Datenbank-Cloudifizierung: Realisierung von softwaredefiniertem Speicher

Einführung

Softwaredefinierter Speicher ist der Entwicklungstrend der Branche, der sicherstellen kann, dass der Systemspeicherzugriff auf einer präziseren Ebene flexibler verwaltet wird. In diesem Artikel wird die Datenbank-Cloudisierungspraxis des softwaredefinierten Speichers beschrieben, die aus dem geteilt und zusammengestellt wurde Hörsaal letzten Donnerstag.

Was ist Software Defined Storage (SDS)?

Softwaredefinierter Speicher (SDS) ist eine Datenspeichermethode, bei der alle speicherbezogenen Steuerungsaufgaben in externer Software relativ zur physischen Speicherhardware platziert werden. Diese Software ist nicht als Firmware auf einem Speichergerät verfügbar, sondern auf einem Server oder als Teil des Betriebssystems (OS) oder Hypervisors.

Softwaredefinierter Speicher ist ein Branchenentwicklungstrend, der sicherstellen kann, dass der Systemspeicherzugriff auf einer präzisen Ebene flexibler verwaltet wird und Software vom Hardwarespeicher abstrahiert, was bedeutet, dass er zu einem gemeinsamen Pool werden kann, der nicht durch physische Systeme eingeschränkt wird. um Ressourcen effizienter zu nutzen. Speicher kann auch über Software und Management bereitgestellt und bereitgestellt werden, und seine Verwaltungsverfahren können durch automatisiertes, richtlinienbasiertes Management weiter vereinfacht werden.

Was sind die Merkmale von Software Defined Storage? Erweiterbar. Softwaredefinierte Speichersysteme können auf Clustergrößen von Hunderten oder sogar Tausenden von Einheiten erweitert werden, und mit zunehmender Clustergröße steigt die Gesamtleistung des Systems linear an

niedrige Kosten. Die automatische Fehlertoleranz und der automatische Lastausgleichsmechanismus des softwaredefinierten Speichersystems ermöglichen den Aufbau auf gewöhnlichen X86-Servern. Darüber hinaus erleichtert die lineare Erweiterungsfähigkeit das Hinzufügen und Reduzieren von Maschinen und ermöglicht die Realisierung eines automatischen Betriebs und einer automatischen Wartung.
Hochleistung. Ob für einen gesamten Cluster oder einen einzelnen Server, verteilte Speichersysteme bieten eine hohe Leistung.
Traditionelles IT-Architekturmodell:

Seit langer Zeit werden Datenbanken mit traditioneller Architektur auf Minicomputern und zentralisierten SAN-Speichern ausgeführt. Mit der rasanten Geschäftsentwicklung nehmen das Transaktionsvolumen und das Datenvolumen von Geschäftssystemen zu und die Anforderungen an die Verarbeitungs- und Speicherkapazitäten von Geschäftssystemen werden immer höher. Die traditionelle Architektur weist eine schlechte Skalierbarkeit, eine begrenzte Rechenleistung und einen gravierenden Mangel an E/A-Fähigkeiten auf. Um die entsprechenden Verarbeitungsfunktionen zu erreichen, ist es notwendig, die vorhandenen Minicomputer und Speicher durch Minicomputer mit höherer Konfiguration und High-End-Speicher zu ersetzen komplex. Gleichzeitig reicht die Leistung der Geräte mit zunehmendem Alter der Geräte zunehmend nicht mehr aus, um die Geschäftsanforderungen zu erfüllen, und eine Transformation und Aktualisierung der Geschäftssystemarchitektur ist zwingend erforderlich.

Einige Nachteile traditioneller Architektur: Datenmenge: M-Level –>G-Level –>T-Level –> Massive Daten sind in Sicht

Datenmenge * Anzahl der Benutzer –> Relevante Anzahl der Benutzer: Zehntausende –> Hunderttausende –>

Der Schmerz relationaler Datenbanken

Zentralisierte Speichersysteme sind zum Engpass beim E/A-Zugriff geworden:

1. Datenbankknoten mit herkömmlicher Architektur erfordern leistungsstarke Hosts und sind kostspielig. Da bei RAC-Datenbanken mit mehreren Knoten die Kommunikationsbandbreite zwischen Knoten normalerweise 1 Gbit/s beträgt und die höhere Bandbreite 10 Gbit/s beträgt, führt diese Größenordnung dazu, dass die gleichzeitigen Verarbeitungsfähigkeiten zwischen Knoten nicht vollständig genutzt werden. Gleichzeitig sind herkömmliche Festplatten-Arrays durch die Verarbeitungsleistung des Controllers und die Bandbreite des FC-Ports begrenzt, und der E/A-Durchsatz beträgt normalerweise nur einige hundert MB/s Der Konsum dauert zu lange.

2. Kleine Computer, die mit High-End-Speicher ausgestattet sind, sind teuer, relativ geschlossen und weisen eine schlechte Skalierbarkeit auf: Die Speicherskalierbarkeit der herkömmlichen Architektur ist schlecht, und wenn die Kapazität erhöht wird, verbessert sich die Leistung nicht entsprechend. Gleichzeitig sind die Expansionskosten hoch und der Expansionszyklus lang.

3. Komplexe Systeme bringen Komplexität in die Bereitstellung und den Betrieb, den Betrieb und die Wartung sowie die Verwaltung: Unter der traditionellen Architektur ist es notwendig, mehrdimensionale Betriebs- und Wartungskenntnisse und -fähigkeiten zu verstehen, wie zum Beispiel: Datenbank, U ix, Speicher usw ., an das Betriebs- und Wartungspersonal Die Anforderungen sind extrem hoch, der Einsatz und Betrieb, Betrieb und Wartung sowie Management äußerst komplex.

Entwicklungstrends der IT-Infrastruktur

Die Entwicklung der IT-Architektur – vom Kamin zur Cloud

Die zweischichtige Computer-Speicher-Architektur weist die folgenden Mängel auf:

Zentralisiertes Speichersystem

IO-Zugriffsgrenze, hohe Erweiterungskosten

Komplexe Bereitstellung sowie Betrieb und Wartung

Kann nicht schnell auf den Ressourcenbedarf des IT-Personals reagieren

Vorteile einer cloudbasierten Hochleistungs- und Hochverfügbarkeitsarchitektur:

Hohe Leistung

Elastische, flexible und mehrdimensionale dynamische Expansion

Vereinheitlichen Sie das Betriebs- und Wartungsmanagement, um die Wiederherstellung und den Schutz von Daten im Katastrophenfall zu verbessern
Dies wird zu Verbesserungen der IT-Infrastrukturleistung und der CPU-Leistung der x86-Plattform führen. In den letzten 10 Jahren ist die CPU-Verarbeitungsgeschwindigkeit um das 8- bis 10-fache gestiegen; die DRAM-Verarbeitungsgeschwindigkeit ist um das 7- bis 9-fache gestiegen.

Speicher- und Netzwerkentwicklung

Angesichts der Entwicklung der IT-Infrastruktur und der IT-Infrastruktur hat sich zData als zeitgemäß erwiesen, eine verteilte Speicherlösung auf Basis von x86-Servern, die Flash-Speicherkarten und Infiniband-Switches verwendet und Oracle RAC eine hohe Verarbeitungsleistung und einen hohen E/A-Durchsatz ermöglichen kann erfordern.

zData-Software-Defined-Storage basiert auf x86-PC-Servern, während die Systemleistung erheblich verbessert wird und die Systemskalierbarkeit und die agilen Reaktionsfähigkeiten erhalten bleiben, die Kosten werden im Vergleich zur herkömmlichen Architektur erheblich gesenkt. Die verteilte Speichersoftware zData Light Storage kann Tausende von Knoten unterstützen und die Speicherpoolkapazität kann 32 PB erreichen. Unterstützt Speicherressourcenpools, die aus verschiedenen Speichermedien bestehen. In der Grundkonfiguration (3 Speicherknoten) werden Millionen IOPS erreicht und der Durchsatz übersteigt 20 GB/s.

Implementierungsmethode:

1. Benutzer können Hardware selbst kaufen oder gebrauchte Hardware recyceln.

2. Yunhe Enmo bietet zData-Software und -Dienste, einschließlich Leistungs- und Kapazitätsplanung, zData-Best Practices, Datenbankmigration und -optimierung sowie allgemeine Wartung.

Angebotswert:

1. Offene Standard-x86-Architektur, die Lösung ist flexibel und praktisch.

2. Der Einsatz von High-End-Minicomputern und High-End-Speichern ist nicht erforderlich und der Aufbau und die Erweiterung sind äußerst kostengünstig.

Produktstruktur:

zData Light Storage Speicherverwaltungssoftware

zData Light Storage ist eine von Yunhe Enmo unabhängig entwickelte Software für die verteilte Speicherung. Dabei handelt es sich um eine Reihe flexibler softwaredefinierter Speichersoftware, die den internen, direkt verbundenen Speicher auf Basis von PC-Servern vollständig nutzt, um einen virtuellen und skalierbaren Speicher zu erstellen Die Leistung ist deutlich besser als bei einem externen herkömmlichen Fibre-Channel-SAN, während Kosten und Komplexität exponentiell reduziert werden. In zData können leistungsstarke x86-Server über die Speicherverwaltungssoftware zData Light Storage als Speicherknoten verwendet werden, sodass die internen Festplattenressourcen mehrerer Speicherknoten integriert werden können, um einen virtuellen SAN-Speicherressourcenpool zu bilden. (Rechnerknoten) Sie können das virtuelle SAN verwenden, indem Sie den zData Light Storage-Client darauf installieren. zData Light Storage unterstützt das RDMA-Protokoll im Rahmen des Infiniband-Netzwerks, wodurch die CPU-Auslastung und die E/A-Zugriffslatenz erheblich reduziert werden können. ZData Light Storage unterstützt gängige Speichermedien, einschließlich PCIe, NVMe, SAS, SATA und andere Schnittstellen . SSD-Festplatten und -Karten sowie herkömmliche mechanische Festplatten mit SAS- und SATA-Schnittstellen.

Infiniband-Netzwerk

zData basiert auf einem 40- bis 100-Gb-Infiniband-Hochgeschwindigkeitsnetzwerk und verwendet eine vollständig redundante Netzwerkarchitektur. Einerseits kann es ausreichend Bandbreite für die Datenübertragung der Speicherverwaltungssoftware zData LightStorage bereitstellen, wodurch die Leistung deutlich besser ist als bei externen Beim herkömmlichen FC-SAN sind die Kosten und die Komplexität hoch, andererseits ist eine hohe Lese- und Schreibleistung für den Oracle RAC-Cluster gewährleistet.

zData intelligentes Verwaltungstool zMan

Basierend auf Yunhe Enmos Fachwissen und seinem starken Team im Bereich Oracle-Datenbanken haben wir ein humanisiertes Verwaltungs-, Betriebs- und Wartungstool entwickelt, zMan (zData Manager), das intelligente und praktische Ein-Klick-Installations-, Bereitstellungs- und Verwaltungsfunktionen bietet zData reduziert die Verwaltungs-, Betriebs- und Wartungskosten erheblich und bietet Benutzern eine einfachere, bequemere und benutzerfreundlichere Bedienerfahrung in Bezug auf Verwaltungsfunktionen.

Der softwaredefinierte Speicher von Yunhe Enmo zData verfügt über die folgenden Funktionen: Hohe Leistung

Speicherknoten und Rechenknoten sind über das Hochgeschwindigkeits-40-100-Gb-Infiniband-Netzwerk miteinander verbunden, und jede verbundene Verbindung kann Speicherdaten übertragen. Durch die Speicherverwaltungssoftware zDataLight Storage kann ein einzelner Speicherknoten bei Verwendung von Flash-Speicherkarten einen E/A-Durchsatz von mehr als 12 GB/s bereitstellen, IOPS (Festplatten-E/A-Anfragen pro Sekunde) können mehr als 400.000 erreichen und die Latenz beim Festplattenzugriff beträgt 0,6 ms . Der IO-Durchsatz auf einem einzelnen Rechenknoten erreicht mehr als 12 GB/s, IOPS (Festplatten-IO-Anfragen pro Sekunde) können mehr als 1 Million erreichen und die Festplattenzugriffsverzögerung liegt innerhalb von 0,6 ms. Die drei wichtigsten Speicherfunktionen sind mehr als zehnmal höher als bei herkömmlichen Arrays.

Mehrdimensionale dynamische Erweiterung

In der softwaredefinierten Speicherarchitektur von zData können Rechenknoten und Speicherknoten je nach Geschäfts- und Anwendungsanforderungen dynamisch erweitert werden, und Kapazität und Leistung steigen linear. Ebenso können Rechen- und Speicherknoten entsprechend den Geschäfts- und Anwendungsanforderungen dynamisch reduziert werden, um eine maximale Verfügbarkeit von Ressourcen sicherzustellen

Ressourcenbündelung und Cloudifizierung In der softwaredefinierten Speicherarchitektur von zData werden Rechenressourcen und Speicherressourcen gebündelt, einheitlich verwaltet und bei Bedarf zugewiesen und erweitert.

Sicherheit und Zuverlässigkeit von Architektur und Software

Beim softwaredefinierten Speicher von zData sind Server, Infiniband-Switches, Infiniband-HCA-Karten und PCIe-Flash-Speicherkarten alle redundant. Der Ausfall eines Geräts oder Knotens hat keinen Einfluss auf die Verfügbarkeit von Online-Diensten und es gibt keinen einzigen Fehlerpunkt. Gleichzeitig verwaltet und wartet die Speicherverwaltungssoftware von zData automatisch Speicherressourcen. Wenn ein Knoten im verteilten Speichernetzwerk beschädigt wird oder Speicherknoten verschoben oder hinzugefügt werden, rekonstruiert die Speicherverwaltungssoftware von zData intakte Speicherblöcke auf vorhandenen oder intakten Knoten.“, sodass jeder Speicherblock weiterhin über einen Spiegel verfügt, wodurch die Datensicherheit 2 TB pro Stunde erreichen kann und ohne manuelle Eingriffe und ohne Beeinträchtigung des Online-Geschäfts automatisch ausgeführt werden kann.

Einheitliches Betriebs- und Wartungsmanagement zur Verbesserung der Ressourcennutzung

Die gesamten zData-Ressourcen werden einheitlich über die zdata-Managementplattform verwaltet und der automatisierte Betrieb und die Wartung reduzieren die Qualifikationsanforderungen für IT-Manager erheblich.
Das einzigartige intelligente Caching-Tool zCache des softwaredefinierten Speichers von Yunhe Enmo zData bietet die folgenden Funktionen:

• Unterstützt den Writeback- und Passthrough-Modus

• Unterstützen Sie das Online-Starten und Schließen des Caches

• Unterstützt die automatische/manuelle Aktualisierung fehlerhafter Daten

• Unterstützt die dynamische Steuerung der Aktualisierungsfrequenz und Geschwindigkeit schmutziger Blöcke

Anwendungsszenarien und Vorteile von zdata Software-Defined Storage:

1. Data Warehouse- und Reporting-System (OLAP): Die Datenbank dieses Systemtyps stellt sehr hohe Anforderungen an die E/A-Leistung und die Speicherkapazitätserweiterung, stellt jedoch keine hohen Anforderungen an Verfügbarkeit und Notfallwiederherstellung. Dieser Systemtyp ist neben dem Kernsystem in Unternehmensanwendungen ein zweitrangiges System. Wenn Sie den hochwertigsten zentralisierten Speicher mit großer Kapazität kaufen, sind die Kosten sehr hoch. Diese Art von System ist der beste Anwendungsfall für softwaredefinierte Speicherlösungen von zData.

2. Online-Transaktionsverarbeitungssysteme (OLTP): Diese Art von System stellt hohe Anforderungen an Echtzeitleistung und Parallelität, häufige Datenoperationen und entsprechend hohe Anforderungen an CPU und E/A. Da die softwaredefinierten Speicherlösungen von zData ausreichend Rechenleistung bereitstellen und die IO-Latenz deutlich reduzieren können, ist dieser Systemtyp auch das beste Einsatzszenario für softwaredefinierte Speicherlösungen von zData.

3. Datenbank-Cloudifizierung und -Integration: Einige große Unternehmen verfügen über eine große Anzahl von Datenbanken und müssen viele unwichtige Datenbanken integrieren, um die Komplexität und Kosten von Betrieb und Wartung zu reduzieren. Verwenden Sie die softwaredefinierte verteilte Speicherlösung zData, um eine Datenbank-Cloudisierungs- und Integrationsplattform zu erstellen, um die Leistung des Systems nach der Integration zu verbessern und die Flexibilität des Systems zu erhöhen (erleichtern Sie die Erweiterung), und verwenden Sie das softwaredefinierte Speicherverwaltungstool zMan, um dies zu vereinfachen damit Benutzer das integrierte System warten können. zData unterstützt die Cloudifizierung und Verwaltung von OpenStack- und VMware-Plattformen.

4. Datenbanksicherung und Notfallwiederherstellung unter der

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