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Vorteile und Best Practices für die Bereitstellung Von ssd-festPlatten in einer oltP-umgeBung mit der equallogic Ps-serie Von dell

WHITE PAPER

Der Einsatz von Solid State-Festplatten (SSDs) in Storage-Arrays für Unternehmen gehört heute zu den wichtigsten Massenspeichertrends. Bisher war die E/A-Architektur für das Speichern von High-End-Anwendungsdaten durch mechanische Festplatten (HDDs) mit einem Cache-Speicher-basierten Front-End im Festplatten-Array-Controller geprägt. Aufgrund wachsender Kapazitäten, sinkender Preise für Speicherchips und der steigenden Anzahl von leistungsintensiven Anwendungen haben jedoch viele Massenspeicheranbieter SSD-Festplatten in Ihren Festplatten-Arrays eingeführt, um die Anwendungsleistung zu verbessern. Da SSDs meist wesentlich weniger Energie als HDDs verbrauchen, tragen sie darüber hinaus zur Reduzierung des Energieverbrauchs in leistungsintensiven Rechenzentren bei.

Während CPU-Geschwindigkeiten und Festplattenkapazitäten in den letzten 25 Jahren exponentiell angestiegen sind, haben sich Festplatten-E/A-Raten pro Sekunde (IOPS) und Drehzahlen nur mäßig verbessert, was die Anwendungsleistung einschränkt. Aus diesem Grund partitionieren und stufen IT-Manager den Anwendungsdatenspeicher von langsamen SATA-Festplatten mit hoher Kapazität (Stufe 2) auf schnelle, teurere SAS-Festplatten (Stufe 1).

Mit SSD-Festplatten wird Anwendungsspeicherarchitektur um eine Stufe (Stufe 0) erweitert. Obwohl ihre Kapazität derzeit noch begrenzt ist, können SSDs eine bis zu zehnfache IOPS-Verbesserung gegenüber HDDs bieten. Reale, latenzempfindliche Anwendungen wie Bankanwendungen, elektronische Handelssysteme, Internetsuchen und Online-Reservierungssysteme, profitieren jedoch nicht in gleicher Weise von der höheren IOPS-Leistung von SSDs. Ausschlaggebend für die Leistungssteigerungen, die≈SSDs für eine Anwendung bieten können, sind die arbeitslastspezifischen E/A-Eigenschaften. Zur Verdeutlichung der Vorteile von SSD-Arrays bei realen Anwendungen hat Dell Labs die Fähigkeiten von SSDs mithilfe einer OLTP-Arbeitslast getestet. Die Datenbank wurde in einem Tiered Storage-Modell implementiert, das die neuesten Dell EqualLogic™ PS6000-Arrays mit SAS- und SSD-Festplatten enthielt. Dell Labs hat mehrere Tests durchgeführt, bei denen verschiedene Datenbankelemente (einschließlich Protokollen, temporären Dateien und Datenobjekten) von HDDs auf SSDs verschoben und die Leistungsdeltas gemessen wurden. Diese Tests zeigen, dass für latenzempfindliche OLTP-Datenbankanwendungen in einem EqualLogic iSCSI-SAN, abhängig von der Benutzeranzahl, eine Erhöhung des Transaktionsdurchsatzes um bis zu 75 % oder eine Reduzierung der Reaktionszeiten um bis zu 60 % möglich ist, indem leseintensive Datensätze isoliert und von SAS-Festplatten auf SSD-Festplatten verschoben werden (im Vergleich zu einer Verschiebung derselben Datensätze auf zusätzliche SAS-Festplatten).

In diesem White Paper werden außerdem die Best Practices für die Bereitstellung von SSDs in einer OLTP-Umgebung mit Arrays der Dell EqualLogic PS-Serie erläutert.

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dell equallogic Ps-serie – tiered storage Mit der Dell EqualLogic PS-Serie werden Einfachheit und Wirtschaftlichkeit von Massenspeicherlösungen neu definiert. Die bedarfsorientierte Online-Skalierbarkeit, die einfache Verwaltung, die erweiterten Lastausgleichsfunktionen und die innovative All-Inclusive-Preisstruktur helfen IT-Administratoren dabei, Massenspeicher kostengünstiger und einfacher bereitzustellen. Die Arrays der EqualLogic PS-Serie unterstützen RAID 10-, 50-, 5- und 6-Konfigurationen mit SSD-, SAS- und SATA-Festplatten und bieten mehrere Speicherstufen, die den Großteil aller Leistungs- und Kapazitätsanforderungen erfüllen. Genau wie HDDs werden SSDs von vorhandenen Verwaltungstools als Standardfestplatten erkannt, sodass IT-Manager SSD-Festplatten ohne spezielle Prozesse, Tools oder Schulungen verwalten können.

Dell hat SSD-Festplatten in der Produktreihe der EqualLogic PS-Serie preislich sehr attraktiv positioniert, damit auch kostenbewusste Unternehmenskunden von der hohen Leistung und dem geringen Energieverbrauch von SSDs profitieren können. Bei einer vergleichbaren Speicherkapazität liegen SSDs preislich jedoch immer noch über HDDs. Für viele Kunden ist es daher u. U. nicht möglich, die gesamten Arbeitslastdaten auf SSDs zu speichern. Zweck dieses White Papers ist es, die Leistungssteigerungen herauszustellen, die bei einer Implementierung von SSD-Festplatten als Teil einer umfassenden Tiered Storage-Bereitstellungsstrategie erzielt werden können.

In diesem Dokument werden zunächst die Tools und die Tests erläutert, die von Dell Labs zur Verdeutlichung der Leistungsvorteile von SSD-Arrays der PS-Serie unter Verwendung einer auf einer Oracle®-Datenbank ausgeführten OLTP-Arbeitslast durchgeführt wurden, wobei die Implementierung PS6000XV-SAS-Festplatten und PS6000S-SSD-Speicherstufen umfasste.

Anschließend folgt ein Überblick über den relativen Durchsatz und die Transaktionsreaktionszeiten unterschiedlicher Massenspeicherkonfigurationen, die durch das Verschieben von Datenbankelementen zwischen den Arrays, z. B. Protokolle, temporäre Dateien und Tablespaces, ermittelt werden. Abschließend werden Best Practices empfohlen, um Benutzer bei der Einführung von SSD-Arrays der PS-Serie in HDD-Array-basierten Datenbankbereitstellungen der PS-Serie zu unterstützen.

Vorteile Von ssd-festPlattenIm Gegensatz zu mechanischen Festplatten bestehen Solid State-Festplatten aus Silikon-Speicherchips und haben keine beweglichen Teile. Wie bei anderen Festplatten bleiben die Daten auf SSDs dauerhaft gespeichert, wenn sie heruntergefahren werden. Das Betriebssystem eines Computers behandelt diese Geräte so wie andere Festplatten. Bei SSDs ist die Suchzeit jedoch praktisch null und es treten keinerlei Rotationsverzögerungen auf, wodurch Reaktions- und Latenzzeiten deutlich reduziert werden. Anwendungen, auf die sich eine Speicherlatenzzeit nachteilig auswirkt, profitieren am stärksten von einem SSD-basierten Massenspeicher.

In der Regel greifen IT-Administratoren auf Best Practices zurück, um latenzempfindliche Anwendungen optimal einzustellen. Eine gängige Methode besteht darin, so viele Anwendungsdaten wie möglich im Serverspeicher zu behalten, um die Häufigkeit zu reduzieren, mit der die Anwendung Daten von den physischen Festplatten abrufen muss, da dieser Prozess eine viel längere Lese-oder Schreiblatenzzeit hat als der Serverspeicher. Angesichts kontinuierlich wachsender Anwendungsdatensätze beinhaltet der Serverspeicher, der nur eine begrenzte Kapazität bietet, letztendlich jedoch nur einen kleinen Prozentsatz der gesamten Anwendungsdaten, sodass das System in hohem Maße von den Festplatten-Lese-/Schreibvorgängen abhängig ist. IT-Administratoren greifen daher oft eine oder beide der folgenden Best Practices zurück, um die Festplatten-Zugriffszeit zu reduzieren:

Striping der Anwendungsdaten auf eine große 1. Anzahl physischer Datenträger („Wide Striping”)

Schreiben von Anwendungsdaten auf nur einen 2. kleinen Teil einer Festplatte („Short-Stroking”)

Leider führen diese Best Practices oft zu einem größeren Platzbedarf, höheren Kosten (Hardware, Software, Strom und Wartung) und einer komplexeren Infrastruktur. Der Einsatz von SSDs in Ihrer Lösungsbereitstellung kann dazu beitragen, die Massenspeicherkonfiguration zu vereinfachen und Kosten zu senken.

Vorteile der Massenspeicherlösungen der Dell EqualLogic PS-Serie

• Bedarfsorientierte Online – Skalierbarkeit: keine Ausfallzeiten, keine Hardwareneukonfigurationen; parallele Leistungs – und Kapazitätssteigerung

• Automatische Verwaltung: schnell einzurichten und leicht zu verwalten – einschließlich Thin Provisioning, Lastausgleich und Erstellung von Snapshots, Klonen und Remote-Replikationen

• All-Inclusive – Preismodell: trägt zur Minimierung versteckter Kosten bei; Softwarepreise enthalten; vereinfacht den Kaufzyklus

VoRTEIlE und BEsT PRAcTIcEs füR dIE BEREITsTEllung Von ssd-fEsTPlATTEn In EInER olTP-umgEBung mIT dER EquAllogIc Ps-sERIE Von dEll

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ssds in einer massensPeicherarchitektur der equallogic Ps-serieBei den meisten herkömmlichen, skalierbaren und framebasierten Festplatten-Arrays sind die Festplattenfächer hinter einem Satz redundanter Massenspeicher-Controller gestapelt. Wenn SSDs mit hohen IOPS-Raten in solchen Storage-Array-Architekturen konfiguriert werden (Abbildung 1), müssen sie sich die Array-Controller-Ressourcen mit den anderen SAS- und SATA-Festplatten teilen. Aus diesem Grund können solche Storage-Arrays nur wenige SSDs pro Frame unterstützen. Demgegenüber nutzt die EqualLogic PS-Serie eine einzigartige, skalierbare Peer Storage-Architektur (Abbildung 2). „Peer“ beschreibt in diesem Kontext das Zusammenspiel und die gleichwertige Partnerschaft von Mitglieder-Arrays, die als Peers in einer Gruppe der PS-Serie fungieren. Einzeln betrachtet ist jedes Mitglied in einer Gruppe der PS-Serie ein voll funktionsfähiges, leistungsstarkes und hoch verfügbares Storage-Array mit gespiegelten Rückschreib-Caches und mehreren Speichernetzwerkverbindungen in seinen eigenen redundanten Massenspeicher-Controllern. Mitglieder einer Gruppe der PS-Serie arbeiten zusammen, um Ressourcen gemeinsam zu nutzen, Lasten gleichmäßig zu verteilen, die Anwendungsleistung zu optimieren und eine umfassende Datensicherheit zu gewährleisten. Darüber hinaus können Mitglieder einer PS-Serie zu einer Gruppe der PS-Serie

hinzugefügt oder aus dieser entfernt werden, ohne dass komplexe Verwaltungsaufgaben anfallen oder die Verfügbarkeit beeinträchtigt wird. Daher können Ressourcen, wie Festplatten, Controller, Caches und Netzwerkverbindungen, im Zuge einer Kapazitäts- und Leistungsoptimierung problemlos zu einer Massenspeicherlösung der EqualLogic PS-Serie hinzugefügt oder aus dieser entfernt werden.

Die skalierbare Peer Storage-Architektur von EqualLogic ermöglicht es, das Potenzial von SSDs für eine höhere Leistung voll auszuschöpfen. Kostengünstige PS6000S-Mitglieder können in einem separaten Pool (Stufe 0) innerhalb desselben SAN als SAS- und SATA-Festplatten-Arrays der PS-Serie konfiguriert werden, jedoch mit dediziertem Controller und eigenen Netzwerkportressourcen. Das All-Inclusive-Preismodell der EqualLogic PS-Serie macht diese SSD-Lösung zudem noch erschwinglicher und kosteneffizienter. Erweiterte Softwarefunktionen, wie Snapshots, Klone und Remote-Replikation, und die anwendungsspezifische

Integration für Microsoft Exchange-, SQL Server- sowie Hypervisor-basierte VMware- und Microsoft Hyper-V-Umgebungen mit virtuellen Rechnern sind ohne zusätzliche Kosten in den Arrays der EqualLogic PS-Serie enthalten.

Abbildung 1 – Solid State-Festplatten in einer herkömmlichen skalierbaren, framebasierten Architektur

Server

Externer Massenspeicher

Redundante Massenspeicher-Controller

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HDD SSD Freier HDD-Steckplatz

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Externer Massenspeicher

Server



Redundante Massenspeicher-ControllerRedundante Massenspeicher-Controller



HDD SSD

Abbildung 2 – Solid State-Festplatten in einer skalierbaren EqualLogic Peer Storage-Architektur

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VerwendungsBeisPieleDie von Dell Labs durchgeführten Tests haben gezeigt, dass sich mit SSDs eine optimale Leistung erzielen lässt, wenn das E/A-Muster zufällig ist und die E/As hauptsächlich mit einer kleinen Transferblockgröße gelesen werden (zum Beispiel 8 KB). Diese E/A-Eigenschaften sind ganz typisch für OLTP-Arbeitslasten. Bei herkömmlichen Festplatten besteht die Latenzzeit aus Suchzeit, Rotationsverzögerung und der tatsächlichen Datenübertragungszeit. Bei zufälligen Übertragungen sind die Latenzzeiten durch Suchzeit und Rotationsverzögerungen unverhältnismäßig länger als die Datenübertragungszeit. Beim SSD-Massenspeicher wird die Suchzeit beträchtlich reduziert und es tritt keinerlei Rotationsverzögerung auf (da keine beweglichen Teile vorhanden sind), wodurch auch die Zeit, die eine OLTP-Transaktion auf den Abschluss der physischen E/As wartet, reduziert wird. Dell Labs hat mit dem EqualLogic PS6000S-Array Tests in verschiedenen Konfigurationen durchgeführt. Die Tools, Tests und Ergebnisse werden nachfolgend beschrieben.

testtools und konfigurationenZur Bewertung der Leistung der EqualLogic PS6000S-Arrays verwendete Dell Labs zwei Tools: Oracle I/O Numbers (ORION) und Benchmark Factory® von Quest® Software.

ORION (Oracle I/O Numbers)

ORION ist ein Tool zum Simulieren von Oracle E/A-Arbeitslasten. In dieser Studie wurde die Arbeitslast durch kleine zufällige E/A getestet. Sie simulierte die typischen OLTP-Anwendungen, deren häufigste E/A-Vorgänge zufällige Lese-/Schreibvorgänge mit einer E/A-Größe äquivalent zur Datenbank-Blockgröße (in der Regel 8 KB) sind. Die Testergebnisse umfassen Durchsatz (gemessen in IOPS) und E/A-Reaktionszeiten, welche wichtige Kriterien für den Vergleich der Leistung von Speicher-Subsystemen sind.

Mit ORION können Tests bei unterschiedlichen E/A-Auslastungsgraden durchgeführt werden, um Leistungswerte wie IOPS und E/A-Latenzzeit zu messen. Der Auslastungsgrad bezieht sich auf die Anzahl ausstehender asynchroner E/As.

Es wurde ein ORION-Test mit einem PS6000S-Array und einem PS6000XV-Array durchgeführt. Simuliert wurde eine typische OLTP-Arbeitslast, indem 70 % kleine, zufällige Lese-E/As und 30 % kleine, zufällige Schreib-E/As verwendet wurden.

Der Test, der mit drei 70-GB-Rohdaten-Volumes ausgeführt wurde, simulierte die Auswirkungen des mit Automatic Storage Management (ASM) von Oracle durchgeführten Stripings, das der Oracle-Datenbank ermöglicht, die Lese- und Schreibvorgänge für mehrere Massenspeichervolumen zu optimieren. Die ORION-Testkonfiguration ist in Tabelle 1A zusammengefasst.

Benchmark Factory

Benchmark Factory TPC-C von Quest Software ist ein Dienstprogramm zum Generieren von Arbeitslasten, das OLTP-Benutzer und -Transaktionen in einer Datenbank für eine bestimmte Anzahl von Benutzern simuliert. Bei der in diesem Test verwendeten Datenbankkonfiguration handelte es sich um Oracle 11g (11.1.0.7) Real Application Cluster (RAC) mit zwei Knoten. Die Gesamtgröße des Datenbankschemas,

das von Benchmark Factory gefüllt wurde, betrug 130 GB. Die Testergebnisse umfassen Kennwerte, wie die durchschnittliche Transaktionsreaktionszeit und die Transaktionen pro Sekunde (TPS). Die Benchmark Factory-Testkonfiguration ist in Tabelle 1B zusammengefasst.

Konfiguration des Massenspeichernetzwerks

Sowohl für den ORION- als auch für den Benchmark Factory-Test wurden zwei Dell™ PowerConnect™ 6248-Gigabit-Ethernet-Switches implementiert, um die Host-Server mit dem Speicher-Subsystems zu verbinden und den iSCSI-SAN-Verkehr vom


HARDwARE- uND SOFtwAREKONFIguRAtIONEN FüR ORION-tEStServer Ein Dell PowerEdge 2950-Server mit:

Zwei Intel® Xeon® Quad-Core-CPUs mit 3,16 GHz• 32 GB RAM• Vier 1-Gigabit-Intel PRO/1000 NIC-Ports für • iSCSI-Datenverkehr

Dell EqualLogic PS6000XV ODER PS6000S RAID 10 mit zwei Hot-Spare-Festplatten in jedem Mitglied• SAS-Festplatten mit 15.000 1/min im PS6000XV; • 50-GB-SSD-Festplatten im PS6000SFirmware: Highland Park Beta Gold 4.1.1 (R88972)•

Drei Volumes mit je 70 GB

ExternerMassenspeicher

Volume-konfiguration

Betriebssystem undGerätetreiber

Microsoft Windows Server 2003 R2, x64 Enterprise Edition mit SP2Microsoft iSCSI-Initiator 2.0.8• EqualLogic Multipath I/O Device Specific Module (DSM) • Version 3.2 Beta

Zwei gestapelte Dell PowerConnect 6248-Gigabit-Ethernet-Switches für iSCSI-SAN

ORION-Version: 10.2.0.1.0

Massenspeicher-netzwerk

Testsoftware

tabelle 1A: ORION-testkonfiguration

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öffentlichen und privaten LAN-Verkehr zu trennen. Die beiden Gigabit-Ethernet-Switches wurden gestapelt, um eine hohe Bandbreite für das Switch-Netzwerk bereitzustellen. Die folgenden Best Practices für EqualLogic-Netzwerke wurden implementiert:

• Aktivieren der Datenflusskontrolle

• Aktivieren der STP (Spanning Tree Protocol) Port Fast-Funktion

• Aktivieren der Storm-Kontrolle für Broadcast und Multicast

• Deaktivieren der Unicast-Storm-Kontrolle

• Aktivieren von Jumbo Frames

testergeBnisseORION OLtP-Arbeitslastergebnisse

Abbildungen 3 und 4 zeigen die Ergebnisse des ORION-Tests für eine typische OLTP-E/A-Arbeitslast aus 70 % kleinen, zufälligen Lese-E/As und 30 % kleinen, zufälligen Schreib-E/As. Abbildung 3 zeigt die IOPS bei unterschiedlichen Auslastungsgraden. Abbildung 4 zeigt die I/O-Latenzzeit bei unterschiedlichen Auslastungsgraden. Alle Ergebnisse sind normalisiert und dienen ausschließlich zum Zweck des Vergleichs zwischen dem PS6000S und dem PS6000XV. Sie stellen keine maximalen Kapazitäten eines der beiden Massenspeichersysteme dar.

Wie in Abbildungen 3 und 4 gezeigt, lieferte das PS6000S für die OLTP-Arbeitslast mit kleinen, zufälligen E/A (gemischte Lese-/Schreibzugriffe) bei höheren Auslastungsgraden eine etwa 2,5 bis 3 Mal bessere IOPS-Leistung als das PS6000XV und bei niedrigeren Auslastungsgraden eine bis zu 12 Mal bessere IOPS-Leistung.

Benchmark Factory tPC-C-Ergebnisse

Dell Labs hat mehrere Tests mit dem EqualLogic iSCSI-SAN durchgeführt und dabei die Anordnung diverser Oracle-Datenbankkomponenten variiert. Abbildung 5 zeigt einen Überblick über die 11g RAC-Datenbankarchitektur.

Wie in Abbildung 5 dargestellt, enthält die EqualLogic-Massenspeichergruppe zwei Mitglieder: ein PS6000XV und ein PS6000S, wobei für jedes Array ein separater Pool erstellt wurde. Anfangs befand sich die Oracle RAC-Datenbank auf den folgenden drei Volumes innerhalb des SAS-Speicherpools:


Figure 4: IOPS vs. Load for OLTP Workload

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Normalisierte Anzahl von kleinen, ausstehenden E/A (Lineare Skalierung) 1 x PS6000XV

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Figure 5: I/O Latency vs. Small Outstanding I/o for OLTP Workload

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Normalisierte Anzahl kleiner, ausstehender E/A (Lineare Skalierung)

Abbildung 3 – IOPS im Vergleich zum Auslastungsgrad bei OLtP-Arbeitslasten

Abbildung 4 – E/A-Latenzzeit im Vergleich zum Auslastungsgrad bei OLtP-Arbeitslasten

HARDwARE- uND SOFtwAREKONFIguRAtIONEN FüR BENCHMARK FACtORy-tEStServer Zwei Dell PowerEdge M710-Blade-Server mit:

Zwei Intel® Xeon® Quad-Core-CPUs mit 2,67 GHz• 24 GB RAM• Vier 1-GB-Broadcom NetXtreme II NIC-Ports für • iSCSI-Datenverkehr

Dell EqualLogic PS6000XV ODER PS6000S

RAID 10 mit zwei Hot-Spare-Festplatten in jedem Mitglied•

SAS-Festplatten mit 15.000 1/min im PS6000XV; •

50-GB-SSD-Festplatten im PS6000S

Firmware: Highland Park Beta Gold 4.1.1 (R88972)•

Ein 170 GB-Volume; ein 100-GB-Volume; ein 80-GB-Volume

ExternerMassenspeicher

Volume-konfiguration

Betriebssystem undGerätetreiber

Microsoft Windows Server 2003 R2, x64 Enterprise Edition mit SP2Microsoft iSCSI-Initiator 2.0.8• EqualLogic Multipath I/O Device Specific Module (DSM) • Version 3.2 Beta

Zwei gestapelte Dell PowerConnect 6248-Gigabit-Ethernet-Switches

für iSCSI-SAN

Quest Benchmark Factory 5.7.1 mit Oracle 64-Bit 11.1.0.7 EE RAC

Massenspeicher-netzwerk

Testsoftware

tabelle 1B: Hardware- und Softwarekonfigurationen für Benchmark Factory-test

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1-GB-Volume, auf dem sich die Oracle • Clusterware-Dateien einschließlich Oracle Cluster Registry (OCR) und Cluster Synchronization Services (CSS) Voting Disk befanden. Dieses Volume war als Rohpartition im Betriebssystem des Datenbankservers formatiert.

170-GB-Volume, auf dem sich die • Datenbankdateien einschließlich Online-REDO-Protokolldateien, Kontrolldateien und temporären Tablespaces befanden. Dieses Volume war als Oracle Automatic Storage Management (ASM)-Festplattengruppe formatiert.

20-GB-Volume, auf dem sich die Oracle Flash • Recovery Area befand, in der die archivierten REDO-Protokolldateien gespeichert werden. Dieses Volume war ebenfalls als Oracle ASM-Festplattengruppe formatiert.

Es wurde ein Benchmark Factory TPC-C-Schema erstellt und mit ca. 130 GB Daten, einschließlich Tabellen und Indizes, gefüllt. Die zugrunde liegenden Leistungskennwerte wurden ermittelt, während sich alle Datenbankdateien noch im SAS-Speicherpool des PS6000XV befanden. Anhand der während dieses ersten Tests gesammelten Daten wurden die für die SSD-Festplatten geeigneten leseintensiven Datenbankobjekte identifiziert.

identifizieren Von kandidaten für die ssd-BereitstellungEine Oracle-Datenbank beinhaltet Elemente mit hohen E/A-Anforderungen, einschließlich Online-REDO-Protokolldateien, UNDO-Tablespaces und temporären Tablespaces. Darüber hinaus gehören auch leseintensive Datenbankobjekte zu den wichtigsten Kandidaten für eine Verschiebung auf SSD-Festplatten. Automatic Workload Repository (AWR) von Oracle, ein Tool zur Erfassung von Leistungsdaten, ist zusammen mit der aktuellen Oracle-Datenbankversion erhältlich. Die mit diesem Tool erstellten Berichte wurden zum Identifizieren leseintensiver Datenbankobjekte verwendet.

Die Informationen, die zum Isolieren bestimmter Objekte, die von einer Platzierung auf SSD-Festplatten profitieren würden, herangezogen wurden, wurden dem Abschnitt zu den Segment-E/A-Statistiken des während des ersten Benchmark TPC-C-Tests erstellten AWR-Berichts entnommen. Die Segmente mit den meisten logischen und physischen Lesevorgängen sind in Tabelle 2 und 3 dargestellt. Diese Segmente kommen als mögliche Kandidaten für eine Platzierung auf SSD-Festplatten in Frage.

Für unser konkretes Beispiel wurden die drei Indizes mit der größten Anzahl an Lesevorgängen (C_ORDER_LINE_I1, C_ORDER_I1 und C_STOCK_I1) für die Verschiebung auf SSD ausgewählt. Die drei Indizes haben eine Gesamtgröße von ca. 12 GB, was etwa 10 % der gesamten Schemagröße entspricht.

Wie in Abbildung 5 gezeigt, wurden zwei Volumes im SSD-Speicherpool im PS6000S-Array erstellt:

Das 100-GB-Volume wurde auf dem PS6000S-• Array erstellt und als ASM-Festplattengruppe formatiert. Anschließend wurden die Online-REDO-Protokolldateien, die UNDO-Datendateien und die temporären Dateien von der PS6000XV-Festplattengruppe in die neu erstellte Festplattengruppe verschoben.Ein weiteres Volume mit 80 GB wurde erstellt • und als ASM-Festplattengruppe formatiert. Anschließend wurden die drei oben identifizierten leseintensivsten Indizes in diese 80-GB-ASM-Festplattengruppe verschoben.

Gigabit-Ethernet-Switch

Dell EqualLogic iSCSI-Massenspeicher-SAN

Massenspeichergruppe

Oracle Clusterware-Datei-Volume*

Daten-VolumeSSD-Volume 1

SSD-Volume 2

SAS-Massenspeicherpool SSD-Speicherpool

* Oracle Cluster Registry (OCR) und Cluster Synchronization Services (CSS) Voting Disk

Dell PowerEdge Blade-Server

Dell Gigabit-Ethernet-Switches für Oracle Cluster Private Network

FRA-Volume

Abbildung 5 – Oracle 11g R1 RAC-Datenbank-architektur mit zwei Knoten für Benchmark Factory tPC-C-tests


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Die folgenden tPC-C-testläufe wurden durchgeführt:

Testlauf 1: Alle Datenbankdateien befinden sich 1. in einem PS6000XV.

Testlauf 2: Die Online-REDO-Protokolldateien, die 2. UNDO-Tablespaces, die temporären Tablespaces und die drei Indizes wurden auf das PS6000XV verschoben; der Rest der Datenbank befand sich auf einem zweiten PS6000XV-Array innerhalb seines eigenen Pools.

Testlauf 3: Die Online-REDO-Protokolldateien, 3. die UNDO-Tablespaces, die temporären Tablespaces und die drei Indizes wurden auf das PS6000S verschoben; der Rest der Datenbank befand sich im PS6000XV.

Die normalisierten Ergebnisse aus den vorangegangenen Testläufen sind in Abbildung 6 und 7 grafisch dargestellt.

Die blaue Linie in Abbildung 6 und 7 stellt die Ergebnisse aus Testlauf 1 dar, bei dem sich alle Oracle-Dateien auf einem PS6000XV befanden. Die rote Linie in den Abbildungen stellt die Ergebnisse aus Testlauf 2 dar, bei dem sich die temporären Tablespaces, die UNDO-Tablespaces, die Online-REDO-Protokolldateien und die drei leseintensiven Indizes auf einem PS6000XV befanden, während sich die restlichen Oracle-Dateien/-Datensätze auf dem zweiten PS6000XV befanden. Die grüne Linie in den Abbildungen stellt die Ergebnisse aus Testlauf 3 dar, bei dem sich die temporären Tablespaces, die UNDO-Tablespaces, die Online-REDO-Protokolldateien und die drei leseintensiven Indizes auf dem PS6000S befanden, während sich die restlichen Oracle-Dateien/-Datensätze auf dem PS6000XV befanden.

Aus Abbildung 6 lässt sich Folgendes schließen:

Das Isolieren und Verschieben von leseintensiven Datensätzen in Oracle-OLTP-Anwendungen von SAS-Festplatten in einem PS6000XV auf SSD-Festplatten in einem zusätzlichen PS6000S (im Vergleich zu SAS-Festplatten in einem zusätzlichen PS6000XV) kann die Transaktionsreaktionszeiten von Anwendungen je nach Benutzeranzahl um bis zu 60 % verbessern.

Aus Abbildung 7 lässt sich Folgendes schließen:

Das Isolieren und Verschieben von leseintensiven Datensätzen in Oracle-OLTP-Anwendungen von SAS-Festplatten in einem PS6000XV auf SSD-Festplatten in einem zusätzlichen PS6000S (im Vergleich zu SAS-Festplatten in einem zusätzlichen PS6000XV) kann den Transaktionsdurchsatz von Anwendungen je nach Reaktionszeit um bis zu 75 % erhöhen.

Eigentümer tablespace-Name

Objektname Objekt-typ

Physische Lesevorgänge

gesamt (%)

QUEST QUESTDATA C_ORDER_LINE_I1

INDEX 32.623.712 57 %

QUEST QUESTDATA C_ORDER_I1 INDEX 11.026.784 19 %

QUEST QUESTDATA C_STOCK_I1 INDEX 6.391.040 11 %

QUEST QUESTDATA C_STOCK TABELLE 1.804.912 3 %

QUEST QUESTDATA C_ITEM_I1 INDEX 970.832 1 %

Eigentümer tablespace-Name

Objektname Objekt-typ

Physische Lesevorgänge

gesamt (%)

QUEST QUESTDATA C_ORDER_I1 INDEX 2.758.009 45 %

QUEST QUESTDATA C_STOCK_I1 INDEX 1.635.640 27 %

QUEST QUESTDATA C_STOCK TABELLE 787.727 13 %

QUEST QUESTDATA C_CUSTOMER TABELLE 142.056 2 %

QUEST QUESTDATA C_ORDER TABELLE 123.568 2 %

tabelle 2: Segmente nach logischen Lesevorgängen

tabelle 3: Segmente nach physischen Lesevorgängen


Testlauf 1 = 1 x PS6000XVTestlauf 2 = 2 x PS6000XVTestlauf 3 = 1 x PS6000XV + 1 x PS6000S

Normalisierte Anzahl von Benutzern (Lineare Skala)

No

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Line

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Skal

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Figure 7: Transaction Response Time vs. User Load(TPC-C using Benchmark Factory. All values are normalized.)

Abbildung 6 – transaktionsreaktionszeit im Vergleich zur. Benutzeranzahl

Testlauf 1 = 1 x PS6000XVTestlauf 2 = 2 x PS6000XV Testlauf 3 = 1 x PS6000XV + 1 x PS6000S

Figure 7: Transactions Per Minute vs. Response time(TPC-C using Benchmark Factory. All values are normalized.)

No

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Normalisierte Reaktionszeit (Lineare Skalierung)

Abbildung 7 – transaktionen pro Minute im Vergleich zur Reaktionszeit

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fazitAufgrund des exponentiellen Anstiegs der CPU-Leistung treten bei leistungsintensiven Anwendungssysteme insbesondere beim Festplatten-E/A Engpässe auf, da die Verbesserungen im Bereich der Festplattenleistung nicht mit den CPU-Geschwindigkeiten Schritt halten konnten. Mit SSD-basierten Arrays der Stufe 0 in einem EqualLogic iSCSI-SAN können latenzempfindliche OLTP-Datenbankanwendungen abhängig von der Benutzeranzahl eine Erhöhung des Transaktionsdurchsatzes um bis zu 75 % oder eine Reduzierung der Reaktionszeiten um bis zu 60 % erreichen, indem leseintensive Datensätze isoliert und von SAS-Festplatten auf SSD-Festplatten verschoben werden (im Vergleich zu einer Verschiebung derselben Datensätze auf zusätzliche SAS-Festplatten).

referenzen„PS Series Architecture“ (Architektur der 1. PS-Serie), ein EqualLogic White Paper von Dell: http://www.equallogic.com/resourcecenter/assetview.aspx?id=4711

„Deploying Oracle Database on Dell EqualLogic 2. PS5000XV iSCSI Storage“ (Bereitstellen einer Oracle-Datenbank in Dell EqualLogic PS5000XV-iSCSI-Massespeicherlösungen), ein technisches White Paper von Dell: http://www.dell.com/downloads/global/solutions/oracle_ps5000xv_ref_config. pdf?c=us&cs=555&l=en&s=biz

„This is your database on Flash“ (Ihre Datenbank auf 3. Flash), Einblicke von Oracle: http://www.oracle.com/technology/deploy/performance/pdf/OracleFlash15.pdf


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