Oracle Database 10g 的 新 把 戲 - Grid Database 作 者 : 申 建 忠 審 稿 : 張 智 凱 文 章 編 號 :S031002001 出 刊 日 期 :2003/10/06 資 料 庫 類 型 :Oracle 10g 本 文 相 關 資 訊 : 探 討 Oracle Database 10g 有 關 格 網 運 算 簡 介 前 言 在 撰 寫 本 篇 文 章 的 當 時, 我 坐 在 凌 亂 的 辦 公 室 隔 間 中, 一 邊 用 桌 上 型 電 腦 進 行 新 版 本 的 測 試, 一 邊 利 用 我 的 筆 記 本 電 腦 撰 寫 本 篇 文 章, 當 然 星 巴 克 本 文 難 易 等 級 : 易 難 的 冰 拿 鐵 一 定 也 會 出 現 在 桌 子 的 某 個 地 方 可 是 我 總 希 望 我 的 桌 上 型 電 腦 可 以 運 作 的 更 快 一 點, 因 為 我 等 不 及 想 看 到 測 試 的 結 果, 可 是 它 的 資 源 使 用 率 已 經 達 到 100%, 無 法 運 作 的 更 快 而 我 的 筆 記 本 電 腦 卻 只 耗 用 整 體 電 腦 資 源 的 5% 而 已, 但 是 我 卻 不 能 將 筆 記 本 電 腦 中 的 閒 置 資 源 暫 時 地 移 轉 給 桌 上 型 電 腦 使 用, 反 而 只 能 慢 慢 地 等 著 桌 上 型 電 腦 完 成 它 的 工 作, 不 然 就 要 昇 級 桌 上 型 電 腦 的 硬 體 設 備 可 是 為 什 麼 電 腦 的 運 算 資 源 不 能 像 電 力 自 來 水 等 的 公 共 事 業 一 樣 將 插 頭 插 入 插 座 後, 便 有 電 力 使 用 打 開 水 龍 頭 後, 自 來 水 便 源 源 不 絕 的 流 出 無 論 使 用 量 多 寡 都 可 以 得 到 滿 足, 也 不 知 道 所 使 用 的 電 力 自 來 水 來 自 何 處? 於 是 便 出 現 格 網 運 算 (Grid Computing) 的 概 念, 將 個 別 電 腦 的 運 算 資 源 透 過 高 速 網 路 連 結 以 及 作 業 系 統 與 軟 體 協 助, 整 合 為 一 體 這 些 資 源 包 括 了 計 算 設 備 儲 存 設 備 以 及 各 式 各 樣 的 輸 出 入 裝 置 當 使 用 者 登 入 此 系 統 時, 可 以 利 用 這 個 格 網 中 的 閒 置 資 源 來 完 成 工 作, 不 需 要 自 行 建 置 龐 大 的 資 訊 系 統, 可 以 減 少 重 覆 的 投 資 及 資 源 浪 費 的 問 題, 也 可 以 能 夠 讓 運 算 資 源 如 同 水 電 等 公 共 事 業 一 般 隨 取 隨 用 發 行 人 : 劉 致 宏 總 編 : 張 智 凱 主 編 : 楊 先 民 社 務 顧 問 : 邱 世 萍 技 術 編 輯 : 羅 慧 真 編 輯 顧 問 : 許 薰 尹 羅 慧 真 張 書 源 胡 百 敬 許 嘉 仁 申 建 忠 楊 先 民 陳 俊 宇 高 光 弘 鄭 淑 芬 何 致 億 美 術 設 計 : 魏 吉 芝 陳 昀 張 鈴 玉 行 銷 企 劃 : 曹 雅 瑩 陳 秀 慧 許 克 臻 發 行 服 務 : 謝 佩 珊 劉 清 滿 王 芳 綺 吳 宜 芳 發 行 所 : 毅 達 行 銷 顧 問 股 份 有 限 公 司 客 戶 服 務 :service@dbworld.com.tw 1 本 電 子 刊 物 之 所 載 標 誌 名 稱 分 屬 各 該 公 司 所 有, 非 經 授 權 請 勿 轉 載 使 用, 版 權 所 有 如 經 查 證 依 法 律 追 訴
在 格 網 運 算 的 架 構 下, 有 以 下 三 個 主 要 的 特 性 :( 一 ) 資 源 是 集 中 管 理 的 ( 二 ) 可 以 隨 著 需 求 動 態 地 調 整 資 源 的 供 應 ( 三 ) 對 使 用 者 來 說 這 個 架 構 是 虛 擬 的 (Virtualization), 意 即 當 使 用 者 在 這 個 架 構 下 工 作 時, 不 需 要 知 道 執 行 工 作 的 運 算 資 源 來 自 何 處, 也 不 需 擔 心 運 算 資 源 不 足 的 問 題 不 過 目 前 實 際 的 格 網 運 算 的 案 例, 大 部 份 侷 限 在 學 術 研 究 的 範 疇 例 如 1996 年 美 國 能 源 部 美 國 國 家 科 學 基 金 會 (National Science Foundation) 太 空 總 署 (NASA) IBM Microsoft Cisco 等, 聯 合 成 立 了 Globus Organization 專 門 從 事 格 網 運 算 的 技 術 研 發 提 供 測 試 環 境 發 展 Toolkit 等 此 外 台 灣 也 有 台 灣 學 術 研 究 格 網 整 合 計 畫 (Taiwan Integrated Grid for Education & Research) 簡 稱 TIGER 計 劃, 由 行 政 院 國 科 會 國 家 高 速 電 腦 中 心 主 導,IBM 提 供 全 球 資 源 與 技 術, 建 置 跨 區 域 乃 至 跨 國 的 高 速 電 腦 平 台 目 前 資 訊 科 技 (Information Technology) 所 遇 到 的 困 境 長 久 以 來, 資 訊 主 管 所 面 臨 的 困 境 - 資 訊 系 統 的 效 能 閒 置, 根 據 研 究 顯 示, 中 央 處 理 器 (CPU) 大 約 閒 置 率 15%~20%, 儲 存 設 備 (Storage) 大 約 閒 置 50% 左 右 造 成 這 種 現 象 的 原 因 主 要 是 因 為 建 置 資 訊 系 統 時, 為 使 系 統 可 以 在 使 用 量 達 到 尖 峰 時, 依 然 正 常 運 作 為 此 資 訊 主 管 往 往 要 採 購 更 高 規 格 的 硬 體 配 備, 以 期 符 合 尖 峰 時 間 的 需 要 但 是 一 般 資 訊 系 統 的 尖 峰 期 往 往 只 佔 整 體 執 行 時 間 的 一 部 份, 所 以 系 統 資 源 大 多 數 的 時 間 都 處 於 閒 置 狀 態 2
此 外, 目 前 的 資 訊 系 統 的 架 構 也 是 造 成 此 種 現 象 的 幫 凶 通 常 每 個 資 訊 系 統 如 企 業 資 源 規 劃 (Enterprise Resource Plan) 供 應 鏈 管 理 (Supply Chain Management) 客 戶 關 係 管 理 (Customer Relationship Management) 等, 都 有 各 自 專 用 的 電 腦 設 備 基 本 上 一 台 電 腦 需 要 中 央 處 理 器 記 憶 體 (Memory) 以 及 儲 存 設 備 等 基 本 設 備 但 是 無 論 這 台 電 腦 有 多 少 顆, 運 算 速 度 多 快 的 中 央 處 理 器, 也 僅 能 提 供 這 台 電 腦 本 身 所 執 行 的 工 作 所 使 用, 多 餘 的 運 算 能 力 卻 不 能 動 態 地 暫 時 地 分 享 給 其 他 台 電 腦 ( 目 前 正 面 臨 暫 時 性 運 算 資 源 不 足 的 狀 況 ), 個 別 的 電 腦 系 統 之 間 無 法 分 享 資 源 儲 存 設 備 以 及 記 憶 體 所 遇 到 的 相 同 問 題 ( 見 圖 一 ) IT 的 解 決 方 案 隨 著 資 訊 科 技 的 進 步, 使 得 網 際 網 路 (Internet) 的 頻 寬 不 斷 提 昇 刀 鋒 型 (Blade) 伺 服 器 的 出 現 以 及 儲 域 網 路 (SAN:Storage Area Network) 網 路 附 加 網 路 (NAS:Network Attached Storage) 的 成 熟, 大 大 地 提 昇 在 企 業 裡 應 用 格 網 運 算 的 可 能 性 藉 由 標 準 化 模 組 化 的 刀 鋒 型 伺 服 器, 將 企 業 所 有 的 伺 服 器 結 合 為 一 個 整 體 搭 配, 將 企 業 的 儲 存 設 備, 整 合 成 一 個 單 元 因 此 若 某 個 資 訊 系 統 發 生 暫 時 性 運 算 資 源 不 足, 可 以 動 態 的 調 整 硬 體 資 源, 將 閒 置 資 源 劃 撥 給 資 源 不 足 的 系 統 讓 企 業 可 以 將 閒 置 資 源 降 至 最 低, 而 且 資 源 應 用 效 率 更 高 ( 見 圖 二 ) 3
Oracle Database 10g 的 解 決 方 案 Oracle Database 10g 同 時 扮 演 著 格 網 資 源 的 消 費 者 ( 伺 服 器 與 儲 存 設 備 ) 與 提 供 者 ( 資 料 ),Oracle Database 10g 利 用 ASM(Automatic Storage Management) 來 管 理 儲 存 設 備, 以 及 利 用 RAC(Real Application Cluster) 來 管 理 資 料 庫 的, 使 用 Oracle Application Server 10g 管 理 應 用 程 式 伺 服 器 ( 見 圖 三 ) 4
Automatic Storage Management 將 儲 存 設 備 虛 擬 化 以 及 簡 化 儲 存 空 間 的 管 理,Oracle Database 10g 可 以 使 用 一 個 ASM 來 管 理 多 個 資 料 庫 的 儲 存 空 間,ASM 只 需 管 理 由 多 個 磁 碟 組 成 少 數 的 磁 碟 群 組 (Disk Group) 即 可, 而 且 這 些 磁 碟 的 來 源 不 需 要 是 同 一 個 供 應 商 或 相 同 的 型 式, 例 如 可 以 將 多 個 磁 碟 陣 列 或 NAS 組 成 Disk Group 因 此 管 理 者 不 需 要 花 許 多 時 間 來 管 理 散 佈 許 多 磁 碟 上 的 資 料 檔 ASM 除 了 簡 化 儲 存 管 理 的 工 作 外, 也 提 供 如 同 磁 鐵 鏡 射 (Mirroring) 與 邏 輯 卷 冊 管 理 者 (Logical Volumn Manager) 的 功 能, 可 以 對 同 一 磁 碟 群 組 內 的 磁 碟 進 行 I/O 的 負 載 平 衡, 也 可 以 進 行 磁 碟 延 伸 (Striping) 與 磁 碟 鏡 射 因 此 管 理 者 只 需 架 構 好 ASM, 便 可 以 享 有 管 理 上 簡 便 性, 以 及 I/O 的 效 能 提 昇 與 資 料 的 安 全 性 大 大 的 減 少 管 理 成 本 High-Speed Infiniband Network Oracle Database 10g 採 用 Infiniband 的 技 術, 提 供 應 用 程 式 伺 服 器 與 資 料 庫 之 間 資 料 庫 與 資 料 庫 之 間 以 及 資 料 庫 與 儲 存 設 備 之 間 的 高 速 連 結 Real Application Cluster RAC 可 以 架 構 在 由 低 成 本 的 刀 鋒 型 伺 服 器 所 組 成 的 叢 集 上, 執 行 在 RAC 上 的 應 用 程 式 可 以 動 態 取 得 更 多 的 伺 服 器 資 源, 也 可 以 動 態 釋 放 多 餘 的 伺 服 器 資 源 由 於 RAC 是 採 用 Sharing Disk 的 方 式 來 架 構 資 料 庫 叢 集, 所 以 可 以 利 用 ASM 與 Infiniband 所 提 供 的 好 處, 達 到 格 網 運 算 的 功 能 - 虛 擬 化 以 及 動 態 資 源 配 置 5
結 論 Oracle Database 10g 是 第 一 個 為 企 業 應 用 格 網 運 算 所 推 出 的 資 料 庫 系 統, 可 以 讓 企 業 以 更 低 的 成 本 得 到 更 高 品 質 的 資 訊 服 務 此 外 Oracle Database 10g 除 了 可 以 應 用 在 格 網 運 算 外, 也 提 供 了 許 多 的 新 功 能, 主 要 是 在 提 昇 系 統 的 可 用 性 (Availability) 以 及 可 管 理 性 (Masnageability), 這 些 功 能 將 在 往 後 的 文 章 中 探 討 申 建 忠 現 任 職 恆 逸 資 訊 教 育 訓 練 處 資 深 講 師, 擁 有 MCSE MCSD CAN CNE CCNA OCP 認 證, 熟 悉 NT 系 統 管 理 建 置 NOVELL 系 統 管 理 建 置 網 路 銀 行 建 置 Visual Basic 程 式 設 計 Sql Server 管 理 建 置 區 域 網 路 管 理 規 劃 Firewall 管 理 建 置 RS-6000 系 統 管 理 Oracle 資 料 庫 管 理 Cisco Router 管 理 TCP/IP 網 路 規 劃 管 理 ASP 程 式 設 計 網 站 架 設 6