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Oracle OpenWorld 大会引发强烈反响
Steven Schuettinger
作者:Oracle 技术联盟经理

在 9 月份举办的 Oracle OpenWorld 大会上,NetApp 的入云深处皆数据 方案引起了广泛关注。该方案旨在进一步简化私有云和公共云中的数据移动和使用。FlexPod® 数据中心平台依旧是众人关注的焦点,强劲的发展势头有增无减。最近一篇 Tech OnTap 文章 介绍了最新的 FlexPod 增强功能,其中包括针对 Oracle® 配置的 Cisco® 验证设计。

数据库管理员和业务部门经理也开始认识到,集群模式 Data ONTAP® 将引领行业变革。在为了应对高峰负载而配置数据库存储后,这些昂贵的存储基础架构却很可能在大部分时间内都处于相对闲置的状态。有了集群模式 Data ONTAP,您可以在存储层之间轻松地移动数据,适应不断变化的需求并充分地利用高性能存储和闪存投资。

一家大型石油天然气公司计划采用这种方式来支持 SAP® 写入时检查模块。当需要插入检查时,他们可以将所需的数据移至闪存加速介质,而且此过程对应用程序是透明的。完成后,再移回数据。这种方法不再需要数据一直驻留在快速存储上,因此更加经济实惠。而且,它可以根据情况利用加速来满足特定数据集的需求。

今年有三大主题真正地引发了共鸣:

  • 利用闪存提高 Oracle 性能
  • 通过加强自动化和提高效率降低 RTO/RPO
  • 利用精简克隆提高业务灵活性

接下来,我将逐一进行详细介绍。

将闪存集成到 Oracle 环境中

闪存及其对数据库性能的提升作用无疑是大家的讨论焦点。但同时有一点是显而易见的,在数据库世界中,大多数人对于未充分证实的科学实验并不感兴趣。

我想,这正是 NetApp® 闪存技术引起共鸣的原因所在。超过 65 万台存储系统的部署经验为 EF 系列阵列中采用闪存技术奠定了坚实的基础,它可以提供经过验证的性能、可靠性、可用性和易管理性。

NetApp 提供了三种不同的闪存解决方案来满足 Oracle 的需求:

  • 纯闪存(可以与 FAS 配合使用)
  • 使用 Flash Pool™ 智能缓存的混合存储
  • 使用 Flash Cache™ 智能缓存的混合存储

纯闪存阵列加 FAS

这是第一款集 Oracle 功能与 NetApp EF540 或 EF550 闪存阵列高性能优势以及 NetApp FAS 的数据保护功能于一体的解决方案。它利用 Oracle 自动存储管理 (Automatic Storage Management, ASM) 功能来拆分数据,可将所有写入的数据同时发送至 EF 阵列和 FAS 阵列。凭借其经过验证的写入架构,可以将传入的写入数据记录至非易失性随机访问内存 (NVRAM),然后向旋转磁盘执行完整条带写入,这样即使不采用闪存加速,FAS 阵列依然可以处理高写入工作负载。


                         结合使用 EF 和 FAS,前者可提供亚毫秒级延迟和高事务处理性能,后者可提供冗余性和数据管理功能,因此您可以充分发挥两个平台的价值。

图 1) 结合使用 EF 和 FAS,前者可提供亚毫秒级延迟和高事务处理性能,后者可提供冗余性和数据管理功能,因此您可以充分发挥两个平台的价值。

EF 阵列是首选读取路径,而 FAS 阵列可提供冗余性和数据保护功能。有关该解决方案的更多信息,请参见 TR-4145。

当然,对于数据库管理员而言,具有两个数据路径看起来有点像“科学实验”。这也是 NetApp 联合 AppDynamics 的原因,该公司的同名工具可以从应用程序直至存储基础架构进行深度鉴别。如果出现性能瓶颈,该工具可以快速识别和解决。AppDynamics 产品可以与在 EF 阵列上运行的 Data ONTAP 和 SANtricity® 配合使用,所以您可以一次查看两条数据路径的性能,也可以单独查看每条数据路径的性能。这有助于您提供高性能和易管理性,并降低风险。

Flash Pool

NetApp Flash Pool 技术可以为非常具体的 Oracle 工作负载提供可预测的性能,无需购买纯闪存阵列。有关在 Oracle 环境中使用 Flash Pool 的详细信息,请参见 TR-4195。

本报告介绍了添加相对较少的闪存量(占硬盘驱动器总容量的 1% 到 12%)对联机事务处理 (OLTP) 性能的影响。每分钟事务数测量结果显示,在采用 80 个 15K 驱动器的基础之上,再添加固态硬盘 (SSD) 来创建 Flash Pool 缓存,可以将吞吐量提高三倍,同时将延迟缩短到不足未加速工作负载的三分之一。在保持相同延迟的情况下,如果您将单独采用磁盘与创建 Flash Pool(磁盘加 SSD)所达到的吞吐量进行对比,会发现吞吐量增加了 9 倍。

通过在现有磁盘配置中添加 SSD 来创建 Flash Pool 缓存,可以将吞吐量增加 9 倍。

图 2) 通过在现有磁盘配置中添加 SSD 来创建 Flash Pool 缓存,可以将吞吐量增加 9 倍。

我们又结合使用 108 个 3 TB 串行高级技术连接 (SATA) 驱动器和 11 个 200 GB SSD 进行了类似测试,结果发现吞吐量提高了近 2.5 倍,并且延迟也缩短了三分之二。

Flash Pool 技术可带来以下优势:

  • 对于大型活动数据集可确保持久快速的读取响应
  • 提高系统吞吐量
  • 在特定条件下可减少 HDD 数量,并且能够使用成本更低的高容量 HDD 替代高性能 HDD

Flash Cache

自 2009 年 Flash Cache 软件首次发布以来,许多基于 NetApp 存储运行 Oracle 产品的客户一直都在使用它。Flash Cache 作为 PCIe 闪存卡直接安装在 FAS 控制器中,可以提供数 TB 的加速读取缓存。(对于使用多个卡的 FAS6290,当前最大大小为 16 TB)。面向 Oracle 的所有 FlexPod 解决方案都包括 Flash Cache,因此任何读取操作繁重的 Oracle 工作负载都可以受益于该技术。测试表明,通过向现有纯 HDD 配置添加 Flash Cache 可以将 I/O 吞吐量提高 75%,而平均响应时间则缩短了 30%。

有关在 Oracle 数据库中使用 Flash Cache 和 Flash Pool 的更多指导,请参见 TR-4162

备份和恢复

在前几篇 Tech OnTap® 文章中我们已经介绍过 Oracle 备份和恢复,但这仍然是数据库管理员需要高度关注的一个问题,也是 NetApp Snapshot™ 技术发挥重大作用的地方。

究竟有何等作用呢?我们在一个使用 Oracle Automated Stress Test (OAST) 模式(Oracle 提供的测试工具和模式)的 8 TB 数据库中运行了测试。如果在传统的 Oracle 备份工具 Oracle Recovery Manager (RMAN) 中使用二进制压缩,需要花费 26 个小时才能完成备份。相比之下,使用 SnapManager® for Oracle 执行一致的 NetApp Snapshot 备份 — 也就是将数据库置于热备份模式,创建 Snapshot 副本,然后恢复正常数据库操作 — 整个过程只需 1 分 47 秒。有关详细信息,请参见 FlexPod 上的 Oracle CVD 中的“Test Environment”(测试环境)和“Results and Conclusions”(结果与结论)部分。

不仅快速,而且还带来了显著的附加优势。Oracle RMAN 在服务器上运行。您只需根据运行应用程序所需的核心数购买 Oracle 许可证,同时还要考虑执行备份所需的计算性能。将工作负载从服务器分流至存储意味着在使用更少的 Oracle 许可证的情况下,可以保持同等或更高的应用程序运行速度。在实际运营中,人们一般不会退回许可证,但是这样能够为开发/测试等其他活动腾出 Oracle 资源。

这时,您可能会想:“既然每家存储供应商都提供快照技术,为什么我要在诸多存储中选择 NetApp 呢?”答案就是,其他供应商的快照技术基于写时复制。每次覆盖数据块时,必须先将原始数据块复制到其他地方。这样会降低写入数据的速度,从而导致数据库运行速度减慢。NetApp WAFL®(任意位置写入文件布局)在任何情况下都不会覆盖现有数据块,因此不会出现写时复制,也不会影响性能。每个卷最多可以保留 252 个 Snapshot 副本,不会对性能产生负面影响。只有对活动数据库进行更改时,才会占用存储空间。

我听到的另一点异议是,Snapshot 副本不是真正的备份,因为“真正”的备份允许您从基础架构或站点范围内的故障事件中恢复。正因如此,当您基于 NetApp 存储创建 Snapshot 副本时,我们提供了根据需要将该副本镜像或存储至二级,甚至三级远程位置的方法。同样,这一工作也由存储系统执行,因此不会影响数据库服务器性能。创建一致的 Snapshot 副本(只需要不到 2 分钟时间,因此可以随时根据需要进行创建)后,您可以从大量数据保护和数据管理选项中进行选择。

最后一个问题是,由于许多 Oracle 数据库管理员已熟悉了现有工具,他们不愿意改变自己的工作方式。几年前,NetApp 构建了一种适用于 RMAN 的接口,支持在已熟悉的工具中运行 NetApp Snapshot 备份、NetApp SnapRestore®(用于恢复 Snapshot 备份)和 NetApp FlexClone®(在下一部分中详细介绍),有助于降低风险并简化采用。

利用精简克隆提高业务灵活性

我最后想要讨论的技术是基于 NetApp FlexClone 的克隆。通过 FlexClone,您可以创建卷的可写副本,同时只使用增量存储,从而实现“精简克隆”。如果您不熟悉这项 NetApp 技术,请查看基础知识回顾:FlexClone。

从 Oracle 的角度来说,FlexClone 的优势体现在,您可以在需要时创建数据库的可写副本。您如何看待 FlexClone 的优势取决于您的角色:

  • 存储管理员之所以青睐 FlexClone 是因为其高效率可以减少总存储占用空间。当需要数据库副本时,您不必再四处寻找可用的磁盘空间。
  • 数据库管理员钟情 FlexClone 则是因为它可以降低风险。当需要在生产实例上安装修补程序时,您可以创建克隆,安装修补程序并确保在部署之前,一切按预期正常工作。
  • 业务部门员工喜欢 FlexClone 是因为开发团队中的每个人都可以拥有属于自己的克隆,所以能够更加快速地完成开发。

简化应用程序测试流程

无论是全新数据库版本还是现有数据库版本,测试应用程序都是一个复杂、耗时且成本高昂的过程:

  • 为了确保应用程序正常工作,您必须使用生产数据进行测试,并且还可能需要大量生产数据副本来保证测试不会造成瓶颈。
  • 由于您使用的是来自生产数据库的真实数据,因此可能还需要保护敏感信息,例如姓名、地址、帐户信息、信用卡信息等等。
  • 您需要一种可以真正检验应用程序运行测试数据库能力的测试方法。

您可以结合使用 NetApp 和 Oracle 提供的功能来简化 Oracle 11g 中的应用程序测试流程:

  • NetApp FlexClone 技术 支持您根据需要创建任意数量的数据集精简克隆。
  • Oracle Data Masking Pack 可以按照规则统一应用屏蔽格式来确保合规性。丰富且可扩展的格式库支持各种屏蔽格式。
  • NetApp SnapManager for Oracle 可以自动执行克隆、数据屏蔽和其他流程,在最大程度地提高效率的同时,减少操作人员出现错误的机率。
  • Oracle Real Application Testing, (在 Oracle Database 11g 中引入)与 NetApp 技术相结合,可快速地测试应用程序,确保应用程序正确地运行和工作。

图 3 介绍了使用这些技术进行测试的流程。

通过结合使用 NetApp 和 Oracle 技术创建测试环境和进行测试的流程。

图 3 通过结合使用 NetApp 和 Oracle 技术创建测试环境和进行测试的流程。

结论

NetApp 不断推陈出新,发布了各种旨在改进 Oracle 数据库操作的创新成果。您可以在各种闪存解决方案中挑选一个既能满足性能要求,又不会超出预算的方案。虽然 Snapshot 和克隆技术不是全新技术,但是可以简化和加快各种数据管理任务,而且其丰富的价值不断给数据库管理员带来惊喜。

利用最近发布的 FlexPod CVD,可以在合适的基础架构中轻松地部署新应用程序,并且集群模式 Data ONTAP 提供了大量可以提高 Oracle 环境灵活性的新功能。

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NetApp Oracle 技术联盟团队 Steven Schuettinger

Steve 从一名 Oracle 版本 5 开发人员开启了自己的 IT 职业生涯,之后成为一名专注于性能和易管理性的数据库管理员。他是 Sun Microsystems 的首位 Oracle 数据库管理员,曾担任 Sun 的 Oracle 技术联盟经理。Steve 于 2005 年加入 NetApp,在提供客户咨询服务的同时,还负责从技术层面管理 NetApp 与 Oracle 之间的关系。由于是数据库管理员出身,因此他非常关注如何解决这一角色面临的独特挑战,并力求设身处地倾听他们的心声。

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本期 Tech OnTap 内容

本期 Tech OnTap 发表了两篇关于新平台发布的文章。全新 EF550 可以提高 Oracle 数据库、虚拟桌面基础架构 (VDI) 和其他 I/O 密集型应用程序的速度,同时 E 系列也是主要通过应用程序管理数据的任何环境的理想存储。

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