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Oracle 白皮书 2012 5 25 中间件云服务器和数据库云服务器:Oracle WebCenter Sites 的最佳平台

中间件云服务器和数据库云服务器:Oracle WebCenter Sites 的最 … · 考虑到产品架构的性质,可能无法在不冒较大代码不稳定性风险的情况下安全地包含文中所述的全部

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Oracle 白皮书

2012 年 5 月 25 日

中间件云服务器和数据库云服务器:Oracle

WebCenter Sites 的最佳平台

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中间件云服务器和数据库云服务器:Oracle WebCenter Sites 的最佳平台

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同之中。

该文档仅供参考,仅用于帮助您作好准备以便实施和升级文中所述产品特性。其内容不构成提供

任何材料、代码或功能的承诺,并且不应该作为制定购买决策的依据。本文描述的任何特性或功能的开发、发布和时间安排均由 Oracle 自行决定。

考虑到产品架构的性质,可能无法在不冒较大代码不稳定性风险的情况下安全地包含文中所述的全部

特性。

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1

执行概要

Oracle WebCenter Sites 是面向超大型动态网站的具有市场领先的性能和可伸缩性的解决方案。利

用中间件云服务器 (Exalogic),可将这些性能优势发挥到极致。Exalogic 是 Oracle 针对应用程序

和中间件的软硬件组合,在 Exalogic 上部署 Oracle WebCenter Sites,可提高客户满意度和品牌资

本,最终提高顶线收入。该软硬件组合称为“集成设计系统”。Oracle 专为 Oracle 数据库而设计

的集成设计系统是数据库云服务器 (Exadata)。与运行 Tomcat 的类似系统相比,在 WebLogic、

JRockit、Exalogic 和 Exadata 上部署 WebCenter Sites,可使未缓存页面交付性能提高 11.6 倍,缓存

交付性能提高 1.6 倍,发布性能提高 3.7 倍。对于每月页面浏览量达 2 亿之高的大型网站,可通过

提高品牌忠诚度和转化率使这 2 亿多积极的客户接触点转化为更高的顶线收入。

除了顶线收入利益之外,还有大量底线收入利益。Gartner 估计,人员配备和实施占据了 5 年来

系统总拥有成本的 71% 1。Exalogic 和 Exadata 可以降低这些成本,因为它们采用预集成的架

构、端到端的纵向集成监视、整合的磁盘到操作系统补丁修复,并且在 Exalogic 和 Exadata 上

Oracle WebCenter Sites 的运行效率可提高 2.2 倍(对于缓存页面)。在 Exalogic 和 Exadata 上运

行Oracle WebCenter Sites 可提高效率,这意味着可以用更少的内核来完成指定部署。Exadata 和

Exalogic 让组织事半功倍。

与传统系统相比,Exalogic 和 Exadata 能让 Oracle WebCenter Sites 部署更快上市。Exalogic 和

Exadata 包含新环境所需的全部内容,这包括网络交换机、存储、闪存、RAM 以及计算节点,并

且所有这些都经过预集成和优化,能够协同工作。Exabus(InfiniBand 网络技术、相关协议和

Java API)将系统内以及集成设计系统之间的所有组件连接在一起。而且,运行在硬件之上的软

件经过垂直优化,能与其他软件以及硬件协同工作。新环境只需一天2 即可投入使用,而传统环

境则需要数月。

这些优势共同造就了适合 Oracle WebCenter Sites 及其他 Oracle 管理软件的无与伦比的平台。

1 Philip Winslow,“Dr. Exalove:How I Learned to Stop Worrying (about Sun) and Love Exalogic

Too”,Credit Suisse,2010 年 11 月 23 日

2 http://www.youtube.com/watch?v=aWHPC188tus

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管理

(默认

为 O

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nag

er)

Oracle WebCenter Sites 简介

Oracle WebCenter Sites 是 Oracle 市场领先的 Web 体验管理解决方案。Oracle WebCenter Sites

将同类最佳的 Web 内容管理与同类最佳的内容交付相结合,使企业能够控制客户与其网

站的交互。Oracle WebCenter Sites 包括以下功能:

• 用于管理大规模和多语言网站的

WCM 基础

• 针对客户群定位和优化在线内容

• 支持与用户生成内容的社交交互性

以及与社交网络的集成

• 利用小部件实现最终用户个性化,从而

赢得客户忠诚

• 通过所有在线渠道(包括移动)

提供体验

• 为营销人员和其他业务用户提供工

具,以创造吸引人的在线体验

Oracle WebCenter Sites 采用传统分层部署架构,以传统关系数据库作为后端,如图 1 所示:

内容交付网络

(可选)

负载均衡器

Web 服务器/卫星

服务器

应用服务器

(默认为 WebLogic)

数据库

(默认为 Oracle)

WebCenter Sites

= Oracle 拥有的层

图 1 推荐的 Oracle WebCenter Sites 部署架构

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在要求最高的环境中部署 Oracle WebCenter Sites,可以通过大型配置提供每天 5000 万以上的页

面服务。只需添加更多硬件,该体系中的所有组件就能够以线性方式横向扩展。系统瓶颈最常源

自 I/O — 在单独的 JVM 内或在调用远程主机时。Exalogic 和 Exadata 可消除这些瓶颈。

Exalogic 简介

Exalogic 是基于机架的系统,它包括计算节点(x86 服务器)、RAM、FlashFire SSD 和 ZFS 存

储,所有这些经过预先集成可以良好协作,并且通过 Exabus(InfiniBand 网络技术和相关协议)

连接在一起。 Exalogic 有多种配置,包括 48 个 CPU 内核(八分之一机架)、96 个 CPU 内核

(四分之一机架)、192 个 CPU 内核(二分之一机架)和 360 个 CPU 内核(全机架),能够通

过 Exabus 将多达八个 Exalogic 机架无缝连接在一起。图 2 显示在 Exalogic 上部署 Oracle

WebCenter Sites 的基础组件:

WebCenter Sites

WebLogic

HotSpot 或 JRockit

Linux 或 Solaris

计算节点

Exabus(InfiniBand)

ZFS 存储

图 2 Exalogic 系统上的 Oracle WebCenter Sites 组件

Exalogic 的任何一种配置都包含数量合适的 RAM、SSD 和存储,因此该系统是“均衡的”,

能够提供最佳性能。全机架以下的配置(八分之一、四分之一、半机架)无需停机即可升级

(例如,从四分之一升级到半机架)。每种配置采用同样的物理机架。

对于操作系统,可以选择 Oracle Linux 或 Solaris 11 Express for x86,两者均经过广泛调优,以

适应底层硬件和软件。Oracle Linux 和 Red Hat Linux 一样基于 Fedora Core 代码库,因此应用

程序可以在这两个版本之间高度兼容。Oracle JVM(HotSpot 和 JRockit)、Oracle WebLogic、

Oracle Coherence 以及许多Oracle 管理软件已经过修改和调优,能够透明地利用该体系中的硬件

和软件。这些额外的更改和调优是完全透明的,因此无需特别的知识或修补程序。这种软件和硬

件之间的垂直集成有助于Exalogic 为 Oracle WebCenter Sites 提供超强的性能。利用数据库云服务

Ora

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器(针对 OLTP 和 OLAP 负载而进行了优化的集成设计系统),可以为数据库层带来同样的好处。

Exalogic 的一个明确的特性是通过名为 Exabus 的 I/O 子系统消除了 I/O 瓶颈。该子系统汇集了

InfiniBand 交换机、网关、主机通道适配器、防火墙、设备驱动程序、操作系统扩展和软件库等技

术。这些技术一起,让大多数进程间通信可以绕过内核和操作系统的 TCP/IP 协议栈(也称为远程

直接内存访问或 RDMA)。在同样的 Java 进程内,通过所有各层的大量调优消除了 I/O 瓶颈。

经过集成设计,可作为一个体系进行管理和监视。Oracle Enterprise Manager(针对软件)和

Oracle OpsCenter(针对硬件)已针对 Exalogic 进行了修改和配置,因而支持全面的系统级管

理。Enterprise Manager 和 OpsCenter 能够在异构环境中与非 Oracle 产品良好协作,而与 Oracle

产品(包括 Exalogic)的协作尤为良好。Oracle 凭借对每个系统配置的深入了解,可提供从

存储到操作系统的单一文件补丁,这极大简化了补丁修复和其他维护工作。系统配置数量有

限且为人熟知,这让 Oracle 能够轻松发布整合的补丁。最后,嵌入式硬件诊断功能让 Exalogic 能

够“呼叫总部”,在发生硬件故障时发出 Oracle 服务请求。Exalogic 的集成特性、产品本身

的质量以及 Exalogic 中同类最佳产品之间集成带来的价值,使之能够实现卓越的管理、监视和易

维护性。

在内部,Oracle 产品工程部门利用 Exalogic 进行性能测试、QA 测试和其他一些需要硬件的场

合。Oracle 还使用 Exalogic 作为其公有云的基础。Exalogic 非常易于配置,并且性能表现出类

拔萃,因此是 Oracle 等环境的理想之选。

Exadata 简介

Exalogic 和 Exadata 相似,主要区别是 Exadata 为运行 Oracle 数据库进行了优化,而 Exalogic

为运行 Oracle 中间件和管理软件进行了优化。构成 Exalogic 的技术大多来源于 Exadata。

Exadata 以其性能、可靠性、与 Exalogic 的高级连接功能和更低的总拥有成本,成为支持

Oracle WebCenter Sites 的首选数据库平台。Oracle WebCenter Sites 经过充分验证可以和

Exadata 一起运行,无需进一步优化即可利用 Exadata。

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Exadata 提供四分之一机架、半机架和全机架配置。X2-8 型号的全机架配置包含 160 个内

核、4 TB RAM、14 个存储单元(可用存储总量高达 150 TB)和 5.3 TB 基于 PCI 的闪存。

Exadata 的全机架配置足以满足大多数 Oracle WebCenter Sites 部署需求。在 Exadata 的一个机

架内,可能存在多个数据库实例,每个实例可能采用也可能不采用集群 RAC 配置。为获得高可

用性,一个数据库可以拆分到两个或多个采用 RAC 配置的 Exadata 中。可以将 Exadata 上的数

据库复制到另一个数据库中,以便通过 Oracle Data Guard 进行灾难恢复。Exadata 运行

Oracle Database 11g 第 2 版,只是后者针对 Exadata 硬件和其他软件进行了透明的优化。

Oracle Database 11g 第 2 版的任何特性均可在 Exadata 中应用。

Exadata 可出色地运行 Oracle 数据库,原因与 Exalogic 可出色运行 Oracle WebCenter Sites 一

样— 大量调优;软硬件经过集成设计,可协同工作;以及该体系所独具的创新。Exadata 包含大

量创新,其中包括:

• 混合列压缩。往常,同一行的所有列都顺序存储在同一个数据库块内。这有利于面向记

录的快速读取访问,但只能实现最低的压缩率。另一种方法是将列数据存储在一起,这

样可以获得高压缩率但在多列访问时可产生过多的 I/O。混合列压缩将混合使用两种方

法来存储数据,以获得列存储压缩的优势和顺序行存储的性能。这平均可节省 10-15 倍

的存储空间,一些客户可以体验到压缩率的显著提高(取决于数据的结构)。这样,一

个全机架的 150 TB 可用存储相当于 1.46 PB(假设为 10 倍压缩率)。

• 智能扫描。在非 Exadata 配置中,Oracle 数据库通常使用 SAN 进行存储。在执行查询

时,会向数据库返回所有相关的行和列,由数据库 CPU 执行筛选并将结果集返回给

应用程序。在 Exadata 中,每个存储单元包含 12 个 CPU 内核以及部分 Oracle 数据库软

件,能够在每个存储单元执行数据筛选。因此,数据库只收到其实际需要的数据,而相

应的查询在 14 个存储单元中并行执行。 这样可以向数据库发送更少的数据,且需要更

少的计算节点处理。

• 智能闪存缓存。Exadata 全机架包含 5.3 TB 闪存(PCI 卡,非闪存磁盘),可作为智能

缓存用于从磁盘分流物理 I/O。该特性对 Oracle WebCenter Sites 特别有用,因为后者经

常反复执行同样的查询。利用智能闪存缓存,每秒随机 I/O 操作 (IOPS) 最高可达 150

万次,数据扫描速度最高可达 75 GB/秒。这一特性使得性能比传统磁盘至少提高了 10

倍(每次块读取大约耗时 0.5 毫秒)。

• 完全的数据库加密可以使用基于硬件的加密来对 Exadata 上运行的数据库进行加密。这

对于 Oracle WebCenter Sites 客户尤为重要,因为其数据库可能存储了信用卡和其他

个人身份信息 (PII)。将加密和解密从软件转移到硬件可以使性能提高 5 倍。数据解密速

率可达每秒数百 GB。

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Exadata 和 Exalogic 本身就很出色,而两者相结合甚至会更加强大。利用 Oracle WebLogic 中的

Active GridLink for Oracle RAC 特性,Exalogic 上运行的 Oracle WebCenter Sites 能够通过 Exabus

与 Exadata 上运行的 Oracle 数据库以每秒 960 Gb 的速度和 1.2 微秒的延迟进行通信。在人类眨

一次眼的时间内(400 毫秒),可传输 25.5 张未压缩全长 DVD,或者在 Exalogic 和 Exadata 之

间往返 333,000 次。而传统上,应用服务器通过千兆以太网以毫秒级延迟连接到数据库。除了

原始高吞吐量和低延迟,Exabus 还让 Exadata 和 Exalogic 能够绕过 TCP/IP 协议栈(进而绕过

内核)。

这些优化结合在一起,使 OLTP 性能提高了 3 倍,如图 3 所示:

图 3 标准 I/O 与 Exabus

除了降低延迟和提高吞吐量,Active GridLink for Oracle RAC 还提供了其他功能,如快速连接

故障切换、运行时连接负载均衡(根据实时负载在 RAC 节点之间均衡分布查询)以及 XA

亲和性(将某些查询绑定回同一 RAC 节点)。

这些特性一起为 Oracle WebCenter Sites 提供了最佳的数据库平台。

优势 1:增强 Oracle WebCenter Sites 性能

Oracle WebCenter Sites 的卓越性能已得到广泛认可,而 Exalogic 和 Exadata 又将其性能提升到前所

未有的水平。Oracle WebCenter Sites 无需特殊调优,即可利用 Exalogic 和 Exadata 的硬件和软件,

从而使未缓存页面交付性能提高 11.6 倍,内容发布性能提高 3.7 倍,缓存页面交付性能提高 1.6

倍。更高的性能可以带来更高的客户满意度,最终提升品牌资本。纽约时报报道,250 毫秒(四

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分之一秒)是目前促使客户转向竞争对手网站的阈值。Aberdeen Group 调查显示,页面加载时间

每延长一秒,页面浏览量就会减少 11%,客户满意度降低 16%, 收入转化减少 7%4。Jupiter

Research 和 Akamai 的报告显示,33% 不满意的网购者将原因归结为性能问题,另有 40% 的

网购者认为,高性能对于保持客户忠诚度至关重要。 5

大量基准测试(如图 4 所示)表明,与运行在传统计算节点上的 Tomcat(甚至直接运行在

Exalogic 上的 Tomcat)相比,在 Exalogic、WebLogic 和 Exadata 上运行的 Oracle WebCenter Sites

的性能与吞吐量要高得多。正是 Exalogic、WebLogic 和 Exadata 的组合带来了革命性的性能和

吞吐量提高。

图 4 在 Exalogic 上运行 Oracle WebCenter Site 的基准测试结果

在所执行的测试中,唯一的变化是使用 WebLogic 代替 Tomcat。硬件、操作系统、数据库等均

相同。WebLogic 本身无法产生这样的结果 — 只有 WebLogic、Exalogic 和 Exadata 的组合才

能产生这样的结果。

3 http://www.nytimes.com/interactive/2012/02/29/business/The-Blink-of-an-Eye-Oh-Please.html?ref=technology

4 http://www.aberdeen.com/Aberdeen-Library/5136/RA-performance-web-application.aspx

5 http://www.akamai.com/dl/reports/Site_Abandonment_Final_Report.pdf

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Exalogic 和 Exadata 实现这种行业领先的性能靠的是硬件与软件之间的垂直集成以及通过 Exabus

技术消除 I/O 瓶颈。例如,经过大量的工作消除了在 WebLogic 中生成 HTTP 响应时的数据复

制次数这一瓶颈(如图 5 所示)。

图 5 针对 WebLogic 的 Exalogic 优化

此外,还利用 Active GridLink for RAC(WebLogic 的一个组件)通过基于 InfiniBand 的网络将 Exalogic

连接到 Exadata,吞吐量达每秒 960 Gb,而传统系统仅为每秒 1 Gb。体系内的瓶颈被彻底消除,

而不是转移到了别的地方。正是由于消除了瓶颈,才实现了如此高速的性能和高吞吐量。

Exalogic 和 Exadata 常作为多种 Oracle 管理软件的平台。为了改善性能和管理,这些管理软件

常常共存于系统中。例如,Oracle WebCenter Sites 通常与 Oracle ATG Web Commerce 一起部

署。由于同一机架内计算节点间的延迟仅 1.2 微秒,因此 Oracle WebCenter Sites 回调 ATG 的开

销几乎为零。Oracle Exastack 计划6 拥有 500 多个软件供应商,这些供应商的产品已针对

Exalogic 和/或 Exadata 做好了准备或进行了优化。

优势 2:降低总拥有成本

Gartner 认为,人员配备(系统维护人员)和实施(系统构建和部署人员)7 成本占系统总拥有

成本的 71%,图 6 提供了全部研究明细。Exalogic 和 Exadata 可减少人员的必需工作量以及

必须管理的硬件和软件数量,从而显著降低总拥有成本。这使组织能够将有限的资源集中

6 http://www.oracle.com/us/partnerships/solutions-catalog/exastack-partners/index.html

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Too”,Credit Suisse,2010 年 11 月 23 日

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于增加顶线收入。例如,可以腾出资源用于改善搜索引擎优化,而不是调优 Oracle WebCenter

Sites 以获得最佳性能。

图 6 系统总拥有成本明细

Exalogic 和 Exadata 通过以下三种方式降低总拥有成本 1) 采用预先构建的系统,无需逐一设

计、采购、组装、部署和调优 2) 利用 Oracle Enterprise Manager 提供的全面的管理方法,使这些

系统更易于管理 3) 由于 Oracle WebCenter Sites 在 Exalogic 和 Exadata 上提供缓存页面的效率提

高了 2.2 倍,提供未缓存页面的效率提高了 2.1 倍,因此需要更少的硬件。

由于 Exalogic 和 Exadata 的每个机架是整体预构建的系统(而不是一组独立组件的集合),因

此无需设计、采购、组装、部署和调优每个独立的系统。Exalogic 和 Exadata 在思想上类

似于笔记本电脑,客户购买的是预先封装好的完整系统,包括在垂直体系中经过优化的硬件和软

件。客户无法忍受必须设计新的笔记本电脑、从不同的供应商采购不同的部件(如显示器、内

存、处理器、硬盘等)、将这些部件组装成一台笔记本电脑、安装操作系统、调优操作系统以便

利用其所在的硬件。相反,人们都是购买预先组装好的笔记本电脑,这些电脑在接通电源、开

机后就能立即运行。Oracle 将这一思想引入到企业中。

Exalogic 和 Exadata 不是一组独立组件的集合,而是一些紧密集成的统一系统,因此它们能够

发挥统一系统所具备的所有优势。Exalogic 和 Exadata 均可作为一个系统进行维护、管理、

监视、部署和测试,如图 7 所示:

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图 7 Exalogic 和 Exadata 管理

Exalogic 和 Exadata 的组件均经过集成设计,可以协同工作,这带来了诸如单一文件补丁、通过

Oracle Enterprise Manager 进行从存储到应用程序的管理等优势。Enterprise Manager 经过修改,

能与 Exalogic 更好地协作。

图 8 Enterprise Manager 与 Exalogic 的集成

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同样,Enterprise Manager 经过修改,能与 Exadata 更好地协作:

图 9 Enterprise Manager 与 Exadata 的集成

除了提供管理和监视功能,Enterprise Manager 12c 还支持静态(自助式)和动态(基于实时负

载的)供应。当使用 Enterprise Manager 的这一功能时,可将 Exalogic 用作硬件资源池,针

对不同用途静态或动态供应其硬件资源。例如,可将 Exalogic 系统中的硬件供应给生产

前环境以用于测试目的,还可供应给生产环境以支持大规模销售,最后还可以供应给呼叫中心

以支持售后客户服务。这种方式的供应是对环境的扩展。这样可以提高资源利用率,从而提高投

资回报。

最终,缓存页面的吞吐量提高 2.2 倍,未缓存页面吞吐量提高 2.1 倍,并且 Enterprise Manager 的

供应功能使资源利用率得以提高,这些因素让硬件需求比传统环境减少了一半。因此,

如果 Oracle WebCenter Sites 的生产环境需要 100 个CPU 内核,使用 Exalogic 则只需 50 个

CPU 内核,诸如此类。Exlogic 还能够减少要管理的物理服务器数量。传统服务器拥有大约 8 个

CPU 内核。因此,如果生产环境需要 100 个 CPU 内核,就需要 13 台服务器,每台服务器都要

经历采购、运输、机架安装、装配、连线等。而一个 Exalogic 机架就可以解决所有问题。这可以

降低 CPU 内核管理成本。而采用 Exadata 可以使这一优势加倍。

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Exalogic 和 Exadata 的集成特性、产品本身的质量以及同类最佳产品间的集成带来的价值,让您

能够实现无与伦比的管理、整合和上市速度,最终降低总拥有成本。

优势 3:快速上市

Exalogic 和 Exadata 从到货到可用于 Oracle WebCenter Sites 生产部署仅需一天时间 8,而传统

定制系统则往往需要数月才能完成采购、安装、配置和调优。由于连接存储、网络、计算节点和

所有支持软件的工作都由 Oracle 负责完成,因此最大程度减少了现场安装时间。Oracle 投入了

大量资源来确保 Exalogic 和 Exadata 一到达现场就可以接通电源、进行配置和投入运行。Oracle

还对驻留在 Exalogic 上的所有软件进行了性能调优,因此无需进一步调优即可运行 Oracle

WebCenter Sites。最后,由于 Oracle 同样在内部广泛使用了这一体系进行产品开发和测试,

因此能够提供更好的支持。如果您与 Oracle 使用同样的产品体系,则您遇到的问题可能会更

少,即使遇到问题,也可能更快地解决。

Exalogic 一旦投入运行,就可以用 Oracle Enterprise Manager 来自动进行 Oracle WebCenter

Sites 供应。过去,通常将一个 WAR 文件部署到每个应用服务器实例,在生产环境中以手动形式

静态供应应用服务器实例。而在 Exalogic 中,可以利用动态或静态供应模型在完备的 Oracle VM

映像中供应硬件资源。通过这些模型,可以配置不同的 Oracle VM 模板来反映每种可能的

Oracle WebCenter Sites 实例配置。然后利用简单的管理界面,可以将 Oracle WebCenter Sites 部

署在 Exalogic 硬件上。

Exalogic 和 Exadata 具有快速上市能力,其优势在于让组织将资源集中用于价值更高的活动,

如,改善网站的搜索引擎优化或进行个性化调优以提高内容的关联性。对于 Exalogic,Oracle 负

责大部分的环境创建,同时通过自动化执行许多 Oracle WebCenter Sites 部署相关任务来简化

Oracle WebCenter Sites 的生产部署。不仅如此,Oracle 在交付 Exalogic 和 Exadata 之前所做的

工作可确保 Oracle WebCenter Sites 部署在坚实的基础上,从而大幅降低 Oracle WebCenter Sites

的部署风险。

Exalogic 和 Exadata 有助于快速上市,因为其软件和硬件在设计时充分考虑了这一点。由于

软件和硬件的设计旨在能够协同工作,因此只需花费较少时间即可整体协作运行。

8 http://www.youtube.com/watch?v=aWHPC188tus

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总结 在构建需要极高性能和可伸缩性的新 Oracle WebCenter Sites 环境时(无论是新的实施还是硬

件升级,亦或是 Oracle WebCenter Sites 升级),都应考虑采用 Exalogic 和 Exadata。Exalogic

和 Exadata 可以提高顶线收入(客户满意度因性能改善而提高)、降低总拥有成本(所需内核数

量因无与伦比的管理工具而减少)并加快上市(无需设计/采购/组装/部署/调优,采用集成的管

理/监视),这些优势共同提供了最佳投资回报并使 Exalogic 和 Exadata 成为部署 Oracle

WebCenter Sites 的最佳平台。

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Oracle VM 3:Storage Connect 概述

2012 年 5 月 25 日

作者:Kelly Goetsch

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