Exadata Veritabanı Makinesi X2

Exadata Veritabanı Makinesi X2

Bu yazımda Oracle'ın son yıllarda geliştirdiği belkide en iyi yazılım+donanım ürünü olan Exadata veritabanı makinesinden bahsedeceğim.

Exadata veritabanı makinesi hem OLTP (online transaction processing) hem de veriambarı platformlarında çalışan, bünyesinde bir Oracle veritabanı yazılımı içeren, dış dünya için ethernet (10GigE) bağlantısına sahip, kabinet içinde bulunan saklama alanı ve HA ortam konuşmaları için infiniband network'üne sahip bir makinedir. Ölçeklenebilir, oldukça performanslı ve farklı saklama alan kapasite seçeneklerine sahiptir.

 

Yukarıdaki resimde gördüğünüz Exadata veritabanı makinesi "Full Rack" bir veritabanı makinesidir. Exadata versiyonları ile ilgili konuya daha sonra geleceğim.

Veritabanı

* 8 adet 2 CPU x64 veritabanı sunucusu

veya

* 2 adet 8 CPU x64 veritabanı sunucusu

Infiniband Ağ

* Yedekli 40 Gb/s anahtarlar

* Bütünleşik sunucu ağı

Akıllı Depolama

* 14 adet yüksek performanslı depolama sunucusu

* 100 TB "High Performance" Disk

veya

* 504 TB "High Capacity" Disk seçenekleri

5.3 TB PCI Flash

* Depolama sunucuları arasında veri aylanama

Exadata veritabanı makinesi kullanıma hazır olarak teslim edilir ve donanım testleri yapılmıştır. İçerisinde Oracle veritabanı bulunmaktadır. Herhangi bir özel uzmanlık gerektirmeden kolaylıkla yönetilebilmektedir. 

Exadata Depolama Sunucusu

Kabinet içerisinde yüksek performanslı Sun X4720 M2 depolama sunucusu bulunmaktadır.

Depolama sunucusunda 12 adet disk bulunmaktadır. Burada 2 adet seçenek sunulmaktadır;

* 600 GB 15000 rpm SAS (High Performance Disk)

* 3 TB 7200 rpm SAS (High Capacity Disk)

Kullanım amaçlarına göre makine, bu iki seçenekle yapılandırılabilmektedir. 2 adet 6 Core Intel Xeon işlemci (L5640) içermektedir.

Dual-port Infiniband 40 Gb/s ağ içermektedir.

4 adet 96 GB Flash Card içermektedir.

Bütün bu alanın yönetimi için ek olarak depolama sunucusu yazılımı yüklenmektedir. 

Exadata X2-8 Full Rack

* OLTP, Veriambarı, Konsolidasyon

* 2 adet x64 8 CPU veritabanı sunucusu (Sun Fire 4800 M2)

* Her sunucuda 80 core, toplamda 160 core

* Her sunucuda 2 TB RAM, toplamda 4 TB RAM

* 10GigE ethernet bağlantı imkanı (dış dünya ile)

* Her sunucusuda 8 adet 10GbE port, toplamda 16 adet 10GbE port

* 14 adet Exadata Depolama Sunucusu X2-2

* High Performance 600 GB SAS disk

veya

* High Capacity 3 TB SAS disk seçeneği

* 3 adet Sun Datacenter infiniband Switch

* 36 port QDR (Quad Data Rate) 40 Gb/s anahtar

* 1 adet cisco ethernet anahtarı (yönetim için)

* Yedekli güç dağıtım üniteleri

Exadata X2-2 Full Rack

* OLTP, Veriambarı, Konsolidasyon

* 8 adet x64 2 CPU veritabanı sunucusu (Sun Fire X4170 M2)

* Her sunucuda 12 core, toplamda 96 core

* Her sunucuda 96 GB RAM, toplamda 768 GB RAM

* 10GigE ethernet bağlantı imkanı (dış dünya ile)

* Her sunucusuda 8 adet 10GbE port, toplamda 16 adet 10GbE port

* 14 adet Exadata Depolama Sunucusu X2-2

* High Performance 600 GB SAS disk

veya

* High Capacity 3 TB SAS disk seçeneği

* 3 adet Sun Datacenter infiniband Switch

* 36 port QDR (Quad Data Rate) 40 Gb/s anahtar

* 1 adet cisco ethernet anahtarı (yönetim için)

* Yedekli güç dağıtım üniteleri

* Keyboard, Video, Mouse (KVM) donanımı

Exadata veritabanı makinesi zamanla büyütülebilmektedir. Çeyrek kabinet (Quater Rack) bir makine yarıma, yarım bir makine de tam kabinet bir makineye yükseltilebilmektedir.

Çeyrek Kabinet Exadata

 

Yarım Kabinet Exadata

 

Tam Kabinet Exadata                                                     

Exadata veritabanı makineleri birbirine bağlanarak daha da büyük bir çözüm üretilebilmektedir. Ek kablolama ile yapılan bu çözüm aşağıdaki gibi olabilir. Bu yapılandırmada Exadata veritabanı makineleri birbirine infiniband network switch'lerle bağlanmaktadır.

Veritabanı sunucusu için güncel durumda 2 adet seçenek bulunmaktadır. Bunlar Oracle Linux ya da Solaris 11'dir. Yalnız exadata depolama sunucuları için yalnız Oracle Linux kurulabilmektedir.

Exadata Veri Kapasitesi (Sıkıştırılmamış Veri)

Exadata veritabanı makinesi, depolama sunucuları için Automatic Storage Management (ASM) yazılımını kullanmaktadır. ASM yazılımı ile işletim seviyesinde "mirror" özelliğine gerek kalmadan, veritabanındaki verilerin iki kat veya üç kat mirror yapılması sağlanmaktadır. Örneğin üç kat mirror (high redundancy) yapılandırması tercih edilirse tam kabinet için toplam sıkıştırılmamış veri alanı 30 TB veya 150 TB olarak görülmektedir.

Exadata I/O Performansı

Exadata veritabanı makinesinin en büyük özellikleri arasında son derece hızlı ve performanslı olması gelmektedir. Disk veri genişliğine baktığımızda High Performance Disk için 25 GB/s gözükmektedir. Bu, son derece hızlı bir sonuçtur.

Exadata Yenilikleri

Exadata Smart Flash Cache

Exadata Smart Flash Cache özelliği, depolama sunucusunda yer alan depolama sunucusu yazılımı tarafından kontrol edilmektedir. Smart Flash Cache, veritabanındaki verileri "cache"ler ve bunu belirli bir algoritma ile ayarlar. Buradaki amaç çok hızlı flash bellek operasyonları gerçekleştirmektir. Yalnız buradaki önemli nokta, veritabanındaki cache ile bu kartın cache özelliğinin aynı olmadığıdır. Hangi verinin ne zaman bu kartlarda yani cache'de olması gerektiğine yine depolama sunucusu yazılımı karar vermektedir. Bu bir "solid state flash storage"dır. 

Flash cache'e objelerin yüklenmesi ve orada saklanması kullanıcı tarafından da ayarlanabilmektedir;

ALTER TABLE emp STORAGE (CELL_FLASH_CACHE KEEP);

Exadata Hybrid Columnar Compression

HCC özelliği ile birlikte Exadata, en yüksek seviyede veri sıkıştırılması özelliği sunmaktadır. I/O değerlerinin düşürülmesi ve maliyetlerin azaltılması noktasında son derece önemli bir çözümdür. 10 kat - 15 kat arası disk sıkıştırması sağlayabilmektedir. Gerçekte ise bu değerin 204 kata kadar çıktığı da görülmüştür. HCC özelliği ile uzun süre yeni disk maliyetlerine girmeye de gerek kalmamaktadır. 

Genel olarak bir veritabanı bloğunda veriler, satır formatında saklanmaktadır. Satır seviyesinde sıkıştırmanın önü belli teknik noktalarda kesildiği için buna alternatif bir yöntemde kolon (columnar) bazlı sıkıştırmadır. HCC bu noktada, blok içerisinde yer alan verinin organize edilmesinde çözüm sunmaktadır. İsminden de anlaşılacağı üzere, HCC, satır ve kolonların sıkıştırılması teknolojisine dayanan bir yapı sunmaktadır. 

HCC'nin performansını ve başarısını arttırmak için veri, veritabanına veriambarı yükleme teknikleri ile yüklenmelidir. Bunlar;

* Insert işlemlerinin APPEND hint'i ile yapılması

* Paralel DML

* Direct Path SQL Loader

* Create table as select (CTAS) ifadesi

HCC ile sıkıştırılmış bir veri kimi zaman smart scan ile daha da hızlı sonuç ekranına yansıtılabilmektedir. Veriambarı sıkıştırma tekniğinde iki tip aşama vardır. HIGH ve LOW. Daha çok disk alanı saklamasına ihtiyacını varsa HIGH, daha az ise LOW seçenekleri ile HCC sıkıştırması kullanılabilir. Arşiv niteliğindeki veri "compress for archive" komutu ile sıkıştırılır, güncel sorgulanan ve kullanılan veri ise "compress for query" komutu ile sıkıştırılabilir. Arka plandaki sıkıştırma algoritması ve boyutları yine HCC özelliği ile kontrol edilmektedir.

Exadata Storage Index

Exadata storage index bir çeşit index'tir ve yine depolama sunucusu yazılımı ile kontrol edilmektedir. Bu index'ler yazılım tarafından, belirlenen alanlar üzerinde otomatik olarak yaratılır ve bakımı sağlanır. Bu index'lerin en temel amacı gereğinden fazla I/O'nun azaltılmasıdır. Exadata storage index, ilgili depolama alanındaki tablonun kolonları üzerindeki azami ve asgari verinin değerlerini saklamaktadır. Veritabanı üzerinde bir WHERE koşulu sorgusu gönderildiği zaman depolama sunucusu yazılımı bu değerleri kontrol ederek storage index kullanılıp kullanılmayacağına karar verir. Bu arada önemli bir not, exadata full storage scan yapıyor olsa bile mimarisi ve yapısı gereği oldukça hızlı sonuçlar döndürebilmektedir.

Database File System (DBFS)

DBFS, Exadata üzerinde oluşturulan, ölçeklenebilir ve paylaşılabilir bir alandır. Bir çeşit linux dosya sistemidir (file system). Amaç DBFS içerisindeki ETL dosyalarının örneğin bir external table aracılığı ile veritabanına oldukça hızlı bir şekilde yüklenmesidir. 

Exadata Yönetimi

Exadata'nın verimli bir şekilde yönetilmesi için Enterprise Manager (Grid - Cloud Control), Auto Service Request (ASR), CLI arayüzü ILOM özellikleri kullanılmaktadır. Bütün bu yazılımlar farklı seviyelerde kullanım avantajları sağlmakta, exadata'nın kullanım ve yönetimini kolaylaştırmaktadır.

Exadata Storage Expansion Rack

Exadata Storage Expansion Rack bir çeşit Exadata veya SPARC SuperCluster genişleme donanımıdır. Infiniband bağlantısıyla birbirine bağlanan Exadata ve Exadata Expansion Rack sayesinde daha fazla alan sunulabilmektedir. Exadata'da olduğu gibi Tam, yarım ve çeyrek seçenekleriyle birlikte high capacity veya high performance disk seçenekleri de sunulmaktadır. Tam kabinette 18, yarım kabinette 9 ve çeyrek kabinette 4 adet depolama sunucusu sunulmaktadır. Arşiv ve geçmiş verilerinizi saklayabileceğiniz gibi aynı zamanda yedekleme operasyonu için kullanılabilmektedir. Storage expansion rack tam kabinet için high performance disklerle 128 TB daha alan sunarken yine tam kabinet ve high capacity disklerle 648 TB daha fazla alan sunmaktadır.