Enemmän tehoja Oracle-tietokantoihin

Oracle-tietokantojen IO-käyttäytyminen on tänä päivänä hyvin tunnettu. Tietokannan IO-ominaisuuksien ennakoitava luonne on perinteisesti mahdollistanut teknologiavalmistajille laajat keinot valmistaa I/O-kiihdytykseen perustuvia teknologioita, kuten tiedon ennakoiva nouto (prefetching), siirtojen yhdistäminen (coalescing) ja tiedon tieröinti sekä puskurointi.

Kaikkien edellä mainittujen kiihdytystapojen pohjana on etukäteen tunnistettava aktiivinen data-alue. Vaikka Oracle-kantojen työkuorma yleensä on juuri aktiivisella datalla, harvemmin se kuitenkaan on täysin staattinen. Työkuormaan vaikuttavia tekijöitä ovat mm. tiedon vanheneminen tai liiketoiminnan työkulkujen muutokset kuten esim. raportointiajankohdat.

Kunkin ajanhetken aktiivisen data-alueen selvittäminen ja perässä pysyminen saattaa olla monimutkaista ja aikaa vievää eri työkuormien vaihtelevuuden, työkuormien tyypin ja työkuormien määrän takia. Tallennusjärjestelmäasiantuntijoiden arki muodostuu monesti näistä johtuvien suorituskykyasioiden tutkimisesta ja selvittämisestä.

Yleistä XtremIO:sta

EMC XtremIO on flash-pohjainen klusteroitu scale-out-tallennusjärjestelmä, joka skaalautuu yhtäaikaisesti sekä kapasiteettinsa että suorituskykynsä puolesta kaikkiin tarpeisiin. Jokainen klusterin moduuli (X-Brick) on suunniteltu korkeaan käytettävyyteen. Järjestelmä sisältää kahdennetut aktiiviset ohjaimet ja XtremIO:ssa kaikki komponentit ovat vähintään kahdennettu, joten yksittäinen vikaantuva komponentti ei häiritse tuotantoa.

XtremIO:n scale-out-suunnittelussa hyödynnetään rakennuspalikkamallia, jolloin kapasiteettia ja suorituskykyä on helppo kasvattaa lineaarisesti vaatimusten mukaan lisäämällä uusi X-Brick järjestelmään. Kun järjestelmää laajennetaan, XtremIO automaattisesti tasapainottaa siihen liitettyjen palvelimien ja klusterin työkuormat säilyttäen suorituskykynsä.

XtremIO:n sisäinen käyttöjärjestelmä XIOS hallinnoi klusteria ja tarjoaa seuraavat toiminnallisuudet:

• Varmistaa, että kaikki Solid-state-levyt (SSD:t) klusterissa ovat tasaisesti kuormitettuja tarjoamaan korkeinta mahdollista suorituskykyä ja kestävyyttä erittäin vaativille työkuormille koko tallennusjärjestelmän elinkaaren ajan.
• Mahdollistaa tallennusjärjestelmän nopeamman ja ketterämmän hallinnan verrattuna perinteisiin tallennusjärjestelmiin: enää ei tarvitse asettaa RAID-tasoja, määritellä levyryhmiä, asettaa stripen kokoa, määritellä välimuistisääntöjä, rakentaa monimutkaisia LUN-rakenteita tai tehdä muita vastaavia manuaalisia toimenpiteitä.
• Määrittelee automaattisesti ja optimaalisesti levyalueet ja varmistaa, että I/O-suorituskyky olemassa olevilla levyalueilla ja tallennetulle tiedolle kasvaa automaattisesti klusteria laajennettaessa.
• Varmistaa, että kaikki tallennettu tieto jakautuu tasaisesti kun olemassa olevaa klusteria laajennetaan uusilla X-Brickeillä. Se poistaa tarpeen määritellä uudelleen levyalueet jos sovellusvaatimukset muuttuvat. Kaikki järjestelmän levyalueet saavat käyttöönsä aina suorituskykymielessä koko XtremIO-järjestelmän mahdollisuudet.

Lennossa tapahtuva datan deduplikointi

XtremIO:n flash-tallenusjärjestelmä deduplikoi tallennettavan tiedon lennossa algoritmilla, joka varmistaa että jokainen järjestelmään tallennettava neljän kilotavun (4KB) datalohko ei ole sama kuin jo järjestelmässä olemassa olevat. Lopputuloksena on, että jokainen tallennusjärjestelmään kohdistuva I/O on deduplikoitu reaaliaikaisesti ja ainoastaan täysin uudet neljän kilotavun datalohkot kirjoitetaan flash-pohjaiseen järjestelmään.

Deduplikoinnilla tehostetaan XtremIO-järjestelmän toimintaa, sillä SSD-levyjä ei kuormiteta koskaan kahden samanlaisen datalohkon kirjoituksella tai deduplikoimattoman tiedon käsittelyllä. Tällä keinolla varataan korkein mahdollinen suorituskyky järjestelmälle palvelemaan palvelimilta tulevia pyyntöjä.

Etuja Oracle-ympäristöihin

Kun Oracle-tietokannassa archivelog-tila on päällä ja online redo log -tiedosto on täynnä, archiver-prosessi kopioi redo-tiedon redo log -tiedostosta archive log -tiedostoon. Täyttynyt redo log -tiedosto ei ole käytettävissä uusille log writer -prosessilta tuleville kirjoituksille niin kauan, kuin archiving-prosessi on käynnissä. Archive log sisältää täsmälleen saman tiedon kuin online redo log, joten levyjärjestelmän ei tarvitse tehdä fyysisiä kirjoitusoperaatioita SSD-levyillä.

Kirjoitusoperaatioiden sijaan tehdään muutokset tallennusjärjestelmän muistissa sijaitseville pointereille ja kirjoitusoperaatio on valmis välittömästi. Kun log writer -prosessi kirjoittaa arkistoitavaan online redo log -tiedostoon uutta redo log -tietoa, muistissa sijaitsevat redo log -tiedoston pointterit muuttuvat osoittamaan uusiin allokoituihin fyysisiin datalohkoihin ja näin ollen osoittavat uuteen kirjoitettuun redo-tietoon. Muistissa sijaitsevat arkistoidun redo log -tiedoston pointterit ovat ennallaan, mikä tarkoittaa sitä että arkistoidun redo log -tiedoston käyttämät fyysiset datalohkot eivät poistu käytöstä niin kauan kuin ne sijaitsevat archive log -kohteessa.

XtremIO:ssa on myös deduplikointitietoinen puskurointi (caching), jossa välimuistissa (cache) säilytettävät datalohkot voidaan hyödyntää mihin tahansa loogiseen viittaukseen kyseiseen tietoon. Deduplikointitietoinen puskurointi yhdessä lennossa tapahtuvan deduplikoinnin kanssa mahdollistavat erittäin alhaisen latenssin ja alle millisekunnin vasteajat haastavillakin työkuormilla.

XtremIO on täysin thin-provisioitu järjestelmä, jolla mahdollistetaan kapasiteetin allokointi tarpeen mukaan, ilman jälkikäteen tapahtuvia reclaim-prosesseja tai tallennusjärjestelmän suorituskykyyn vaikuttaen.

XtremIO:ssa on monipuoliset data-palvelut. Snapshot-ominaisuudella aktiivisesta Oracle-kannasta saadaan välittömästi luotua snapshot-kopioita sovelluksen testi- ja kehitysympäristöihin sekä analytiikkaa varten. Tämä helpottaa ja nopeuttaa jokaisen Oracle-käyttäjän arkea. Samalla sovelluskehittäjät pääsevät testaamaan ja kehittämään sovellustaan oikealla tietokannalla. Analyytikasta kiinnostuneille XtremIO:n suorituskyky ja snapshotit tarjoavat mahdollisuuden ajaa raportointia useita kertoja päivässä ja aiempaa huomattavasti nopeammin tuotantoon vaikuttamatta.

XtremIO soveltuu täydellisesti kaikista vaativimpiin Oracle-tietokantojen työkuormiin.

Ville Aapro