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SanDisk Confidential 1c
サンディスク株式会社
データベース環境向けフラッシュソリューションご紹介
2016年7月
1
SanDisk Confidential 2Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved.
Forward Looking Statements
During our meeting today, ...
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本日のアジェンダ
FlashSoft/ioMemoryによる性能改善
DB環境に対するフラッシュの活用
S...
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データセンターフラッシュソリューションの
グローバルリーダー
売上高
• 2015年度実績:55.6億米ド...
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Western Digitalグループ全体として
ストレージマーケットの進化に合せたトータルソリューション...
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2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017
NANDフラッシ...
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データセンタ向けFlashソリューション
Flash Intelligence to
Applicatio...
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SanDiskソリューションポートフォリオ
性能あたりのコストを重視したアプリケーション高速化
パフォーマ...
SanDisk Confidential 9
DB環境に対するフラッシュの活用
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データベース環境の課題
 パフォーマンス劣化に伴うビジネス
や売上への影響
 CPUのアイドルによる...
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フラッシュソリューションによる性能問題の解決
従来のHDD環境 SanDisk Flash効果
 デー...
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Parts of database...
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BetOnSoft様 AlwaysOn と ioMemory で実現する高速・高可用性データベース
高可...
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エンタープライズDB環境に最適なフラッシュソリューション
4XFasterIn-MemoryOLTPwi...
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エンタープライズDBのフラッシュによる性能向上
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SanDiskフラッシュにおけるSQL Server 2016の効果
SanDisk フラッシュと Ci...
SanDisk Confidential 17
FlashSoft及びioMemoryソリューション
によるパフォーマンス改善
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FlashSoftによるサーバサイドキャッシング
リード・ライトをFlashSoftで捕捉し、
フラッシ...
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サーバサイドキャッシング適用と効果
1. 仮想化・統合化の促進
– VMware HA等の機能を使いつつ...
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HDD環境とフラッシュソリューションの比較
- FlashSoftを用いてioMemoryをキャッシュ利...
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HDD環境とフラッシュソリューションの効果
- FlashSoftを用いてioMemoryをキャッシュ利...
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HDD環境とフラッシュソリューションの比較
- DB全体をAll-Flash ioMemoryへ置換え
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HDD環境とフラッシュソリューションの効果
- DB全体をAll-Flash ioMemoryへ置換え
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SanDiskフラッシュソリューションによるコスト削減
- FlashSoftを用いてioMemoryを...
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SanDiskフラッシュソリューションによるコスト削減
- DB全体をAll-Flash ioMemor...
SanDisk Confidential 26
まとめ
その他フラッシュソリューション
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IONアクセラレータによるioMemoryの共有ストレージ構成
DB環境において2百万IOPSと24GB...
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スケーラブルなパフォーマンス
780,000~1,750,000IOPS
(低レイテンシ)
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InfiniFlashによるティア2データベース対応拡張例
金融顧客 – Oracle ASM最適化のユ...
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従来 InfniniFlashの場合…
 顧客はHDDベースのアレイにOracleを展開
 弱点
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まとめ
 フラッシュを活用したデータベース環境の高速化により期待される効果
– ワークロードの集約と性...
シスコシステムズ合同会社
パートナーシステムズエンジニアリング
加藤 久慶
データベース フラッシュソリューション徹底解説!
安価にデータベースを高速にする方法教えます!
フラッシュソリューションの徹底活用
• DASとしてフラッシュを活用
• 共有ディスク クラスタ環境下でフラッシュ活用
• ハードウェアリソースの共通基盤化
本日お話したい内容
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Entire database on
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安価にデータベースを高速化するため
には?
DB高速化:
・ DB高速化への対応
• データベースインメモリ化 ( ソフトウェアライセンス vs ハードウェア)
• DASとしてフラッシュを活用
• 最適なパーツを選択し、高速なデータベース・サーバを構築
• キャッシュソフトウェアの活用...
価格・高性能システムの要件
高性能を出すための要件
バランスの取れたシステムリソースの選択必須
(CPU・メモリ・ストレージ・ネットワーク)
CPU Memory Storage Network
Intelプロセッサ
(コア数・クロック)
サー...
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高性能を出すためには?最適のパーツの組み合わせ
An IT History Lesson
CPU
Today2000ish
Single Core Dual Core Quad Core 18 Core
Memory
64 GB DIMM...
DASとしてIO Memoryを活用
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DASとしてフラッシュを利用する
データベースIO負荷をオフロード
・ DBチューニングの限界
・ ストレージ環境に不満
・ 特定処理を高速化したい
DASとしてフラッシュ
・メモリコスト比べて安価に導入できる。
(フラッシュディスクのおおよそ...
SQL Server 2016 TPC-H サーバ構成について
4ソケット Cisco UCS サーバにてTPC-H ベンチマーク実施
参照:
http://c970058.r58.cf2.rackcdn.com/fdr/tpch/cisco~...
• Cisco UCS® C460 M4 Rack Server 3000-
GB でワールドレコード
• 100万QphHに到達
• Levnovo構成と比較して価格性能比10%安い
Disclosure
The Transaction Pr...
TPC-H ベンチマーク比較 (SQL Server 2014 vs 2016 )
• SQL Server2014と同一構成により、TPC-H結果比較
• Cisco UCS C460 M4 ラックマウントサーバ
• Intel Xeon P...
共有ディスク環境でIO Memory活用
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Flash Cacheソリューションについて
キャッシュレイヤ ベンダ テクノロジー 説明
データベース Oracle Smart Flash Cache OEL/Solarisが稼働した
システムで利用可能
Microsoft Buffer ...
共有ディスク環境でフラッシュ活用
共有ディスクFC環境で、既存のストレージ環境を変更せずサーバフラッシュで高速化
既存のストレージ環境を変更する必要がないので、容易に高速化可能
共有ディスク FC環境
・複数台サーバあいのり環境によるDB性能担...
FlashCache 検証環境
FlashSoftを用いてFlashCacheの性能効果を測定する。
ラックマウントサーバにIO Memoryを設置し、IO Memoryに収まるデータで検証実施した。
ベンダ 内容 バージョン・モデル
Micr...
FlashCache検証のポイント
検証目的:
FlashCache構成時のストレージ性能向上を確認する。
設定項目 設定値
FlashSoft キャッシュ構成 wirte-back
ベンチマークツール diskspd ( SQL Server...
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FlashCache 検証結果および考察
• シーケンシャル・ランダム(R/W)ともにFlashSoftを利用した性能向上が見
られた。
• キャッシュミスをおおよそ3-4%前後だった。基本的には、データベースのサ
イズと同サイズ以上のキャッシ...
FlashSoftの構成および性能情報モニタリング
性能情報のモニタリング
• Windows環境ではほとんどコマンドを打つことなく設定可能。
• 今回試したトライアルライセンスでは4つのキャッシュデバイスを構成することが可能。
• キャッシュ...
ハードウェアリソースの共通基盤化
データベース管理が楽になりインフラコスト削
減できる?
ハードウェアリソースの共通基盤化
物理・仮想基盤の統合について (データベース共通基盤)
・
データベース基盤統合を実現しようとすると、多くの課題も存在
例:仮想基盤上でのDBライセンス、ネットワーク・サーバ基盤構成
・ サーバリソースの共通基...
XML API
STANDARD
API’S
シンプルなシャーシ
・ファブリックエクステンダ
(I/O モジュール)
・仮想アダプタ(VIC)
・ブレードサーバ
ラックマウントサーバ
(統合運用/単体運用いずれも可能)
業界標準 API
ファブ...
Cisco Confidential 57© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.
UCS ストレージアクセラレー
ション
ブレードサーバ、ラックサーバで利用可能...
1. サーバリソース管理の共通基盤化(仮想・物理サーバの共通化)
2. データベースサーバのマイグレーション
3. 高性能なサーバ環境を使いまわす
4. 物理・仮想ネットワークの統合基盤(マルチテナントネットワーク)
物理・仮想サーバ インフラ...
UCS Manager
一つの論理シャーシを管理
LAN 接続
SAN ネットワーク
ブレードシャーシ
サーバーブレード
ラックサーバ
サーバ管理
モニタリング
トラブルシューティング
etc.
ファブリック
インターコネクト(10G/40G)...
2. データベースマイグレーション
UUID・WWN・MAC・BIOS設定など決められたリソースに基づくプロファイルをサーバへ適用
プロファイル設定はサーバに依存しないため、外部ディスクへOS領域を置けば移行容易
UCS ブレードサーバ1
UC...
3. 高性能なサーバ環境を使いまわす
共有ディスク環境でかつIO Memoryをキャッシュとして利用前提であれば
搭載環境を使い回すこと可能
共通サーバ リソース
高性能サーバを用途に応じて利用用途を変更
サービスプロファイル
(DB用途・負荷...
4. 仮想・物理ネットワーク共通基盤化
物理・仮想サーバに依存しないプライベートクラウド統合基盤用ネットワーク
物理サーバ
ストレージ
VLAN
VXLAN
VLAN
NVGRE
VLAN
VXLAN VLAN
ESX Hyper-V KVM
...
• DASでフラッシュを活用
• Microsoft SQL Server 2016でTPC-H ベンチマーク結果の最新情報
• UCSを活用すると低価格で高性能なSQL Serverを提供可能
• 共有ディスク環境でフラッシュ活用
• 既存F...
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[db tech showcase Tokyo 2016] D15: データベース フラッシュソリューション徹底解説! 安価にデータベースを高速にする方法教えます! byサンディスク株式会社 野儀路子 & シスコシステムズ合同会社 加藤久慶

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[db tech showcase Tokyo 2016] D15: データベース フラッシュソリューション徹底解説! 安価にデータベースを高速にする方法教えます! byサンディスク株式会社 野儀路子 & シスコシステムズ合同会社 加藤久慶

  1. 1. SanDisk Confidential 1c サンディスク株式会社 データベース環境向けフラッシュソリューションご紹介 2016年7月 1
  2. 2. SanDisk Confidential 2Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Forward Looking Statements During our meeting today, we may make forward-looking statements. Any statement that refers to expectations, projections or other characterizations of future events or circumstances is a forward-looking statement, including those relating to market position, market growth, product sales, industry trends, supply chain, future memory technology, production capacity, production costs, technology transitions, construction schedules, production starts, and future products. This presentation contains information from third parties, which reflect their projections as of the date of issuance. Actual results may differ materially from those expressed in these forward- looking statements due to factors detailed under the caption “Risk Factors” and elsewhere in the documents we file from time to time with the SEC, including our annual and quarterly reports. We undertake no obligation to update these forward-looking statements, which speak only as of the date hereof or the date of issuance by a third party, as the case may be.
  3. 3. SanDisk Confidential 3Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. 本日のアジェンダ FlashSoft/ioMemoryによる性能改善 DB環境に対するフラッシュの活用 SanDiskのフラッシュソリューションとは まとめ、その他フラッシュソリューション
  4. 4. SanDisk Confidential 4Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. データセンターフラッシュソリューションの グローバルリーダー 売上高 • 2015年度実績:55.6億米ドル ストレージベンダー 上位4社で採用 サーバーベンダー 上位5社で採用 初の4TB SAS SSD を発売 PCIeアプリケーション アクセラレーターの マーケットリーダー 特許ポートフォリオ • 5,000件超の特許 垂直統合型ビジネス • NANDフラッシュメモリーの 開発・生産から自社工場での 最終製品のアセンブリ 初のDDRストレージ を発売  株式会社東芝との共同出資の生産拠点  製造プロセスの微細化とBiCS 3D NANDの開発  メイド・イン・ジャパン  (全世界Flash供給量の45%が四日市工場から)  世界初、15nmプロセスの実用化  世界初、48層3D NANDの開発
  5. 5. SanDisk Confidential 5Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Western Digitalグループ全体として ストレージマーケットの進化に合せたトータルソリューションを拡充 Strong up-the-stack positioning My Cloud Representative Customers Hyperscale Cloud Providers Retail Retail Comprehensive Storage Technology Platform Powerful Multi-channel Distribution Platform Vertically Integrated Platform Software & Systems
  6. 6. SanDisk Confidential 6Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 NANDフラッシュ 15年の歴史 1Gb, X2-160nm 128Gb, 19nm 128Gb, 1Ynm Note: Images are not to scale 128Gb, 15nm 2Gb, 130nm 4Gb, 90nm 8Gb,-70nm 16Gb, 56nm 32Gb, 43nm 64Gb, 24nm 64Gb, 32nm 3D BiCS 20年で 50,000分の1まで 累積コスト削減* 256Gb 48層3D 注: 画像は実物大ではありません *『historical SanDisk NAND pricing 1992(歴史的なサンディスクNAND価格設定1992年)』に基づく*
  7. 7. SanDisk Confidential 7Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. データセンタ向けFlashソリューション Flash Intelligence to Applications and Storage FlashSoft® Software, ioTurbine™ Software, ioVDI™ Software, Software Server and Storage Blocks PCIe Application Accelerators, SAS and SATA SSDs, ULLtraDIMM™ SSDs Flash Building Blocks Flash Appliances SanDisk ION Accelerator™ for Extreme Performance InfiniFlash™ All-Flash Storage System for Big Data Shared Storage Systems 連携及び最適化 VMware ESXi, VDI and Virtual SAN, Microsoft SQL Server, Oracle Database, SAP HANA, My SQL アプリケーション ソリューション
  8. 8. SanDisk Confidential 8Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. SanDiskソリューションポートフォリオ 性能あたりのコストを重視したアプリケーション高速化 パフォーマンス (帯域, IOPS, レイテンシー) 価格 容量 VSL FlashSoft™ ソフトウェア ストレージ SanDisk ION Accelerator™ サーバーNEW NEWFusion ioMemory™ SX350 Fusion ioMemory™ SX350
  9. 9. SanDisk Confidential 9 DB環境に対するフラッシュの活用
  10. 10. SanDisk Confidential 10Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. データベース環境の課題  パフォーマンス劣化に伴うビジネス や売上への影響  CPUのアイドルによるリソース浪費  ソフトウェアライセンスはソケットか らからコアベースへ  ライセンス統合によるROI向上 Cost of Traditional Database System Deployment Approx. 82% of DB TCO is Software * Source: © Wikibon April 2013 – Cost of Typical Traditional Database System Deployment. データベース性能とコストは今まで以上にビジネスに不可欠に Server and Storage 18% DB SW Maintenance 29% Enterprise Database 53% *
  11. 11. SanDisk Confidential 11Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. フラッシュソリューションによる性能問題の解決 従来のHDD環境 SanDisk Flash効果  データベースインスタンスが性能要求 に満たない  IT部門によるシステムパフォーマンス や信頼性の確保  ソフトウェアコスト増大  会社ブランドイメージ低下によるビ ジネス機会の減少  SLA向上による多くの顧客に対応  データベース性能がビジネス要件 を上回る  DB統合によるライセンスコスト低減  顧客満足や生産性の改善
  12. 12. SanDisk Confidential 12Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Entire database on in-server Flash Parts of database on in-server Flash (e.g., “hot files” or tempdb) Cache data read from SAN on in-server Flash AlwaysOn high availability fail-over Leverage ION Appliances as shared storage for FCI FlashSoft® Virtualized database servers for mixed workloads SQL Server環境のFlash構成例 Fast Track Data Warehouse Reference Architectures (FTDWRA)
  13. 13. SanDisk Confidential 13Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. BetOnSoft様 AlwaysOn と ioMemory で実現する高速・高可用性データベース 高可用性とハイパフォーマンスを実現、Oracleからの移行案件も多数 IOMemory採用前 Windowsサーバ SQL Server 2008 R2 The Challenge: Check DB 時間 バックアップ 時間 IOMemory採用後 SAN ストレージ プライマリDBサーバ SQL Server 2012 RC1 【ioMemory利用内訳】 •1枚目: データファイル、ログファイル •2枚目: TempDB, 短期的なバックアップ AlwaysOn (同期コミットモード) セカンダリDBサーバ SQL Server 2012 RC1 The Results: Check DB 時間を10.8倍短縮 バックアップ時間を9.6倍短縮 旧システムの10倍のトランザクション性能 OLTPサーバを冗長化しつつセカンダリをOLAPとして利用してコスト削減 OLTP OLAP OLTP OLTP OLAP
  14. 14. SanDisk Confidential 14Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. エンタープライズDB環境に最適なフラッシュソリューション 4XFasterIn-MemoryOLTPwithSanDisk
  15. 15. SanDisk Confidential 15Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. エンタープライズDBのフラッシュによる性能向上
  16. 16. SanDisk Confidential 16Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. SanDiskフラッシュにおけるSQL Server 2016の効果 SanDisk フラッシュと Ciscoによる SQL Server 2016 ソリューション
  17. 17. SanDisk Confidential 17 FlashSoft及びioMemoryソリューション によるパフォーマンス改善
  18. 18. SanDisk Confidential 18Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. FlashSoftによるサーバサイドキャッシング リード・ライトをFlashSoftで捕捉し、 フラッシュデバイスへキャッシング ヒットしたリード要求はサーバ内で高速応答 • 高いIOPS性能をアプリケーションに提供 • 多くのアプリは 70%程度が リード動作 ライトスルー動作でデータ保護 – ライトはプライマリストレージに必ず書き込 み ライトバックによるプライマリストレージのライト 性能向上 Server OS プライマリ ストレージ 遅延 (ミリ秒) 高速 (マイクロ秒) • サーバーHA用として共有アクセス • ストレージサービス (snapshots, replication) • IOPS ボトルネック • IOPS のスケール化は非常に高価 • 低コスト¥/IOPS • ローカルサーバ アプリケーション
  19. 19. SanDisk Confidential 19Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. サーバサイドキャッシング適用と効果 1. 仮想化・統合化の促進 – VMware HA等の機能を使いつつTier1アプリの仮想化を促進 – ライセンス費用の削減(OS、データベース等) – Windows, Linux, VMware環境で利用 2. 既存システムの延命、高速化 – 大幅なデザイン変更無しで導入可能 – 少ない予算、工数で迅速に高速化 3. ストレージへの投資削減 – SAN/ストレージの増設を抑制し投資を削減 – ストレージは可能な限り容量ベースでサイジング
  20. 20. SanDisk Confidential 20Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. HDD環境とフラッシュソリューションの比較 - FlashSoftを用いてioMemoryをキャッシュ利用  Hyper-V 2012 R2 VM上のSQL Server 2014ワークロード増加による性能影響  HDDをフラッシュ上にキャッシング – 従来環境と同様に、全てのVHDを 24 x 15k RPM 300GB HDDで利用  FlashSoft®により Fusion ioMemory™ をキャッシュと して構成 – ホスト上にioMemoryを追加 – FlashSoftを用いてioMemoryへキャッシュデータを格納  効果: – 高性能な ioMemory へデータをキャッシュすることに より、ホストへの I/O処理とワークロードの増加
  21. 21. SanDisk Confidential 21Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. HDD環境とフラッシュソリューションの効果 - FlashSoftを用いてioMemoryをキャッシュ利用  トランザクション増加とCPU利用率向上、レイテンシ低下
  22. 22. SanDisk Confidential 22Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. HDD環境とフラッシュソリューションの比較 - DB全体をAll-Flash ioMemoryへ置換え  Hyper-V 2012 R2 VM上のSQL Server 2014ワークロード増加による性能影響  HDDを ioMemoryへ置換え – 2 x 6.4TB SX350 Fusion ioMemory – 24 x 15k RPM 300GB hard drives (RAID 1)と同容量 – ioMemory上で VHDを全て構成; キャッシュ利用無  効果: – 高性能な ioMemoryを活用することによりホストへ のI/O処理とワークロードの向上
  23. 23. SanDisk Confidential 23Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. HDD環境とフラッシュソリューションの効果 - DB全体をAll-Flash ioMemoryへ置換え  トランザクション大幅な増加とCPU利用率向上、レイテンシ大幅削減
  24. 24. SanDisk Confidential 24Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. SanDiskフラッシュソリューションによるコスト削減 - FlashSoftを用いてioMemoryをキャッシュ利用  既存インフラを生かしながらコストを抑えてデータベース性能を向上  用途に応じたソリューションの選択 – 既存に保持しているデータ格納先を変えない – コストを最小限に抑えてROIを最大化 – 過去のストレージソリューション投資対効果を改善 – DBサイズが大きくホストサーバで利用するioMemoryへ収まらない場合 – Fusion ioMemoryによる性能増加のコストが見合わない場合  構成コスト – 基本コスト: $710,625 • 各サーバコスト $281,875 Windows ServerとSQL Serverライセンスを含む • 各サーバは7 ワークロードに対応。21ワークロード運用にはサーバ3台必要 – キャッシュ構成: $242,775 • サーバ1台で 21のワークロードに対応 – 削減効果: $467,850 • データセンタコスト削減: 1 server vs. 3 servers • FlashSoftインストールと ioMemory導入 (60分程度) • アプリケーション変更なし
  25. 25. SanDisk Confidential 25Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. SanDiskフラッシュソリューションによるコスト削減 - DB全体をAll-Flash ioMemoryへ置換え  フラッシュによりサーバリソースを最大活用して性能効率をあげソフトウェアコストを削減 – ホストのワークロードを最大限に集約 – Maximize CPU利用状況を高めてコアベースのソフトウェア ライセンス投資を抑える – ワークロード性能を最大化 – DBサイズがホストサーバに搭載するioMemoryへ収まる  構成コスト – 基本コスト: $710,625 • 各サーバコスト $281,875 Windows ServerとSQL Serverライセンスを含む • 各サーバは7 ワークロードに対応。21ワークロード運用にはサーバ3台必要 – All-Flash構成: $257,406 (キャッシュ構成より$14,631増加) • サーバ1台で 21のワークロードに対応 – 削減効果: $453,219 • データセンタコスト削減: 1 server vs. 3 servers • Fusion ioMemoryインストール (30分程度)に加え、データ移行が必要 • アプリケーション変更なし https://www.sandisk.com/content/dam/sandisk-main/en_us/assets/resources/enterprise/white-papers/increase-hyper-v-vm-density-and-performance-sandisk-db-best.pdf
  26. 26. SanDisk Confidential 26 まとめ その他フラッシュソリューション
  27. 27. SanDisk Confidential 27Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. IONアクセラレータによるioMemoryの共有ストレージ構成 DB環境において2百万IOPSと24GB/sの性能を達成  Orionを用いて性能を計測 – Random read(4KB)は2150000 IOPS – Random write(4KB)は1680000 IOPS – Mixed I/O(512KB)は24.9 GB/sのスループット ioDrive2 Duo 2.4TB QLogic QLE2672 16Gb FC HBA QLogic QLE2672 16Gb FC HBA Brocade 6510 Gen5 16Gb FC Switch
  28. 28. SanDisk Confidential 28Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. スケーラブルなパフォーマンス 780,000~1,750,000IOPS (低レイテンシ) (raw JBOFパフォーマンス) 6GB/s~15GB/sのスループット 12Gb/s SAS 8TBフラッシュカードのイノベーション • アラートとモニタリング • ラッチの統合とモニタリング • 気温を直接抽出 • フォームファクターにより、 最小コストのSSDが可能 大規模環境向け超高密度All Flashストレージ InfiniFlash™ IF150 64TB~512TBの大容量 オールフラッシュ3U JBODフラッシュ (JBOF) 64(1Y MLC、TLC)8TB/4TBカード P-Failあり 合計8つのSASポート 運用管理の効率性と信頼性 ホットスワップ可能アーキテクチャ、容易なFRU 低電力30W(スリープ)~750W(アクティブ) MTBF 1,500,000を超える時間、通常 450W すべてホットスワップ可能! ファン、SAS拡張ボード、電源、フラッシュ カード SPOFなし! 中断のない作業が可能 ホスト接続 8つのSASポート 1~8台までシームレスな拡張 Icechipドライブカード
  29. 29. SanDisk Confidential 29Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. InfiniFlashによるティア2データベース対応拡張例 金融顧客 – Oracle ASM最適化のユースケース DELL 920 DELL 920 CentOS 7、OEL 7、 CenOS6.5、OEL 6.5 CentOS 7、OEL 7、 CenOS6.5、OEL 6.5 アプリケーション サーバー ネットワーク 40Gb NICs 40Gb NICs データセンタ#1 データセンタ#2 Linuxクライアントサーバー - SCST SAS接続 SAS接続
  30. 30. SanDisk Confidential 30Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. 従来 InfniniFlashの場合…  顧客はHDDベースのアレイにOracleを展開  弱点 • 高額なソリューション  ノード1つにつきOracleのライセンス  パフォーマンスの制限は、さらに多くの コンピューティングノードと ストレージが必要  DRを含め、フットプリントの管理が困難  単一のPCIeアクセラレータとInfiniFlashを使用して、 高パフォーマンスのゴールを達成 • ストレージ管理のためのOracle ASM • Oracle再実行ログのために、ヘッドノードに PCIeアクセラレータを導入 • 表とDRコピーのためにIF100 • より多くのクライアントに対応可能  より低いTCOフットプリントでパフォーマンスの向上 • 初期展開の2 x128TB IF100は、 世界中のデータセンターでも行われる予定 • フットプリントをコンピューティングを備えた サイトあたり5U に削減 • 最大50%の電力削減の見込み 高パフォーマンスOracle ASM – InfiniFlash & PCIeカード 金融顧客
  31. 31. SanDisk Confidential 31Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. まとめ  フラッシュを活用したデータベース環境の高速化により期待される効果 – ワークロードの集約と性能向上 – 既存のサーバハードウェアを活用 – 削減したコストの再活用
  32. 32. シスコシステムズ合同会社 パートナーシステムズエンジニアリング 加藤 久慶 データベース フラッシュソリューション徹底解説! 安価にデータベースを高速にする方法教えます!
  33. 33. フラッシュソリューションの徹底活用 • DASとしてフラッシュを活用 • 共有ディスク クラスタ環境下でフラッシュ活用 • ハードウェアリソースの共通基盤化 本日お話したい内容
  34. 34. Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Entire database on in-server Flash Parts of database on in-server Flash (e.g., “hot files” or tempdb) Cache data read from SAN on in-server Flash AlwaysOn high availability fail- over Leverage ION Appliances as shared storage for FCI FlashSoft® Virtualized database servers for mixed workloads SQL Server環境のFlash構成例 Fast Track Data Warehouse Reference Architectures (FTDWRA)
  35. 35. 安価にデータベースを高速化するため には?
  36. 36. DB高速化: ・ DB高速化への対応 • データベースインメモリ化 ( ソフトウェアライセンス vs ハードウェア) • DASとしてフラッシュを活用 • 最適なパーツを選択し、高速なデータベース・サーバを構築 • キャッシュソフトウェアの活用 コスト削減: ・ ハードウェアリソースの共通化 • サーバ仮想化 (集約率の向上) vs DBソフトウェアライセンス • ハードウェアコンポーネントの共通化 • 物理サーバ・仮想サーバの共通基盤化 • ストレージ環境の見直し ( SAN環境のアップグレードなど オールフラッシュアレイ?) • ネットワーク環境の見直し (FC・イーサネット・Infiniband環境のネットワーク統合 ? ) 安価にデータベースを高速するには?
  37. 37. 価格・高性能システムの要件 高性能を出すための要件 バランスの取れたシステムリソースの選択必須 (CPU・メモリ・ストレージ・ネットワーク) CPU Memory Storage Network Intelプロセッサ (コア数・クロック) サーバに搭載できる メモリ量・性能(周波数) ネットワーク帯域 10 GbE または 40 GbE FC Storage NAS Storage 価格vs システム要件に基づき、最適なパーツを選択し、性能要件・価格要件を満たす
  38. 38. 38 高性能を出すためには?最適のパーツの組み合わせ An IT History Lesson CPU Today2000ish Single Core Dual Core Quad Core 18 Core Memory 64 GB DIMMS8 GB DIMMS2 GB DIMMS512KB DIMMS 電力消費量あたり コア数の決定? 最大メモリ搭載量 の決定? Storage Solid State Disk Hard Disk Drive Faster/Capacity Hard Disk PCIe Flash 最大ディスク搭載 量の決定?
  39. 39. DASとしてIO Memoryを活用
  40. 40. Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Entire database on in-server Flash Parts of database on in-server Flash (e.g., “hot files” or tempdb) Cache data read from SAN on in-server Flash AlwaysOn high availability fail- over Leverage ION Appliances as shared storage for FCI FlashSoft® Virtualized database servers for mixed workloads SQL Server環境のFlash構成例 Fast Track Data Warehouse Reference Architectures (FTDWRA)
  41. 41. DASとしてフラッシュを利用する データベースIO負荷をオフロード ・ DBチューニングの限界 ・ ストレージ環境に不満 ・ 特定処理を高速化したい DASとしてフラッシュ ・メモリコスト比べて安価に導入できる。 (フラッシュディスクのおおよそギガバイトあたり3.6倍) ・DBなどIO要求が高い処理を高速化させることが可能 ・データベースIO負荷をIOメモリにオフロード可能 課題: ソリューション: ・データ容量への対応 ・サーバ故障時の対応 ・特定サーバのリソース専有 デメリット:
  42. 42. SQL Server 2016 TPC-H サーバ構成について 4ソケット Cisco UCS サーバにてTPC-H ベンチマーク実施 参照: http://c970058.r58.cf2.rackcdn.com/fdr/tpch/cisco~tpch ~3000~cisco_ucs_c460_m4_server~fdr~2016-05- 14~v01.pdf OS およびLog領域 Dataおよびtemp領域
  43. 43. • Cisco UCS® C460 M4 Rack Server 3000- GB でワールドレコード • 100万QphHに到達 • Levnovo構成と比較して価格性能比10%安い Disclosure The Transaction Processing Performance Council (TPC) is a nonprofit corporation founded to define transaction processing and database benchmarks, and to disseminate objective and verifiable performance data to the industry. TPC membership includes major hardware and software companies. TPC-H, QphH, and $/QphH are trademarks of the Transaction Processing Performance Council (TPC). The performance results described in this document are derived from detailed benchmark results available as of May 17, 2016, at http://www.tpc.org/tpch/default.asp 600,000 700,000 800,000 900,000 1,000,000 1,100,000 Composite Query-per-Hour Performance Metric (QphH@3000GB) SQL Server 2016 Enterprise Edition TPC- H 3TB ベンチマーク 1,071,018 QphH@3000GB $0.6 USD per QphH@3000GB 969,504 QphH@3000GB $0.72 USD per QphH@3000GB Cisco UCS C460 M4 Rack Server 4 Intel Xeon Processors E7-8890 v3 CPUs At 2.5 GHz (Posted May 16, 2016) Lenovo System x3850 X6 Server 4 Intel Xeon Processors E7-8890 v3 CPUs At 2.5 GHz (Posted March 9, 2016) TPC-H ベンチマーク結果 TPC-H ベンチマークにおいて4ソケットサーバにおいて3TBスケールにてワールドレコード SQL Server ベンチマークで価格性能比が一番高い = バランスの取れたシステム
  44. 44. TPC-H ベンチマーク比較 (SQL Server 2014 vs 2016 ) • SQL Server2014と同一構成により、TPC-H結果比較 • Cisco UCS C460 M4 ラックマウントサーバ • Intel Xeon Processors E7-8890 v3 2.5GHz 45MB • 3TB メモリ • UCS Rack PCIe Storage 1600GB SanDisk • SQL Server 2016を利用することで55% 価格性能比向上 0 200,000 400,000 600,000 800,000 1,000,000 1,200,000 SQL Server 2014 SQL Server 2016 CompositeQuery-per--Hour PerformanceMetric (QphH@3000GB) TPC-H @3000GB Results C460 M4 同一構成 Posted May 16, 2016 Posted July 13, 2015 1,071,018 725,686
  45. 45. 共有ディスク環境でIO Memory活用
  46. 46. Copyright © 2016 SanDisk. All rights reserved. Entire database on in-server Flash Parts of database on in-server Flash (e.g., “hot files” or tempdb) Cache data read from SAN on in-server Flash AlwaysOn high availability fail- over Leverage ION Appliances as shared storage for FCI FlashSoft® Virtualized database servers for mixed workloads SQL Server環境のFlash構成例 Fast Track Data Warehouse Reference Architectures (FTDWRA)
  47. 47. Flash Cacheソリューションについて キャッシュレイヤ ベンダ テクノロジー 説明 データベース Oracle Smart Flash Cache OEL/Solarisが稼働した システムで利用可能 Microsoft Buffer Pool Extensions SQL Serverの機能として 利用可能 ハイパーバイザ VMware vSphere Flash Read Cache vSphere 5.5でサポートし た機能 OS RedHat dm-cache RHEL7の標準機能 OS・ハイパーバイザ ( Linux / Windows / vSphere ) EMC Xtrem SW PCIe/SSDをキャッシュと して搭載可能 SanDisk FlashSoft PCIe/SSDをキャッシュと して搭載可能 大容量メモリを搭載するより安価に実装可能。どのレイヤーでキャッシュ を置くのが妥当か?ソフトウェア・ライセンスを含めて考慮が必要。
  48. 48. 共有ディスク環境でフラッシュ活用 共有ディスクFC環境で、既存のストレージ環境を変更せずサーバフラッシュで高速化 既存のストレージ環境を変更する必要がないので、容易に高速化可能 共有ディスク FC環境 ・複数台サーバあいのり環境によるDB性能担保の難しさ ・共有ディスク クラスタリング環境 ・DBチューニングの限界 ・特定の用途のみDBを高速にしたい ・メモリはまだまだコストが高い。 (フラッシュディスクのおおよそギガバイトあたり3.6倍) ・ストレージを総入れ替えはできない環境 共有ディスク環境の課題:
  49. 49. FlashCache 検証環境 FlashSoftを用いてFlashCacheの性能効果を測定する。 ラックマウントサーバにIO Memoryを設置し、IO Memoryに収まるデータで検証実施した。 ベンダ 内容 バージョン・モデル Microsoft Windows Server 2012R2 Data Center 6.39600 ビルド Cisco UCS C240 M3S 2.9GHz Intel Xeon E5- 2690 v2 385G Cisco Cisco VIC1225 4.0(1d) Cisco Cisco Fabric Interconnect 6248UP Firmware2.2 ( 3e ) Cisco Cisco MDS 9148 NX-OS 5.2(6b) SanDisk IO Memory SX300 -6400 6.3.9600.16384 SanDisk FlashSoft 3.8 for Windows Server 3.8 FI6248UP MDS9148 CTL0 CTL1 ストレージ 10G FCoE10G FCoE Cisco UCS C240M3 8G FC 8G FC
  50. 50. FlashCache検証のポイント 検証目的: FlashCache構成時のストレージ性能向上を確認する。 設定項目 設定値 FlashSoft キャッシュ構成 wirte-back ベンチマークツール diskspd ( SQL ServerのIO負荷をエミュレートするツール) IOパターン(blocksize) ランダムリード・ライト ( 8k) シーケンシャルリード・ライト(128k/256k) データサイズ 2TB スレッド数 16 ランタイム 60 キューの深さ 128 対象ファイルシステム(block size) NTFS (64K) FlashSoft®
  51. 51. 0 200 400 600 800 1000 1200 128k 256k flash-cache sequential read (MB/s) flash-cache hdd 0 100 200 300 400 500 600 128k 256k flash-cache sequential write (MB/s) flash_cache hdd 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 8k flash-cache random read (IOPS) flash-cache hdd 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 100000 8k flash-cache random write (IOPS) flash-cache hdd 385.74% 性能向上 272.52% 性能向上 283.16% 性能向上 149.23% 性能向上
  52. 52. FlashCache 検証結果および考察 • シーケンシャル・ランダム(R/W)ともにFlashSoftを利用した性能向上が見 られた。 • キャッシュミスをおおよそ3-4%前後だった。基本的には、データベースのサ イズと同サイズ以上のキャッシュを積む必要がある。 ※ SanDiskのFlashSoftのガイドラインに記載あり • CPUオーバヘッドに関しては数%程度。 • FCディスクを利用しなければいけない環境であれば、一度FlashSoftを検 討してみる価値もある。
  53. 53. FlashSoftの構成および性能情報モニタリング 性能情報のモニタリング • Windows環境ではほとんどコマンドを打つことなく設定可能。 • 今回試したトライアルライセンスでは4つのキャッシュデバイスを構成することが可能。 • キャッシュ性能のモニタリングに関しては専用GUIを利用して確認することが可能。
  54. 54. ハードウェアリソースの共通基盤化 データベース管理が楽になりインフラコスト削 減できる?
  55. 55. ハードウェアリソースの共通基盤化 物理・仮想基盤の統合について (データベース共通基盤) ・ データベース基盤統合を実現しようとすると、多くの課題も存在 例:仮想基盤上でのDBライセンス、ネットワーク・サーバ基盤構成 ・ サーバリソースの共通基盤化 ・ 物理・仮想ネットワークの統合 物理・仮想基盤を統合化することが必要 ・物理サーバでどのようにリソース共有するか? ・データベース用マルチテナントを用いたネットワーク構成 基盤構築の課題: 基盤構築の目的:サイロ化されたシステムからの移行でコスト削減 すべてのアプリケーションを仮想基盤に統合できれば、コスト削減が期待できるが.. 一部DBソフトウェアのライセンスによっては物理サーバのほうが安い構成も考えられる.. PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS PWR SYS CONSOLE UCS C240 M3 ! SLOT 1 SLOT 5 SLOT 3 SLOT 7 SLOT 2 SLOT 6 SLOT 4 SLOT 8 ! UCS 5108 OK FAIL OK FAIL OK FAIL OK FAIL ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 ! ResetConsole UCS B200 M3 リソースプール (CPU・メモリ・IO・Network・DB) Server Hypervisor Network Storage DB リソース要求 部門1 部門2 部門3 部門別DB基盤
  56. 56. XML API STANDARD API’S シンプルなシャーシ ・ファブリックエクステンダ (I/O モジュール) ・仮想アダプタ(VIC) ・ブレードサーバ ラックマウントサーバ (統合運用/単体運用いずれも可能) 業界標準 API ファブリック インターコネクト UCS マネージャ Cisco UCS アーキテクチャ Ethernet、FC、FCoE 等様々な インターフェイスを提供 最大 160台のサーバまで管理可能な 統合管理ソフトウェア 広範囲な 3rd Party システム管理 ソフトウェアとの連携 シンプルな 運用管理性 仮想化環境の 集約密度向上 高い性能 ポリシー定義と サーバ抽象化による 迅速な展開 オープンな テクノロジー 高い拡張性 ブレードサーバ ラックマウントサーバ
  57. 57. Cisco Confidential 57© 2013-2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. UCS ストレージアクセラレー ション ブレードサーバ、ラックサーバで利用可能 (メザニン、PCIeカードタイプを用意) 対応モデル モデル: B200 M4, C220 M4, C240 M4 IO Memoryカード種類 B200 M4 (1300 GB), C220 M4 & C240 M4: Fusion ioMemory3 PX Performance Line – 1000GB, 1300GB, 2600GB, 5200GB & Fusion ioMemory3 SX Scale line – 3200GB, 6400GB Cisco UCS ストレージアクセラレーション • 管理やチューニングが不要なメモリストレージ技術を利用し、全体あ るいは部分的にデータベース構造をオフロードさせることにより、 データペース性能を向上 • カードベンダー、容量、カードのインターフェース種類の選択枝により 様々な利用ケースに対応 最新のIOメモリ技術を利用することで ストレージ性能を、容量とIO処理性能を別々にデザイン可能
  58. 58. 1. サーバリソース管理の共通基盤化(仮想・物理サーバの共通化) 2. データベースサーバのマイグレーション 3. 高性能なサーバ環境を使いまわす 4. 物理・仮想ネットワークの統合基盤(マルチテナントネットワーク) 物理・仮想サーバ インフラ基盤の共通化 データベース管理が楽になりコスト削減できる?
  59. 59. UCS Manager 一つの論理シャーシを管理 LAN 接続 SAN ネットワーク ブレードシャーシ サーバーブレード ラックサーバ サーバ管理 モニタリング トラブルシューティング etc. ファブリック インターコネクト(10G/40G) 1. サーバリソースの共通基盤化 ハーフ フル ダブル フル ラックマウント・ブレードサーバを問わず一貫性のある管理ポリシーを提供 運用管理の簡素化  管理ツールの統合 →サーバ数が増加しても管理ポイントを増やさない リソースの共有化  ハードウェア属性の抽象化 リソースグループ 部門 1 リソースグループ 部門2 共通利用 リソースグループ 部門 3
  60. 60. 2. データベースマイグレーション UUID・WWN・MAC・BIOS設定など決められたリソースに基づくプロファイルをサーバへ適用 プロファイル設定はサーバに依存しないため、外部ディスクへOS領域を置けば移行容易 UCS ブレードサーバ1 UCS ブレードサーバ2 LANSAN Server Name: LS-A UUID: 56 4d cd 3f 59 5b 61… MAC : 08:00:69:02:01:FC WWN: 5080020000075740 Boot Order: SAN, LAN LAN 迅速にサーバ移行が可能 OS領域 共通サーバ リソースサービスプロファイル Profile1. Windows SQL Server 2016 Profile2. Oracle Database 12c Profile3. Windows SQL Server 2014 DB1 Profile DB2 (Profile 2) DB3 Profile 3 ブロックストレージ (SAN・iSCSI) サーバ 利用 コア数: 8 メモリ: 128G コア数: 4 メモリ: 64G サービスプロファイル
  61. 61. 3. 高性能なサーバ環境を使いまわす 共有ディスク環境でかつIO Memoryをキャッシュとして利用前提であれば 搭載環境を使い回すこと可能 共通サーバ リソース 高性能サーバを用途に応じて利用用途を変更 サービスプロファイル (DB用途・負荷種類) Profile1. Windows SQL Server 2016 Profile2. Oracle Database 12c Profile3. Windows SQL Server 204 DB1 (Profile 1) DB2 (Profile 2) DB3 (Profile 3) ブロックストレージ (SAN・iSCSI) サーバの再利用 コア数: 8 メモリ: 128G コア数: 4 メモリ: 64G
  62. 62. 4. 仮想・物理ネットワーク共通基盤化 物理・仮想サーバに依存しないプライベートクラウド統合基盤用ネットワーク 物理サーバ ストレージ VLAN VXLAN VLAN NVGRE VLAN VXLAN VLAN ESX Hyper-V KVM ACI Fabric 仮想サーバ MGT DBAPP policy BD1 BD2 policy DBAPP policy BD1 BD2 policy テスト 環境1 テスト 環境2 ネットワークポリシーに従いネットワーク通信を行う 仮想マシンのアドレスや物理サーバの識別情報をみて、自動的 にネットワークがアサインされる Cisco ACI APIC
  63. 63. • DASでフラッシュを活用 • Microsoft SQL Server 2016でTPC-H ベンチマーク結果の最新情報 • UCSを活用すると低価格で高性能なSQL Serverを提供可能 • 共有ディスク環境でフラッシュ活用 • 既存FCストレージ環境をさらに性能アップ • FlashSoftを利用したサーバキャッシュ検証結果 • インフラ共通基盤化の検討 • 複雑なネットワーク構築 • サーバを共通リソースとして扱える。(台数が増えてくると管理性が煩雑になる?) • 物理サーバ環境データベースマイグレーション • 物理サーバの入れ替え時の運用作業が軽減 まとめ

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