oracle exadata: uma visão técnica aprofundada · hybrid columnar compression (hcc) ... completo....
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Oracle Exadata: Uma Visão Técnica Aprofundada Gurmeet Goindi Group Product Manager - Exadata Fernando Melo Sales Consultant – Engineered Systems Andre Ronchi Database Manager - Assai Junho, 2015
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Oracle Exadata Database Machine
• Software e Hardware Pré-Integrados – O hardware mais recente – dimensionado, otimizado e testado para cargas de trabalho de Banco de Dados Oracle
• Software e Protocolos Únicos – banco de dados, rede, e software no storage colaboram para fornecer o mais rápido e mais eficiente processamento para bancos de dados Oracle
• Suporte de Fim-a-Fim – um time de suporte integrado para reduzir complexidade e custos operacionais. Todas as tecnologias são de propriedade e suportadas pela Oracle
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A Melhor Plataforma para Banco de Dados Oracle
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• DATA WAREHOUSING
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• PROCESSAMENTO TRANSACIONAL (OLTP) • BANCO DE DADOS IN-MEMORY
Casos de Uso Exadata
• CONSOLIDAÇÃO / DBaaS
Real-Time Analytics
Service Catalog
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Exadata Hardware
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• Servidores de Banco de Dados – 2 Processadores 18-core x86 (36 cores) – Oracle Linux 6 – Oracle Database Enterprise Edition – Oracle VM (opcional) – Oracle Database options (opcional)
• Rede mais Rápida – 40 Gb/s InfiniBand – Ethernet para Conectividade Externa
• Servidores de Storage Inteligentes – Servidor de Storage High-Capacity – Servidor de Storage Extreme Flash – Exadata Storage Server Software
Exadata X5-2 Componentes
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Servidor de Banco de Dados X5-2
Servidor de Storage High-Capacity
Servidor de Storage Extreme Flash
36 cores por servidor 256 – 768 GB DRAM
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Performance Extreme Flash High-Capacity Scans Analíticos 263 GB/s 140 GB/s
OLTP Leituras (8K) 4.14 M IOPS 4.14 M IOPS
OLTP Escritas (8K) 4.14 M IOPS 2.69 M IOPS
Flash Latência 0.25 ms @ 2M IOPS 0.25 ms @ 1M IOPS
Exadata X5 Servidores de Storage
* Full Rack : 8 servidores de DB, 14 servidores de storage
Capacidade Extreme Flash High-Capacity Cores (para SQL offload) 16 16
Disco (por servidor) - 48 TB
Flash (por servidor) 12.8 TB 6.4 TB
Disco (full rack)* - 672 TB
Flash (full rack)* 179.2 TB 89.6 TB
NVMe PCIe flash Estado-da-Arte Baixo Tempo de Resposta Consistentemente
Protocolo InfiniBand I/O otimizado
Exadata Storage Server Software Smart Scan (SQL Offload)
Smart Flash Cache I/O Resource Management
Hybrid Columnar Compression
Extreme Flash Servidor de Storage
All-Flash
High-Capacity Servidor de Storage
Disco + Flash Cache
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Exadata X5-2 Configurações Elásticas
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Otimize o Exadata para qualquer workload
Comece Com 2 Servidores de BD
3 Servidores de Storage
Adicione Servidores Qualquer tipo
Qualquer quantidade
Full Rack
Servidor de BD
Extreme Flash Storage
High-Capacity Storage
Qtr Rack
576 BD Cores 13.3 TB RAM 192 TB Disco
396 BD Cores 8 TB RAM
140 TB Flash
512 Cores 90 TB Flash Cache
672 TB Disco
DB In-Memory Machine
Extreme Flash OLTP Machine
Data Warehousing Machine
Exemplos de Configuração
15 Serv. de BD 5 Serv. de Storage
11 Serv. de BD 11 Serv. de Storage
8 Serv. de BD 14 Serv. de Storage
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Escale de Configurações Pequenas para Muito Grandes e Multi-Rack
Menor Config: 1/8 Rack c/ Capacity on Demand Qty Cores Disco Flash
Servidores de BD 2 16 4.8 TB 0
HC Servidor Storage (ou) 3 24 72 TB 9.6 TB
EF Servidor Storage 3 24 0 19.2 TB
1/8 Rack 1/4 Rack 1/2 Rack Full Rack
. . . . . . . . . . . .
Full Rack Config: Com 8 Serv. BD, 14 Serv. de Storage Qty Cores Disco Flash
Servidores de BD 8 288 19.2 TB 0
HC Servidor Storage (ou) 14 224 672 TB 89.6 TB
EF Servidor Storage 14 224 0 179.2 TB
. . . .
Multi Rack Multi Rack
Elastic Configs
Elastic Configs
Elastic Configs
Elastic Configs
. . . . Online
Upgrade
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Exadata Software
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Exadata Storage Server Software • Smart Scan
– Scans/filtros de Dados são executados nos servidores de storage – Só resultados relevantes retornam aos servidores de banco de dados – Melhoria significativa de performance (10x ou mais) para relatórios, etc
• Smart Flash Cache / Tierização de Storage – Dados Ativos são automaticamente armazenados em flash no storage – A inteligência de I/O no storage otimiza o uso do flash – Flash caches Reads, Writes, Log Writes – Performance do flash com a capacidade do disco
• I/O Resource Management (IORM) – Alocação baseada em prioridade de I/O por banco de dados e workload – Essencial para mixed workloads e consolidação de banco de dados
• Hybrid Columnar Compression (HCC) – Melhor compressão de dados da indústria (10x média) – Dados permanecem compactados no flash, memória, backups, standbys
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HCC
10:1
SQL
Servidor de Banco de Dados
Servidor de Storage
I/O I/O I/O
Ultra-Fast PCIe Flash Cards
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Gestão de Recursos para Cargas de Trabalho Consolidadas
• Instance Caging – Limita uma instância de banco consumir um # máximo de CPUs – Prevenção de exaustão de recursos que impactam outros BDs
• Gestão de Recursos de CPU – Aloca CPU entre diferentes bancos de dados – Aloca CPU entre cargas de trabalho dentro de um banco de dados – Implementa políticas de processamento paralelo – Prevenção contra queries que consomem muitos recursos
• Gestão de Recursos de Rede – Automaticamente prioriza mensagens críticas na rede Infiniband – Log writes, mensagens do RAC cluster, etc.
• Gestão de Recursos de I/O (IORM) – Prioriza I/O para cargas críticas sobre cargas não-críticas – Permite um compartilhamento justo dos recursos do banco de dados
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Prioriza Recursos de HW por Banco de Dados, Carga de Trabalho e Hora do Dia
I/O I/O I/O
OLTP
TXNS RPTS
BACKUPS WAREHOUSE
ETL BATCH
AD-HOC
PRIORITY LANE
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Custo mais Eficiente de Storage • Exadata software transparentemente dá o melhor da memória,
flash e disco – Custo e Capacidade de um disco SAS – I/Os de um PCI Flash – Velocidade de um banco de dados In-Memory
• Hybrid Columnar Compression (HCC) – Melhor compressão da indústria (10x média) para analytics & archive – Os dados permanecem comprimidos no flash, memória, backups e
standbys
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Por DB Machine full rack padrão 8 BD, 14 HC servidores de storage
672 TB DISCO
89 TB PCI FLASH
6 TB DRAM
Dados Frios
Dados Mais Quentes
Dados Ativos
Morrisons PLC “Exadata entrega uma incrível compressão
de 20x para nosso Data Warehouse.” HCC
10:1
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Maximum Availability Architecture (MAA) Nenhum Ponto de Falha
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Recuperação Mais Rápida de um Nó do RAC | Backup Mais Rápido - RMAN Offload para o Storage Profunda Integração com ASM | Data Guard Redo Apply Mais Rápido | Teste Completo de Falha
Standby Local para HA Failover
Replicação baseado em
redo com checagem de consistência
Patch, reconfiguração e expansão online
LAN WAN
Servidores, Discos, Flash, Rede,
Energia
Clusters ativos, Espelhamento de
disk/flash
Dentro do Exadata Dentro de um Site Standby Remoto para Disaster Recovery
Entre os Sites
DA
TAB
ASE IN
-MEM
OR
Y
DA
TAB
ASE IN
-MEM
OR
Y
DA
TAB
ASE IN
-MEM
OR
Y
Software Redundante
Hardware Redundante
Hardware Redundante Banco de Dados Redundante
Hardware Redundante Banco de Dados Redundante
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Exachk: Ferramenta Compreensiva de Health-Check
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• Utilitário para automatizar os health checks do Exadata
• PASS | FAIL | WARNING
• Valida compliance com as melhores práticas do MAA, versões de software, configuração de parâmetros, etc.
• Regularmente atualizado com novas recomendações e releases
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PLATINUM SERVICES
Suporte Compreensivo de uma Equipe Integrado
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• Equipe de suporte especializado em Engineered Systems
• Suporte 24/7 • Resposta on-site em 2-horas para
problemas com hardware • Atualizações e upgrades para banco de
dados, servidores, storage, e S.O. • Portal pró-ativo de suporte (MOS)
Completo. Pró-Ativo.
• Os engenheiros da Oracle aplicam patch remotamente e fazem monitoramento de falha 24x7
• Tempo mais rápido de resposta e restauração:
Integrado. Sem Custo Adicional.
5 Minutos Notificação de falha 15 Minutos Restauração ou Escala para Desenvolvimento
30 Minutos Debugging junto com Desenvolvimento
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Novas Features de Sofware no X5-2
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• ALTA-DISPONIBILIDADE – Detecção de Falha Instantânea – Controle de latência de I/O – In-Memory tolerante a falhas
• CONSOLIDAÇÃO – Snapshots de storage – Oracle VM
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• DESEMPENHO – Flash Cache Colunar – JSON/XML Smart Scan – Direct-to-wire OLTP protocol
• FLEXIBILIDADE DE LICENCIAMENTO – Trusted Partitions – Capacity-on-Demand
Novas Features de Software no X5-2
Sparse Snap
Base DB
Sparse Snap
CDB
VM VM
DATAB
ASE IN-M
EMO
RY
FINANCE VM
SALES VM
Database Vault Option
Spatial and Graph Option
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Novas Features de Alta-Disponibilidade no X5-2 • Detecção Instantânea de Falhas para os Servidores de Banco de Dados e
Storage – Se um servidor desaparecer dos switches Infiniband, declare como fora – Não há espera por longos timeouts do heartbeat
• Controle de Latência de I/O – Disco e flash podem mostrar longas latências ocasionais enquanto realiza
operações de recovery ou manutenção internas – O Exadata automaticamente redireciona leituras lentas para uma outra célula – As escritas são redirecionadas do disco ou flash lento para um outro dispositivo
mais saudável
• Elimina Falhas Falsas de Disco e Flash – Muitas falhas de drive aparentes são na verdade travamentos de software – O Exadata automaticamente suspende o ciclo de energia do drive para limpar o
travamento de software
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Novo In-Memory Tolerante a Falhas A Única Plataforma de Banco de Dados In-Memory com Tolerância a Falhas
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• Similar ao storage mirroring
• Duplica as colunas do Oracle Database In-Memory em outro servidor – Habilitado por tabela/partição – Transparente para Aplicação
• Downtime eliminado pela troca automática para a réplica após a falha de servidor
Duplicate Duplicate Duplicate
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Novo “Exafusion” Protocolo OLTP Direct-to-Wire
• InfiniBand tem grande throughput – Mas o overhead de chamar o S.O. em todas as mensagens
limita a taxa de transferência para as mensagens curtas
• Exafusion re-implementa o Cache Fusion do RAC • O Banco de Dados chama diretamente o hardware
Infiniband – Ignora o stack de software da rede, interrupções, scheduling
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O Primeiro Protocolo Infiniband para Banco de Dados
8K OLTP Block Transfers/sec
InfiniBand Exafusion
InfiniBand
10 GigE
3X Mais Rápido
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Novo Snapshots Rápidos para Banco de Dados para Dev/Test
• Rápido provisionamento de Banco de Dados com Snapshot – Crie um sparse diskgroup no storage do Exadata – Então crie um snapshot do banco de dados ou snapshot do PDB
que lê de uma cópia read-only do BD e escreve no sparse diskgroup.
• Integração com pluggable database permite a criação do snapshot com apenas um comando
• Todas as features do Exadata funcionam nos Snapshots (smart scans, smart flash cache, resource management …)
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Sparse Snap
Base DB
Sparse Snap
CDB
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• VMs tem bom isolamento mas tem pouca eficiência e muito gerenciamento – Separa S.O., memória, CPUs, e patching – Isolamento sem necessidade de confiar no DBA, System Admin
• Consolidação em BD em um servidor é altamente eficiente mas tem pouco isolamento – O isolamento do DB Resource manager não adiciona overhead; deve
confiar nos DBAs para configurar
• Melhor estratégia é combinar VMs com consolidação de banco de dados nativa
– Múltiplos DBs/PDBs em uma VM – Poucas VMs por servidor para limitar
overhead
Oracle VM + Oracle Database 12c Multitenant
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VM
Database 12c Multitenant
Muitos BDs em um servidor
Virtual Machines
Servidores BD dedicados
Mais Isolam
ento Mai
s Efic
iênc
ia
VM VM
VM VM
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Nova Forma Flexível de Licenciamento
• Oracle VM Trusted Partitions – Licencia o software Oracle apenas nos cores da
máquina virtual – Ideal para options de propósito-especial
• Capacity-on-Demand – Desligue até 60% dos cores nos servidores de banco de
dados durante a instalação – Habilite os cores em incrementos de 2 – Licencia somente o software para os cores ativos – “Pay as you Grow”
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DATAB
ASE IN-M
EMO
RY
FINANCE VM
SALES VM
Database Vault Option
Spatial and Graph Option
Servidor de Banco de Dados
Capacity-on-Demand Cores Ativos
$$ Licencia software Oracle somente nos cores ativos
OVM Trusted
Partitions
Oracle Exadata Database Machine Nova Solução para Bancos de Dados Oracle
São Paulo, 19 de Junho de 2015
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Cenário 2014 – Banco de Dados: Instabilidade no ambiente
Não atendimento de SLA´s
Tempos de resposta dos sistemas inadequados
Monitoramento nos ambientes ineficaz ou inexistente
Indisponibilidades frequentes em todos os ambientes
Alto esforço operacional de TI
Projeto Exadata Nova Solução Banco de Dados Oracle Exadata
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Desafios para 2015 – Banco de Dados(Exadata): Estabilização do ambiente
Melhorar níveis de SLA´s de TI
Melhorar tempos de resposta dos sistemas e janela processamento batch Criação de ambientes em alta disponibilidade/DR(Active Dataguard)
Monitoramento proativo altamente eficaz garantido pela Oracle
Ambiente dedicado para o negócio do Assai
Menor esforço operacional de TI por conta da produtividade do ambiente
Projeto Exadata Nova Solução Banco de Dados Oracle Exadata
Benefícios:
Escalabilidade do ambiente pode ser feita 100% Online Alta disponibilidade em 100% do ambiente Monitoração 24x7 preventiva e corretiva Ambiente compliance com requisitos e normas de segurança. Oracle garante aplicação de patches trimestralmente no ambiente Ambiente 100% dedicado ao negócio do Assaí.
CBDX89 RUB
Projeto Exadata Nova Solução Banco de Dados Oracle Exadata
0% 200% 400% 600% 800% 1000% 1200%
SISTEMA HORUS - IMPORTAÇÃO VENDAS DA C5
SISTEMA HORUS - CALCULO DA IDADE DE PRODUTOS
SISTEMA HORUS - ESTOQUE ONLINE
SISTEMA GERENCIAL - CARGA MICROSTRATEGY
SISTEMA GERENCIAL - RELATÓRIOS GERENCIAIS(MICROSTRATEGY)
SISTEMA GERENCIAL - CARGA SAU
BACKUP ORACLE
GANHOS DE PERFORMANCE(%) TEMPO ANTERIOR(MIN) TEMPO ATUAL(MIN)
960 120
5 0,6
200 20
240 120
120 12
300 60
60 10
CBDX89 RUB
Projeto Exadata Nova Solução Banco de Dados Oracle Exadata
Tempo de execução – JOB´s malha batch
3:50:00
5:35:00
0:27:00 0:08:10 0:00:00
1:12:00
2:24:00
3:36:00
4:48:00
6:00:00
JOB2014 JOB2900 JOB2901 BAIXA1 BAIXA2 BAIXA3 BAIXA4 BAIXA5 BAIXA6 BAIXA9 BAIXA10 JOB6021 JOB6022 JOB2810 JOB2811 JOB2812 JOB2813
EXADATA vs HP´S
TEMPO HP´S TEMPO EXA
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Resultado:
Projeto Exadata Nova Solução Banco de Dados Oracle Exadata
Load Balance
Tolerância a Falhas
Disaster Recovery
Replicação de Dados
Ambiente Dedicado
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Exadata vs. Hardware Genérico Gap de Benefícios está Crescendo, e vai Crescer cada vez Mais
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Bene
fício
s par
a Ap
licaç
ão
Melhorias de Hardware Comuns ao Exadata & Plataformas Genéricas • Processadores Mais Rápidos • Flash Mais rápido, Mais Barato • Disk Drives Maiores • Rede Interconnect Mais Rápida
Tempo
• Smart Scan • InfiniBand Scale-Out
• Database Aware PCI Flash • Storage Indexes • Columnar Compression
• IO Priorities • Data Mining Offload
• In-Memory Fault Tolerance • Direct-to-wire Protocol • Columnar Flash Cache • JSON and XML offload • I/O latency capping • Instant failure detection
2008 2015
• Network Resource Management • Multitenant Aware Resource Mgmt • Compressed Flash Cache • Prioritized File Recovery
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