直接内存访问 ), 将数据直接从线路移动到数据库缓冲区而无需进行额外的数据复制, 从而确保 CPU 开销很低 InfiniBand 网络兼具 LAN 网络的灵活性和 SAN 的效率 通过使用 InfiniBand 网络, Oracle 可确保网络不会成为性能瓶颈 该 InfiniBand 网络同时还为 Oracle 数据库 Real Application Cluster (RAC) 节点提供高性能集群互连 Oracle 数据库云服务器的架构设计旨在可横向扩展到任何级别的性能 为了实现更高的性能和更大的存储容量, 可以在配置中添加额外的数据库服务器和 Exadata 单元 例如, 半机架升级到全机架 随着在配置中添加更多的 Exadata 单元, 11

14 存储容量和 I/O 性能几乎呈线性提高 在数据库云服务器配置中, 从不进行也不需要 单元到单元通信 数据库云服务器解决方案的架构包括数据库服务器中的组件和 Exadata 单元中的组件 下图所示为四分之一机架配置的软件架构 数据库服务器 数据库实例 DBRM ASM 数据库服务器 数据库实例 DBRM ASM Enterprise Manager InfiniBand 网络 OEL OEL CELLSRV MS CELLSRV MS IORM RS IORM RS OEL CELLSRV MS IORM RS Exadata 单元 Exadata 单元 Exadata 单元 支持路径故障切换的 InfiniBand 上的 idb 协议 单元控制 CLI 数据库云服务器软件架构 当使用数据库云服务器时, 大量 SQL 处理从数据库服务器分流到 Exadata 单元 除了 为数据库提供传统的块服务之外, 数据库云服务器还实现从数据库实例到底层存储的 功能传送 与传统存储相比,Exadata 存储的一个独到之处就是仅返回满足数据库查询 的行和列, 而不是整个被查询的表 数据库云服务器尽可能让 SQL 处理在数据 ( 或磁 盘 ) 端执行, 并使所有磁盘并行操作 这可减少数据库服务器上的 CPU 使用, 在数据 库服务器和存储服务器之间移动数据时使用更少的带宽, 并返回查询结果集而不是全 部表 消除数据传输和数据库服务器负载可大大有益于传统上受限于带宽和 CPU 的数 据仓储查询 消除数据传输对常常包括大量批处理和报表处理操作的联机事务处理 (OLTP) 系统也非常有益 数据库云服务器对使用数据库的应用程序完全透明 数据库云服务器上运行的 Oracle Database 11g 第 2 版与传统系统上运行的完全相同 但在数据库云服务器上运行速度更快 当使用 Exadata 存储时, 现有 SQL 语句 ( 无论是即席语句还是打包或自定义应用程序中的语句 ) 不受影响, 不需要任何修改 12

15 该解决方案无需对应用程序进行任何修改即可提供分流处理和带宽优势 数据库云服 务器完全支持 Oracle 数据库的所有特性 数据库云服务器即适用于 Oracle 数据库的单 实例部署又适用于 Real Application Cluster 部署 无论采用还是不采用数据库云服务 器, 对 Oracle Data Guard Oracle Recovery Manager (RMAN) Oracle GoldenGate 等功 能和其他数据库工具的管理都是相同的 用户和数据库管理员仍然利用他们目前熟悉 的同样的工具和知识, 因为一切就像运行传统的非 Exadata 存储一样 由于数据库云服务器上与传统系统上存在相同的 Oracle 数据库和功能, 因此管理数 据库云服务器的 IT 人员必须拥有同一软件的类似知识以便在数据库云服务器上对其 进行管理 在管理数据库云服务器时, 拥有 Oracle 数据库管理 备份及恢复 RAC 和 OEL 经验是十分重要的 数据库服务器软件 Oracle Database 11g 第 2 版已得到显著增强, 以利用 Exadata 存储 数据库云服务器软 件在数据库服务器和 Exadata 单元之间进行了最佳分割 数据库服务器和 Exadata 存储 服务器软件使用 idb( 智能数据库协议 ) 通信 idb 在数据库内核中实现, 并将数据 库操作透明地映射到数据库云服务器增强的操作中 除了数据库提供的传统数据块传 送之外,iDB 还应用了功能传送架构 idb 用于将 SQL 操作向下传送到 Exadata 单元 以便执行, 并将查询结果集返回到数据库内核 Exadata 单元仅返回满足 SQL 查询的 行和列, 而不是返回数据库块 与现有 I/O 协议一样,iDB 还可以直接从磁盘读取以及 向其写入数据, 因此当无法进行分流处理时, 数据库云服务器和传统存储设备一样为 Oracle 数据库提供服务 但是, 当可行时, 智能的数据库内核便能发挥作用, 例如向 下传递表扫描以在 Exadata 存储服务器上执行, 以便仅将请求的数据返回到数据库服 务器 idb 基于行业标准可靠数据报套接字 (RDSv3) 协议构建, 并在 InfiniBand 上运行 ZDP ( 零损失 零复制数据报协议 ) RDS 的一种零复制实现, 用于消除不必要的块复制 在数据库服务器和 Exadata 单元上可以使用多个网络接口 这是一种极快的低延迟协议, 可最大程度减少为 I/O 操作提供服务所需的数据副本数 Oracle 自动存储管理 (ASM) 用作数据库云服务器的文件系统和卷管理器 ASM 可虚拟 化存储资源, 并提供数据库云服务器的高级卷管理和文件系统功能 在各个可用 Exadata 单元和磁盘上均匀地条带化数据库文件可在所有存储硬件之间产生均衡的 I/O 负载 ASM 执行非侵入性资源分配和重新分配的能力是在数据库云服务器环境中实现 共享网格存储功能的关键因素 ASM 提供的磁盘镜像与可热插拔 Exadata 磁盘一起共 同确保数据库可以容许单独磁盘驱动器出现故障 在单元之间进行数据镜像以确保单 元故障不会导致数据丢失或抑制数据可访问性 这种大规模并行架构提供无限可伸缩 性和高可用性 13

16 Oracle Database 11g 中的 Database Resource Manager (DBRM) 特性已得到增强, 以便用于数据库云服务器 DBRM 允许用户定义和管理数据库内和数据库间的 I/O 带宽和 CPU UNDO 并行度 活动会话以及其他可管理的资源 这允许在数据库之间共享存储, 同时不必担心一个数据库会独占 I/O 带宽并影响共享存储的其他数据库的性能 为用户组分配某一百分比的可用 I/O 带宽, 而 DBRM 确保实现这些目标 这通过数据库针对关联的数据库和用户组标记 I/O 来实现 这为数据库提供了整个 I/O 系统的一个完整的 I/O 优先级视图 数据库内用户组 I/O 分配在数据库服务器上定义和管理 数据库间 I/O 分配在 Exadata 单元中的软件内定义, 并由 I/O Resource Manager (IORM) 管理 Exadata 单元软件确保在数据库之内和之间管理和正确分配数据库间 I/O 资源 总的来说,DBRM 确保每个数据库接收其指定的 I/O 资源量, 并确保满足用户定义的 SLA 在数据库云服务器上专门提供了两个新的 Oracle 数据库特性, 分别是 Oracle Database Quality of Service (QoS) Management 和 QoS Management Memory Guard 特性 QoS Management 允许系统管理员直接管理 Oracle 数据库云服务器上托管的应用程序服务级 别 QoS Management 使用一种基于策略的架构, 将准确的运行时性能与资源度量关 联, 使用专家系统分析此数据以识别瓶颈, 并产生资源调整建议以便在动态负载情况 下满足和保持性能目标 如果没有提供足够的资源, 则 QoS 将通过牺牲不太关键的目 标来保持业务上更为关键的目标 QoS Management Memory Guard 与 Cluster Health Monitor 一起检测由于内存过量使用而存在故障风险的节点 作为应对办法, 它自动阻 止新连接以便保留现有负载, 并在有了足够的可用内存之后恢复连接 适用于数据库云服务器的 Enterprise Manager 插件 数据库云服务器已与 Oracle Enterprise Manager (EM) Grid Control 集成以轻松监视数据 库云服务器环境 在现有 EM 系统中安装数据库云服务器插件之后, 可以监视数据库 云服务器上的统计信息和活动, 并可以将事件和警报发送给系统管理员 EM 系统与 数据库云服务器的集成具有以下优势 : 监视 Oracle Exadata 存储 收集存储配置和性能信息 根据阈值发出警报和警告 根据历史数据提供丰富的现成度量和报表 14

17 用户以前可以使用的所有 Oracle Enterprise Manager 中的功能在数据库云服务器环境中同样有效 使用 EM 界面, 用户可以轻松管理数据库云服务器环境以及 Enterprise Manager 传统上所用于的其他 Oracle 数据库环境 DBA 可以使用熟悉的 EM 界面来查看报表以确定数据库云服务器系统的运行状况, 并管理 Exadata 存储的配置 Exadata 存储服务器软件 与任何存储设备一样,Exadata 存储服务器是一台具有 CPU 内存 总线 磁盘 NIC 以及服务器中常见的其他组件的计算机 它同样运行操作系统 (OS), 在数据库云服务 器环境中该操作系统是 Oracle Linux 5.5 驻留在 Exadata 单元中的 Exadata 存储服务 器软件运行于 OEL 之下 可以在受限模式下访问 OEL 以管理 Exadata 单元 CELLSRV (Cell Services) 是单元中运行的数据库云服务器软件的主要组件, 它提供大 部分 Exadata 存储服务 CELLSRV 是多线程软件, 它基于 idb 协议与数据库服务器上 的数据库实例通信, 并为数据库提供块服务 它提供高级 SQL 分流功能, 可以在无法 进行 SQL 分流处理时传输 Oracle 块, 并实施 DBRM I/O 资源管理功能以测量发出 I/O 的不同数据库和用户组的 I/O 带宽 单元中运行的 Oracle 软件的其他两个组件是 Management Server (MS) 和 Restart Server (RS) MS 是管理和查询 Exadata 单元状态的主要接口 它与 Exadata 单元命令行界面 (CLI) 和 EM 数据库云服务器插件协同工作, 并提供独立的 Exadata 单元管理和配置 例如, 从单元中发出 CLI 命令以配置存储 查询 I/O 统计信息并重新启动单元 此 外, 还提供了分布式 CLI, 以便可以将命令发送到多个单元以简化对多个单元的管 理 Restart Server (RS) 确保数据库云服务器软件和服务持续运行 它用于更新数据库 云服务器软件 它还确保存储服务启动和运行, 并在需要时重新启动服务 Exadata 智能扫描处理 使用非 idb 感知的传统存储时, 所有的智能处理全部依靠数据库软件 下面以表扫描 为例, 说明在这样的架构中是如何执行 SQL 处理的 15

18 传统的数据库 I/O 和 SQL 处理模型 客户端发出一条 SELECT 语句, 该语句带有一个谓词以筛选并仅返回想要的行 数据库内核将此请求映射到包含被扫描表的文件和盘区 数据库内核发出 I/O 以读取块 将被查询表的所有块读取到内存 然后对原始块进行 SQL 处理, 搜索满足谓词的行 最后将这些行返回到客户端 对于大型查询来说, 谓词常常会筛选掉读取的大多数行 但是, 表中的所有块都需要读取 通过存储网络传输并复制到内存 读取到内存的行远多于完成请求的 SQL 操作所需的行 这将产生大量数据传输, 这些传输会占用带宽并影响应用程序吞吐量和响应速度 在数据库体系的存储层中集成数据库功能之后, 可以更高效地执行查询和其他数据库操作 尽可能地靠近硬件实现数据库功能 ( 对于数据库云服务器来说是在磁盘一级 ), 可以显著加快数据库操作速度并提高系统吞吐量 使用 Exadata 存储, 可以更高效地处理数据库操作 可以在 Exadata 存储中处理执行表扫描的查询, 并且仅将所需的数据子集返回到数据库服务器 Exadata 存储单元可以执行筛选 列筛选和一些联接处理 ( 以及其他一些功能 ) 在这种情况下, 仅将相关和所需的数据返回到数据库服务器 下图说明在使用 Exadata 存储时是如何进行表扫描操作的 16

19 智能扫描分流处理 客户端发出一条 SELECT 语句, 该语句带有一个谓词以筛选并仅返回想要的行 数据库内核确定 Exadata 存储可用, 于是构造一个 idb 命令来代表发出的 SQL 命令, 然后将这个 idb 命令发送到 Exadata 存储 数据库云服务器软件的 CELLSRV 组件扫描数据块以找出那些满足所发出的 SQL 命令的行和列 仅将满足谓词的行和请求的列读取到内存 数据库内核整合来自所有 Exadata 单元的结果集 最后, 将这些行返回到客户端 智能扫描对应用程序透明, 并且不需要更改任何应用程序或 SQL 从 SQL EXPLAIN PLAN 中可以看出何时使用了 Exadata 智能扫描 返回的数据是完全一致的 事务性的, 并且严格遵循 Oracle 数据库一致读取功能和行为 如果某单元在智能扫描期间出现故障, 则未完成的智能扫描部分透明地路由到另一个单元来完成 智能扫描正确地处理 Oracle 数据库的复杂内部机制, 其中包括 : 未提交的数据和锁定行 链接行 压缩表 国家语言处理 日期算术 正则表达式搜索 物化视图以及分区表 Oracle 数据库和数据库云服务器协作执行各种 SQL 语句 将 SQL 处理从数据库服务器中移出可释放服务器 CPU 周期, 并消除大量带宽使用以便更好地服务于其他请求 SQL 操作运行速度更快, 并且更多的操作可以同时运行, 因为 I/O 带宽争用减少 下面我们来看看因使用数据库云服务器而受益的各种 SQL 操作 智能扫描谓词筛选数据库云服务器支持表扫描谓词筛选 仅将请求的行返回到数据库服务器, 而不是表中的所有行 例如, 当发出以下 SQL 时, 仅将员工聘用日期晚于指定日期的行从数据库云服务器发送到数据库实例 17

20 SELECT * FROM employee_table WHERE hire_date > 1-Jan-2003 ; 这种仅将相关行返回到服务器的功能大大提高了数据库性能 对于更为复杂的查询来 说, 也存在这种性能提高, 因此同样有益于复杂查询, 其中包括带有子查询的查询 智能扫描列筛选数据库云服务器为表扫描提供了列筛选, 也称为列投影 仅将请求的列返回到数据库服务器, 而不是表中的所有列 例如, 当发出以下 SQL 时, 仅将 employee_name 和 employee_number 列从数据库云服务器返回到数据库内核 SELECT employee_name, employee_number FROM employee_table; 对于具有许多列或列中包含 LOB( 大型对象 ) 的表来说, 可以节省大量 I/O 带宽 当配合使用时, 谓词和列筛选可显著提高性能并减少 I/O 带宽使用 此外, 列筛选也适用于索引, 从而使查询速度更快 智能扫描联接处理数据库云服务器在大型表和小型查找表之间执行联接, 这是使用星型模式的数据仓库的一个常见情形 这使用布隆筛选器实施, 布隆筛选器是一种非常高效的概率方法, 用于确定行是否为所需结果集的成员 加密表空间和列的智能扫描处理 Exadata 存储支持加密表空间 (TSE) 和加密列 (TDE) 的智能扫描分流处理 这样可提高访问企业中最机密数据时的性能 存储索引存储索引是 Exadata 存储中提供的非常强大的功能, 该功能有助于避免 I/O 操作 Exadata 存储服务器软件在 Exadata 单元中创建和维护存储索引 ( 即有关数据库对象的元数据 ) 存储索引跟踪该单元上存储的表的各列的最小值和最大值 如果查询指定了 WHERE 字句, 则在执行任何 I/O 之前, 数据库云服务器软件将查看存储索引, 以便通过比较列值与存储索引中维护的最小值和最大值来确定具有指定列值的行是否存在于单元中 如果列值在最小值和最大值范围之外, 则避免为该查询执行扫描 I/O 许多 SQL 操作的运行速度将显著提高, 因为大量 I/O 操作自动由几个查找操作取代 为了最大程度减少运营开销,Exadata 存储服务器软件透明 自动地创建和维护存储索引 18

21 数据挖掘模型计分的分流 数据挖掘模型计分将分流到数据库云服务器 这使得在数据库云服务器上部署数据 仓库成为更好 性能更佳的数据分析平台 所有数据挖掘计分函数 ( 例如 prediction_probability) 都分流到 Exadata 存储进行处理 这不仅加快数据仓库分析 速度, 而且还减少数据库服务器 CPU 使用以及数据库服务器与 Exadata 存储之间的 I/O 负载 其他 Exadata 智能扫描处理 分流到 Exadata 存储的另外两个数据库操作是增量数据库备份和表空间创建 使用数据库云服务器, 增量数据库备份的速度和效率显著提高 当使用 Exadata 存储时, 数据库中更改跟踪的粒度更为细化 使用数据库云服务器, 在各个 Oracle 块级别跟踪更改, 而不是在大的块组级别 这样, 备份使用的 I/O 带宽更少, 而备份运行速度更快 使用数据库云服务器, 还可更高效地执行文件创建操作 例如, 当发出 Create Tablespace 命令时, 将向数据库云服务器发送一个 idb 命令, 指示数据库云服务器创 建表空间并格式化块, 而不是同步操作在服务器内存中格式化并写入存储的新表空间 的每个块 主机内存使用减少, 并且创建和格式化表空间块的相关 I/O 得以分流 这些 操作节省的 I/O 带宽意味着更多的带宽可用于其他业务关键工作 Exadata 混合列压缩 压缩数据可以显著减少大型数据库使用的存储空间 数据库云服务器提供了一种非常 高级的压缩功能, 称为 Exadata 混合列压缩 (EHCC) Exadata 混合列压缩可实现最高级 别的数据压缩, 为企业节省大量成本并且显著提高性能 ( 由于 I/O 减少 ) 平均节省 10 倍至 15 倍的存储空间, 具体取决于使用 EHCC 的方式 由于平均节省 10 倍的存储 空间, 因此 IT 管理人员在几年内很少需要并且通常不需要购买新存储 例如, 如果实 现 10 倍的存储空间节省, 则 100 TB 数据库仅使用 10 TB 的物理存储 现在有 90 TB 的存储空间可用,IT 组织可以推迟很长一段时间再购买存储 EHCC 是一种在数据库块中组织数据的新方法 顾名思义, 此技术使用行和列方法的组 合来存储数据 这种混合或者集二者之长的方法实现了列存储的压缩优势, 同时避免 了纯列格式的性能不足之处 这里使用一种逻辑结构 ( 称为压缩单元 ) 存储一组经过 Exadata 混合列压缩的行 当加载数据时, 从该组行中分离出列值, 进行排序并组织在 一起, 然后压缩 一组行的列数据压缩之后, 便放入压缩单元 19

22 在数据库云服务器中提供 EHCC 数据的智能扫描处理, 并执行列投影和筛选 可直接 对经过 Exadata 混合列压缩的数据运行查询, 不需要解压缩数据 不需要对满足查询 谓词所需的数据进行解压缩, 仅在内存中对要返回给客户端的列和行进行解压缩 解 压缩过程在 Exadata 单元上发生, 以便最大程度提高性能并从数据库服务器分流处 理 假设混合列压缩表的压缩率通常为 10 倍, 则与未压缩的数据相比, 这可有效地使 I/O 速率提高 10 倍 数据库云服务器中的 I/O 资源管理 使用传统存储时, 由于无法确定使用存储子系统中的 I/O 带宽的不同作业和用户的工 作的优先级, 阻碍了共享存储网格的建立 当多个数据库共享存储子系统时也会发生 这种情况 使用 Exadata 存储时,Exadata 存储的 DBRM 和 I/O 资源管理功能可以防止 一类工作或一个数据库独占磁盘资源和带宽, 并确保满足用户定义的 SLA DBRM 能 够在数据库之间以及不同的用户与各类工作之间对使用的 I/O 带宽进行协调并确定优 先级 通过将数据库与存储环境紧密集成, 数据库云服务器可以知晓工作类型和使用 的 I/O 带宽量 因此, 用户可以让数据库云服务器系统识别各种类型的负载, 为这些 负载指定优先级, 并确保最关键的负载得到优先处理 在数据仓储或混合负载环境中, 您可能希望确保为数据库中的不同用户和任务分配相 对适量的 I/O 资源 例如, 您可能希望为系统上的交互式用户分配 70% 的 I/O 资源, 为批处理报表作业分配 30% 的 I/O 资源 这可以使用 Exadata 存储的 DBRM 和 I/O 资源管理功能很简单地实现 数据库云服务器管理员可以创建一个资源计划, 指定应如何确定 I/O 请求的优先级 这可通过将不同类型的工作放入各个服务组 ( 称为用户组 ) 中来实现 用户组可以由 多个属性定义, 这些属性包括用户名 客户端程序名 函数或查询已运行的时间长 度 定义这些用户组之后, 用户可以设置一个层次结构, 规定哪个用户组享有 I/O 资 源的优先权, 以及为每个用户组分配多少 I/O 资源量 这种层次结构确定的 I/O 资源 优先级可以同时应用于数据库内操作 ( 即在数据库内发生的操作 ) 和数据库间操作 ( 即在不同数据库间发生的操作 ) 当多个数据库之间共享 Exadata 存储时, 您还可以确定为每个数据库分配的 I/O 资源的优先级, 从而防止一个数据库独占磁盘资源和带宽, 以确保满足用户定义的 SLA 20

23 例如, 可能有两个数据库共享 Exadata 存储 业务目标要求, 对于组织而言, 每个数据库都有其相应的价值和重要性 最后决定, 数据库 A 应得到 33% 的总可用 I/O 资源, 数据库 B 应得到 67% 的总 I/O 资源 为了确保为每个数据库中的不同用户和任务分配相对适量的 I/O 资源, 定义了不同的用户组 对数据库 A 定义了两个用户组 为交互式市场营销活动保留 60% 的 I/O 资源 为批处理市场营销活动保留 40% 的 I/O 资源 对数据库 B 定义了三个用户组 为交互式销售活动保留 60% 的 I/O 资源 为批处理销售活动保留 30% 的 I/O 资源 为大客户销售活动保留 10% 的 I/O 资源这些用户组分配是相对于为每个数据库分配的总 I/O 资源而言的 对于客户而言, 将多个数据库整合到一个数据库云服务器上是一个可节省成本的解决方案 在 Exadata 存储服务器软件 及更高版本中, 可以使用 Exadata I/O Resource Manager (IORM) 来对数据库云服务器上运行的不同数据库启用或禁用闪存使用 这让客户能够保留闪存以便用于性能最关键的数据库 实际上,Exadata I/O Resource Manager 解决了传统存储技术无法应对的一个挑战 : 能够对共享存储子系统的多个数据库和用户的工作进行平衡和确定优先级, 藉此建立共享网格存储环境 数据库云服务器 I/O 资源管理可确保针对共享 Exadata 存储的多个数据库满足用户定义的 SLA 这确保了每个数据库或用户均可获得适量份额的磁盘带宽以满足业务目标 数据库云服务器中的服务质量 (QoS) 管理 Oracle Exadata QoS Management 是基于策略的自动化产品, 用于监视整个系统的负载请求 它对应用程序之间共享的资源进行管理, 并调整系统配置以保持应用程序运行于业务需要的性能级别 它可从容应对系统配置和需求的更改, 从而避免应用程序性能级别的额外波动 Oracle Exadata QoS Management 监视目标系统上的每个工作请求的执行 从工作请求要求连接到数据库以使用数据库服务时, 它便开始跟踪该工作请求 21

24 完成工作请求所需的时间, 即响应时间 ( 也称为端到端响应时间或往返时间 ) 是指从发起数据请求到完成数据请求的时间 通过准确地测量响应时间的两个部分 ( 使用资源花费的时间以及等待使用资源花费的时间 ),QoS Management 可以快速地发现系统中的瓶颈 然后, 它给出重新分配资源的建议以解除瓶颈, 从而保持或恢复服务级别 此时会提醒系统管理员需要进行这种重新分配, 管理员只需在 QoS Management 信息板上单击按钮即可完成这一操作 还提供了有关整个集群预期性能对此操作的影响的完整详细信息 最后, 保存所有操作和策略更改的审计日志以及历史系统性能图 Oracle Exadata QoS Management 管理系统上的资源以便 : 当提供的资源足以满足需求时, 即使负载更改, 也会满足应用程序的业务级性能要求 ; 当提供的资源不足以满足需求时,Oracle Exadata QoS Management 通过牺牲不太关键的业务性能要求来尝试满足更为关键的业务性能要求 ; 当负载状况严重超出容量时, 资源仍然可用 使用 Oracle Exadata QoS Management 的优势 在一般的公司中, 如果应用程序的响应时间未在可接受的级别内, 则问题的解决速度 会非常慢 通常, 管理员首先会询问以下问题 : 我们对系统的配置是否正确? 通过 更改参数是否可以解决该问题? 我们是否需要更多的硬件? 遗憾的是, 很难准确地 回答这些问题 ; 结果通常是进行几个小时徒劳无益令人沮丧的试验 Oracle Exadata QoS Management 具有以下优势 : 缩短了管理 Oracle Real Application Clusters (Oracle RAC) 资源的系统管理员的工作时间, 降低了对他们的专业技能要求 有助于减少执行中断的次数 缩短解决可限制或降低应用程序性能的问题所需的时间 随着负载的更改, 为系统提供稳定性 使添加或删除服务器可以对应用程序透明地进行 降低由服务器故障导致的对系统的影响 有助于确保满足服务级别协议 (SLA) 22

25 实现更有效的硬件资源共享 保护现有负载以免过度提交的内存引起的服务器故障 Exadata 存储虚拟化 数据库云服务器提供一组丰富的 完善的强大存储管理虚拟化功能, 这些功能可利用 Oracle 数据库 数据库云服务器软件和数据库云服务器硬件的优势 Exadata 存储软件如前所述,Exadata 单元是一个运行 Oracle Linux 以及 Oracle 提供的数据库云服务器软件的服务器 首次启动时, 单元与任何其他计算机一样启动到 Exadata 存储服务模式 前两个磁盘驱动器具有小型逻辑单元编号 (LUN) 分片 ( 称为系统区域 ), 大小约为 13 GB, 为 OEL 操作系统 数据库云服务器软件和配置元数据保留 系统区域包含 Oracle Database 11g 自动诊断信息库 (ADR) 数据和其他有关 Exadata 单元的元数据 管理员不必管理系统区域 LUN, 因为它是自动创建的 其内容自动跨物理磁盘进行镜像, 以防止驱动器故障并允许热插拔磁盘 这两个磁盘驱动器的剩余部分可用于存储用户数据 数据库云服务器用户存储虚拟化使用自动存储管理 (ASM) 来管理 Exadata 单元中的存储 ASM 卷管理 条带化和数据保护服务使其成为卷管理的最佳选择 ASM 提供了针对驱动器和单元故障的数据保护 最佳性能以及极其灵活的配置和重新配置选项 单元磁盘是物理磁盘的虚拟表示 ( 除去系统区域 LUN( 如果存在 )), 并且是管理员在 Exadata 单元中管理的主要磁盘对象之一 一个单元磁盘由单个 LUN 表示, 这个 LUN 是在发现物理磁盘时由数据库云服务器软件自动创建和管理的 可以将单元磁盘进一步虚拟化为一个或多个网格磁盘 网格磁盘是分配给 ASM 作为 ASM 磁盘的磁盘实体,ASM 对它们进行管理以便为数据库存储用户数据 最简单的情况是单个网格磁盘占据整个单元磁盘 但是, 还可以将一个单元磁盘分成多个网格磁盘分片 通过在一个单元磁盘上放置多个网格磁盘, 管理员可以将该存储分隔到多个具有不同性能或可用性要求的池中 可以通过网格磁盘分片来分配单元磁盘的 热 温 和 冷 区域, 或分隔数据库共享的 Exadata 磁盘 例如, 可以对单元磁盘进行分区, 以便一个网格磁盘位于物理磁盘的较高性能部分并配置为三重镜像, 而另一个网格磁盘位于磁盘的较低性能部分并用于归档或备份数据, 没有任何镜像 23

26 可以使用网格磁盘功能来实施信息生命周期管理 (ILM) 策略 物理磁盘 单元磁盘 网格磁盘 网格磁盘 网格磁盘 网格磁盘虚拟化 以下示例说明了单元磁盘和网格磁盘在更复杂的 Exadata 存储网格中的关系 配置单元磁盘和网格磁盘之后, 跨数据库云服务器配置定义 ASM 磁盘组 定义了两个 ASM 磁盘组 ; 一个跨 热 网格磁盘, 另一个跨 冷 网格磁盘 所有的 热 网格磁盘都放置在一个 ASM 磁盘组中, 所有的 冷 网格磁盘都放置在另一个磁盘组中 将数据加载到数据库时,ASM 将在磁盘组中均匀地分配数据和 I/O 可以对这些磁盘组启用 ASM 镜像以便在磁盘故障时提供保护, 可以对两个磁盘组或其中一个磁盘组启用该功能, 也可以都不启用 可以对每个磁盘组单独开启或关闭镜像 热 ASM 磁盘组 Exadata 单元 Exadata 单元 冷 ASM 磁盘组 热热热热热热 冷冷冷冷冷冷 示例 ASM 磁盘组和镜像 最后, 为了在某个 Exadata 单元整个出现故障时提供保护, 定义了 ASM 故障组 故障组可确保将镜像的 ASM 盘区放置在不同的 Exadata 单元上 Exadata 单元 Exadata 单元 ASM 磁盘组 ASM 故障组 热热热热热热 冷冷冷冷冷冷 ASM 故障组 示例 ASM 镜像和故障组 24

27 使用数据库云服务器和 ASM: 数据库云服务器软件自动配置单元磁盘 ( 创建 LUN) 多个网格磁盘可以共存于物理磁盘上, 以根据数据库应用程序的需要实现相应的性能, 或通过数据库云服务器构建 ILM 策略 ASM 自动跨 Exadata 磁盘和单元进行数据库数据条带化, 以确保均衡的 I/O 负载和最佳 的性能 ASM 动态添加和删除功能实现非侵入性单元和磁盘分配 取消分配以及重新分配 ASM 镜像和 Exadata 单元的热插拔功能在磁盘故障时提供透明的数据保护和可访问性 ASM 提供双重或三重镜像, 以根据数据的重要性进行相应的保护 ASM 故障组由数据库云服务器自动创建, 以在单元故障时提供透明的数据保护和可访问性 迁移到 Exadata 存储 有多种技术可以将数据迁移到数据库云服务器 可以使用 Oracle Recovery Manager (RMAN) 进行迁移, 用这个工具从传统存储备份并将数据恢复到数据库云服务器 还可 以使用 Oracle Data Guard 简化迁移 为此, 首先创建一个基于 Exadata 存储的备用数据 库 备用数据库可以使用 Exadata 存储, 生产数据库可以使用传统存储 通过执行快速 转换, 只需几秒钟即可将备用数据库转换为生产数据库 这提供了内置安全网, 因 为, 如果发生无法预料的问题, 您可以非常稳妥地撤销迁移 还可以使用可传输表空 间和数据泵迁移到数据库云服务器 任何用于在 Oracle 数据库之间移动数据的技术都 可以用于数据库云服务器 数据库云服务器中的其他数据保护 数据库云服务器在设计时采用了客户惯于对 Oracle 产品期待的同样的高可用性 (HA) 标准 在数据库云服务器环境中, 所有数据库特性和工具与其在传统非 Exadata 存储 环境中一样有效 用户和数据库管理员将使用熟悉的工具, 能够利用他们现有的 Oracle 数据库知识和过程 数据库云服务器架构消除了所有单点故障 在数据库云服 务器中纳入了镜像 故障隔离 驱动器和单元故障防护等熟悉的特性, 以确保持续的 可用性和数据保护 下面介绍数据库云服务器中其他确保高可用性的特性 25

28 内置于数据库云服务器中的硬件辅助恢复数据 (HARD) Oracle 的硬件辅助恢复数据 (HARD) 计划是一个全面的计划, 旨在防止发生数据损坏 尽管数据损坏很少发生, 但是它们可能对数据库产生灾难性影响, 进而波及到业务 数据库云服务器增强了嵌入的 HARD 功能, 以提供更高级别的数据保护和端到端的数据验证 数据库云服务器对存储在其中的数据执行大量验证, 包括校验和 块位置 魔数 头尾检查 对齐错误等 在数据库云服务器中实施这些数据验证算法可防止将损坏的数据写入永久性存储中 此外, 无需手动步骤即可提供这些检查和保护, 而将 HARD 用于常规存储时, 则需要手动步骤 Data Guard Oracle Data Guard 是 Oracle 数据库的软件特性, 用于创建 维护和监视一个或多个备用数据库, 以便在发生故障 灾难 错误和损坏时保护您的数据库 Data Guard 无需修改即可与数据库云服务器协同工作, 并可用于生产数据库和备用数据库 通过将 Active Data Guard 与 Exadata 存储一起使用, 可以将查询和报表从生产数据库分流到极速备用数据库, 并确保生产数据库上的关键工作不受影响, 而同时仍提供灾难保护 闪回 数据库云服务器利用 Oracle 闪回技术提供一组特性来查看并及时恢复数据 闪回特性在数据库云服务器环境中和非数据库云服务器环境中的使用相同 使用闪回特性, 可以查询历史数据 执行更改分析 执行自助修复以便在数据库联机状态下从逻辑损坏中恢复 实际上, 数据库云服务器中内置的 Oracle 闪回特性让用户拥有类似快照的功能, 让用户能够将数据库恢复到发生错误之前的某一时间 Recovery Manager (RMAN) 和 Oracle Secure Backup (OSB) 数据库云服务器与 Oracle Recovery Manager (RMAN) 协同工作以实现高效的 Oracle 数据库备份和恢复,RMAN 是基于 Enterprise Manager 的命令行工具 所有现有 RMAN 脚本无需更改即可用于数据库云服务器环境 RMAN 旨在与服务器密切协作, 从而在备份和恢复期间提供块级损坏检测 RMAN 在备份期间通过文件多路复用和备份集压缩来优化性能和空间使用, 并与 Oracle Secure Backup (OSB) 和第三方介质管理产品集成以进行磁带备份 26

29 总结 如今, 企业日益需要利用统一的数据库平台以便将所有应用程序部署和整合到同一个通用基础架构上 无论是 OLTP DW 还是混合负载, 通用基础架构都可提供数据中心所需的效率和可重用性, 并实现内部网格计算 为不同应用程序构建或使用自定义的专用系统是一种浪费, 成本也非常高昂 每天需要处理的数据越来越多, 同时各公司也意识到其 IT 预算捉襟见肘 对 IT 软硬件总拥有成本 (TCO) 的审视结果通常使人们趋向于选择一个通用的高性能基础架构来部署所有应用程序 通过将基于 Exadata 的数据库云服务器纳入到 IT 基础架构中, 公司可以 : 提高数据库性能, 能够在相同的时间内做更多的事情 通过将部署整合到一个通用基础架构上, 采用可伸缩 渐进的步骤应对变化和发展 提供任务关键数据可用性和保护 27

30 甲骨文 ( 中国 ) 软件系统有限公司 北京远洋光华中心办公室地址 : 北京市朝阳区景华南街 5 号远洋光华中心 C 座 21 层邮编 : 电话 :(86.10) 传真 :(86.10) 南京分公司地址 : 南京市玄武区洪武北路 55 号, 置地广场 19 层 1911 室邮编 : 电话 :(86.25) 传真 :(86.25) 北京上地 6 号办公室地址 : 北京市海淀区上地信息产业基地, 上地西路 8 号, 上地六号大厦 D 座 702 室邮编 : 电话 :(86.10) 传真 :(86.10) 杭州分公司地址 : 杭州市西湖区杭大路 15 号, 嘉华国际商务中心 702 室邮编 : 电话 :(86.571) 传真 :(86.571) 上海分公司地址 : 上海市黄浦区天津路 155 号名人商业大厦 12 层邮编 : 电话 :(86.21) 传真 :(86.21) 西安分公司地址 : 西安市高新区科技二路 72 号, 零壹广场主楼 1401 室邮编 : 电话 :(86.29) 传真 :(86.29) 广州分公司地址 : 广州市天河区珠江新城华夏路 8 号合景国际金融广场 18 楼邮编 : 电话 :(86.20) 传真 :(86.20) 福州分公司地址 : 福州市五四路 158 号, 环球广场 1601 室邮编 : 电话 :(86.591) 传真 :(86.591) 成都分公司 ( 川信大厦办公室 ) 地址 : 成都市人民南路二段 18 号四川川信大厦 20 层 A&D 座邮编 : 电话 :(86.28) 传真 :(86.28) 重庆分公司地址 : 重庆市渝中区邹容路 68 号, 大都会商厦 1611 室邮编 : 电话 :(86.23) 传真 :(86.23) 成都分公司 ( 高新国际广场办公室 ) 地址 : 成都市高新区天韵路 150 号高新国际广场 D 座四楼 18-19,22-25 单元邮编 : 电话 :(86.28) 传真 :(86.28) 深圳分公司地址 : 深圳市南山区高新南一道飞亚达大厦 16 层邮编 : 电话 :(86.755) 传真 :(86.755) 大连分公司地址 : 大连软件园东路 23 号大连软件园国际信息服务中心 2 号楼五层 502 号 A 区邮编 : 电话 :(86.411) 传真 :(86.411) 甲骨文软件研究开发中心 ( 北京 ) 有限公司地址 : 北京市海淀区中关村软件园孵化器 2 号楼 A 座一层邮编 : 电话 :(86.10) 传真 :(86.10) 济南分公司地址 : 济南市泺源大街 150 号, 中信广场 11 层 1113 单元邮编 : 电话 :(86.531) 传真 :(86.531) 深圳分公司地址 : 深圳市南山区高新南一道德赛科技大厦 8 层 单元邮编 : 电话 :(86.755) 传真 :(86.755) 沈阳分公司地址 : 沈阳市沈河区青年大街 219 号, 华新国际大厦 17 层 D 单元邮编 : 电话 :(86.24) 传真 :(86.24) 甲骨文亚洲研发中心 - 上海地址 : 上海市杨浦区淞沪路 290 号创智天地 10 号楼 单元邮编 : 电话 :(86.21) 传真 :(86.21)

31 Oracle 数据库云服务器和 Exadata 存储服务器的技术概述 2011 年 4 月 作者 :Ronald Weiss 公司网址 : 英文 ) 中文网址 : 简体中文 ) 销售中心 : 售后服务热线 : 培训服务热线 : 欢迎访问 : 英文 ) 简体中文 ) 版权 2011 归 Oracle 公司所有 未经允许, 不得以任何 形式和手段复制和使用 本文的宗旨只是提供相关信息, 其内容如有变动, 恕不另行通知 Oracle 公司对本文内容的准确性不提供任何保证, 也不做任何口头或法律形式的其他保证或条件, 包括关于适销性或符合特定用途的所有默示保证和条件 本公司特别声明对本文档不承担任何义务, 而且本文档也不能构成任何直接或间接的合同责任 未经 Oracle 公司事先书面许可, 严禁将此文档为了任何目的, 以任何形式或手段 ( 无论是电子的还是机械的 ) 进行复制或传播 Oracle 是 Oracle 公司和 / 或其分公司的注册商标 其他名字均可能是各相应公司的商标