Oracle 产品介绍 1 Oracle Exadata 数据库 云服务器 X5-2

Oracle 产品介绍
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Oracle Exadata 数据库
云服务器 X5-2
特性和事实
特性
• 每机架多达 684 个 CPU 内核和
14.6 TB 内存用于数据库处理
• 每机架多达 288 个 CPU 内核专
用于在存储中处理 SQL
• 每机架 2 到 19 台数据库服务器
• 每 机 架 3 到 18 个 Oracle
Exadata 存储服务器
• 每机架高达 230 TB 闪存
• 40 Gb/秒的 (QDR) InfiniBand
网络
• 每机架的未压缩镜像可用容量高达 385 TB
• 混合列压缩的压缩率通常可达10-15 倍
• 完全冗余带来高可用性
• Oracle Linux
事实
• 每机架来自 SQL 的未压缩 I/O带宽高达 263 GB/秒
• 每秒可执行多达 414.4 万个数据库 8K 读取 I/O 操作
• 易于升级，可满足任意规模应用的需求
• 可连接多个 Exadata 数据库云
服务器 X5-2 机架或 Exadata存储扩展机架进行扩展。只使用 InfiniBand 电缆和内部交换机即可连接多达 18 个机架。还可通过外部 InfiniBand 交换机构建更大规模的配置
• 针对所有数据库应用进行了优化的预配置系统
Oracle Exadata
数据库云服务器为运行 Oracle数据库提供了一个性能最强、最经济高效和可用性最高的平台。Exadata是一个现代化的架构，配有可横向扩展的行业标准数据库服务器、可横向扩展的智能存储服务器、最先进的 PCI闪存存储服务器以及一个可连接所有服务器和存储的内部极速 InfiniBand结构。Exadata所用的独有软件算法在存储、基于 PCI的闪存和 InfiniBand网络中实现了数据库智能，因此，与其他平台相比，能以更低的成本实现更高的性能和容量。Exadata可运行所有类型的数据库负载，包括在线事务处理
(OLTP)
、数据仓库 (DW)
、内存中分析以及各种混合负载。Exadata
数据库云服务器可以简单快速地部署，能为您最重要的数据库提供全面的支持和保护，因此是整合数据库云的理想基础平台。能实现快速可靠部署的集成系统Exadata 数据库云服务器是一个易于部署的系统，包含了运行 Oracle 数据库所需的一切硬件。数据库服务器、存储服务器和网络均经过 Oracle 专家预先配置、调优和测试，其部署时间可比通常部署高性能系统所需时间节省数周或数月。广泛的端到端测试确保了所有组件无缝协同作业，避免形成影响整个系统的性能瓶颈或单点故障。
由于所有 Exadata 数据库云服务器均采用完全一致的配置方式，因此客户可从部署了 Exadata 数据库云服务器来运行任务关键应用的其他用户获得丰富的经验。此外，客户所使用的机器与 Oracle 支持部门用于发现和解决问题的机器以及 Oracle 工程部门用于开发和测试Oracle 数据库的机器也是完全一样的。由此可见，Exadata 平台不但为运行 Oracle 数据库进行了最彻底的测试和调优，还具备最高的可支持性。Oracle 产品介绍
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Exadata 存储服务器 X5-2
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Exadata 数据库服务器 X5-2
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• Real Application Clusters
• Partitioning
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• Advanced Compression
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• Active Data Guard
• GoldenGate
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• OLAP
• Advanced Analytics
• Business Intelligence
• Enterprise Manager
• Oracle Linux
• Oracle Virtual Machine
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Oracle 提供的服务包括：
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• Oracle 基础设施即服务 (IaaS)
内部部署
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Oracle Exadata 数据库云服务器运行标准的 Oracle 数据库。因此，如今使用 Oracle数据库的任何应用都可无缝迁移至 Exadata 数据库云服务器平台，无需对应用进行任何更改。与 IBM 大型机、Teradata 和 IBM Puredata System for Analytics (Netezza) 等同类硬件平台不同，Exadata 平台不会“锁死”客户。这些同类平台广泛采用专有软件接口，将应用迁移至不同平台极其复杂且成本高昂。而 Exadata 基于行业标准的 Oracle 数据库，因此应用可以轻松迁入或迁出 Exadata 平台。超强的系统可扩展性和增长能力以及灵活的配置Exadata 数据库云服务器采用一种可横向扩展的架构来承载数据库服务器和存储服务器。随着 Oracle Exadata 数据库云服务器的增长，用户可以采用平衡的方式添加数据库 CPU、存储和网络，从而确保可扩展性而不造成瓶颈。横向扩展架构可适应任意规模的负载，允许从小规模配置无缝扩展至极大规模的配置，同时避免出现性能瓶颈和单点故障。
高带宽、低延迟、40 Gb/秒的 InfiniBand 网络 将 OracleExadata 数 据 库 云 服 务 器 中 的 所 有 组 件 连 接 在 一 起 。InfiniBand 网络采用专有数据库网络协议，与常规通信协议相比，通信的延迟更低、带宽更高。这有助于缩短 OLTP 操作的响应时间，提高处理 Analytic 负载的吞吐量。还可以使用标准的万兆以太网为 Oracle Exadata 数据库云服务器提供外部连接。灵活的配置则支持用一种极其灵活和高效的机制来扩展任何特定 Exadata 系统的计算能力和/或存储容量。Exadata 数据库云服务器的起始配置包含 2 个数据库服务器和 3 个存储服务器，用户可根据需求的增长情况添加更多数据库或存储服务器，对其进行灵活扩展。Oracle 产品介绍
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Exadata 数据库云服务器是业界最具可伸缩能力的数据库平台。凭借灵活配置，该系统可通过自定义配置来满足任何业务用例的需求。除了在机架内部升级以外，还可以使用集成式 InfiniBand 骨干交换机连接多个机架，构成更大规模的系统配置。例如，由四个全机架构成的系统在性能上可达到单机架系统的四倍 — I/O 吞吐量、存储容量和处理器数量均为单机架系统的四倍。可以将其配置为单个大规模系统，也可以通过逻辑分区整合多个数据库。这样，使用 Exadata 数据库云服务器可轻松实现横向扩展。此外，OracleReal Application Clusters (RAC) 可动态 增 加 处 理 能 力 ， 而 AutomaticStorage Management (ASM) 可动态添加存储容量。
当需要更大的存储容量时，可以利用 Oracle Exadata 存储扩展机架进行扩展。借助Exadata 存储扩展机架可以为任何 Exadata 数据库云服务器增加 Exadata 存储容量和带宽。这款产品专为需要大量数据的数据库部署而设计，适用的数据类型包括：历史 或存 档数据 、备份 、文 档、映 像、 XML、 LOB 等 。该 扩展 机架 使用集 成式InfiniBand 结构连接至 Exadata 数据库云服务器，无需设置 LUN 或挂载点，因此配置起来十分简单。只需使用几个简单的命令即可联机完成存储配置，并将存储添加至数据库。Oracle Exadata 存储扩展机架的起始配置包含 4 个存储服务器，用户可添加更多存储服务器对其进行扩展。由于 Oracle Exadata 数据库云服务器允许将新一代服务器和存储无缝部署到现有Oracle Exadata 数据库云服务器中，因此能保护您的投资。同样，新版软件也与上一代 Oracle Exadata 数据库云服务器兼容。目前受支持的所有 Exadata 平台均可合并到单一配置中，可运行最新的 Exadata 软件。通过分流数据密集型处理提供极致性能如今，数据量呈指数级增长，如果要充分发挥 CPU 的处理能力，传统的存储阵列难以按所需的速率将数据从磁盘和闪存传输至数据库服务器。搭载多颗 CPU 的现代服务器每秒可以处理数十至数百 GB 的数据量。这一速率远远超出了采用存储阵列的传统架构通过存储机头和存储网络实现的水平。Oracle 产品介绍
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Exadata 数据库云服务器的横向扩展架构不仅可提供高性能和高可扩展性，其采用的独有技术还可以将数据密集型 SQL 操作分流至各个 Oracle Exadata 存储服务器。通过将 SQL 处理推送到 Exadata 存储服务器，从磁盘和闪存中读取数据时就可以立即在所有存储服务器上并行执行数据筛选和处理。而且，只将与某查询直接相关的行和列发送至数据库服务器。
例如，如果某查询要查找三月份订单额超过 1000 美元的客户，那么 Exadata 系统的处理方式为：将表扫描分流至 Exadata 存储，过滤掉金额小于 1000 美元的所有订单，过滤掉三月份以外的订单，仅提取相关的客户名称。最终传输至数据库服务器的数据量将减少数个量级。这将大幅加快查询执行速度、消除瓶颈和显著降低数据库服务器的 CPU 开销。
每台 Exadata 存储服务器具有两颗用于数据库分流的 Intel® Xeon® 处理器。一台全机架 Exadata 数据库云服务器的存储服务器中可以包含 288 个处理器内核用于数据库服务器分流。Exadata 存储服务器中的 CPU 不是要取代数据库 CPU，而是用于加速数据密集型负载，就像显卡加速图像密集型负载一样。通过压缩优化存储使用和 I/OExadata 存储服务器提供了一种非常先进的压缩功能，称为混合列压缩 (HCC)，可显著减少大型数据库的存储占用。混合列压缩可实现最高水平的数据压缩并大幅降低成本，此外，由于 I/O 减少，还可显著提高性能，这对于分析负载意义尤其重大。存储压缩率取决于具体的数据类型，通常在 5 至 20 倍之间。一般情况下，存储压缩率可达到行业领先水平的 10 倍。对于传统系统而言，较高的数据压缩会以性能的降低为代价。由于 Oracle Exadata 数据库云服务器能够将解压开销分流至 Exadata 存储的大量处理器中，因此在多数情况下，使用混合列压缩可加快分析负载运行速度。混合列压缩既具备列存储的压缩和分析性能优势，同时又可避免执行下钻操作时纯列存储速度的急剧下降（单行访问）。混合列压缩支持两种模式。查询优化式压缩模式适用于数据仓库之类的读取密集型负载，可在大幅节省存储的同时增强分析性能。归档压缩模式可提供最高的压缩率，适用于在线保存但极少访问的数据。在 OLTP 系统中，混合列压缩可用于压缩较旧且不太活跃的数据，而较新、活跃度较高且经常需要更新的数据则采用高级行压缩技术进行压缩。随着数据的老化和活跃度降低，即使表上使用了全局索引来确保不同压缩类型之间的无缝分层，OracleDatabase 12c 也能够联机更改各个表分区所采用的压缩类型。Oracle 产品介绍
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极速闪存存储服务器实现创纪录的 I/O 性能Exadata X5-2 引入了极速闪存存储服务器。每一台极速闪存存储服务器均包含 8 个最先进的 1.6 TB PCI 闪存驱动器。PCI 闪存并未将闪存设置在低速磁盘控制器和管理器的后方，而是将闪存直接置于高速 PCI 总线上，从而实现超高性能。Exadata 闪存使用最新的非易失性快速内存 (NVMe) 闪存协议来实现极低的 I/O 开销。极速闪存存储服务器取代了 Exadata 存储服务器之前采用的高性能磁盘配置且向后兼容所有受支持的 Exadata 系统。
Sun Flash Accelerator F160 PCIe 卡闪存性能通常会受到传统存储架构的约束和限制。而 Exadata 结合使用了横向扩展存储、InfiniBand 网络、数据库分流和 PCI 闪存，可提供极高的闪存性能。一台搭载 8个数据库服务器和 14 个极速闪存存储服务器的全机架 Exadata 数据库云服务器 X5-2在运行数据库负载时可实现高达每秒 263 GB 的数据扫描带宽和高达每秒 414.4 万次的随机 8K 读写 I/O 操作 (IOPS)。其性能比传统存储阵列架构高数个数量级，也远非当今的全闪存阵列可比。值得重点注意的是，这些数据是在单机架 Exadata 系统中以实际 I/O 规模运行 SQL 负载时测定的真实的端到端性能结果，不是基于低级别I/O 工具进行的组件级测试。分层式磁盘和闪存以磁盘的成本提供闪存的性能Exadata 的第二个存储选项是 Exadata X5-2 大容量存储服务器。该服务器包含 12 个4 TB SAS 磁盘驱动器（共 48 TB）、4 个 Sun Flash Accelerator F160 NVMe PCIe 卡以及原始总容量为 6.4TB 的闪存。大容量存储服务器中的 Exadata 闪存可直接用作闪存磁盘，不过一般都是将其配置为磁盘前端的闪存缓存（Exadata 智能闪存缓存），因为缓存可为更多的数据提供闪存级性能，而闪存可直接存储的数据有一定限制。Oracle 产品介绍
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Exadata 智能闪存缓存可自动缓存频繁访问的数据，同时将不常访问的数据保留在磁盘驱动器中。这样，仅凭磁盘的容量和低成本就实现了闪存的性能。Exadata 智能闪存缓存熟悉数据库负载，知道何时不用缓存那些极少访问或因过大而不适于缓存的数据。例如，Exadata 不会缓存由备份、表扫描或很快会被删除的临时结果所产生的I/O。除了自动缓存以外，管理员还可以选择提供 SQL 指令来确保将特定的表、索引或分区始终保存于闪存缓存中。表可以保留在闪存缓存中，不必像传统存储那样必须移至不同的表空间、文件或 LUN。一台搭载 8 个数据库服务器和 14 个大容量存储服务器的全机架 Exadata 数据库云服务器 X5-2 在运行数据库负载时可实现高达每秒140 GB 的数据扫描带宽和高达每秒 414.4 万次的随机 8K 读取 I/O 操作 (IOPS)。Exadata 智能闪存缓存可将活跃的数据移入闪存，将活跃度较低的数据保留在磁盘中，从而为较大的数据（通常可达到机器物理闪存容量的数倍）提供闪存级的 IO 速率和响应时间。在实际的数据库负载处理中，Exadata 智能闪存缓存的命中率通常可以超过 90% 甚至达到 98%，而闪存容量却不到磁盘容量的七分之一。这种高命中率意味着 Exadata 智能闪存缓存可提供比物理闪存缓存大许多倍的有效闪存容量。例如，一台搭载 8 个数据库服务器和 14 个大容量存储服务器的全机架 Exadata 数据库云服务器 X5-2 的有效闪存容量相当于其 672 TB 的总磁盘容量。
此外，Exadata 智能闪存缓存还可以缓存数据库块写入。写入缓存可消除大规模OLTP 和批处理负载的磁盘瓶颈。搭载 8 个数据库服务器和 14 个大容量存储服务器的全机架 Exadata 数据库云服务器 X5-2 的闪存写入速度每秒超过 269 万次 8K 写入I/O。Exadata 写入缓存具备透明性、持久性和完全冗余性。Exadata 智能闪存缓存的I/O 性能相当于数十个由数千磁盘驱动器组成的企业磁盘阵列。
为了进一步加快 OLTP 负载的处理速度，Exadata 智能闪存缓存还采用了一个专用于减少日志写入 I/O 延迟的特殊算法，即 Exadata 智能闪存日志。用户事务提交时间或关键更新执行时间对日志写入延迟非常敏感。智能闪存日志利用 Exadata 存储中的闪存缓存和 Exadata 磁盘控制器中的高速 RAM 内存来大幅减少日志写入延迟，避免其他闪存解决方案经常遇到的延迟高峰。Exadata 智能闪存日志算法是 Exadata 独有的特性。
Exadata 智能闪存缓存还采用了一种独一无二的 Exadata 列闪存缓存算法来加快报告和分析查询速度。列闪存缓存可以在将频繁扫描的混合列压缩数据加载到闪存缓存的过程中自动将其转换成纯列格式，从而在 Exadata 闪存中实现了一种双格式架构。对闪存中处于纯列格式的数据执行智能扫描时，由于仅读取选定列，因此扫描速度大大提高，也减少了闪存 I/O 和存储服务器 CPU 占用。这不仅可加快报告和分析查询速度，还保持卓越的 OLTP 式单行查找性能。