1. Um artigo tcnico da OracleSetembro de 2009Uma viso geral tcnica do Oracle ExadataStorage Server da Sun

2. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunO Oracle Exadata Storage Server da Sun e a Oracle Database Machine da Sun............................................................................................................ 2Limites atuais de E/S do banco de dados ........................................... 3Famlia de produtos Exadata .............................................................. 4 Oracle Exadata Storage Server da Sun .......................................... 4 Mquina para Bancos de dados Oracle .......................................... 8Arquitetura do Exadata ..................................................................... 11 Software do servidor de banco de dados ...................................... 12 Plug-in do Enterprise Manager para Exadata ............................... 13 Softwares do Exadata ................................................................... 13 Processamento Smart Scan do Exadata ...................................... 14 Gerenciamento de recurso de E/S com o Exadata ....................... 19 Desempenho acelerado com Exadata .......................................... 22 Virtualizao do armazenamento Exadata ................................... 23CONCLUSO ................................................................................... 28 3. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunO Oracle Exadata Storage Server da Sun e a OracleDatabase Machine da SunO Oracle Exadata Storage Server (Exadata) da Sun um produto de armazenamentoaltamente otimizado para uso com o banco de dados Oracle. O Exadata forneceexcelente desempenho de processamento de E/S e SQL para o processamento detransaes on-line (OLTP), data warehousing (DW) e consolidao de cargas detrabalho mistas. Ele fornece desempenho extremo para todos os tipos de aplicaes debancos de dados tirando proveito de uma arquitetura de grade intensamente paralela emconjunto com a grade de armazenamento do Exadata. Os produtos de armazenamentodo Exadata so uma combinao de software e hardware usada para armazenar eacessar os bancos de dados Oracle. O Exadata fornece servios de armazenamentoque levam o banco de dados em considerao, como a capacidade de deslocar asobrecarga de processamento do banco de dados do servidor de banco de dados para oarmazenamento enquanto permanece transparente para o processamento de SQL e asaplicaes do banco de dados. Os Exadata Storage Servers tambm so empacotadosem uma soluo completa de ponta a ponta: a Oracle Database Machine da Sun. AOracle Database Machine da Sun uma soluo pronta para uso e fcil de implantarpara hospedagem do Banco de dados Oracle que fornece os mais altos nveis dedesempenho disponveis. A Database Machine e o armazenamento Exadata fornecemdesempenho inovador com escalabilidade de E/S linear, so simples de usar e degerenciar e fornecem disponibilidade e confiabilidade crtica para a empresa.O Exadata uma oferta combinada da Oracle e da Sun Microsystems. A Sun estfornecendo a tecnologia de hardware usada na Database Machine e no Exadata StorageServer. A Oracle est fornecendo o software para compartilhar a inteligncia do bancode dados com o armazenamento e integrar totalmente o armazenamento do Exadatacom o banco de dados Oracle e todos os seus recursos. Os servidores da Suncombinam o poder da nova gerao de processadores Xeon da Intel com aexperincia em engenharia de sistemas da Sun. Esses servidores oferecem a densidadee capacidade de expanso necessrias para satisfazer as aplicaes de banco de dadosmais exigentes. A parceria entre a Oracle e a Sun possibilita o fornecimento da OracleDatabase Machine da Sun e o Exadata Storage Server, alm dos recursosrevolucionrios que eles fornecem. 2 4. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunLimites atuais de E/S do banco de dadosA base da Database Machine e do Exadata so softwares inteligentes de banco de dadosprojetados para lidar com as complexas aplicaes implantadas para direcionar as necessidades denegcios da empresa. O banco de dados Oracle fornece uma quantidade incrvel defuncionalidade para implementar as mais sofisticadas aplicaes de OLTP e DW. Mas acessarbancos de dados da ordem de terabytes com alto desempenho, ampliando os softwaresinteligentes de bancos de dados atravs de um hardware potente, proporciona oportunidadesenormes para fornecer mais processamento de banco de dados, mais rapidamente, para aempresa. Ter um hardware potente para fornecer as taxas de E/S e largura de banda exigidaspelas aplicaes de hoje em dia, alm de softwares inteligentes, essencial para o desempenhoextremo proporcionado pela famlia Exadata de produtos.Os dispositivos tradicionais de armazenamento so grandes, mas relativamente lentos, e nopodem sustentar as taxas de E/S da carga de transaes que a empresa precisa fornecer. Em vezde 100 IOPS (nmero de operaes de E/S por segundo) por disco, as aplicaes exigem queseus sistemas forneam pelo menos 10 vezes esse valor de IOPS por disco para fornecer oservio que os usurios corporativos esperam.Os produtos de armazenamento tradicionais fornecem ao Banco de dados Oracle uma interfacelimitada para o armazenamento do banco de dados. Existem muitos gargalos no caminho de E/Sdo banco de dados, restringindo a largura de banda de dados e, portanto, limitando odesempenho geral do banco de dados ao usar produtos de armazenamento tradicionais. Osservidores de bancos de dados precisam de muitos Adaptadores Host-Bus (HBA) de SAN(Storage Area Network) para fornecer a largura de banda necessria para fornecer dados, doarmazenamento para o banco de dados, a uma taxa adequada. muito comum o nmero deHBAs necessrios para fornecer desempenho adequado no ser suportado no servidor ouresultar em um custo muito alto. E o custo e a complexidade de um switch SAN aumentamdrasticamente para fornecer a largura de banda e a redundncia necessrias. Alm disso, arrays dearmazenamento muito grandes no conseguem fornecer largura de banda adequada s centenasde discos que alojam. Isso faz com que o desempenho em potencial dos discos seja limitadoartificialmente e fique bem abaixo do que eles so capazes de oferecer. O desempenho do disco limitado nos Fibre Channel Loops (FCL) para o disco e na capacidade de processamento doarray de armazenamento.Os dispositivos tradicionais de armazenamento tambm no sabem que h um banco de dadosresidindo no armazenamento e, portanto, no podem fornecer qualquer processamento de E/Sou SQL que leve o banco de dados em considerao. Quando o banco de dados solicita linhas ecolunas, o armazenamento retorna blocos de dados em vez do conjunto de resultados de umaconsulta ao banco de dados. O armazenamento tradicional no inteligente no que diz respeitoao banco de dados para poder diferenciar as linhas e colunas especficas solicitadas. Portanto, aoprocessar operaes de E/S para o banco de dados, o armazenamento tradicional consome 3 5. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunlargura de banda para retornar dados que no so relevantes para a consulta de banco de dadosenviada.Os produtos Exadata resolvem as principais dimenses das operaes de E/S do banco de dadosque podem limitar o desempenho do banco de dados. O Exadata baseado em uma arquitetura intensamente paralela que fornece mais pipes parafornecer mais dados a uma velocidade maior entre os servidores de banco de dados e osservidores de armazenamento. O Exadata construdo usando pipes mais amplos que fornecem larguras de bandaextremamente altas entre os servidores de bancos de dados e os servidores de armazenamento. O Exadata leva o banco de dados em considerao e consegue enviar apenas os dadosnecessrios para satisfazer as solicitaes em SQL, resultando em menos dados sendo enviadosentre os servidores de banco de dados e os servidores de armazenamento. O Exadata supera os limites da tecnologia de unidade de disco.Famlia de produtos ExadataExistem dois membros da famlia de produtos Oracle Exadata da Sun. A base da famlia deprodutos Exadata o Oracle Exadata Storage Server da Sun. Ele usado para construir soluesde data warehousing usando servidores de banco de dados e infraestrutura fornecidos pelocliente. O segundo membro da famlia de produtos Exadata a Oracle Database Machine daSun (Database Machine ). A Database Machine uma soluo completa e totalmente integradapara data warehousing, que inclui todos os componentes necessrios para disponibilizar um datawarehouse empresarial de forma rpida e fcil, incluindo o armazenamento Exadata.Oracle Exadata Storage Server da SunO Oracle Exadata Storage Server da Sun um dispositivo de armazenamento de banco de dadosque executa softwares do Exadata Storage Server fornecidos pela Oracle. Os componentes dehardware do Exadata Storage Server (tambm chamados de clulas do Exadata) foram escolhidoscom cuidado para corresponder s necessidades de processamento de consultas de altodesempenho. O software do Exadata otimizado para tirar o maior proveito possvel doscomponentes de hardware e do banco de dados Oracle. Cada clula do Exadata fornecedesempenho de E/S e largura de banda excepcionais para o banco de dados.O Oracle Exadata Storage Server da Sun um servidor de armazenamento rpido, confivel, dealta capacidade e que segue os padres do setor. Cada clula do Exadata vem pr-configuradacom: dois processadores quad-core Intel Xeon E5540, doze discos SAS conectados a umcontrolador de armazenamento com cache de 512 MB com bateria, memria de 24 GB,conectividade InfiniBand de duas portas, interface de gerenciamento para acesso remoto, fontes4 6. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunde alimentao com tecnologia hot-swap e dupla redundncia, todos os softwares pr-instaladose ocupa 2 UR em um rack tpico de 19 polegadas. Figura 1: Clula de armazenamento do ExadataA clula do Exadata aloja doze unidades (SAS) SCSI anexas seriais de 600 GB. Ela fornece at 2TB de capacidade de dados de usurio no comprimidos e fornece at 1,5 GB/segundo delargura de banda de dados. Quando os dados so armazenados em formato comprimido, aquantidade de dados de usurio e a quantidade de largura de banda de dados fornecida por cadaclula normalmente aumentam 10 vezes. A capacidade de dados de usurio calculada apsespelhar todo o espao em disco e separar o espao dedicado s estruturas de bancos de dadoscomo logs, operaes de desfazer e espao temporrio. Os dados de usurio reais variam poraplicao.O armazenamento Oracle Exadata usa uma interconexo InfiniBand de ltima gerao entre osservidores e o armazenamento. Uma clula do Exadata possui conectividade InfiniBand QDR(Quad Data Rate) de duas portas para alta disponibilidade. Cada link InfiniBand fornece 40Gigabits de largura de banda; muitas vezes superior s redes tradicionais de armazenamento ouservidores. Alm disso, o protocolo de interconexo da Oracle usa a colocao direta de dados(DMA - direct memory access) para garantir uma sobrecarga muito baixa na CPU, movendodados diretamente do cabo para os buffers do banco de dados sem precisar que cpias adicionaisdos dados sejam feitas. A rede InfiniBand tem a flexibilidade de uma rede LAN, com a eficinciade uma SAN. Ao usar uma InfiniBand, a Oracle garante que no haver gargalos de desempenhona rede. A mesma rede InfiniBand tambm fornece interconexo de clusters de alto dedesempenho para os ns do Oracle Database Real Application Cluster (RAC).Na figura 2 abaixo, mostrado um pequeno ambiente de banco de dados com base em umarmazenamento Exadata. Dois bancos de dados Oracle, um RAC e uma nica instncia,compartilham trs clulas do Exadata. Todos os componentes desta configurao (servidores de 5 7. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunbanco de dados, clulas do Exadata, switches InfiniBand, switches Ethernet e outros hardwaresde suporte) podem ser alojados e ocupar menos da metade de um rack tpico de 19 polegadas.Single-Instance RAC Database Database InfiniBand Sw itc h/Netw orkExadata Cell Exadata CellExadata Cell Figura 2: Configurao baseada na clula do armazenamento ExadataO Oracle Exadata projetado para fazer o redimensionamento horizontal para qualquer nvel dedesempenho. Para obter maior desempenho e maior capacidade de armazenamento, soadicionadas outras clulas do Exadata configurao. Conforme so adicionadas outras clulas, acapacidade e o desempenho aumentam de forma linear. No feita ou exigida comunicaoentre as clulas em uma configurao do Exadata.Conforme mostrado na figura 3 abaixo, um rack tpico de 19 polegadas com 42 UR de alturapode conter at dezoito clulas do Exadata. Esse rack forneceria 129,6 TB de capacidade bruta eo throughput de dados no pico seria de 27 GB/segundos. Caso seja necessria uma capacidadeadicional de armazenamento, adicione mais racks com clulas do Exadata para redimensionarpara qualquer nvel de largura de banda ou capacidade exigido. Adicionar racks um processosimples, pois a malha da InfiniBand pode se estender pelos racks com total conectividade. Umavez que um novo rack conectado, os novos discos do Exadata podem ser identificados pelobanco de dados Oracle e disponibilizados.6 8. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sun Add racks to scale further Scale to 18 cells in standard rackEach cell connectsto 2 InfiniBand switches for RedundancyDisk capacity per rack: 130TB (18 cells x 7.2 TB per cell) InfiniBand links acrossPeak data bandwidth per rack : 27 GB/s racks for full connectivityFigura 3: Redimensionamento do armazenamento Exadata para obter desempenho e capacidadeO Oracle Automatic Storage Management (ASM) usado como o sistema de arquivos egerenciador de volumes do Exadata. O espelhamento de discos fornecido pelo ASM, associadoaos discos do Exadata com tecnologia hot-swap, garante que o banco de dados pode tolerar afalha de unidades de disco individuais. Os dados so espelhados atravs das clulas para garantirque a falha de uma clula no resulte em perdas de dados ou iniba a acessibilidade dos dados.Esta arquitetura intensamente paralela fornece escalabilidade e alta disponibilidade sem limites.Ao usar o Exadata, a sobrecarga do processamento de SQL deslocada do servidor de banco dedados para o Exadata Server. O Exadata habilita o envio de funes da instncia do banco dedados para o armazenamento subjacente, alm de fornecer servios de fornecimento de blocostradicionais para o banco de dados. Um dos recursos exclusivos do armazenamento Exadata emcomparao ao armazenamento tradicional retornar somente as linhas e colunas que satisfazema consulta do banco de dados em vez de fornecer toda a tabela que est sendo consultada. OExadata envia o processamento de SQL para o mais prximo possvel dos dados (ou discos) efaz com que todos os discos funcionem em paralelo. Isso reduz o consumo de CPU no servidorde banco de dados, consome muito menos largura de banda ao mover dados entre os servidoresde banco de dados e os servidores de armazenamento, alm de retornar um conjunto deresultado de uma consulta em vez de tabelas inteiras. Eliminar as transferncias de dados e acarga de trabalho do servidor de banco de dados pode beneficiar enormemente as consultas dedata warehousing que tradicionalmente so limitadas pela largura de banda e pela CPU. Aeliminao das transferncias de dados pode tambm gerar uma vantagem significativa para os7 9. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunsistemas de processamento de transaes on-line (OLTP) que normalmente incluem operaesde grandes lotes e de processamento de relatrios.O armazenamento Exadata totalmente transparente para a aplicao que usa o banco de dados.As declaraes SQL existentes, sejam ad-hoc ou empacotadas, ou aplicaes personalizadas, noso afetadas e no exigem modificaes quando o armazenamento Exadata utilizado. Asvantagens do deslocamento da carga do processamento e da largura de banda da soluo sofornecidas sem que seja necessria qualquer modificao em sua aplicao. E todos os recursosdo banco de dados Oracle so totalmente compatveis com o Exadata. O Exadata funciona tobem com uma nica instncia quanto com implantaes do Real Application Cluster do banco dedados Oracle. Funcionalidades como o Oracle Data Guard, o Oracle Recovery Manager(RMAN), o Oracle Streams e outras ferramentas do banco de dados, so administradas damesma forma, com ou sem o Exadata. Os usurios e os administradores de bancos de dadostiram proveito das mesmas ferramentas e do mesmo conhecimento com os quais estofamiliarizados hoje em dia porque eles trabalham da mesma forma que trabalhariam com umarmazenamento tradicional. Tanto os armazenamentos que so Exadata como os que no sopodem ser usados simultaneamente para armazenamento do banco de dados para facilitar amigrao para o armazenamento Exadata ou a partir dele.A natureza dos produtos tradicionais de armazenamento estimula implantaes ineficientes dearmazenamento para cada banco de dados na infraestrutura de TI. A arquitetura do Exadatagarante que todos os recursos de largura de banda e E/S do subsistema do armazenamentoExadata podem ser disponibilizados sempre que quaisquer bancos de dados ou classes detrabalho precisarem. A largura de banda de E/S medida para as diversas classes de trabalho, oubancos de dados, compartilhando o servidor Exadata com base em polticas definidas pelousurio e contratos de servio (SLAs). O Oracle Database Resource Manager (DBRM) foiaprimorado para uso com o armazenamento Exadata para gerenciar o uso de recursos definidospelo usurio de E/S dentro dos bancos de dados e entre eles para garantir que os acordos deservio definidos pelo cliente sejam cumpridos. O gerenciamento dos recursos de E/S doarmazenamento Exadata permite a adaptao dos recursos de E/S em funo das prioridadescomerciais da organizao, bem como a construo de uma grade de armazenamentocompartilhada para os bancos de dados Oracle no ambiente.Mquina para Bancos de dados OracleAlm das clulas do armazenamento Exadata, a Oracle est oferecendo uma plataformatotalmente integrada para todas as suas aplicaes de bancos de dados. A Oracle DatabaseMachine da Sun uma soluo pronta para uso e de fcil implantao para hospedagem dobanco de dados Oracle. Duas verses da Database Machine, Full Rack e Half Rack, sooferecidas, em funo do tamanho do banco de dados a ser implantado e da largura de banda deprocessamento e E/S exigida.8 10. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunA Database Machine Full Rack inclui os seguintes hardwares: Quatorze Exadata Storage Servers (todos discos SAS) Oito servidores de bancos de dados Oracle Database 11g padro do setor (dois processadoresquad-core Intel Xeon E5540 com soquete duplo executando a 2,53 GHz), com 72 GB deRAM, quatro unidades SAS de 146 GB, Adaptador de Canal Host (HCA) InfiniBand de duasportas, quatro portas Ethernet de 1 Gb/segundo e fontes de alimentao com tecnologia hot-swap e dupla redundncia Toda a infraestrutura InfiniBand exigida (por exemplo, trs switches QDR InfiniBand e cabos)para a comunicao entre o servidor de banco de dados e o Exadata Server e a comunicaoentre ns do RAC Switch Ethernet para administrao da Database Machine e comunicao da DatabaseMachine com os clientes de bancos de dados ou outros sistemas de computao Hardware de teclado, vdeo ou unidade de exibio, mouse (KVM) para administrao local dosistema Rack padro de 19 polegadas com 42 UR de alturaCada Database Machine Full Rack fornece at 28 TB de capacidade de dados de usuriodescomprimidos e at 21 GB/segundo de largura de banda de E/S. Alm disso, cada DatabaseMachine Full Rack um mdulo de um warehouse. Os racks podem ser interconectados usandoa malha InfiniBand includa para construir um banco de dados com uma nica imagem dosistema, que pode ser redimensionado at muitos petabytes.Tambm est disponvel a Database Machine Half Rack. Includos nesta verso menor daDatabase Machine esto: Sete Exadata Storage Servers (todos SAS) Quatro servidores de bancos de dados Oracle Database 11g padro do setor (doisprocessadores quad-core Intel Xeon E5540 com soquete duplo executando a 2,53 GHz), com72 GB de RAM, quatro unidades SAS de 146 GB, Adaptador de Canal Host (HCA)InfiniBand de duas portas, quatro portas Ethernet de 1 Gb/segundo e fontes de alimentaocom tecnologia hot-swap e dupla redundncia Toda a infraestrutura InfiniBand necessria, conectividade Ethernet e hardware KVM Rack padro de 19 polegadas com 42 UR de altura, com a metade superior do rack disponvelpara fazer o upgrade para uma Mquina Full RackCada Database Machine Half Rack fornece at 14 TB de capacidade de dados de usuriodescomprimidos e at 10,5 GB/segundo de largura de banda de E/S. Alm disso, aps oupgrade de uma Database Machine Half Rack para Full Rack, ela pode ser interconectada atravs 9 11. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunda malha InfiniBand includa para construir um banco de dados com uma nica imagem dosistema.Em resumo, os produtos Exadata resolvem as trs dimenses principais da E/S do banco dedados que podem limitar o desempenho do data warehouse. Mais pipes: o Exadata baseado em uma arquitetura intensamente paralela que fornece maispipes para fornecer mais dados a uma velocidade maior entre os servidores de banco de dadose os servidores de armazenamento. Conforme so adicionados Exadata Servers configuraodo banco de dados, a largura de banda redimensionada de forma linear. Pipes mais amplos: a InfiniBand 5 vezes mais rpida que a Fibre Channel. O Exadata construdo usando pipes InfiniBand mais amplos que fornecem larguras de bandaextremamente altas entre os servidores de bancos de dados e os servidores de armazenamento. Software inteligente: com o processamento "Smart Scan", menos dados precisam ser enviadosatravs dos pipes, executando o processamento de dados no armazenamento. O Exadata levao banco de dados em considerao e consegue enviar apenas os dados necessrios parasatisfazer as solicitaes em SQL, resultando em menos dados sendo enviados entre osservidores de banco de dados e os servidores de armazenamento.10 12. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunArquitetura do ExadataO ambiente de hardware para uma tpica grade de armazenamento com base em Exadata foimostrado na figura 2. Cada clula do Exadata um servidor auto-contido que aloja umarmazenamento em disco e executa o software do Exadata fornecido pela Oracle. Os bancos dedados so implantados atravs das clulas do Exadata e mltiplos bancos de dados podemcompartilhar as clulas do Exadata. O banco de dados e as clulas do Exadata se comunicamatravs de uma interface InfiniBand de alta velocidade.A coleo de clulas do Exadata compartilhadas entre um conjunto de bancos de dados chamada de Exadata Realm. O conjunto de trs clulas na figura 2 um exemplo de realm. Osrealms garantem o isolamento e, consequentemente, a proteo atravs de um determinadoconjunto de bancos de dados. Os mecanismos so fornecidos para mover discos e clulas inteirasentre realms de maneira controlada e segura.A arquitetura da soluo Exadata inclui componentes no servidor de banco de dados e na clulado Exadata. A arquitetura geral mostrada abaixo.Single-Instance RAC Database Database DB ServerDB ServerDB ServerDB InstanceDB Instance DB InstanceEnterpriseDBRM DBRMDBRMManager ASMASM ASM iDB Protocol overInfiniBand Switch/Network InfiniBand with Path FailoverOEL OELOEL CELLSRVMS C ELLSRV MSCELLSRVMS C ellIORMRSIOR M RS IORMRSCo ntrolC LIExadata CellExadata Cell Exadata CellFigura 4: Arquitetura de software do Exadata 11 13. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunSoftware do servidor de banco de dadosO Oracle Database 11g Release 2 foi significativamente aprimorado para tirar proveito doarmazenamento Exadata. Os softwares do Exadata so divididos de forma ideal entre osservidores de banco de dados e as clulas do Exadata. Os servidores de bancos de dados e ossoftwares do Exadata Storage Server se comunicam atravs do iDB, o protocolo inteligente debanco de dados. O iDB implementado no kernel do banco de dados e mapeia de formatransparente as operaes do banco de dados para as operaes aprimoradas pelo Exadata. OiDB implementa uma arquitetura de envio de funes que vai alm do envio tradicional deblocos de dados fornecido pelo banco de dados. O iDB usado para enviar operaes SQL at onvel das clulas do Exadata para execuo e retornar os conjuntos de resultados da consulta parao kernel do banco de dados. Em vez de retornar blocos de banco de dados, as clulas do Exadataretornam somente as linhas e colunas que satisfazem a consulta SQL. Assim como os protocolosde E/S existentes, o iDB tambm pode ler e gravar diretamente intervalos de bytes no disco deforma que, quando o processamento com deslocamento de carga no for possvel, o Exadatafunciona como um dispositivo de armazenamento tradicional para o banco de dados Oracle.Mas, quando for possvel, a inteligncia no kernel do banco de dados permite, por exemplo, queas varreduras de tabela sejam transmitidas para serem executadas no Exadata Server, de formaque somente os dados solicitados sejam retornados para o servidor de banco de dados.O iDB foi projetado com base no protocolo Reliable Datagram Sockets (RDSv3) padro dosetor e executado na InfiniBand. O ZDP (Zero-loss Zero-copy Datagram Protocol), umaimplementao do RDS sem cpias, usado para eliminar cpias desnecessrias de blocos.Mltiplas interfaces de rede podem ser usadas nos servidores de banco de dados e nas clulas doExadata. Este um protocolo extremamente rpido e de baixa latncia que minimiza o nmerode cpias de dados necessrias para atender as operaes de E/S.O Automatic Storage Management (ASM) a base do gerenciamento de armazenamento doExadata. O ASM virtualiza os recursos e fornece o gerenciamento de volume avanado e sistemade arquivos do Exadata. Dividir os arquivos de banco de dados de maneira uniforme atravs dasclulas do Exadata e discos disponveis resulta em uma carga de E/S uniforme por todo ohardware de armazenamento. A capacidade do ASM de realizar a alocao (e realocao) derecursos no invasiva um dos principais facilitadores dos recursos de armazenamento em gradecompartilhado dos ambientes Exadata E a funcionalidade de espelhamento e grupo de falhas doASM fornece grande parte da proteo de dados e flexibilidade por todo o ambiente Exadata.Com o ASM, os dados so espelhados atravs das clulas para garantir alta disponibilidade nocaso de uma falha na clula.O recurso Database Resource Manager (DBRM) no Oracle Database 11g foi aprimorado parauso com o Exadata. O DBRM permite que o usurio defina e gerencie a largura de banda de E/Sdentro dos bancos de dados e entre eles, alm da CPU, operao de desfazer, grau deparalelismo, sesses ativas e os outros recursos que ele gerencia. Isso possibilita o 12 14. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Suncompartilhamento do armazenamento entre os bancos de dados sem a preocupao de umbanco de dados monopolizar a largura de banda de E/S e impactar no desempenho dos outrosbancos de dados compartilhando o armazenamento. Os grupos de consumidores alocam umaporcentagem da largura de banda de E/S disponvel e o DBRM garante que essas metas sejamatingidas. Isso implementado pelo banco de dados marcando a E/S com o banco de dados e ogrupo consumidor associados. Isso fornece ao banco de dados uma viso completa dasprioridades de E/S por toda a pilha de E/S. As alocaes de E/S do grupo de consumidoresdentro do banco de dados so definidas e gerenciadas pelo servidor de banco de dados. Asalocaes de E/S entre bancos de dados so definidas dentro do software na clula do Exadata egerenciadas pelo I/O Resource Manager (IORM). O software da clula do Exadata garante queos recursos de E/S entre bancos de dados sejam gerenciados e alocados de forma adequadadentro dos bancos de dados e entre eles. De forma geral, o DBRM garante que cada banco dedados receba sua quantidade especfica de recursos de E/S e que os acordos de servio sejamcumpridos.Plug-in do Enterprise Manager para ExadataO Exadata est integrado com o Grid Control do Oracle Enterprise Manager (EM) paramonitorar facilmente o ambiente do Exadata. Ao instalar um plug-in do Exadata ao sistema doEM existente, as estatsticas e atividades no Exadata Server podem ser monitoradas e os eventose alertas podem ser enviados para o administrador do sistema. Entre as vantagens da integraodo sistema do EM com o Exadata esto: Monitoramento do armazenamento Oracle Exadata Coleta de informaes de configurao e desempenho do armazenamento Criao de alertas e avisos com base em limites Fornecimento de mtricas sofisticadas prontas para uso e relatrios com base em dados dehistricoTodos os usurios com funes devem esperar que o Oracle Enterprise Manager trabalhe com oExadata. Ao usar a interface do EM, os usurios podem facilmente gerenciar o ambiente Exadatajuntamente com outros ambientes de banco de dados Oracle normalmente usados com oEnterprise Manager. Os DBAs podem usar a conhecida interface do EM para visualizarrelatrios para determinar a integridade do sistema do Exadata e gerenciar a configurao doarmazenamento do Exadata.Softwares do ExadataComo qualquer dispositivo de armazenamento, o Exadata Server um computador com CPUs,memria, barramento, discos, NICs e outros componentes normalmente encontrados em umservidor. Ele tambm executa um sistema operacional (SO) que, no caso do Exadata, o Oracle 13 15. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunEnterprise Linux (OEL) 5.1. O software do Exadata Storage Server, presente nas clulas doExadata, executado sobre o OEL. O OEL est disponvel em modo restrito para administrar egerenciar a clula do Exadata.O CELLSRV (servio de clula) o componente principal do software do Exadata que estsendo executado na clula e fornece a maioria dos servios do armazenamento Exadata. OCELLSRV um software multi-threaded que se comunica com a instncia de banco de dados noservidor de banco de dados, e envia blocos aos bancos de dados com base no protocolo iDB. Elefornece recursos avanados de deslocamento de carga de SQL, envia blocos Oracle quando odeslocamento de carga SQL no possvel, e implementa a funcionalidade de gerenciamento dorecurso de E/S do DBRM para medir a largura de banda de E/S dos diversos bancos de dados egrupos de consumidores enviando operaes de E/S.Dois outros componentes do software Oracle na clula so o Management Server (MS) e oRestart Server (RS). O MS a interface principal para administrar, gerenciar e consultar o statusda clula do Exadata. Ele funciona em cooperao com a interface de linha de comando (CLI) daclula do Exadata e o plug-in do Exadata do EM, e fornece o gerenciamento e a configurao declula do Exadata autnoma. Por exemplo, a partir da clula, os comandos CLI so enviadospara configurar o armazenamento, consultar estatsticas de E/S e reiniciar a clula. Tambm fornecida uma CLI distribuda de forma que os comandos possam ser enviados a mltiplasclulas para facilitar o gerenciamento das clulas. O Restart Server (RS) garante o funcionamentodo software do Exadata e de seus servios associados. Ele usado para atualizar o software doExadata. Ele tambm garante que os servios de armazenamento estejam inicializados e emexecuo, e que os servios sejam reinicializados quando necessrio.Processamento Smart Scan do ExadataCom armazenamentos tradicionais, incompatveis com iDB, toda a inteligncia do banco dedados reside no software do banco de dados no servidor. Para ilustrar como o processamento deSQL realizado nesta arquitetura, um exemplo de varredura de tabela mostrado a seguir.14 16. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sun Figura 5: Modelo de processamento de SQL e E/S de bancos de dados tradicionaisO cliente emite uma declarao SELECT com um predicado para filtrar e retornar somentelinhas de seu interesse. O kernel do banco de dados determina se o armazenamento Exadataest disponvel e constri um comando iDB representando o comando SQL emitido e o enviapara o armazenamento Exadata. O componente CELLSRV do software do Exadata varre osblocos de dados para identificar as linhas e colunas que satisfazem o SQL enviado. Somente aslinhas que satisfazem o predicado e as colunas solicitadas so lidas para a memria. O kerneldo banco de dados consolida os conjuntos de resultados atravs das clulas do Exadata. Porltimo, as linhas so retornadas para o cliente.Como normalmente ocorre com consultas muito grandes, o predicado filtra a maioria das linhaslidas. Ainda assim, todos os blocos da tabela precisam ser lidos, transferidos pelo armazenamentoe copiados na memria. Muito mais linhas que o necessrio so lidas na memria para concluir aoperao de SQL solicitada. Isso gera um grande nmero de transferncias de dados queconsomem largura de banda e influenciam no throughput e no tempo de resposta da aplicao.Integrar a funcionalidade do banco de dados dentro da camada de armazenamento da pilha debanco de dados permite que as consultas e outras operaes de bancos de dados sejamexecutadas de forma muito mais eficiente. Implementar a funcionalidade de banco de dados omais prximo possvel do hardware, no caso do Exadata no nvel de disco, pode acelerardrasticamente as operaes de banco de dados e aumentar o throughput do sistema.Com o armazenamento Exadata, as operaes de banco de dados so manipuladas de formamuito mais eficiente. As consultas que fazem varredura das tabelas podem ser processadas dentrodo Exadata com somente o subconjunto de dados retornado para o servidor de banco de dados.A filtragem de linhas, a filtragem de colunas e alguns processos de juno (entre outras funes) 15 17. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunso realizados dentro das clulas do armazenamento Exadata. Quando isso ocorre, somente osdados necessrios e relevantes so retornados para o servidor de banco de dados.A figura 6 abaixo ilustra como uma varredura de tabela funciona com o armazenamento Exadata.Figura 6: Processamento com deslocamento de carga do Smart Scan O cliente emite uma declarao SELECT com um predicado para filtrar e retornar somentelinhas de seu interesse. O kernel do banco de dados mapeia esta solicitao para o arquivo esuas extenses que contm a tabela que est sendo verificada. O kernel do banco de dadosenvia a operao de E/S para leitura dos blocos. Todos os blocos da tabela que est sendoconsultada so lidos na memria. Em seguida, o processamento do SQL feito contra osblocos brutos, pesquisando as linhas que satisfazem o predicado. Por ltimo, as linhas soretornadas para o cliente.As operaes de Smart Scan so transparentes para a aplicao e nenhuma alterao na aplicaoou no SQL necessria. O SQL EXPLAIN PLAN mostra quando o Smart Scan do Exadata usado. Os dados retornados so totalmente consistentes e transacionais e obedecemrigorosamente ao comportamento e funcionalidade de leitura consistente do banco de dadosOracle. Se ocorre uma falha em uma clula durante uma operao de Smart Scan, as partesincompletas do Smart Scan so roteadas de forma transparente para outras clulas para concluir aoperao. As operaes de Smart Scan lidam de forma adequada com os complexos mecanismosinternos do banco de dados Oracle, incluindo: dados no confirmados e linhas bloqueadas, linhasem cadeia, tabelas comprimidas, processamento de idioma nacional, aritmtica de datas,pesquisas com expresses regulares, visualizaes materializadas e tabelas particionadas.O banco de dados Oracle e o Exadata Server executam diversas declaraes SQL, cooperandoum com o outro. O deslocamento do processamento de SQL para fora do servidor de banco dedados libera ciclos de CPU do servidor e elimina uma grande quantidade de consumo de largurade banda, que fica ento disponvel para melhor atender a outras solicitaes. As operaes de 16 18. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunSQL so executadas muito mais rapidamente e mais operaes podem ser executadassimultaneamente devido menor disputa pela largura de banda de E/S. Vamos agora analisar asdiversas operaes SQL que se beneficiam do uso do Exadata.Filtragem de predicado do Smart ScanO Exadata habilita a filtragem de predicado para as varreduras de tabelas. Somente as linhassolicitadas so retornadas para o servidor de banco de dados em vez de todas as linhas em umatabela. Por exemplo, quando o SQL a seguir enviado, somente as linhas onde a data decontratao do funcionrio for posterior data especificada so enviadas do Exadata para ainstncia do banco de dados.SELECT * FROM tabela_funcionarios WHERE data_contratacao > 1-Jan-2003;Essa capacidade de retornar somente as linhas relevantes para o servidor ir melhorar em muitoo desempenho do banco de dados. Essa melhoria de desempenho tambm se aplica conforme asconsultas ficam mais complicadas, portanto, os mesmos benefcios tambm se aplicam aconsultas complexas, incluindo aquelas com subconsultas.Filtragem de colunas do Smart ScanO Exadata fornece a filtragem de colunas, tambm chamada de projeo de colunas, para asvarreduras de tabelas. Somente as colunas solicitadas so retornadas para o servidor de banco dedados em vez de todas as colunas em uma tabela. Por exemplo, quando o SQL a seguir enviado, somente as colunas nome_funcionario e numero_funcionario so retornadas doExadata para o kernel do banco de dados.SELECT nome_funcionario, numero_funcionario FROMtabela_funcionarios;Para tabelas com muitas colunas, ou colunas contendo LOBs (Objetos grandes), a economia delargura de banda de E/S pode ser muito grande. Quando usadas em conjunto, a filtragem depredicado e a filtragem de colunas melhoram enormemente o desempenho e reduzemdrasticamente o consumo de largura de banda de E/S. Alm disso, a filtragem de colunastambm se aplica a ndices, possibilitando um desempenho de consultas ainda mais rpido.Processamento de juno do Smart ScanO Exadata realiza junes entre tabelas grandes e tabelas pequenas de pesquisa, um cenriomuito comum para data warehouses com esquemas em estrela. Isso implementado usando orecurso Bloom Filters, que um mtodo de probabilidade muito eficaz para determinar se umalinha um membro do conjunto de resultados desejado. 17 19. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunNova funcionalidade e otimizaes de E/S do deslocamento de carga do Smart ScanCom o Oracle Database 11g Release 2, diversos novos recursos de deslocamento de carga e doSmart Scan so fornecidos com o armazenamento Exadata. Eles incluem: tecnologia deindexao de armazenamento, deslocamento de carga do Smart Scan de novas tabelas hbridascomprimidas em colunas, deslocamento de carga do Smart Scan de tablespaces e colunascriptografados e deslocamento de carga da pontuao do modelo de extrao de dados.Indexao de armazenamentoOs Storage Indexes so um recurso muito poderoso fornecido no armazenamento Exadata queajuda a evitar operaes de E/S. O software do Exadata Storage Server cria e mantm umStorage Index na memria do Exadata. O Storage Index rastreia valores mnimos e mximos decolunas para as tabelas armazenadas naquela clula. Quando uma consulta especifica umaclusula WHERE, mas antes que qualquer operao de E/S seja realizada, o software do Exadataexamina o Storage Index para determinar se existem linhas com o valor de coluna especificado naclula comparando o valor da coluna com os valores mnimo e mximo mantidos no StorageIndex. Se o valor da coluna estiver fora do intervalo de valor mnimo e mximo, a varredura deE/S para essa consulta evitada. Muitas operaes de SQL sero executadas muito maisrapidamente, pois um nmero grande de operaes ser automaticamente substitudo por umnmero pequeno de pesquisas na memria. Para minimizar a sobrecarga operacional, os ndicesde armazenamento so criados e mantidos de forma transparente e automtica pelo software doExadata Storage Server.Smart Scan de Hybrid Columnar Compressed TablesOutro novo recurso do Oracle Database 11g Release 2 so as Hybrid Columnar CompressedTables. Essas novas tabelas oferecem alto grau de compresso para dados que so carregados econsultados em massa. O processamento do Smart Scan para as Hybrid Columnar CompressedTables fornecido e a projeo e filtragem de colunas so realizadas dentro do Exadata. Almdisso, a carga referente descompresso dos dados deslocada para o Exadata eliminando asobrecarga da CPU nos servidores de bancos de dados. Em funo da compresso tpica de 10vezes das Hybrid Columnar Compressed Tables, a taxa de E/S aumentada em 10 vezes deforma eficaz em comparao aos dados no comprimidos.Smart Scan de colunas e tablespaces criptografadosNovo no Exadata o processamento com deslocamento de carga do Smart Scan de Tablespacescriptografados (TSE) e colunas criptografadas (TDE). Apesar de a verso anterior do Exadatasuportar totalmente o uso de TSE e TDE, ela no tirava proveito do processamento comdeslocamento de carga do Exadata. Esse aprimoramento aumenta o desempenho ao acessardados confidenciais.18 20. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunDeslocamento de carga do modelo de pontuao de minerao de dadosOffload of Data Mining Model ScoringOutra nova funo com carga deslocada para o Exadata o modelo de pontuao de mineraode dados. Isso torna a implantao de data warehouses no Exadata ou Database Machine umaplataforma de anlise de dados ainda melhor e com maior desempenho. Todas as funes dapontuao de ,minerao de dados (por exemplo, estimativa_probabilidade) tm sua cargadeslocada para o Exadata, para processamento. Isso no somente acelera a anlise do datawarehouse como tambm reduz o consumo de CPU do servidor de banco de dados e a carga deE/S entre o servidor de banco de dados e o armazenamento Exadata.Outros processamentos Smart Scan do ExadataDuas outras operaes de banco de dados com carga deslocada para o Exadata so os backupsincrementais do banco de dados e a criao de tablespaces. A velocidade e a eficincia dosbackups incrementais do banco de dados foram aumentadas significativamente com o Exadata.O nvel de detalhamento do rastreamento das alteraes no banco de dados muito maiorquando o armazenamento Exadata usado. Com o Exadata, as alteraes so rastreadas no nvelde blocos individuais do Oracle, em vez do nvel de um grande grupo de blocos. Isso resulta emmenos largura de banda de E/S sendo consumida por backup e em backups sendo executadosmais rapidamente.Com o Exadata, a operao de criar arquivo tambm executada de forma muito mais eficiente.Por exemplo, ao emitir um comando Create Tablespace, em vez de operar de forma sncronacom cada bloco do novo tablespace que est sendo formatado na memria do servidor e gravadono armazenamento, um comando do iDB enviado ao Exadata instruindo-o a criar o tablespacee formatar os blocos. O uso de memria de hospedagem reduzido e a carga de E/S associada criao e formatao dos blocos de tablespace deslocada. A economia de largura de banda deE/S em funo dessas operaes significa que mais largura de banda est disponvel para outrostrabalhos crticos da empresa.Gerenciamento de recurso de E/S com o ExadataCom o armazenamento tradicional, a criao de uma grade de armazenamento compartilhado limitada pela incapacidade de priorizar o trabalho de diversas tarefas e usurios que consomemlargura de banda de E/S do subsistema do armazenamento. O mesmo ocorre quando mltiplosbancos de dados compartilham o subsistema do armazenamento. O DBRM e os recursos degerenciamento de recursos de E/S do armazenamento Exadata podem evitar que uma classe detrabalho, ou um banco de dados, monopolize os recursos em disco e de largura de banda egarante que os acordos de servio definidos pelo usurio sejam cumpridos ao usar oarmazenamento Exadata. O DBRM possibilita a coordenao e a priorizao da largura de bandade E/S consumida entre os bancos de dados e entre os diferentes usurios e classes de trabalho.19 21. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunAo integrar intimamente o banco de dados com o ambiente de armazenamento, o Exadata estciente de quais tipos de trabalho e qual quantidade de largura de banda de E/S so consumidos.Os usurios podem, portanto, fazer com que o sistema do Exadata identifique os diferentes tiposde cargas de trabalho, atribua prioridades a essas cargas de trabalho e garanta que as cargas detrabalho mais crticas tenham prioridade.Em ambientes de data warehousing ou com cargas de trabalho mistas, interessante garantir quea quantidade relativa de recursos de E/S correta seja alocada aos diferentes usurios e tarefasdentro de um banco de dados. Por exemplo, voc pode desejar alocar 70% dos recursos de E/Sa usurios interativos no sistema e 30% dos recursos de E/S a tarefas de gerao de relatrios emlotes. Isso simples de ser aplicado atravs do DBRM e dos recursos de gerenciamento de E/Sdo armazenamento Exadata.Um administrador do Exadata pode criar um plano de recursos que especifica como assolicitaes de E/S devem ser priorizadas. Isso pode ser realizado colocando os diferentes tiposde trabalho em agrupamentos de servio chamados de Grupos de consumidores. Os grupos deconsumidores podem ser definidos atravs de diversos atributos, incluindo o nome de usurio,nome do programa cliente, funo ou perodo de tempo pelo qual a consulta est sendoexecutada. Uma vez definidos esses grupos de consumidores, o usurio pode definir umahierarquia de qual grupo de consumidores obtm prioridade em recursos de E/S e a quantidadede recursos de E/S alocada a cada grupo de consumidores. Essa hierarquia determinando apriorizao de recursos de E/S pode ser aplicada simultaneamente para operaes dentro debancos de dados (ou seja, operaes que ocorrem dentro dos bancos de dados) e operaes entrebancos de dados (ou seja, operaes que ocorrem entre diversos bancos de dados).Quando o armazenamento Exadata compartilhado entre diversos bancos de dados, possveltambm priorizar os recursos de E/S alocados a cada banco de dados, evitando que um banco dedados monopolize os recursos em disco e a largura de banda para garantir que os acordos deservio definidos pelo usurio sejam cumpridos. Por exemplo, voc pode ter dois bancos dedados compartilhando o armazenamento Exadata conforme representado abaixo. 20 22. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunDatabase A Database B (Single-Instance) (RAC) Exadata CellExadata Cell Exadata CellFigure 7: Gerenciamento de recursos de E/S entre bancos de dados com o ExadataOs objetivos comerciais impem que cada um desses bancos de dados tem um valor e um graude importncia relativos para a organizao. Foi decidido que o banco de dados A deveriareceber 33% do total de recursos de E/S disponveis e que o banco de dados B deveria receber67% do total de recursos de E/S. Para garantir que a quantidade relativa de recursos de E/Scorreta seja alocada para os diferentes usurios e tarefas dentro de cada banco de dados, diversosgrupos de consumidores foram definidos. Dois grupos de consumidores foram definidos para o banco de dados A 60% dos recursos de E/S esto reservados para atividades interativas de marketing 40% dos recursos de E/S esto reservados para atividades de marketing em lotes Trs grupos de consumidores foram definidos para o banco de dados B 60% dos recursos de E/S esto reservados para atividades interativas de vendas 30% dos recursos de E/S esto reservados para atividades de vendas em lotes 10% dos recursos de E/S esto reservados para atividades de vendas das contas principaisEssas alocaes de grupos de consumidores so relativas ao total de recursos de E/S alocadopara cada banco de dados.Em essncia, o Gerenciador de recursos de E/S do Exadata resolveu um dos desafios que atecnologia de armazenamento tradicional no resolve: criar um ambiente de armazenamento degrade compartilhado com a capacidade de equilibrar e priorizar o trabalho de mltiplos bancosde dados e usurios compartilhando o subsistema do armazenamento. O gerenciamento derecursos de E/S do Exadata garante que os acordos de servio definidos pelo usurio sejamcumpridos para mltiplos bancos de dados compartilhando o armazenamento Exadata. Isso21 23. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sungarante que cada banco de dados ou usurio obtenha a quantidade correta de largura de banda dodisco para atender os objetivos da empresa.Desempenho acelerado com ExadataO armazenamento Exadata fornece aprimoramentos de desempenho inigualveis para cargas detrabalho de data warehousing tpicas. As varreduras de tabelas completas apresentaro umaprimoramento extremamente grande devido filtragem Smart Scan e ao hardware equilibradousado por data warehouses com base no Exadata. Os Exadata Storage Servers fornecem umaarquitetura de redimensionamento horizontal de forma que, conforme as clulas so adicionadas configurao, a largura de banda aumenta. Isso, associado interconexo InfiniBand maisrpida e reduo dos dados transferidos devido ao processamento com deslocamento de carga,resulta em aprimoramentos de desempenho extremamente grandes. Frequentemente, podemosobservar um aumento de 10 vezes na velocidade dessas operaes ao usar o armazenamentoExadata em comparao a produtos de armazenamento usados tradicionalmente com o banco dedados Oracle, mas em muitos casos um aumento de 50 vezes na velocidade, ou at mais, obtido.Seguem dois exemplos reais de aprimoramentos de desempenho.28x Tablespace Creation AverageSpeedupIndex CreationHandset to Customer Mapping Report CRM Customer Discount ReportCRM Service Order Report Warehouse Inventory Report CDR Full Table Scan0 10 20304050607080Figura 8: Aprimoramento de desempenho de 10 a 72 vezes em aplicao de telecomunicaes com Exadata22 24. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunM e r c h a n d is in g L e v e l 1 D e t a il:P e r io d A g oM e r c h a n d is in g L e v e l 1 D e t a il:C urre nt - 52 w ee k sS u p p l y C h a in V e n d o r - Ye a r - I te mM o vem e ntM e rc ha ndi s i ng L ev e l 1 D e t ai l by W ee kM a t e r ia li ze d V ie w s R e b u ild D a te t o D a te M o v e m e n t C o m p a r is o n - 5 3 w e e k sP r o m p t 0 4 C lo n e f o r A C L a u d it 16xS a le s a n d C u s t o m e r C o u n t sAverageG if t C a r d A c t iv a ti o n sSpeedup R e c a ll Q u e r y - 5 .0 10 .0 1 5.0 20 .0 25 .0 3 0.0 35 .0 4 0 .0 4 5.0 50 .0 Figura 9: Aprimoramento de desempenho de 3 a 48 vezes em aplicao de varejoVirtualizao do armazenamento ExadataO Exadata fornece um conjunto sofisticado de recursos poderosos de virtualizao dogerenciamento de armazenamento que tira proveito dos pontos fortes do banco de dados Oracle,do software do Exadata e do hardware do Exadata.Software do armazenamento ExadataConforme discutido anteriormente, a clula do Exadata um servidor que executa o OracleEnterprise Linux, bem como o software do Exadata fornecido pela Oracle. Quando iniciada pelaprimeira vez, a clula carregada como qualquer outro computador no modo de servio doarmazenamento Exadata. As duas primeiras unidades de disco tm uma pequena fatia doNmero de unidade lgica (LUN) chamada de rea do sistema, de aproximadamente 13 GB,reservada para o sistema operacional OEL, o software do Exadata e os metadados deconfigurao. A rea do sistema contm dados do Automatic Diagnostic Repository (ADR) doOracle Database 11g e outros metadados sobre a clula do Exadata. O administrador no precisagerenciar o LUN da rea do sistema, uma vez que ele criado automaticamente. Seu contedo automaticamente espelhado atravs dos discos fsicos para proteger contra falhas em unidades epermitir o "hot-swap" dos discos. A parte restante dessas duas unidades de disco fica disponvelpara dados do usurio.Virtualizao de armazenamento do usurio do ExadataO Automatic Storage Management (ASM) usado para gerenciar o armazenamento na clula doExadata. Os servios de gerenciamento de volumes, diviso e proteo de dados do ASM fazemdele a opo ideal para gerenciamento de volumes. O ASM fornece proteo de dados contra 23 25. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunfalhas na clula e na unidade, o melhor desempenho possvel e opes de configurao ereconfigurao extremamente flexveis.Um Disco de clula a representao virtual do disco fsico, sem o LUN da rea de sistema(caso esteja presente), e um dos principais objetos de disco que o administrador gerencia dentrode uma clula do Exadata. Um Disco de clula representado por um nico LUN, que criado egerenciado automaticamente pelo software do Exadata quando o disco fsico identificado.Os Discos de clula podem ser posteriormente virtualizados em um ou mais Discos de grade. OsDiscos de grade so as entidades de disco atribudas ao ASM, como discos do ASM, paragerenciar em nome do banco de dados para os dados de usurio. O caso mais simples quandoum nico Disco de grade ocupa o Disco de clula inteiro. Mas tambm possvel particionar umDisco de clula em mltiplas fatias de Discos de grade. Colocar mltiplos Discos de grade emum Disco de clula possibilita ao administrador segregar o armazenamento em pools comdiferentes exigncias de desempenho ou disponibilidade. As fatias de Disco de grade podem serusadas para alocar regies quentes, mornas e frias de um Disco de clula ou para separaros bancos de dados que compartilham discos do Exadata. Por exemplo, um Disco de clulapoderia ser particionado de forma que um nico Disco de grade resida na parte de maiordesempenho do disco fsico e seja configurado para ser triplamente espelhado, enquanto umsegundo Disco de grade reside na parte de menor desempenho do disco e usado para dados dearchive ou backup, sem qualquer espelhamento. Uma estratgia de Information LifecycleManagement (ILM) poderia ser implementada usando a funcionalidade de Disco de grade.GridP hysical CellGridGrid DiskDiskDiskDiskDiskGrid Disk Figura 10: Virtualizao em Disco de gradeO exemplo a seguir ilustra a relao dos Discos de clula com os Discos de grade em uma gradede armazenamento Exadata mais abrangente.Uma vez que os Discos de clula e Discos de grade esto configurados, os grupos de discos doASM so definidos atravs da configurao do Exadata. Dois grupos de discos do ASM sodefinidos; um atravs de discos de grade quentes e um segundo atravs de discos de gradefrios. Todos os discos de grade quentes so colocados em um nico grupo de discos doASM e todos os discos de grade frios so colocados em um grupo de discos separado. Quandoos dados so carregados no banco de dados, o ASM ir distribuir uniformemente os dados e aE/S dentro dos grupos de discos. O espelhamento do ASM pode ser ativado para esses gruposde discos para proteger contra falhas de disco os dois grupos de disco, um deles ou nenhumdeles. O espelhamento pode ser ativado ou desativado independentemente para cada um dosgrupos de discos. 24 26. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunHot ASM Disk Group Exada ta C e llE xa da ta C ell Cold ASMDisk Group H otHot H otHotH otH otColdC oldC oldC old C old C oldFigura 11: Exemplo de grupos de discos do ASM e espelhamentoPor ltimo, para proteger contra falha de uma clula inteira do Exadata, grupos de falha do ASMso definidos. Os grupos de falha garantem que as extenses do ASM espelhado sejam colocadasem diferentes clulas do Exadata. ASMDisk GroupExadat a CellExadata CellHotHo t Hot HotHo tHotCo ldCold ColdColdColdCo ldASMASM Failure Grou p Failure GroupFigura 12: Exemplo de espelhamento do ASM e grupos de falhaCom o Exadata e o ASM: A configurao dos Discos de clula (criao do LUN) automatizada pelo software doExadata. Opcionalmente, mltiplos Discos de grade podem co-existir nos discos fsicos para adequar odesempenho s necessidades da aplicao de banco de dados ou construir uma estratgia ILMcom o Exadata. O ASM divide automaticamente os dados do banco de dados pelos discos e clulas do Exadatapara garantir uma carga de E/S equilibrada e desempenho mximo. O recurso de adio e remoo dinmica do ASM permite a alocao, desalocao e realocaono invasiva de clulas e discos. 25 27. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sun O espelhamento do ASM e o recurso de hot-swap da clula do Exadata fornecem proteo dedados e acesso transparentes nas falhas de disco. O ASM fornece espelhamento duplo ou triplo para adequar a proteo ao nvel de importnciados dados. Os grupos de falha do ASM so criados automaticamente com o Exadata para fornecerproteo de dados e acesso transparentes nas falhas de clula.Migrando para o armazenamento ExadataO armazenamento Exadata pode ser usado em conjunto com os arrays de armazenamento eprodutos normalmente usados para armazenar o banco de dados Oracle. Um nico banco dedados pode ser armazenado parcialmente no armazenamento Exadata e parcialmente nosdispositivos de armazenamento tradicionais. Os tablespaces podem residir no armazenamentoExadata, em outro armazenamento ou em uma combinao dos dois, e ser transparente para asoperaes e aplicaes do banco de dados. Mas para tirar proveito do recurso Smart Scan doarmazenamento Exadata, todo o tablespace precisa residir no armazenamento Exadata. Essa co-residncia e co-existncia um recurso chave para permitir a migrao on-line para oarmazenamento Exadata.Uma migrao on-line sem interrupes para o armazenamento Exadata pode ser feita para umbanco de dados existente se o banco de dados existente for implantado no ASM e estiver usandoredundncia do ASM. As etapas para realizar isso so:1. Adicionar um disco de grade do Exadata ao grupo de discos do ASM.2. Em seguida, o ASM reequilibra automaticamente os dados dentro do grupo de discos movendo uma quantidade proporcional de dados para o disco de grade do Exadata recm- adicionado.3. Em seguida, um disco que no do Exadata removido do grupo de discos do ASM. O ASM ento reequilibra ou migra os dados do disco que no do Exadata para os outros discos no grupo de discos.4. O processo acima repetido at que todo o banco de dados seja migrado para o armazenamento Exadata.Alm disso, a migrao pode ser feita atravs do Oracle Recovery Manager (RMAN) fazendobackup do armazenamento tradicional e restaurando os dados no Exadata. O Oracle Data Guardtambm pode ser usado para facilitar a migrao. Isso pode ser feito criando primeiro um bancode dados em standby com base no armazenamento Exadata. O standby pode estar usandoarmazenamento Exadata e o banco de dados de produo pode estar no armazenamentotradicional. Ao executar um chaveamento rpido, em apenas segundos, voc pode transformar obanco de dados em standby no banco de dados de produo. Todas essas abordagens 26 28. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da Sunproporcionam uma rede de segurana incorporada uma vez que possvel desfazer a migraosem problemas caso ocorram imprevistos.Proteo de dados adicional com o ExadataO Exadata foi projetado para incorporar o mesmo padro de alta disponibilidade (HA) que osclientes esperam dos produtos Oracle. Com o Exadata, todos os recursos e ferramentas do bancode dados funcionam como se estivessem em um armazenamento tradicional, que no Exadata.Os usurios e os administradores de banco de dados usaro ferramentas conhecidas e poderotirar proveito de seus procedimentos e conhecimentos existentes relacionados ao banco de dadosOracle. Atravs da arquitetura do Exadata, todos os pontos individuais de falha so eliminados.Recursos conhecidos, como espelhamento, isolamento contra falhas e proteo contra falhas dediscos e clulas, foram incorporados ao Exadata para garantir a disponibilidade e proteo dedados contnua. Outros recursos para garantir a alta disponibilidade dentro do Exadata Serveresto descritos abaixo.Hardware Assisted Resilient Data (HARD) incorporado ao ExadataA iniciativa Hardware Assisted Resilient Data (HARD) da Oracle um programa abrangenteprojetado para evitar corrupes de dados antes que elas aconteam. As corrupes de dados somuito raras, mas quando acontecem, elas podem ter um efeito catastrfico em um banco dedados e, consequentemente, em uma empresa. O Exadata aprimorou a funcionalidade HARDincorporada nele para fornecer nveis de proteo ainda mais altos e validao de ponta a pontados seus dados. O Exadata executa uma ampla validao dos dados armazenados nele, incluindosomas de verificao, localizaes de blocos, nmeros mgicos, verificaes "head and tail", errosde alinhamento, etc. Implementar esses algoritmos de validao de dados dentro do Exadataevitar que dados corrompidos sejam gravados no armazenamento permanente. Alm disso,essas verificaes e protees so fornecidas sem as etapas manuais necessrias ao usar HARDcom armazenamento convencional.Data GuardO Oracle Data Guard o recurso de software do banco de dados Oracle que cria, mantm emonitora um ou mais bancos de dados em standby para proteger seu banco de dados de falhas,desastres, erros e corrupes. O Data Guard funciona sem modificaes com o Exadata e podeser usado tanto para bancos de dados de produo como em standby. Ao usar o Active DataGuard com armazenamento Exadata, a carga de consultas e relatrios pode ser deslocada dobanco de dados de produo para um banco de dados em standby extremamente rpido egarantir que o trabalho crtico no banco de dados de produo no seja impactado enquantoainda fornece proteo em caso de desastre.27 29. Artigo tcnico Uma viso geral tcnica do Oracle Exadata Storage Server da SunFlashbackO Exadata tira proveito da tecnologia Oracle Flashback para fornecer um conjunto de recursospara visualizar e restaurar os dados para um momento anterior no tempo. O recurso Flashbackfunciona no Exadata da mesma forma que funcionaria em outro ambiente. Os recursosFlashback oferecem a capacidade de consultar dados histricos, realizar anlises de alteraes erealizar reparos self-service de corrupes lgicas enquanto o banco de dados permanece on-line.Essencialmente, com os recursos do Oracle Flashback incorporados, o Exadata permite que ousurio tenha recursos do tipo snapshot e restaure um banco de dados para um momentoanterior ocorrncia de um erro.Recovery Manager (RMAN) e Oracle Secure Backup (OSB)O Exadata funciona com o Oracle Recovery Manager (RMAN), uma ferramenta de linha decomando com base no Enterprise Manager, para permitir o backup e a recuperao eficiente dobanco de dados. Todos os scripts RMAN existentes funcionam inalterados no ambiente doExadata. O RMAN projetado para trabalhar intimamente com o servidor, fornecendo detecode corrupo no nvel de bloco durante o backup e a restaurao. O RMAN otimiza odesempenho e o consumo de espao durante o backup atravs da muliplexao de arquivos ecompresso do conjunto de backup, e se integra com o Oracle Secure Backup (OSB) e produtosde gerenciamento de mdia de terceiros para backup em fita.CONCLUSOAs empresas de hoje em dia esto, cada vez mais, tirando proveito da inteligncia comercial paratomar importantes decises estratgicas e analisar os dados para maximizar a eficinciaoperacional. Ao mesmo tempo em que a necessidade de processar mais dados aumenta a cadadia, as empresas esto tambm percebendo que seus oramentos de TI esto sendo reduzidos,forando-as a tomar decises mais difceis para justificar o custo total de propriedade (TCO) deseus softwares e hardwares de TI.Ao incorporar o Exadata em sua infraestrutura de TI, as empresas iro: Acelerar o desempenho do banco de dados e poder fazer muito mais na mesma quantidade detempo. Lidar com o crescimento de forma que, conforme os dados e clulas do Exadata soadicionados ao sistema, tambm so adicionados largura de banda de E/S e desempenho. Fornecer disponibilidade e proteo de dados de misso crtica. 28 30. Ttulo do artigo tcnicoSetembro de 2009Autor: Ronald WeissCopyright 2009, Oracle e/ou suas afiliadas. Todos os direitos reservados e de titularidade da Oracle Corporation. Proibida aAutores colaboradores:reproduo total ou parcial. Este documento fornecido apenas para fins informativos e seu contedo est sujeito a alteraes semaviso prvio. No h garantias de que este documento esteja isento de erros nem que esteja sujeito a outras garantias ouOracle do Brasil Sistemas Ltda.condies legais, expressas ou implcitas, incluindo garantias ou condies de comercializao e uso para um propsito especfico.Sede no BrasilA Oracle isenta-se de qualquer responsabilidade em relao a este documento, sendo que ele no representa qualquer obrigaoAv. Alfredo Egydio de Souza Aranha, 100contratual direta ou indireta. Este documento no pode ser reproduzido ou transmitido de qualquer forma ou atravs de qualquerSo Paulo, SPmeio, seja eletrnico ou mecnico, para qualquer objetivo, sem a permisso expressa por escrito da Oracle.BrasilOracle uma marca comercial registrada da Oracle Corporation e/ou de suas empresas afiliadas. Outros nomes podem ser marcasCNPJ: 59.456.277/0001-76comerciais de seus respectivos proprietrios.Fone: 0-800-891-44-33oracle.com0109