oracle exadata

Oracle Exadata 是核心由Database Machine（數據庫服務器） 與 Exadata Storage Server （存儲服務器） 組成的一體機硬件平台。運行在exadata的軟件核心為Oracle 數據庫和 Exadata Cell軟件，分別對應着ORACLE 11g軟件，和存儲管理軟件。

Database Machine 為所有數據庫工作負荷（從掃描密集型數據倉庫應用程序到高併發 OLTP 應用程序）提供了高性能、高可用性解決方案。Database Machine 進行了特別設計，以確保它成為非常平衡的平台。在Database Machine 的硬件體系結構中，專門對組件和技術進行了匹配以消除瓶頸，同時保持良好的硬件利用率。

隨着企業業務的發展，大型數據倉庫越來越多，其規模也在迅速擴大，平均每兩年規模增大3倍。大型數據倉庫要求以最高的磁盤讀取速度掃描幾十、幾百或幾千個磁盤，只有磁盤和服務器之間的管道帶寬增加10倍或更多才能滿足此要求，所以企業常常發現數據倉庫越大，運行速度可能就越慢。

如何突破數據帶寬瓶頸？一個全新的架構---Oracle Exadata ^[1]  應運而生。甲骨文公司首席執行官Larry Ellison 和Sun Microsystems 公司執行副總裁John Fowler，在2009年9月宣佈：推出世界上第一個OLTP數據庫機——Sun Oracle數據庫機（即Oracle Exadata第二版）。

“Exadata數據庫機將成為甲骨文30年發展史中最成功的新產品，”Larry Ellison曾經這樣對這款產品給予厚望。Oracle的Exadata 第二版是Sun硬件與Oracle數據庫軟件的結合體，而第一版是由Oracle和HP聯合打造的。

Sun Oracle數據庫機採用業界標準硬件組件以及Sun公司的FlashFire技術、Oracle數據庫11g第二版（Oracle Database 11g Release 2）和Oracle Exadata存儲服務器軟件11.2版（Oracle Exadata Storage Server Software Release 11.2），在用於數據倉庫時，其運行速度是第一版的兩倍。

傳統的數據倉庫的瓶頸在於大量數據從存儲讀取到服務器內存端的一段，突破此瓶頸，有三種方法：

1、減少傳輸的數據量

2. 增加傳輸的管道

3. 增加管道的寬度

Oracle Exadata對以上三個方面都做了相應的改進：

首先，Exadata本身就帶有獨立的CPU和內存，以及操作系統(Oracle Enterprise Linux)，事實上是一台服務器。它提供了一個重要的功能：Smart Scan。Smart Scan由數據庫服務器把查詢指令傳給Exadata，由Exadata在存儲中先對數據進行篩選，然後將篩選以後的結果傳送到數據庫服務器的內存，這與傳統的方法有很大不同。對查詢的處理轉移到存儲系統中，可以大量的減少發送到服務器的數據量。

其次，Exadata是模塊化的，每一個Exadata模塊稱為一個存儲單元。隨着存儲單元的增加，整個機櫃存儲的吞吐量也隨之增加，甚至還可以把多個機櫃存儲連接在一起，提供更高的吞吐量。它是一種大容量並行的存儲網格，增加“存儲單元”就可以增加傳輸管道的數目。

再次，Exadata的傳輸接口是InfiniBand----一種Oracle引以為傲的互聯技術標準，比傳統的光纖通道快10倍。這就好比傳輸管道寬了10倍。

Oracle Exadata第二版共提供4種配置：整機架（8個數據庫服務器和14個存儲服務器）、半機架（4個數據庫服務器和7個存儲服務器）、1/4機架（2個數據庫服務器和3個存儲服務器）以及基礎系統（1個數據庫服務器和1個存儲服務器）。以上4種Exadata配置可以立即供貨。僅增加導線，Sun Oracle數據庫機就可擴展至8機架數據庫機，滿足用户的各種應用場景。

Database Machine為Oracle數據庫的羣集和非羣集實現提供了一個具有恢復能力的高性能平台。支撐Database Machine的基礎體系結構與支撐Oracle Real Application Cluster (RAC)軟件的體系結構是同一核心體系結構。

Database Machine體系結構包含如下

1 ASM：

Database Machine通過使用Exadata Storage Server技術為Oracle數據庫的單實例實現和RAC實現提供了智能的高性能共享存儲。通過使用Oracle數據庫的自動存儲管理(Automatic Storage Management, ASM)功能可將Exadata Storage Server提供的存儲用於Oracle數據庫。ASM通過提供鏡像方案向Exadata Database Machine存儲添加了恢復

功能，該鏡像方案可用於在單獨的Exadata Storage Server上維護冗餘的數據副本。這可防止在一台存儲服務器發生故障時丟失數據。常規防護確保在單獨的Exadata Storage Server上維護兩個數據副本，而高級別防護在三台單獨的Exadata Storage Server上維護三個數據副本。

2存儲網絡：

Database Machine包含一個基於InfiniBand技術的存儲網絡。該網絡可提供對Exadata Storage Server的高帶寬低延遲訪問。通過使用多台冗餘的網絡交換機以及網絡接口接合，該網絡體系結構中內置了容錯功能。

3Oracle RAC：

Database Machine中的數據庫服務器設計為功能強大且平衡性良好的服務器，因而在服務器體系結構內不存在瓶頸。它們均配備有Oracle RAC所需的所有組件，這使得

客户可以輕鬆地在單台Database Machine中輕鬆部署Oracle RAC。當處理需求超出單台Database Machine的能力時，客户可將多台Database Machine連接在一起以創建單個統一的服務器羣集。

4RAC互聯網絡：

InfiniBand的高帶寬低延遲特徵最適合羣集互連的要求。因此，Database Machine還默認配置為使用InfiniBand存儲網絡作為羣集互連。

如圖1所示顯示了KVM硬件、以太網交換機、配電設備(Power Distribution Unit, PDU)和InfiniBand交換機 等設備的互聯情況（以一台Database Machine連接一個Cell存儲為例）。

其中：

1管理/ILOM路徑：這是一個標準的以太網/IP網絡，用來管理Database Machine。使用此網絡，管理員可通過使用KVM硬件或遠程登錄工具（例如安全Shell (Secure Shell, SSH)）訪問數據庫服務器和Exadata Storage Server。數據庫服務器和Exadata Storage Server還提供了一個用於集成快速遠程管理Integrated Lights-Out Management (ILOM)的以太網接口。ILOM提供了一系列強大的遠程管理工具。使用ILOM，管理員可以遠程監視和控制服務器硬件的狀態。InfiniBand交換機和PDU也提供了用於遠程監視和管理的以太網端口。

2客户機訪問路徑：這也是一個標準的以太網網絡，主要用於通過Oracle Net軟件提供數據庫連接。客户機訪問網絡可以獨立於管理網絡（圖1），另外，這兩種功能也可由同一網絡提供。雖然不推薦使用，但單網絡配置很常見。

初始配置Database Machine時，客户可以選擇為數據庫服務器配置單個客户機網絡接口(NET1)，也可以選擇配置一個接合的網絡接口（使用NET1和NET2）。如果其中一個網絡接口發生故障，接合的客户機訪問網絡接口可以提供保護；但是，使用接合的接口可能需要在客户的網絡中進行其他配置。每台X2-2數據庫服務器還包含一個備用以太網端口(NET3)，該端口可用於配置一個額外的客户機訪問網絡。每台X2-2數據庫服務器還配備有兩個10千兆位以太網(10-GbE)接口，它們可用於客户機連接。這些接口可以接合在一起，也可以連接到不同的網絡。客户必須具有10 GbE所需的網絡基礎結構，才能使用這些接口。

3InfiniBand路徑：InfiniBand網絡為Database Machine提供了一個可靠的高速存儲網絡和羣集互連。它還提供到Oracle Exalogic Elastic Cloud 以及Exalytics 等的產品的外部連接。每台數據庫服務器和Exadata Storage Server都通過一個雙網卡綁定網絡接口(BONDIB0)連接到InfiniBand網絡。

為什麼要選擇Oracle Exadata數據庫雲服務器X3？

Oracle Exadata X4系列是Exadata數據庫雲服務器的全面升級。應用最先進硬件和軟件，全面標準化和優化數據庫，適用於所有數據庫負載的終極平台，這是Oracle的第五代數據庫雲服務器 ^[2]  。

與X3系列相比，性能更高，容量更大。物理閃存容量增大2倍，邏輯閃存容量增加高達4倍，高性能磁盤容量增加2倍，大容量磁盤容量增加 33%。在相同的 Exadata 架構下，提供給更完備、優化、標準化和強化的數據庫平台，並可從八分之一機架擴展至多機架，實現查詢分流和數據壓縮。X4系列能夠部署數百個數據庫，支持複雜多樣的負載組合，無任何性能瓶頸。為經濟高效地擴展閃存容量，以最大限度地提高系統性能及價值，Exadata X4採用最新LSI® Nytro™ DLC技術, 在Exadata系統的物理閃存容量基礎上，擴展邏輯閃存存儲容量,從而進一步降低了總體擁有成本。 ^[2] 

甲骨文在1月份剛剛發佈了新一代Oracle Exadata數據庫一體機，同時在軟件層面進行了有史以來最大規模的更新。甲骨文每12-15個月就會發布新一代的集成系統產品，而這次發佈的產品全部以X5來命名，同時Exadata X5已經是第六代數據庫一體機產品。

硬件：Exadata X5在硬件方面的變化包括了數據庫服務器的處理器將支持18核（Intel Xeon E5-2699 v3），最大內存可以擴展到768 GB。智能雙核數據庫服務器可以針對磁盤和閃存進行容量優化，其中閃存容量提升了兩倍，同時也可以針對所有閃存的I/O效率進行優化。

彈性配置：Exadata X5最大的變化在於彈性配置，現在將支持每次擴展一個服務器，而無需按照集中固定配置進行採購。用户可以在一台ExadataX5機櫃上直接添加X5服務器，還可以在舊版本的機櫃上添加X5服務器，而且每次可以只添加一台。這可以使得Exadata能夠勝任更多類型的工作負載，在內存、閃存以及其他存儲上進行更靈活的配置。比如，你可以按照內存最大原則配置一台Exadata。

軟件：Exadata X5提供內存中的數據複製，這是甲骨文首次在Exadata上推出這一功能。它能夠提供內存容錯能力。Exadata X5還包含了甲骨文所謂的“世界首個數據轉換閃存高速緩存”，也就是説SmartFlash Cache可以自動將混合列壓縮（HybridColumnar Compression）數據轉換為純列存儲數據。ExadataX5還提供了首個虛擬化InfiniBand平台以及首個Direct-to-Wire InfiniBand OLTP協議（讓本地CPU直接讀遠端主機的內存。）。

許可：Exadata X5在虛擬機許可方面也作出了一些調整。可信任分區（Trusted Partitions）可以讓用户按照虛擬機進行授權，而不是物理機。此外，為了進一步降低成本，Exadata X5還支持關閉未使用CPU，在需要使用的時候可以隨時打開。