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1 Oracle GRID Center Flash SSD + 最新ストレージと Oracle Database で実現するデータベース統合の新しい形 2011 年 2 月 23 日日本オラクル Grid Center エンジニア岩本知博

2 進化し続けるストレージ関連技術 高速ストレージネットワークの多様化 低価格化 10GbE FCoE 8Gb FC ディスクドライブの多様化および大容量 / 低価格化 FC SAS SATA SSD 2011 NetApp. All rights reserved. 2

3 各レイヤの最新技術による最新のインフラの実現 高速ストレージネットワークの多様化 低価格化 10GbE FCoE 8Gb FC 10G NFS + SSD + Oracle 11g による 次世代型統合 DB インフラ の可能性 ディスクドライブの多様化および大容量 / 低価格化 FC SAS SATA SSD Oracle Database の進化 Instance Caging Database Smart Flash Cache Direct NFS (dnfs) 2011 NetApp. All rights reserved. 3

4 7

5 8

6 Agenda DB 統合の際に発生しがちな問題 問題を解決する機能とその効果 Direct NFS とその効果 Database Smart Flash Cache とその効果 Direct NFS と Database Smart Flash Cache による DB 統合 まとめ 9

7 マルチコア化 Intel Xeon プロセッサの場合 *DATA: 5 年間で 17 倍の処理性能の向上 参考 10

8 マルチコアへの期待 統合化における期待 ではマルチコア化により 集約密度が向上するか 統合 11

9 システム性能のボトルネックの原因 9% 48% 43% CPU Storage I/O Complex *Oracle Direct パフォーマンス クリニック サービス 参考 12

10 システム性能のボトルネックの原因 性能 9% この性能の格差 CPU 48% がボトルネックを生む 43% CPU Storage I/O 主に容量の面で Complex HDD 目覚ましい成長 年度 *Oracle Direct パフォーマンス クリニック サービス 参考 13

11 DB 統合のためのストレージ要件 今まで以上に高いストレージ I/O 性能 (IOPS) が必要となる 10,000 IOPS 10,000 IOPS 10,000 IOPS 10,000 IOPS 統合 40,000 IOPS 14

12 TPS (Relative Value) DB 統合のためのストレージ要件検証結果 6 instance A instance B instance C instance D HDD bottleneck instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4 15

13 TPS (Relative Value) DB 統合のためのストレージ要件検証結果 6 instance A instance B instance C instance D つの実現方法をご紹介します 1. Direct NFS 2. Database Smart Flash Cache HDD bottleneck instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4 16

14 検証環境 H/W 構成 DB Server Cisco UCS B200 M1 x 2 blade Xeon core * HyperThreading: OFF Memory 96GB Switch Storage Cisco Nexus 5020 *10GbE NetApp FAS3270E HDD: FC 15krpm 300GB x 14 SSD: SATA 100GB x 24 17

15 検証環境 DB Client / DB Server / ストレージ構成 Cisco UCS B200 M1 x 2 Oracle Linux x86-64 DB instance A DB instance B buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB DB instance C DB instance D buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB NetApp FAS3270 VM A VM B application application VM C VM C application application hypervisor - Oracle VM 10Gb Ethernet Cisco Nexus 5020 DATA for A DATA for B DATA for C DATA for D DBSFC for A - D aggregate: HDD x 14 aggregate: SSD x 24 18

16 1 つの DB システムの性能向上を実現する Phase 1: 検証内容 オンライン ショッピング サイトのセッション数を増加させ どこまで性能 (TPS) が向上するか確認 セッション数を増加させる 以下の機能により I/O 性能のボトルネックを改善し TPS が向上することを確認 1. Direct NFS 2. Database Smart Flash Cache online shopping access instance #1 I/O bottleneck 19

17 NAS ストレージへアクセスするには 通常 データベースは OS から提供される NFS クライアント機能 (OS Kernel NFS) を使用して NAS ストレージへアクセス DB OS の NFS クライアント機能 (OS Kernel NFS) NFS サーバーの機能 DB Server NAS Storage 20

18 Direct NFS(dNFS) とは Oracle Database 11g R1 から NFS クライアント機能を実装 (dnfs) OS Kernel NFS を使用する必要がないため プラットフォームに依存しない Oracle Database の NFS クライアント機能 (dnfs) OS の NFS クライアント機能 (OS Kernel NFS) Oracle Database 自身が直接アクセス NFS サーバーの機能 DB Server NAS Storage 21

19 DB Smart Flash Cache on dnfs 検証環境 Cisco UCS B200 M1 x 2 Oracle Linux x86-64 DB instance A DB instance B buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB DB instance C DB instance D buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB Direct NFS NetApp FAS3270 VM A application VM C application VM B application VM C application hypervisor - Oracle VM 10Gb Ethernet Cisco Nexus 5020 DATA for A DATA for B DATA for C DATA for D DBSFC for A - D aggregate: HDD x 14 aggregate: SSD x 24 22

20 TPS (Relative Value) CPU (%) Direct NFS(dNFS) とは 検証結果 dnfs の効果 TPS - NFS TPS - dnfs CPU - NFS CPU - dnfs HDD bottleneck SESSIONS

21 更にシステムの性能 (TPS) を向上させるには 従来であれば メモリを追加し ストレージ I/O を発生させないのが理想であったが 1. セッション数の増加 2. データ量の増加 メモリの追加 容量あたりの単価が高い 物理サーバのスロット数の制限 統合環境における割当可能サイズの減少 メモリ上だけでは処理しきれず ストレージ I/O が多発 27

22 I/O 性能 (IOPS) を向上させるアプローチ 同等の IOPS HDD の場合 SSD の場合 28

23 I/O 性能 (IOPS) を向上させるアプローチ HDDと比較したSSDのコスト 性能 (IOPS): 低コスト 容量 : 高コスト H/W コスト = 約 10 倍 高速な SSD 上にデータを格納する DATA(2.4TB) DATA(2.4TB) HDD(300GB) x 8 SSD(100GB) x 24 上記容量に関する情報は RAW 表記によるものです 実際の収容可能容量とは異なります 29

24 HDD への I/O 量を削減するアプローチ Database Smart Flash Cache データへのアクセス頻度には偏りがある DATA(2.4TB) HDD(300GB) x 8 SSD(100GB) x 1 30

25 HDD への I/O 量を削減するアプローチ Database Smart Flash Cache データへのアクセス頻度には偏りがある high 100GB Middle low DATA(2.4TB) 600GB 1700GB HDD(300GB) x 8 SSD(100GB) x 1 31

26 HDD への I/O 量を削減するアプローチ Database Smart Flash Cache Buffer Cache Flash Cache DB Smart Flash Cache Oracle Database 11g Release 2 Enterprise Edition の標準機能 Oracle Linux / Solaris で使用可能 SSD をキャッシュとして活用 大容量のキャッシュ領域を安価に確保 アクセス頻度が高いデータを自動的に SSD 上にキャッシュ high 100GB Middle low DATA(2.4TB) 600GB 1700GB HDD(300GB) x 8 SSD(100GB) x 1 32

27 Database Smart Flash Cache 検証環境 Cisco UCS B200 M1 x 2 Oracle Linux x86-64 DB instance A DB instance B buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB DB instance C DB instance D buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB NFS mount NetApp FAS3270 VM A VM B application application VM C VM C application application hypervisor - Oracle VM DB Smart Flash Cache = 120GB DATA for A DATA for B DATA for C DATA for D DBSFC for A - D aggregate: HDD x 14 aggregate: SSD x 24 33

28 TPS (Relative Value) CPU (%) Database Smart Flash Cache 検証結果 DB Smart Flash Cache の効果 12 TPS - NFS CPU - NFS TPS - DBSFC on NFS CPU - DBSFC on NFS OS Kernel NFS bottleneck SESSIONS

29 DB Smart Flash Cache on dnfs 検証環境 Cisco UCS B200 M1 x 2 Oracle Linux x86-64 DB instance A DB instance B buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB DB instance C DB instance D buffer cache: 10GB buffer cache: 10GB Direct NFS NetApp FAS3270 VM A VM B application application VM C VM C application application hypervisor - Oracle VM DB Smart Flash Cache = 120GB DATA for A DATA for B DATA for C DATA for D DBSFC for A - D aggregate: HDD x 14 aggregate: SSD x 24 37

30 TPS (Relative Value) CPU (%) DB Smart Flash Cache on dnfs 検証結果 2 つの機能を組み合わせた効果 TPS - NFS TPS - DBSFC on NFS TPS - DBSFC on dnfs CPU - NFS CPU - DBSFC on NFS CPU - DBSFC on dnfs CPU bottleneck 40,000 IOPS SESSIONS

31 DB 統合の集約密度の向上 Phase 2: 検証内容 同時に稼働させる DB インスタンスの数を増加させる 以下の機能を組み合わせて使用することにより I/O 性能のボトルネックを改善し TPS が向上することを確認 Direct NFS Database Smart Flash Cache online shopping instance A instance C instance B instance D I/O bottleneck 39

32 DB 統合の集約密度の向上 Phase 2: 検証環境 Cisco UCS B200 M1 x 2 x 8 core DB instance A buffer cache: 10GB DB instance C buffer cache: 10GB Oracle Linux x86-64 DB instance B buffer cache: 10GB DB instance D Instance Casing: インスタンス毎に CPU x 2 ずつ割当 buffer cache: 10GB VM A application VM C application VM B application VM C application hypervisor - Oracle VM NetApp FAS3270 Direct NFS DB Smart Flash Cache: インスタンス毎に 120GB ずつ割当 DATA for A DATA for B DATA for C DATA for D DBSFC for A - D aggregate: HDD x 14 aggregate: SSD x 24 40

33 TPS (Relative Value) TPS (Relative Value) DB 統合の集約密度の向上 検証結果 DB Smart Flash Cache on dnfs の効果 DB Smart Flash Cache on dnfs: OFF DB Smart Flash Cache on dnfs: ON instance A instance B instance A instance B instance C instance D instance C instance D instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4 instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4 41

34 TPS (Relative Value) TPS (Relative Value) まとめ DB Smart Flash Cache on dnfs 最小限のコストで最大限の I/O 性能 (IOPS) が得られる機能であり 集約密度を向上させた DB 統合の実現を加速させます dnfs により H/W リソース ( マルチコア SSD) を最大限活用 DB Smart Flash Cache により SSD を効率的に活用 これらを実現できるのは Oracle Database だけ instance A instance B instance C instance D NONE - NFS DBSFC - dnfs 0 instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4 42

35 ネットアップ株式会社検証結果の公開 43

36 Oracle GRID Center テクニカル ホワイト ペーパー公開中 GRID Center 検索 44

37 45

38 46

以下の事項は 弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです また 情報提供を唯一の目的とするものであり いかなる契約にも組み込むことはできません 以下の事項は マテリアルやコード 機能を提供することをコミットメント ( 確約 ) するものではないため 購買決定を行う際の判断材料になさらな

以下の事項は 弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです また 情報提供を唯一の目的とするものであり いかなる契約にも組み込むことはできません 以下の事項は マテリアルやコード 機能を提供することをコミットメント ( 確約 ) するものではないため 購買決定を行う際の判断材料になさらな 今すぐできる NAS 環境の高速化! Oracle Database の I/O に最適化された NFS クライアントの使用方法と SSD を組み合わせた活用方法 日本オラクル株式会社製品事業統括技術本部基盤技術部エンジニア岩本知博 以下の事項は 弊社の一般的な製品の方向性に関する概要を説明するものです また 情報提供を唯一の目的とするものであり いかなる契約にも組み込むことはできません 以下の事項は

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