Exadata那点事

Exadata那点事 Jacky @ AlibabaAskHelloDBA数据库技术论坛

AskHelloDBA活动介绍 • 关于我 • HelloDBA，阿里巴巴数据库架构师 • 推动Flash存储技术在数据库领域的应用 • 研究软硬件结合的数据库解决方案 • 活动起源 • 微博上AskHelloDBA的互动问答 • 活动目的 • 促进数据库技术交流，Oracle，MySQL，Postgres…. • 推动互联网与传统行业的技术结合，共享技术成果 • 活动形式 • 每个季度举办一次，每次一个主题 • 主题演讲，自由交流，问答

议程介绍• 9:30-9:40 活动介绍• 9:40-10:20 Exadata那点事 • 阿里巴巴，张瑞• 10:20-10:40 茶歇&交流• 10:40-11:20 Oracle RAC Dynamic Remastering • 阿里集团，王英杰• 11:20-12:00 Oracle Exadata实战案例 • Oracle公司，贾春光• 12:00-13:00 午餐&交流• 13:00-13:40 我对后端优化的一点想法 • 支付宝，童家旺

Exadata那点事 • 硬件技术那点事 • 硬件性能指标 • 硬件技术发展 • Exadata硬件那点事 • Exadata硬件解读 • Exadata软件那点事 • HCC & Storage Index • Smart Scan/offloading • ESFC vs DBFC • Flash Cache vs Flash Disk • Exadata测试数据分析 • 测试场景&数据 • 有趣的发现

硬件性能指标• 主机 • SMP，NUMA，MPP • CPU（核数，频率，线程），内存容量 • 性能指标：TPC，SPEC，A-TPS• 存储 • 磁盘性能：转速，容量，接口 • 存储性能：磁盘数量，缓存大小，存储架构 • 性能指标：响应时间，IOPS，吞吐量• 网络 • 1GbE/10GbE，SAN • 性能指标：响应时间，带宽

硬件技术发展• 主机 • CPU处理能力不断提升 • PC服务器替代小型机• 存储 • Flash存储技术成熟 • Flash+Disk=Flashcache• 网络 • 高吞吐低延迟Infiniband • 用于集群互联和高速存储网络

Exadata发展历程• Exadata V1 • HP硬件 • 适用于DW• Exadata V2 • SUN硬件 • 引入Flash存储 • 适用于OLTP&DW• Exadata X2 • X2-2，X2-8 • 更强的硬件

Exadata硬件架构

Exadata硬件解读• Exadata硬件解读 • 存储节点与计算节点都是PC服务器(X86) • 存储节点配置磁盘与闪存 • 计算节点配置强力CPU与大内存 • 计算节点与存储节点用IB互联 • 计算节点间(RAC)也用IB互联• 你知道吗？ • X2-2和X2-8配置的区别？ • Quarter Rack，Half Rack和Full Rack的区别？ • Quarter Rack为什么有三个存储节点？ • High speed和High capacicy磁盘的区别？

Exadata软件特性• Exadata软件特性 • HCC • Storage Index • Smart Scan • Smart Flash Cache• 你知道吗？ • Exadata运行标准Oracle 11gR2软件 • ASM提供存储节点扩展性与高可用 • RAC提供计算节点扩展性与高可用 • Exadata提供了资源管理的特性 • Exadata提供了非常灵活的配置

HCC• Hybrid Columnar Compression • 行列混合式存储，CU • 利用列式存储提升压缩率 • 同时具备行式存储的优点 • 适用于DW应用，不适合OLTP应用 • 非Exadata平台的局限性

Storage Index • Storage Index • 存储索引位于存储节点上 • 记录单位数据的最大/小值和物理位置 • 只能用于SmartScan，提升查询性能

Smart Scan • Exadata的杀手锏-offloading • Smart Scan将工作卸载到存储节点上 • 显著降低网络带宽和计算节点CPU资源 • Smart Scan局限性 • 只对direct path read生效 • 索引唯一/范围查询无法使用 • 适用于全表/索引扫描 • 你知道吗？ • 通常情况下，Smart Scan只使用磁盘 • 某些情况下，可以同时扫描闪存和磁盘 • 11gR2串行扫描也可以direct path read • 为什么direct path read比full table scan更有效率

Smart Flash Cache • ESFC vs DBFC • DBFC与ESFC的写入都是WT模式 • DBFC的Flash Cache位于数据库服务器内 • ESFC的Flash Cache位于存储服务器内 • ESFC在多个计算节点间共享，而DBFC非共享 • ESFC的I/O读取路径与DBFC不同 • 你知道吗？ • ESFC比DBFC更有效率 • 对象可以指定缓存在Flash Cache中 • Smart Scan可以同时扫描闪存和磁盘 • Flash Cache存在预热过程

ESFC I/O Path

Flash Cache vs Flash Disk • 如何使用闪存 • Flash Cache • Flash Disk • 你知道吗？ • Flash Cache适合读多写少的场景 • Flash Disk性能最高，但代价也高 • Online redo log适合放在磁盘上 • Flash Cache可间接提升写入性能 • 为什么数据写入通常不是问题 • Exadata最新推出Flash logging特性 • 推荐使用Flash Cache

Exadata扩展性和高可用• 存储节点-ASM • 整个多个存储节点的I/O能力，diskgroup • 提供节点之间数据镜像，failgroup • 数据动态重平衡，rebalance • 快速重同步，fast mirror resync• 计算节点-RAC • 运行标准Oracle11gR2数据库 • RAC提供计算节点扩展性和高可用• 你知道吗？ • Exadata可以配置为多个RAC或单机数据库 • 多个数据库可共享存储节点上磁盘和闪存 • 不同DG放在磁盘不同位置，得到不同性能 • Exadata最多可以扩展到8个机柜

Exadata测试案例分析• 测试场景 • 用户管理商品：用户表(20GB)，商品表(300GB hash partition) • 索引查找测试Flash Cache & Flash Disk • 全表扫描测试Smart Scan对性能影响 • 关闭存储节点测试对数据库的影响• 测试数据 • Flash Cache纯读，IOPS 140000 • Flash Cache读写混合，IOPS 60000，TPS 4000 • Flash Disk读写混合，IOPS 60000+，TPS 4000+• 有趣的发现 • 计算节点上观察不到iowait，为什么？ • 一台存储节点宕机，会发生什么？ • Commit_write参数对性能的影响？

Exadata启示录 • Exadata运行标准Oracle 11gR2数据库 • RAC和ASM在Oracle 11gR2中得到了加强 • Exadata证明ASM可以提供可靠的数据冗余 • 普通用户也可以使用部分Exadata特性 • Exadata的核心在于存储服务器软件 • Offloading是Exadata的核心理念 • 软硬件结合是未来方向 • Hardware and Software Engineered to Work Together • Exadata的云特性体现在哪里 • 强大的扩展能力 • 数据库整合平台

好书推荐• Expert Oracle Exadata• 唯一一本深入介绍Exadata的技术书籍• Kaya，Kamus和HelloDBA共同翻译• 即将出版，敬请期待！

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