PDF《CIO 最佳战友：浅谈推动企业网路运算系统优化技术》

Cisco Netnews 线上季刊 2013-07 CIO 最佳战友:浅谈推动企业网路运算系统优化技术 每个资讯部门主管都希望网路系统能无缝运作,不仅要为公司/组织省下大 笔不必要开支,也让业务的推广不因系统修复或更新而中断.

尤其对於需要长期 稳定数行牡牟,如服务、医疗、公部门机构等,维持系统不中断是刻不容 缓的任务.但一般运算储存,包括传统主备资料库集群,甚至 Oracle RAC,都 无法完全避免停顿或延误.如今市场上出现了一项创新技术,能为资讯长带来崭 新的高效能解决方案. Oracle RAC 是Oracle 资料库的元件,在Oracle 9i 中首次导入,提供资料库 横向扩展(scale-out)的完整解决方案.同时也在资料库提供服务上,为企业网 路运算体系建立了良好基础.Oracle RAC 技术支援低成本的硬体平台,在保障 优质资料库服务同时,成就的可靠性和可扩展性已远远超过昂贵的大型 SMP 伺 服器.Oracle RAC 现已发展为成熟技术,各行各业的用户破万,应用程式也相 当广泛.Oracle RAC 以其优异的弹性调整能力为云端运算环境提供支援,使用 者可利用低成本硬体来降低整体成本. 思科整合运算系统(Unified Computing System, UCS)则提供了运算和网路整 合的解决方案,具有无状态运算(硬体层次的虚拟化) 、自行复原网路 (Self-healing Network) 、虚拟化增强和集中管理等特点.更重要的是,UCS 能优化 Oracle RAC 部署,达到 CIO 理想的运算效率,大幅降低管理修复与设 备替换而导致的资源与时间浪费.以下让我们来看 UCS 如何为 Oracle RAC 如 虎添翼. 高可靠性 Oracle RAC 提供了对称的共用资料库服务,其中多个节点(node)可同时对外 提供服务.如果 RAC 资料库中的一个节点出现故障,其余节点将继续保持工 作状态,同时集群会自动进行故障切换和恢复.利用应用程式做快速通知、迅速 连接故障切换和透明应用程式故障切换这三项功能,应用程式可以很方便地遮罩 底层故障,实现零故障切换,确保使用者业务的连续性,而减少预期外的停机时 间. 网路自K是 UCS 独有特点.Oracle RAC 各节点间的集群通信、全域资料交流、 存储管理均通过网路完成.因此,稳定的网路连接对於 RAC 的稳定性有关键性 的影响力.在传统伺服器环境下,使用者需配置

6 块网卡,采用作业系统双网卡 绑定的方式分别支援 RAC 的Priv、VIP、PUB 网段(Network Segment) ,但这 种方式不但相对配置复杂,且响应时间长 (作业系统通常有

30 秒的限制) .而 对於 UCS 来说,当出现任何网路故障均可自行修复,提供了 RAC 节点间的可 Cisco Netnews 线上季刊 2013-07 靠连接保障,避免不必要的集群重组风险.同时,透过网卡虚拟化、多工处理 (Multiplexing)等技术,有效减少了 RAC 环境下网卡/交换埠数量,降低单位 成本. 无状态运算是 UCS 的创新技术,大幅提升资源重复利用和快速修复能力.在Oracle RAC 环境下,当某节点出现设备层面故障时,其它节点会接管该节点之 业务,但会降低原有设计的可靠性,并提高部分节点的性能压力.而传统 RAC 故障节点的修复需要伺服器、网路、存储、作业系统与资料库等多方面的专家参 与,导致系统修复时间长,使系统长期暴露在潜在风险中.然而思科 UCS 平台 上,故障节点的修复仅需伺服器管理员参与,大幅缩短修复时间视窗(Time Window) ,降低了维护成本.这种保护方式,不受传统 HA 集群围的限制,轻 实现设备层 N:1 的高可靠性保护.对於新设备替换,无状态运算能力h明了 用户在实现 RAC 环境下的逐步轮替,降低停机时间,实现无缝接轨. 可扩展性 传统上,当伺服器容量不足时,我们会使用更大的伺服器来替换.但伺服器容量 越大,价格也愈昂贵.加上受作业系统自身协调能力的影响,性能无法随 CPU 增加而线形扩展.对於使用 RAC 资料库而言,尚有其他增加容量的方法.原先 在大型伺服器上的应用程式可迁移到小型 x86 伺服器集群中运行,通过多节点 聚合的方式满足性能要求,Oracle RAC 向集群中添加伺服器时不需暂停服务, 并且在启动新节点后,应用程式可立即利用这些增加的运算和记忆体资源,省去 DBA 手动调整的麻烦. 低网路延迟和高频宽是思科 UCS 的固有优势.在Oracle RAC 环境中,所有跨 节点的资讯交换均需通过网路来实现,因此低延迟、高频宽网路是 Oracle RAC 横向扩展能力的关键要素.思科 UCS 采用运算和网路整合设计,其网路延迟是 传统千兆网路的十分之一,而频宽是其十倍以上,保障了 RAC 跨节点的资讯交 换,更能有效地避免节点间冲突,提升 Oracle RAC 在性能上的扩展能力. 单点配置是 UCS 的独特架构,其控制任两节点间网路消耗达到最低对等量.此 特性使得 RAC 部署及扩展时不需考虑物理位置带来的影响,对於反覆运算效应 的应用(一个结果需要多次查询)尤其有帮助. 弹性运算服务 Oracle 应用集群的体系结构可自动适应快速变化的业务要求和带来的负载变 化.应用程式可通过用户端使用者帐号连接到资料库.Oracle 可在集群的多个 节点中自动均衡使用者之负载量.使用者可以根枨,订阅所有或部分节点的 资料库服务.这样 DBA 就可灵活设定应用程式所需的资料库资源量.而当应用 需求上升时,管理员业可以很简便地提高处理能力. Cisco Netnews 线上季刊 2013-07 UCS 无状态运算带来的另外一个优势就是提升硬体资源重复利用能力,并能够 简便的将物理资源加入到不同应用系统集群中,实现应用需求和运算资源供给的 无缝对接 (Seamless Converting) .当企业用户在做 Oracle RAC 规划和部署时, 通常需考虑到三年的业务增长,因此会部署较多的运算资源.但这会造成较大的 资源浪费.然而在 UCS 平台上,我们可以规划部署多个节点,而多余的节点可 以逻辑的形式存放在网路侧,当有应用压力时,可依照需求载入到任闲置节点, 提升线上处理能力.此功能可帮助我们实现大型弹性运算平台,并同时对多个业 务系统提供运算功能,且对於需快速扩展的系统,则可以透过横向扩展方式快速 增加资源;