データベースのクラウド化：ソフトウェア デファインド ストレージの実現

＃＃＃導入＃＃＃ ソフトウェア デファインド ストレージは業界の開発トレンドであり、システムのストレージ アクセスをより柔軟に正確なレベルで管理できるようになります。この記事では、ソフトウェア デファインド ストレージのデータベース クラウド化の実践について共有します。先週の木曜日に講堂から共有され編集されたものです。 ソフトウェア デファインド ストレージ (SDS) とは

ソフトウェア デファインド ストレージ (SDS) は、ストレージ関連のすべての制御作業が物理ストレージ ハードウェアに対して外部ソフトウェアに配置されるデータ ストレージ方法です。このソフトウェアはストレージ デバイス上のファームウェアとしては利用できませんが、サーバー上で、またはオペレーティング システム (OS) またはハイパーバイザーの一部として利用できます。

ソフトウェア デファインド ストレージは業界の発展トレンドであり、システム ストレージへのアクセスを正確なレベルでより柔軟に管理し、ハードウェア ストレージからソフトウェアを抽象化することができます。つまり、物理システムに制限されないシステムになる可能性があります。リソースをより効率的に使用するための共有プール。ストレージはソフトウェアと管理を通じて導入およびプロビジョニングすることもでき、その管理手順は自動化されたポリシーベースの管理によってさらに簡素化できます。

ソフトウェア デファインド ストレージの特徴は何ですか

スケーラブル。ソフトウェア デファインド ストレージ システムは、数百、さらには数千ユニットのクラスタ サイズまで拡張できます。さらに、クラスタ サイズが増加するにつれて、システム全体のパフォーマンスも直線的に向上します
低コスト。ソフトウェア デファインド ストレージ システムの自動フォールト トレランスおよび自動ロード バランシング メカニズムにより、通常の X86 サーバー上にシステムを構築できます。また、線形拡張機能により機械の追加・削減にも大変便利で、自動運転・メンテナンスも実現できます。
ハイパフォーマンス。クラスター全体でも単一サーバーでも、分散ストレージ システムは高いパフォーマンスを提供します。
従来の IT アーキテクチャ モデル:

歴史的に、従来のアーキテクチャのデータベースはミニコンピューターと集中型 SAN ストレージ上で実行されてきました。ビジネスの急速な発展に伴い、業務システムのトランザクション量やデータ量は増大し、業務システムの処理能力やストレージ能力に対する要求もますます高まっています。従来のアーキテクチャは、スケーラビリティが低く、計算能力が限られており、IO 機能が大幅に不足しているため、対応する処理能力を実現するには、既存のミニコンピュータとストレージをより高構成のミニコンピュータとハイエンド ストレージに置き換える必要があります。複雑で高価です。同時に、機器の老朽化に伴い、機器のパフォーマンスがビジネス ニーズをサポートするにはますます不十分になり、ビジネス システム アーキテクチャの変革とアップグレードが不可欠になっています。

従来のアーキテクチャのいくつかの欠点:

データ量: M レベル –> G レベル –> T レベル –> 膨大な量が目の前にあります

データ量*ユーザー数->関係ユーザー数: 数万->数十万->数百万->インターネットは完全にオープンです

リレーショナル データベースの苦痛

集中型ストレージ システムが I/O アクセスのボトルネックになっています:

1. 従来のアーキテクチャのデータベース ノードには高性能のホストが必要であり、コストがかかります。マルチノード RAC データベースの場合、ノード間の通信帯域幅は通常 1Gb 秒、高いものでも 10Gb 秒であるため、このオーダーの帯域幅ではノード間の同時処理能力が十分に活用されません。同時に、従来のディスク アレイはコントローラーの処理能力と FC ポートの帯域幅によって制限され、IO スループットは通常数百 MB/秒にすぎません。データベースが大量のディスクの読み取りと書き込みを必要とする場合、IO消費に時間がかかりすぎます。

2. ハイエンドのストレージを搭載した小型コンピュータは高価で、比較的閉鎖的で、スケーラビリティが乏しい: 従来のアーキテクチャはストレージのスケーラビリティが低く、容量が増加してもそれに応じてパフォーマンスが向上しません。同時に、拡張コストが高く、拡張サイクルが長くなります。

3. 複雑なシステムは、展開と運用、運用と保守、および管理に複雑さをもたらします: 従来のアーキテクチャでは、データベース、U ix、ストレージなどの多次元の運用と保守の知識とスキルを理解する必要があります。 、運用用 保守要員の要件は非常に高く、導入と運用、運用と保守管理は非常に複雑です。

ITインフラ開発の動向

IT アーキテクチャの進化 - 煙突からクラウドへ

2 層のコンピューティングとストレージのアーキテクチャには次の欠陥があります:

集中型ストレージ システム

IO アクセス境界、高い拡張コスト

複雑な導入と運用および保守

IT スタッフのリソースのニーズに迅速に対応できない

クラウドベースの高パフォーマンスおよび高可用性アーキテクチャの利点:

＃＃＃ハイパフォーマンス＃＃＃ 弾力性、柔軟性、多次元の動的拡張

運用と保守管理を統合し、データの災害復旧と保護を強化します
ITインフラのパフォーマンスやx86プラットフォームのCPUパフォーマンスの向上をもたらす。過去 10 年間で、CPU の処理速度は 8 ～ 10 倍、DRAM の処理速度は 7 ～ 9 倍に向上しました。

ストレージとネットワーク開発

IT インフラストラクチャの発展と IT インフラストラクチャの発展を考慮すると、x86 サーバーに基づく分散ストレージ ソリューションである zData は、フラッシュ メモリ カードと Infiniband スイッチを使用して、Oracle RAC が高い処理能力と IO スループットを実現できるようにします。生まれる。

zData ソフトウェア デファインド ストレージは、x86 PC サーバーをベースとしており、システム パフォーマンスを大幅に向上させ、システムの拡張性と機敏な応答機能を維持しながら、従来のアーキテクチャと比較してコストを大幅に削減します。 zData Light Storage 分散ストレージ ソフトウェアは数千のノードをサポートでき、ストレージ プール容量は 32PB に達します。さまざまなストレージ メディアで構成されるストレージ リソース プールをサポートします。基本構成 (ストレージ ノード 3 台) では、数百万 IOPS に達し、スループットは 20GB/秒を超えます。

実装方法:

1. ユーザーはハードウェアを自分で購入することも、使用済みのハードウェアをリサイクルすることもできます。

2. Yunhe Enmo は、パフォーマンスと容量の計画、zData のベスト プラクティス、データベースの移行と最適化、全体的なメンテナンスを含む zData ソフトウェアとサービスを提供します。

提案値:

1. 標準 x86 オープン アーキテクチャ、柔軟で便利なソリューション。

＃＃＃＃２. ハイエンドのミニコンピュータやハイエンドのストレージを使用する必要がなく、構築と拡張の費用対効果が非常に優れています。

製品構造: zData Light Storage ストレージ管理ソフトウェア

zData Light Storage は、Yunhe Enmo が独自に開発した分散ストレージ管理ソフトウェアであり、PC サーバーをベースとした内部直接接続ストレージを最大限に活用し、仮想的でスケーラブルなストレージを構築する柔軟なソフトウェア デファインド ストレージ ソフトウェアのセットです。ストレージ プールは、コストと複雑性が飛躍的に低くなり、外部の従来のファイバ チャネル SAN よりも大幅に優れたパフォーマンスを発揮します。 zData では、zData Light Storage ストレージ管理ソフトウェアを通じて、高性能 x86 サーバーをストレージ ノードとして使用できるため、複数のストレージ ノードの内部ディスク リソースを統合して、仮想 SAN ストレージ リソース プールを形成できます。データベース ノード上 (仮想 SAN に zData Light Storage クライアントをインストールすると、仮想 SAN を使用できるようになります。 zData Light Storage は、Infiniband ネットワークで RDMA プロトコルをサポートしており、CPU 使用率を大幅に削減し、IO アクセス遅延を大幅に削減できます。比類のないパフォーマンス上の利点があります。zData Light Storage は、PCIe、NVMe、SAS、SATA およびその他のインターフェースを含む、主流のストレージ・メディアをサポートしています。 . SSD ディスクとカード、および SAS および SATA インターフェイスを備えた従来の機械式ハード ドライブ。

インフィニバンドネットワーク

zData は 40 ～ 100Gb Infiniband 高速ネットワークをベースにしており、完全冗長ネットワーク アーキテクチャを採用しています。一方で、zData LightStorage ストレージ管理ソフトウェアのデータ伝送に十分な帯域幅を提供できるため、パフォーマンスが大幅に向上します。外部の従来の FC SAN に比べて、コストと複雑さは 2 倍になりますが、その一方で、Oracle RAC クラスタの高パフォーマンスの読み取りおよび書き込みが保証されます。

zデータインテリジェント管理ツール zMan

Oracle データベース分野における Yunhe Enmo の専門知識と強力なチームに基づいて、人間化された管理および運用保守ツール zMan (zData Manager) を開発しました。zMan は、zData のインテリジェントで便利なワンクリックのインストール、展開、および管理を提供します。 . 機能により、管理および運用保守のコストが大幅に削減され、管理機能の面でユーザーに、よりシンプルで便利でフレンドリーな操作体験が提供されます。

Yunhe Enmo zData ソフトウェア デファインド ストレージには次の特徴があります。 ＃＃＃＃＃＃ハイパフォーマンス＃＃＃＃＃＃ ストレージ ノードとコンピューティング ノードは、高速 40 ～ 100Gb Infiniband ネットワークを通じて相互接続されており、接続された各リンクはストレージ データを送信できます。 zDataLight Storage ストレージ管理ソフトウェアを通じて、フラッシュ メモリー カードを使用する場合、単一のストレージ ノードは 12GB/秒を超える IO スループットを提供でき、IOPS (1 秒あたりのディスク IO リクエスト) は 400,000 以上に達し、ディスク アクセス遅延は 0.6 ミリ秒以内です。 。単一コンピューティング ノードの IO スループットは 12GB/秒以上に達し、IOPS (1 秒あたりのディスク IO リクエスト) は 100 万以上に達し、ディスク アクセス遅延は 0.6 ミリ秒以内です。ストレージの 3 つの主要な機能は、従来のアレイの 10 倍以上です。 多次元の動的拡張

zData ソフトウェア デファインド ストレージ アーキテクチャでは、ビジネスとアプリケーションのニーズに応じてコンピューティング ノードとストレージ ノードを動的に拡張でき、容量とパフォーマンスが直線的に増加します。同様に、ビジネスとアプリケーションのニーズに応じてコンピューティング ノードとストレージ ノードを動的に削減し、リソースの可用性を最大限に確保することもできます リソースのプールとクラウド化

zData ソフトウェア デファインド ストレージ アーキテクチャでは、コンピューティング リソースとストレージ リソースがプールされ、均一に管理され、オンデマンドで割り当ておよび拡張されます。 アーキテクチャとソフトウェアのセキュリティと信頼性

zData ソフトウェア デファインド ストレージでは、サーバー、Infiniband スイッチ、Infiniband HCA カード、および PCIe フラッシュ メモリ カードはすべて冗長化されており、デバイスやノードに障害が発生してもオンライン サービスの可用性には影響せず、単一障害点はありません。同時に、zData ストレージ管理ソフトウェアは、ストレージ リソースを自動的に管理および保守します。分散ストレージ ネットワーク内のノードが損傷した場合、またはストレージ ノードが移動または追加された場合、zData ストレージ管理ソフトウェアは、既存または無傷のストレージ「ブロック」を再構築します。そのため、各ストレージ「ブロック」にはミラーがあり、データのセキュリティが確保されます。再構築速度は 1 時間あたり 2 TB に達し、手動介入なしでオンライン ビジネスに影響を与えることなく自動的にオンラインで操作できます。

運用保守管理を一元化し、リソース利用率を向上

zData リソース全体は zdata 管理プラットフォームを通じて均一に管理され、自動化された運用とメンテナンスにより IT 管理者のスキル要件が大幅に軽減されます。
Yunhe Enmo zData ソフトウェア デファインド ストレージの独自のインテリジェント キャッシュ ツール zCache は、次の機能を提供します。

• ライトバックおよびパススルー モードのサポート

• キャッシュのオンライン起動とシャットダウンをサポート

• ダーティ データの自動/手動リフレッシュのサポート

• ダーティ ブロックのリフレッシュ頻度と速度の動的な制御をサポートします

zdata ソフトウェア デファインド ストレージのアプリケーション シナリオと利点:

1. データ ウェアハウスおよびレポート (OLAP) システム: このタイプのシステムのデータベースには、IO パフォーマンスとストレージ容量の拡張について非常に高い要件がありますが、可用性と災害復旧についてはそれほど高い要件はありません。この種のシステムは、エンタープライズアプリケーションでは基幹システムに次ぐ重要なシステムであり、最もハイエンドの大容量集中ストレージを購入すると、コストが非常に高くなります。このタイプのシステムは、zData ソフトウェア デファインド ストレージ ソリューションの最適な使用例です。

2. オンライン トランザクション処理 (OLTP) システム: このタイプのシステムには、リアルタイム パフォーマンスと同時実行性、頻繁なデータ操作に対する高い要件があり、それに応じて CPU と IO にも高い要件が求められます。 zData ソフトウェア デファインド ストレージ ソリューションは十分なコンピューティング能力を提供し、IO 遅延を大幅に短縮できるため、このタイプのシステムは zData ソフトウェア デファインド ストレージ ソリューションの最適な使用シナリオでもあります。

3. データベースのクラウド化と統合: 一部の大企業では、多数のデータベースを所有しており、運用とメンテナンスの複雑さとコストを削減するために、多くの重要でないデータベースを統合する必要があります。 zData ソフトウェア デファインド分散ストレージ ソリューションを使用して、データベースのクラウド化および統合プラットフォームを構築し、統合システムのパフォーマンスを向上させ、システムの柔軟性を向上させ (拡張を容易にする)、zMan ソフトウェア デファインド ストレージ管理ツールを使用して、これを実現します。ユーザーにとって統合システムの保守が容易になります。 zData は、OpenStack および VMware プラットフォームのクラウド化と管理をサポートします。

4. データベースのバックアップと災害復旧

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