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
進化し続けるストレージ関連技術
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
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
各レイヤの最新技術による最新のインフラの実現
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
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
Oracle Database
の進化
•
Instance Caging
•
Database Smart
Flash Cache
•
Direct NFS
(dNFS)
10G NFS + SSD + Oracle 11gによる
“次世代型統合DBインフラ”の可能性
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
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
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
システム性能のボトルネックの原因
*Oracle Direct パフォーマンス・クリニック・サービス
【参考】 http://www.oracle.com/lang/jp/direct/service/pc.html
9%
43%
48%
CPU
Storage I/O
Complex
システム性能のボトルネックの原因
*Oracle Direct パフォーマンス・クリニック・サービス
【参考】 http://www.oracle.com/lang/jp/direct/service/pc.html
9%
43%
48%
CPU
Storage I/O
Complex
性能
2010年度
2000
2005
主に容量の面で
目覚ましい成長
この性能の格差
がボトルネックを生む
CPU
HDD
DB統合のためのストレージ要件
10,000 IOPS
40,000 IOPS
10,000 IOPS
10,000 IOPS
10,000 IOPS
統合
今まで以上に高いストレージ
I/O性能（IOPS
）が必要となる
0
1
2
3
4
5
6
instance x 1
instance x 2
instance x 3
instance x 4
TPS
(R
elativ
e
V
alue)
instance A
instance B
instance C
instance D
DB統合のためのストレージ要件
検証結果
0
1
2
3
4
5
6
instance x 1
instance x 2
instance x 3
instance x 4
TPS
(R
elativ
e
V
alue)
instance A
instance B
instance C
instance D
DB統合のためのストレージ要件
検証結果
HDD bottleneck
2つの実現方法をご紹介します
1.
Direct NFS
検証環境
H/W構成
DB Server
Cisco UCS B200 M1 x 2 blade
Xeon 5570 - 8core
* HyperThreading: OFF
Memory 96GB
Switch
Cisco Nexus 5020
*10GbE
Storage
NetApp FAS3270E
HDD: FC 15krpm 300GB x 14
SSD: SATA 100GB x 24
検証環境
DB Client / DB Server / ストレージ構成
Oracle Linux x86-64
DB instance B
buffer cache: 10GB
DB instance A
buffer cache: 10GB
DB instance D
buffer cache: 10GB
DB instance C
buffer cache: 10GB
10Gb Ethernet
aggregate: SSD x 24
aggregate: HDD x 14
volume
DATA for A
volume
DATA for B
volume
DATA for D
volume
DATA for C
volume
DBSFC for A - D
VM B
VM A
VM C
VM C
application
application
application
application
hypervisor - Oracle VM
Cisco UCS B200 M1 x 2
1つのDBシステムの性能向上を実現する
Phase 1: 検証内容
instance #1
•
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
•
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
セッション数を増加させる
I/O bottleneck
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
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
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
NFSサーバーの機能
DB Server
NAS Storage
Oracle DatabaseのNFS
クライアント機能（dNFS）
Oracle Database自身が直接アクセス
OSのNFSクライアント機能
DB Smart Flash Cache on dNFS
検証環境
Oracle Linux x86-64
DB instance B
buffer cache: 10GB
DB instance A
buffer cache: 10GB
DB instance D
buffer cache: 10GB
DB instance C
buffer cache: 10GB
aggregate: SSD x 24
aggregate: HDD x 14
volume
DATA for A
volume
DATA for B
volume
DATA for D
volume
DATA for C
volume
DBSFC for A - D
VM B
VM A
VM C
VM C
application
application
application
application
hypervisor - Oracle VM
Cisco UCS B200 M1 x 2
NetApp FAS3270
Direct NFS
10Gb Ethernet
Cisco Nexus 5020
Direct NFS（dNFS）とは
【検証結果】 dNFSの効果
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
1
2
3
4
100
200
300
400
500
600
700
800
CPU
(%
)
TPS
(R
elativ
e
V
alue)
SESSIONS
TPS - NFS
TPS - dNFS
CPU - NFS
CPU - dNFS
HDD bottleneck
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・・・
•
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
1.
セッション数の増加
2.
データ量の増加
I/O性能（IOPS）を向上させるアプローチ
SSDの場合
HDDの場合
DATA（2.4TB）
I/O性能（IOPS）を向上させるアプローチ
DATA（2.4TB）
x 24
SSD（100GB）
HDDと比較したSSDのコスト
x 8
HDD（300GB）
高速なSSD上にデータを格納する
H/Wコスト = 約10倍
※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。
容量： 高コスト
性能（IOPS）： 低コスト
HDDへのI/O量を削減するアプローチ
Database Smart Flash Cache
DATA（2.4TB）
x 1
SSD（100GB）
x 8
HDD（300GB）
データへのアクセス
頻度には偏りがある
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）
x 1
SSD（100GB）
x 8
HDD（300GB）
high
100GB
Middle
600GB
low
1700GB
Flash
Cache
HDDへのI/O量を削減するアプローチ
Database Smart Flash Cache
x 1
SSD（100GB）
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
DATA（2.4TB）
x 8
HDD（300GB）
high
100GB
Middle
600GB
low
1700GB
Buffer
Cache
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
Database Smart Flash Cache
検証環境
Oracle Linux x86-64
DB instance B
buffer cache: 10GB
DB instance A
buffer cache: 10GB
DB instance D
buffer cache: 10GB
DB instance C
buffer cache: 10GB
aggregate: SSD x 24
aggregate: HDD x 14
volume
DATA for A
volume
DATA for B
volume
DATA for D
volume
DATA for C
volume
DBSFC for A - D
VM B
VM A
VM C
VM C
application
application
application
application
hypervisor - Oracle VM
Cisco UCS B200 M1 x 2
NetApp FAS3270
DB Smart Flash Cache = 120GB
0
20
40
60
80
100
0
3
6
9
12
100
200
300
400
500
600
CPU
(%
)
TPS
(R
elativ
e
V
alue)
SESSIONS
TPS - NFS
TPS - DBSFC on NFS
CPU - NFS
CPU - DBSFC on NFS
Database Smart Flash Cache
【検証結果】 DB Smart Flash Cacheの効果
DB Smart Flash Cache on dNFS
検証環境
Oracle Linux x86-64
DB instance B
buffer cache: 10GB
DB instance A
buffer cache: 10GB
DB instance D
buffer cache: 10GB
DB instance C
buffer cache: 10GB
aggregate: SSD x 24
aggregate: HDD x 14
volume
DATA for A
volume
DATA for B
volume
DATA for D
volume
DATA for C
volume
DBSFC for A - D
VM B
VM A
VM C
VM C
application
application
application
application
hypervisor - Oracle VM
Cisco UCS B200 M1 x 2
NetApp FAS3270
DB Smart Flash Cache = 120GB
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
5
10
15
20
100
200
300
400
500
600
CPU
(%
)
TPS
(R
elativ
e
V
alue)
SESSIONS
TPS - NFS
TPS - DBSFC on NFS
TPS - DBSFC on dNFS
CPU - NFS
CPU - DBSFC on NFS
CPU - DBSFC on dNFS
DB Smart Flash Cache on dNFS
【検証結果】 2つの機能を組み合わせた効果
CPU bottleneck
40,000 IOPS
DB統合の集約密度の向上
Phase 2: 検証内容
instance A
•
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
I/O bottleneck
online shopping
instance B
instance C
instance D
DB統合の集約密度の向上
Phase 2: 検証環境
Oracle Linux x86-64
DB instance B
buffer cache: 10GB
DB instance A
buffer cache: 10GB
DB instance D
buffer cache: 10GB
DB instance C
buffer cache: 10GB
aggregate: SSD x 24
aggregate: HDD x 14
volume
DATA for A
volume
DATA for B
volume
DATA for D
volume
DATA for C
volume
DBSFC for A - D
VM B
VM A
VM C
VM C
application
application
application
application
hypervisor - Oracle VM
Cisco UCS B200 M1 x 2
NetApp FAS3270
Instance Casing:
インスタンス毎にCPU x 2ずつ割当
DB Smart Flash Cache:
インスタンス毎に120GBずつ割当
x 8 core
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:
ON
DB Smart Flash Cache on dNFS: OFF
0
1
2
3
4
5
6
instance
x 1
instance
x 2
instance
x 3
instance
x 4
TPS
(Relat
iv
e
V
alue)
instance A
instance B
instance C
instance D
0
1
2
3
4
5
6
instance
x 1
instance
x 2
instance
x 3
instance
x 4
TPS
(Relat
iv
e
V
alue)
instance A
instance B
instance C
instance D
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
0 1 2 3 4 5 6instance x 1 instance x 2 instance x 3 instance x 4
TP S (R e la tiv e V a lue )
instance A instance B instance C instance D
0 2 4 6 8 10 12 14 NONE - NFS DBSFC - dNFS T P S ( Rela tiv e V alue)
