数据库云趋势 : 奠定企业级云平台 金珂磊甲骨文公司资深技术顾问
企业数据库平台面临的问题 高昂的成本 服务器利用率 = 5-10% 糟糕的敏捷性 部署时间 4+ 月 高风险 非计划停机时成本为每分钟 $5000 数据库许可证的费用服务器 存储的费用机房的开销人员的成本 从项目立项, 到项目实施完成往往在一年以上, 从而错过了商机 ; 管理维护复杂信息孤岛 信息共享困难 非计划停机往往不仅仅是经济成本可以计算的
DBaaS 数据库云的实现演进路线图 物理 专用和异构 静态 孤立的分析 当前客户状况 传统孤岛标准化的平台整合的平台服务交付平台企业云平台 标准化的硬件和软件体系 标准部署配置 数据库服务和服务级别目录 共享和安全的中央数据基础架构 动态优化和资源管理 自动化系统管理 按需 弹性 分层的自助服务 快速服务伸缩和自动化 计量 自动成本分配和收费 完全动态 统一的资源池 IT 作为云代理 : 仲裁和代理 安全的混合云集成 ( 供应商 合作伙伴等 ) 孤岛标准化整合私有 DBaaS 混合 DBaaS 1970 年代 2000 年代 2010 年代 + 简化高效灵活统一 降低风险降低运营支出降低资本支出提高敏捷性全面优化
私有数据库云 DBaaS 架构传统的整合方式 虚拟机 隔离的集群数据库 整合 Schema 方式 服务器整合 平台整合 数据库整合 共享的服务器 共享的服务器和操作系统 共享的服务器 操作系统和数据库 更强的整合度
私有数据库云 DBaaS 架构通过 Oracle Database 12c 的多租户特性进行整合 虚拟机 隔离的集群数据库 可插拔数据库 服务器整合 平台整合 数据库整合 共享的服务器 共享的服务器和操作系统 共享的服务器 操作系统和数据库 更强的整合度
面向云计算和大数据的新一代数据库架构 Database as a Service Cloud Big Data
Oracle 12c Multitenant 整合数据库 多租户架构简化整合操作, 提高整合密度 System Resources
Oracle 使用多租户数据库架构的目的 在单个数据库容器 CDB 中管理多个 PDBs 降低成本 数据以及代码更容易且更快捷地移动 更容易管理和监控 数据和代码分离 更少的修补程序和升级
DB12c 多租户架构简化数据库升级及补丁维护 只需一次更改, 所有可插拔数据库均会更新 ERP CRM DW 12.1 12.X 12.1 12.X 12.1 12.X Upgrade in-place
DB12c 多租户架构简化整合后的数据库管理统一备份多个数据库 ; 在可插拔数据库级别执行恢复 ERP CRM DW 一个备份 (CDB 级别 ) 在可插拔数据库级别下进行时间点恢复
Oracle 12c 多租户架构实现 DBaaS 快速克隆 可以从同一个 CDB 内克隆 PDB 可以从远程 CDB 克隆 PDB
基于虚拟化的数据库和 DBaaS 区别满足不同场景和性价比的数据库云服务基于虚拟化的数据库 基于虚拟化技术之上提供数据库 系统负载压力增大时, 性能将 会有明显下降 部署轻负载的 非重要的小系统 数据库 整合密度与 投资回报 维护 虚拟机 中低 非常复杂 ( 虚拟机无序扩张 ) 多租户数据库 DBaaS 隔离度高 整合密度高, 性价比高 灵活 快速供应 对应用完全透明 多个数据库, 运维成本只相当于一个数据库和 OS - 只需进行一次数据库补丁 升级 备份 容灾 监控 可插拔数据库 最高 简单 隔离非常好良好 实施和培训简单简单 应用适用性 部分 ( 取决于负载 ); Oracle 只认证 OVM, Windows Azure or Hyper-V 所有
Oracle 数据库云 (DBaaS) 优势 应用上线时间大幅缩短 10 倍提升部署新的数据库速度 ( 典型部署时间 4+ 月 ) 两小时构建 DBaaS 快速应用 开发 Engineered Systems & Enterprise Manager 12c DBaaS 自服务和服务目录 高密度数据 库资源整合 统一管理 降低成本 50% 降低 TCO ( 典型的服务器利用率 = 5-10%) Oracle Exadata & Oracle 多租户数据库 Oracle Database 12c & OEM12c 全面性 企业级 降低风险 100% 可用性 SLA ( 典型的非计划停机时成本为每分钟 $5000 ) 开箱即用的 DBaaS 方案, 包括必须的服务 可用性, 安全, 可管 理及实用功能 数据库 移动性 PDB,pluggable databases 标准化 适用于各种数据库负载 (OLTP, DW& Big Data) 的标准的 DBaaS 最大化 伸缩能力 (RAC 支持 )
MySQL 在云的独特性 MySQL 是最受欢迎的 DBaaS 引擎 在 Amazon RDS 和 Google Cloud SQL 中使用最广的引擎 OpenStack Trove 的默认引擎 包括 HP Helion Cloud Relational Database 和 Rackspace Cloud Database MySQL 用于许多使用最广泛的 SaaS 解决方案 SugarCRM, Dropbox, Rightnow, Evernote, 还有许多 MySQL 占在云技术最核心的地位 默认存放 OpenStack 资料的储存库 包括 OpenStack 为基底的公有云 : HP Helion, Rackspace, Mirantis, 15
OpenStack 的发展 Community Growth Developer Growth Code Growth: 1M+ Lines Participating Company Growth
OpenStack 的技术 Compute Networking Storage Compute: Nova Image Service: Glance Networking: Neuron Object Storage: Swift Block Storage: Cinder Identity: Keystone Dashboard: Horizon Orchestration: Heat Other Projects Telemetry: Ceilometer OpenStack Common Libraries: Oslo
MySQL and OpenStack 核心技术 Python 所使用的语言 Puppet 用于安装 配置 监测 协同作业和自动化的默认工具 MySQL 默认储存 OpenStack 资料的数据库 Open vswitch 用于定义网络 (SDN) 默认的工具 18
Database On Demand - 以 CERN 为例 VM VM VM VM Monitor server VM Server Pool SSL Migration Oracle VM Servers Management server agent agent agent SAN, iscsi agent agent
为何 MySQL 适合云 MySQL 企业版 : 价值 先进的功能 管理工具 支持 扩充力 高可用 安全性 审计功能 监看 备份 开发 管理 迁移 技术支持 顾问谘询 Oracle 认证
案例 : 瑞银集团 Oracle DBaaS DIAMOND 特级保障级别 : 关键业务系统 系统举例 : 黄金交易系统 CDB+PDB +RAC+BACKUP +DataGuard +DelayDataGuard 一级保障级别 : 重要业务系统 系统举例 : 托管中台系统 GOLD BRONZE DB 云 二级保障级别 : 普通业务系统 SILVER DB 云 GOLD DB 云 系统举例 :ITIL 系统 DIAMOND DB 云 SILVER 三级保障级别 : 开发测试系统 BRONZE
案例 : 瑞银集团实施 Oracle DBaaS -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- -------- 量体裁衣的服务定制 业务服务 DR 铜银金钻石 可用性 RTO < 15 min ( 尽力而为 ) < 15 min 最小的业务影响 RTO > 24 hr < 6 hr < 30 min RPO <= 24 hr <= 24 hr < 30 min 0 从备份恢复 < 72 hr < 24 hr < 8 hr < 30 min 性能计划性的扩展快速扩展 技术服务 铜银金钻石 数据库 HA 单实例 MAA RAC + DR 数据复制 本地无 Data Guard ( 同步 ) 无远程 Data Guard ( 异步 ) 备份 / 恢复 每周全备份每天备份日志 每周全备份每天增量备份 银 + 闪回日志 金 + 日内的日志 + RMAN 合并
案例 : 瑞银集团实施 Oracle DBaaS 效果分析 物理服务器 Oracle 数据库许可证 1 物理服务器减少 94% - 从 3300 台到 187 台 2 数据库 CPU 核数减少 71% - 从 36388 到 10640 3 总体成本减少 42% 到 $232M 4 未来五年 TCO 降低 26%
集成系统 Exadata 云服务器新时代的黎明 10~100 倍性能提升 高性价比 DBaaS 云平台减化 IT 以前 现在
数据云的关键技术 : 开放平台极限性能优化专门针对 Oracle 数据库的极限性能优化 极限性能, 突破传统架构瓶颈 数据库服务器 请求 InfiniBand 智能存储服务器 高性能理由 1 Smart Scan 和存储索引 : 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 混合列压缩 (EHCC) : 技术获得 10-50 倍超高压缩比, 并提高磁盘 I/O 效率 高性能理由 3 Smart Flash Cache :89.6 TB 的 Flash Cache, 随机 I/O 性能高达 4M 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, 打通任督二脉 Smart Scan EHCC Smart Flash Cache 等是 Oracle Exadata 独有的关键性能突破技术
Exadata 是一套数据库系统而非服务器 vs. Enterprise SMP Server Systems + SAN Network + High end Enterprise Storage Arrays Exadata X5 Enterprise Server and Storage Systems Exadata 是一个高可靠 每个层面冗余的系统, 不是单一机器 ; 集成了机架 PDU 服务器 交换机 存储 软件等 Exadata 是完整 集成设计 极限性能的系统, 采用了 Infiniband 闪存 SmartScan EHCC 等一系列先进的软硬件技术 ; 组装的系统远不能达到其性能 Exadata 是预配置好的系统, 极大降低集成的风险, 节省了 60%~ 90% 的实施工作量和时间 节能 节省空间, 开箱即用 原厂服务, 易于维护, 降低运营成本
数据库软件特性对比 特性 方案 1: Exadata ASM 自动存储管理 Yes 集成商 方案 1: 传统小机 作用 减少 90% 的存储管理需求, 单一表空间 SmartScan Yes X 10x 100x 查询速度提升 EHCC 混合型列压缩 Yes X 存储索引 Storage Index Yes X 减少 90% 以上索引 5x-50x 信息密度提升, 并提升查询速度 11g 内存管理 SQL 管理 DOP 并发排队等新技术 Yes Yes 减少 80% 以上调优工作 IORM Yes X 云特性 Yes X 确保各业务与中心共享数据时的资源合理调配 确保向数据库云方向发展, 符合未来技术发展趋势
Exadata 中国区用户的实际使用和测试结果 Project Config Poc Results Competitor Timetable FSI: DW project V2,¼ Rack 25x IBM/Teradata 21 Days,May 2010 电力 : 低压集超 (DW) V1 10x HP 8640 (32CPU)+ 存储 EV 8000 7 Days, Jan 2010 电力 : 电力营销 (--) V1 16x IBMP6570(16core)+DS8300 2 days 交通 :ETC (DW) V2,¼ Rack 300x, 秒级 N/A 14 Days May 2010 物流 : ODS/DW V2,¼ Rack 62x 3-nodes RAC, IBM P570 14 Days May 2010 制造 :MES Report V2, ½ Rack 28/10x HP SD 72Cores, EVA8000 64dsks Mar-Apr 2010 政府 :DATES & DW V2,¼ Rack 10x 450x HP Itanimum Server, EVA SAN Storage Jul5-16,2010 电信 :BASS system V1 10x P595(2x32CPU)+DB2 7 Days Sep 2009 电信 :BASS V2, ¼ Rack 168x SUN 25K*2 EMC Storage Jul26-Jul28,2010 政府 :DW V2, ½ Rack 12x - 460x HP Itaninum,EVA4400 Jul5-Jul15,2010 电信 :BASS V2, ¼ Rack 235x 2 个 IBM595(96 Core),EMC DMX-4 300 Sep8-Sep15,2010 电信 : 综合告警 (DW) V1, ¼ Rack 105 /352 x SUN M5000 Oct11-18,2010 44 ~ 127x on OLTP X2-2,¼ Rack Average 2000x on DW E6900 48Core,F6800 32Core Jan,2011 电信 : 网管 (OLTP+DW) 社保 DW X2-2,¼ Rack 5-2000 ~ times 2 HP RX8640(12 core each) Jan 2011 物流 : OLTP X2-2, ½ Rack 9.3x~310x 3-nodes RAC, IBM P570 Jan 2011
Exadata 每个层面都提供高可靠性 无单点故障, 统一管理, 动态调配, 满足业务按需扩展 FIN HR EAM 联机添加和删除节点 BI Apps Oracle 真正应用集群 : 可防范数据库服务器故障 冗余 InfiniBand 交换机 双口网卡 Oracle 自动存储管理 : 所有数据库文件都有镜像, 磁盘故障不中断读写过程 Oracle Exadata Storage Server 软件 : 可防范存储级的设备故障 ; 即使一个存储完全崩溃, 数据不会丢失 修改和查询操作不受影响 所有服务器的冗余电源 使用 Oracle Recovery Manager 来做备份 Flashback 进行即时恢复
开放的体系架构, 维护简单 统一管理 Exadata 是开放平台, 不绑定客户, 可以和传统平台之间相互迁移 采用 Exadata 云数据库 开箱即用 原厂实施, 一般 4 小时完成所有的安装 配置工作 预先集成好, 标准化生产, 不存在兼容性问题, 云服务器的性能 可靠性远远超越传统架构 统一集成的管理模式, 一个浏览器实现整个系统的监控和统一管理, 自动化管理 单一服务接口 一站式服务, 出现问题不存在推诿现象 白金服务, 主动管理, 战略产品的贴心服务 传统服务器 存储 交换机和软件集成 需要有经验的集成人员, 协调各个厂家进行硬件 软件的安装集成, 通常需数星期 对集成能力要求高, 存在不兼容的风险, 可靠性跟集成经验有关, 需要大量的优化工作 单独对不同厂商的主机 存储 交换机 数据库分别进行管理 出现问题需要协调多家厂商解决, 很难准确定位责任, 处理问题的周期长
数据库整合及云服务 简化数据中心架构充分节省券商的各种资源, 绿色云数据中心 整合存储 网络 服务器 整合多套业务系统, 消除计算孤岛, 快速提供新服务 耗电量为 1/8 ~ ¼ 机房占地面积为 1/4 提高资产利用率 3 倍以上 总拥有成本为 1/5 ~ 1/2 3X
大量客户迁移到 Exadata 云数据库服务器 中国工商银行中国银行中国建设银行中国农业银行人民银行征信中心广发证券招商证券海通证券郑州商品交易所北京移动上海移动广东移动深圳燃气集团深圳航空公司 山东航空公司中远集运京沈高速皖新高速青海省交通厅京东商城 1 号店百度公司顺丰速运德邦物流中国华为中国神华青岛海尔东风汽车 中冶集团中建八局步步高超市华联超市百家福超市新疆特变电兰石集团宝马中国壳牌统一润滑油蒙牛乳业特驱希望冀东水泥中煤集团贵州茅台
客户成功 东莞电子政务中心 基于 Exadata+Oracle Database 12c+ 多租户架构实现高性能数据库云 客户概览 东莞市使用传统的方式部署了中国东莞 ( 政府热线 ) 行政审批目录管理系统数据库 中国东莞 ( 外网 ) 中国东莞( 内网 ) 东莞政府公共资源共享平台 东莞企业数据平台等相关系统 客户挑战 原有主机是小型机以及各种 X86 机器 数据资源分散, 不利于同步共享和安全管控, 数据交互复杂 Oracle 10g/11g 数据库利用率不均衡, 分散主机不利于计算资源共享 ; 各系统使用独立数据库主机, 维护和扩容成本较高 现有架构下由于数据各自独立交换困难无法实施智慧东莞相关项目 产品方案 1/4 配置 Exadata X4-2 HC
客户成功 东莞电子政务中心 应用名称 数据库版本 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 oracle9i 资源共享平台前置机 oracle9i 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 资源共享平台前置机 Oracle11g 集群数据库 ( 短信平台, 企业数据共享平台等 ) 10.2.0.1.0 中国东莞数据库 ( 政府热线 ) oracle11.2.0.1.0 中国东莞 ( 外网数据库 ) oracle9.2.0.4.0 中国东莞 (DMZ 中转数据库 ) oracle9.2.0.4.0 中国东莞 ( 内网数据库 ) oracle10.2.0.1.0 网上办事数据库 oracle11.2.0.3.0 行政审批目录管理系统数据库 oracle11.2.0.3.0
佛山市智能卫生数据中心原有架构
佛山智能卫生平台的 DBaaS 建议架构 - 系统拓扑结构图 数据库整合到一台 Exadata 云数据库服务器 网络 居民健康档案 妇幼保健 社区医疗 应急指挥 卫生监督 疾病监测 区域检验 健康档案妇幼保健社区卫生 应急指挥 客户端 VM POOL 卫生监督 VM Server VM Server VM Server 疾病监测 区域检验 数据库云 客户端层 虚拟化平台 数据库云平台
已经部署超过 20 多套不同开放商的应用 佛山健康卡管理系统 佛山区域卫生信息管理平台 市民健康信息管理系统卫生信息标准管理系统卫生管理系统卫生业务协同平台领导查询居民健康卡管理卫生监督信息系统疾病症状监测系统卫生应急指挥系统阳光用药监察系统职业卫生信息系统学生健康监护干部保健信息系统数据交换应用用户权限管理系统应用门户数据采集交换应用 上海万达信息 社区卫生服务系统 社区卫生信息管理平台 综合统计分析系统绩效考核系统地理信息分布系统 杭州创业 综合统计分析系统上报系统 综合统计分析系统上报系统 妇幼信息管理平台 出生证系统 区域影像信息管理平台 区域影像信息管理平台 深圳恒泰 实施效果 : 查询性能平均提升 2-10 倍 执行年度报表查询时性能提升 15 倍以上 集中化管理方便管理和维护
红塔证券在一台 1/8 Exadata 上整合了数十套数据库 财务账务系统 财务 财务支付系统财务报销系统子公司财务系统 htsr1( 以 Schema 方式共用数据库 ) 500GB 用友财务 合规 合规 反洗钱数据报送 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 1T 杭州恒生 TA( 基金登记 ) htsr1( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100GB 杭州恒生 基金估值系统 htsr1( 以 Schema 方式共用数据库 ) 200G 杭州恒生 新意法人清算系统 htsr3( 以 Schema 方式共用数据库 ) 1T 福建新意 致远 OA 系统 htsr4( 以 Schema 方式共用数据库 ) 500G 用友 顶点 CRM 系统 htsr2( 以 Schema 方式共用数据库 ) 2T 定点 金证呼叫中心 htsr2( 以 Schema 方式共用数据库 ) 1T 金证 恒生风控系统 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 1T 恒生 信锋研发平台 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100G 自建 博览财经资讯 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 400G 博览财经 港澳资讯系统 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 500G 港澳资讯 投资部报告平台 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100G 自建 IT 运维系统 htsr2( 以 Schema 方式共用数据库 ) 500G 顶点 融资融券报送系统 htsr1( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100G 金证 非现开户系统 htsr2( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100G 金证 网上手机交易日志 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 100G 通达信 港澳短信通 htsr5( 以 Schema 方式共用数据库 ) 200G 港澳资讯
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