构建高度可伸缩应用-- oracle exalogic 中间件...

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构建高度可伸缩应用 -- Oracle Exalogic 中间件

云服务器

Oracle政府行业“私有云”解决方案研讨会

2© 2010 Oracle – Proprietary and Confidential

云环境下数据中心对中间件的需求

按需的动态容量

业务持续性

管理与自动化

卓越的性能

快速部署


Exalogic: Oracle中间件云服务器适用于云计算的高性能中间件平台

无以伦比的性能表现

• 应用性能可以提高10倍以上

• 为提供最高密集度的WebLogic部署，进行了完全的虚拟化和针对性的优化

• 集成4倍数据率的InfiniBand网络

关键任务云的基础• 最稳固的应用运行平台

• 最佳的应用随需扩展平台

集成的系统• 最低的部署和运营成本

• 投入生产的最快途径

• 内置Exadata集成的原生支持

Available FY11 H2


Oracle中间件云服务器基础应用网格、操作系统、企业管理和硬件

EL X2-2

Coherence

Ente

rpris

e M

anage

r Oracle Linux or Solaris

Exalogic Elastic Cloud Software

JRockit and HotSpot

WebLogic Server

Exalogic Elastic Cloud Hardware

Tuxedo


应用支持与认证为企业级Java优化, 适用于任何场景

Oracle 中间件云服务器

极限性能无需认证

Java应用、Fusion Middleware 11g

Oracle Linux 或 Solaris应用程序

Oracle应用定制化应用第三方应用


Exalogic主要价值驱动消除60%中间层的总拥有成本

备注:

• 硬件：硬件成本包括采购与维护等• 数据中心：数据中心成本包括电源、空调和建筑面积等• 软件：软件成本包括采购、维护与支持等•人力：人力成本包括所有的系统管理/支持人员等

Co

st

Red

uctio

n


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按需的动态容量


自动动态容量调整应用网格与数据网格

部门应用1

部门应用 2

共享服务共享服务 Oracle

Enterprise

Manager

共享服务

部门应用 1

感知需求高峰

基于 WebLogic 套件的应用网格

基于Oracle 数据库的数据网格

感知需求高峰

WebLogic Server

集群节点

Coherence

数据网格节点

Oracle Database

RAC节点

感知需求高峰

调整容量

如何让应用能够真正的按需伸缩? - 只是虚拟化是不够的！


Node 3

WebLogic Server 集群应用网格的核心

动态调整

• 集群负载的自动再平衡

• 自动故障恢复

• 垂直与水平的扩展和高可用性

• 可有外部管理参与

Node 1 Node 2

Node 0(Admin)

Node

Mgr

Node

Mgr

Node

Mgr

Node

Mgr

联机增加/减少节点


Coherence 内存数据网格分布式、共享、动态的可扩展内存

• 内存跨越了多台机器 (节点)

• 联机增加/移除节点

• 自动的分区和使用所有内存

• 通过冗余实现可靠性

• 通过并行处理实现高性能

• 线性扩展到数千个节点

WebLogic

Server

CoherenceCoherence


单一应用升级到云的扩展性

Quarter Rack

Half RackFull Rack

Multi-rack

• 无缝的硬件升级• 灵活的软件许可



应用的快速部署


应用组装应用通常是多层和分布式的

OVM OVM

OVM OVM

Web Tier

AppTier

Database Tier

WL WLSOA

Svc

Web Web

RAC RAC

Oracle

Assembly

Builder

Assembly

Metadata

Assembly =

appliances +

metadata describing:

• 配置• 连接• 启动


应用的快速部署

基于 WebLogic 套件的应用网格运行于虚拟化的基础设施之上

生产环境

Appliance

Builder

Appliance 设备

部门应用

Enterprise

Manager

开发环境

部门应用定制代码和环境配置

部门应用部门应用


完美的应用隔离（多租户）最安全、最精细化的资源分配

• 适合复杂的负载

• 使用 WebLogic 域实现内置应用程序隔离和安全性

• 使用 InfiniBand 分区和虚拟通道实现内置应用程序隔离和安全性

• 通过按需伸缩容量可运行任何标准应用程序

• 全面的高可用性 — 容错

定制

第三方CICS/

COBOL

日志

CRM

批处理作业

ERP

SOA

IDM

E20

定制

E20内容

第三方


应用多租户安全与细粒度资源分配的最大化

多级别的应用隔离


WebLogic Server多租户应用隔离最大密集、可管理性、灵活性

• 单个应用

• 高可用

• 专用的CPU/Memory带来最大性能

• 安全最大化

• 多个高可用应用或一个组合的高可用应用

• 共同的服务级别（共享CPU，内存，安全和可靠性管理)

• 多个应用

• 单点部署

• 最高的部署密度

Compute Node Compute Node Compute Node Compute NodeCompute Node

Partition A Partition CPartition B

WebLogic

Domain A

WebLogic

DomainB

WebLogic

DomainD

WebLogic

DomainB

WebLogic

DomainC

WebLogic

DomainC

Application A Application A

WebLogic

Domain A



卓越的性能


Oracle 中间件云服务器性能极限性能

• 互联网应用程序• 提高 12 倍• 每秒处理 100 多万次 HTTP 请求• 2 个全机架即可支持 FaceBook Web流量

• 消息处理应用程序• 提高 4.5 倍• 每秒处理 180 多万条消息• 1 个机架支持所有中国铁路售票

• 数据库应用程序• 提高 1.4 倍• 每秒处理近 200 万次 JPA 操作• 半机架即可支持所有 eBay 产品搜索

中间件云服务器



其他产品

其他产品

其他产品


InfiniBand性能优势高达12倍的性能提升

• 网络IO性能非常关键• 影响应用性能和扩展的最大因素

• 消除缓存复制• 由原来的4次到零复制

• 使用更大的传输包减少网络开销• 网络包从4K调整为64K

• InfiniBand的优化• 能达到相比10GbE网络3倍的吞吐量

• 通过本地的SDP协议减少50%延时

Host Channel Adapter (Driver)

InfiniBand Core

IPoIB

TCP/IPSockets Direct

Protocol

Exalogic Software


JSP Compiler

Servlet Container

WebLogic Core

JRockit/HotSpot

Sockets Direct Protocol

Sender/Receiver

Uses Byte Buffers instead of static byte arrays

Uses Byte Buffers instead of copying into temporary buffers

Uses Byte Buffer-aware streams instead of Kernel level chunked streams

Zero copies in WebLogic

JVM pins WebLogic buffers on heap to avoid copies

Reduced copying between user and kernel space

Us

er

Sp

ac

eK

ern

el

Sp

ac

eW

eb

Lo

gic

减少IO缓存复制尽可能地减少缓存复制


优化状态复制高性能状态复制

• 每个JVM单通道状态复制

• 窄带时单个复用器锁竞争一个连接

• 4K小消息带起大量的开销

• 传统的双向RMI

• 在第二个服务器上完全反序列化

• 由标准网络传输状态复制

标准的WebLogic Exalogic上优化的WebLogic

• Exalogic多核调度算法优化

• 并行的复用器减少锁竞争

• 64K大报文减少处理开销

• 优化的单向RMI

• 在第二个服务器上惰性反序列化

• 通过InfiniBand高速网络状态复制


WebLogic Server

InfiniBand 分散-合并输入输出

• 分散-合并输入输出将4K 块集中到更大的块

• 块写到更大的InfiniBand的基础架构的MTU

• 增加吞吐量和减少延时发挥作用

1.5K 1.5K 1.5K

Standard WebLogic

with standard read write IO

10Gb/s Ethernet with 1.5K

Maximum Transmission (MTU)Size

WebLogic Server

Read/write collections of 4K chunks

…

4K 4K 4K 4K

64K 128K

40Gb/s Infiniband with 64K MTU

for IPoIB or >=32K MTU for SDP

…

WebLogic on Exalogic

withScatter/Gather IO

Read/write 4K standalone chunks

4K 4K 4K 4K

标准的WebLogic Exalogic上的WebLogic


WebLogic Server自调优线程池优化

• 线程池感知处理器内核数– 2 processors x 6 cores

x 2 hyper threads per

core = 24 hardware

threads

• 快速调整不同的工作负载– 优化调整指每个时间周期内24个线程

Exalogic X4170 Compute Node

Self Tuning WebLogic Thread Pool

X86 Dual Processor6 Cores per Processor with Hyper-Threading

WebLogic Server

Operating System

Hotspot or JRockit

Work

Request

Work

Request

Work

Request

Priority Request Queue

Adjust by 24__________________________________

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Current Thread Count__________________________________

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Exalogic GridLink Oracle RAC集成与容错

• 集成Exalogic和Exadata集群• 动态负载均衡RAC节点请求• RAC节点事物关联为本地处理• 通过在InfiniBand协议 (SDP)的SQLNet而最大化JDBC性能

• 当RAC节点改变时，立即生效的负载均衡和故障转移

GridLink

WebLogic

GridLink

WebLogic

80% 20%

RAC Node Load Aware Connection Requests

GridLink

WebLogic

GridLink

WebLogic

RAC Node AffinityFor Transactions

XA

GridLink

WebLogic

GridLink

WebLogic

Continuous ConnectionsEven with RAC Changes



业务持续性与高可用


Oracle中间件云服务器的硬件为不同类型的工作负载提供超强性能和高可靠性

• 中央存储系统镜像• 活动/备用存储“头”服务器• 40 TB SAS磁盘，ZFS集群文件系统• 4 TB 闪存读缓存• 72 GB 闪存写缓存

集成的存储

• 40 Gb/sec 带宽• 10 Gb以太网连接到数据中心

• 冗余的InfiniBand网关与交换机

InfiniBand I/O 光纤和10GbE/GbE

• 30 x86 计算节点• 360 Xeon 核 (2.93 GHz)

• 2.8 TB 内存

• 960 GB固态硬盘• 冗余的PDU电源

计算节点

EL X2-2


Exalogic高可用部署参考架构


Exalogic高可用部署参考架构–部署拓扑图

Exalogic-Deployment-Guide-e18479.pdf


Exalogic高可用部署参考架构–部署拓扑图（续）


水平扩展


容灾部署参考架构

云存储系统

负载均衡器

容灾中心

应用服务器

负载均衡器

生产系统

卷/文件复制

数据复制数据库服务器

异构存储

异构存储

异构存储

数据库云环境

应用云环境

数据

中心

云平

台统

一资

源管

理



管理与自动化


完整与集中的管理从应用至磁盘一键式打补丁

部署固件开通、操作系统、中

间件和中间件的克隆

与向外扩展的供应

测试功能测试

压力测试

测试管理

维护远程管理

- 遥测

Phone Home（连接开发人员到服务器）

-主动式支持

-My Oracle Support集成

管理端到端的诊断

- 服务级别

- 根本原因

配置管理- 变更跟踪

补丁自动化- 固件, 操作系统

监控应用至磁盘, 心跳和电源

Exalogic 监控集成- 系统、计算机节点、交换机、存储

GridControl

OpsCenter

EnterpriseManager


整合的端到端管理由应用, 数据中心至支持

Exalogic Exadata

Application

Operations

Data Center

Operations

Oracle Support

Grid Control OpsCenter My Oracle Support


Exalogic管理: Grid Control分析和协调数据跨越整个软件栈

• Exalogic应用网格管理– 部署应用

– WebLogic 域与被管服务器

– Coherence集群

– 物理服务器节点状态

• 运行视图– 运行的状态

– KPI, 响应与负载图

– 告警与违规

– 配置改变 (24小时)

– 组件与JVM度量


Enterprise Manager由应用操作到数据中心操作

Grid Control OpsCenter

Application

Operations

Data Center

Operations

在不同视图之间钻取

Exalogic

ILOMGC Agent


• 硬件管理– 物理设备的生命周期管理

– 硬件故障监视

– 固件供应

– 操作系统镜像刻盘

– 操作系统

– 性能监视

– 自动补丁

– 配置与合规报表

Exalogic管理: OpsCenter分析和协调数据跨越整个环境


Oracle中间件云服务器交付真正的业务价值

关键应用系统云

Total Cost of

Ownership

60%

集成的系统

Time to Deploy

Reduced

90%

极速Java

性能

Improved

up to

10X

构建高度可伸缩应用-- oracle exalogic 中间件...

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