Oracle Engineered Systems - DOAG

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Christian KühneServerTechnologyCustomerCenter – FusionMiddleware

Oracle Engineered Systems

© Copyright 2012, Oracle Corporation

The following is intended to outline our general product direction. It is intended for information purposes only, and may not be incorporated into any contract. It is not a commitment to deliver any material, code, or functionality, and should not be relied upon in making purchasing decisions.The development, release, and timing of any features or functionality described for Oracle’s products remains at the sole discretion of Oracle.

Safe Harbor Statement

Oracle – vor & nach SUN

Oracle Software – Software Sichtjedes OS, jede HW

Generische Software-Sicht

Funktionale Betrachtung

Software in Betrieb bringen

Begrenzte Optimierung nach „unten“

Häufig ausreichend

Nicht funktionale Betrachtung

Software in Betrieb halten

Ausfall / Verfügbarkeit

Performance / Skalierung

Patchen / Management

Abhängigkeiten, zBLibraries → OS

Treiber → Platte

Problem- / Errorhandling

Strom / Klima

Realitätscheck: Unausgewogene Komponenten, falsche Konfiguration, Engpässe … irgendwo – und sich ändernde Rahmenbedingungen!

Storage I/O

Interconnect

Processors

Memory

Well Balanced System

Ziel-SystemarchitekturDas „well balanced system“

6

Database

FC Switches

Storage array

EthernetInterconnect

Operating System

HBA

Volume Manager

LUNS

Typische technische Architektur7 Racks, 128 Verbindungen, bis zu 7 Teams und ‘Vendors’

Network TeamNetwork Team

DBAsDBAs

Unix AdminUnix Admin

HW AdminHW Admin

Storage DesignStorage Design

Data FabricData Fabric

Storage AdminStorage Admin

Vendor SupportVendor Support

Switch VendorSwitch Vendor

DB VendorDB Vendor

OS VendorOS Vendor

HBA VendorHBA Vendor

LVM VendorLVM Vendor

FC switch VendorFC switch Vendor

Storage VendorStorage Vendor

7

ApplicationsMiddlewareDatabaseOperating SystemVirtual MachineServersStorage

Challenges of Today’s IT Systems

Oracle Engeineered Systems

Oracle Engineered Systems

• optimiert und zwischen Hard- und Software feinabgestimmt

• standardisiert• ermöglicht schnelle Aufstellung

und Einrichtung• reduziert Aufwand für Betrieb

• alle Maschinen sind identisch• vorkonfigurierte, getestete und durch

Support unterstützte Konfiguration• identische Umgebung in der Oracle

Entwicklungsabteilung

• zum Betrieb vorhandener Anwendungen- gesamtes Fusion Middleware Portfolio

- jede Linux 5 oder Solaris 11 Anwendung

- keine eigene Zertifizierung notwendig

• nutzt das Oracle-Ökosystem- Skills, Erfahrungen, Mitarbeiter,

Partner

StandardisiertEine Standard-Platfform für alle Lastprofile

11© 2010 Oracle Corporation 11© 2010 Oracle Corporation

DeploymentProvisionierung von

Firmware, OS, Middleware, und Anwendungen

Cloning und Scale-out

TestFunktionstests

LasttestsTest Management

WartungFernwartung Phone HomeMy Oracle Support Integration

ManagementEnd-to-End DiagnoseKonfigurations-ManagementPatch Automation

ÜberwachungApplication-to-DiskExalogic Monitoring IntegrationStromverbrauch

GridGridControlControl

OpsCenterOpsCenter

EnterpriseEnterpriseManagerManager

Vollständiges und integriertes Management

© 2010 Oracle Corporation 12

Enterprise ManagerVom Applikations- bis zum Datacenter-Betrieb

Enterprise Manager Grid Control Enterprise Manager OpsCenter

Applikations-Betrieb

Datacenter-Betrieb

Im Kontext

Exalogic

ILOMGC Agent

Integriertes „Lights Out“ ManagementBetriebsfähigkeit Eingebaut

• Exalogic ILOM– Compute Nodes– Gateways– Storage– Switches

OpsCenter My Oracle SupportProaktive

Betriebsfähigkeit“Phone Home”

Exalogic

• OpsCenter– ILOM Integration– Direkte Integration

mit My Oracle Support

EnterpriseManager12cCloud Control

ZFS Storage Appliance

Cloud Management

Complete Cloud Lifecycle Management

● Creating virtual system slices● Self-service assembly deployment● Automatic scale-up and scale-down● Metering and chargeback

Deep, Integrated Hardware, Software and Applications ManagementProactive Support

● Phone home● Patch recommendations● Health checks

Skalierung von der einzelnen Anwendung bis zur Enterprise Cloud

Quarter RackQuarter RackHalf RackHalf Rack

Full RackFull Rack

Multi-rackMulti-rack

Eighth RackEighth Rack

Exadata Database Machine

Exadata ist ‘Smart Storage’

Rechenintensive Verarbeitung

Bandbreitenintensives Suchen & Lesen

INFI

NIB

AN

DIN

FIN

IBA

ND

20

Datenbank Server• 8 RAC Knoten, Linux/Solaris

• 2 Intel Sockets 6 Cores

Intelligent Storage

• 14 Storage Server, Linux

• 2 Xeon CPUs per server

• 100TB High Performance

• 504 TB High Capacity

• 12TB/h Datenladeperformance

• 5 TB PCIe Flashredundant ausgelegt!

InfiniBand Netzwerk

Technische Daten der ExadataBeispiel: Full Rack

• Redundante 40Gb/s Switches

• Einheitliches Netzwerk für Server & Storage

22

23

Exadata Smart Flash CacheExtreme Performance

1‘500‘000 IO/s

5‘000 Disks

168 Disks168 Disks

23

Exalogic Elastic Cloud

Exalogic “Design Center”

Exalogic Konstruktionsprinzipien• Modernste Sun Oracle Hardware Komponenten• Dense Compute Cluster• High Performance Networking• Balanced System Design –

CPU/Memory/Netzwerk/Storage• Generelle Anwendbarkeit für Mid-Tier Workload• Plattform für heterogene Konsolidierung

Exalogic High Level System Architektur

InfiniBand Network(40 Gbs QDR)

DatacenterManagement

Network (1GbE)

ExadataDatabaseMachine

NM2-GW10GbE-IBGateways

Cisco MgmtSwitch

7320Storage

X4170M2ComputeServers(4 .. 30)

Datacenter ClientNetwork (10GbE)

ExalogicElasticCloud

OracleDatabase

(non-Exadata)

4 .. 30 X4170 M2• 2 x 6 core CPU → 48 .. 360 Cores• 12 x 8 GB DIMM → 384 .. 2880 GB RAM• 2 x 32 GB SATA-SSD (RAID 1)

7320 ZFS Storage Appliance• 20 x 2 TB drives• 2 drives hotspare (typical)• → 36 TB disk (18 TB in RAID 1)

Infiniband 40 GB/s

10 GB Ethernet for external connections

1 GB Ethernet for iInternal management network

Exalogic Hardware

Exalogic – “Cluster” Sicht

• Erweiterbare Standard “Racks”• Eighth, Quarter, Half und Full• Kombinierung vieler Racks zu einem Cluster, basierend auf

eine gemeinsame InfiniBand Fabric• Bis zu 8 Racks ohne zusätzliche, externe Netzwerk

Hardware• Cluster mit mehr als 8 Racks verwenden externe,

zusätzliche (InfiniBand) Switches• Exadata hat eine ähnliche Mulit-Rack Strategie• Exalogic und Exadata Racks können kombiniert werden

und verwenden die gleiche InfiniBand Fabric• Aus der Fabric Sicht, stellen sie eine „Maschine“ dar

Optimiert für Enterprise Java, nutzbar für jede Software

Oracle Exalogic Elastic Cloud

Extreme Performance Zertifiziert

Oracle Linux oder Solaris

Anwendungen

Enterprise Java,Fusion Middleware

11g

Oracle Anwendungen

3rd Party Anwendungen

Eigen-entwicklung


Basis: Oracle WebLogicServer

• Geclusterte Server für Hochverfügbarkeit und Skallierbarkeit

• Administration „per domain“

Admin Server

Managed Server

Node Manager

A1

A2 A2 A2

A1 A1

A2

A1

Java Performance

• Network I/O optimiert für InfiniBand

• Vermeidung von buffer copies

• größere packet size zur Reduzierung von Overhead im Netzwerk

• Automatische Optimierung des Thread-Pool (Anpassung an Cores)

HHost Channel

Adapter (Driver)

HHost Channel

Adapter (Driver)

IInfiniBand Core

IInfiniBand Core

IITPoIBTPoIB

IITPoIBTPoIB

TCP/IP

TCP/IP

SSSockets Sockets Direct Direct

ProtocolProtocol

SSSockets Sockets Direct Direct

ProtocolProtocol

EExalogic Software

EExalogic Software

Inter-Process-Communication

Exalogic WebLogic WebLogicSDP over InfiniBand

Parallel M

uxerP

arallel Muxer

Parallel M

uxerP

arallel Muxer

Faster NetworkFewer, Larger Messages

Lesson: Understanding the Sockets Direct Protocol

• For high performance computing environments, the capacity to move data across a network quickly and efficiently is a requirement. Such networks are typically described as requiring high throughput and low latency. High throughput refers to an environment that can deliver a large amount of processing capacity over a long period of time. Low latency refers to the minimal delay between processing input and providing output, such as you would expect in a real-time application.

• In these environments, conventional networking using socket streams can create bottlenecks when it comes to moving data. Introduced in 1999 by the InfiniBand Trade Association, InfiniBand (IB) was created to address the need for high performance computing. One of the most important features of IB is Remote Direct Memory Access (RDMA). RDMA enables moving data directly from the memory of one computer to another computer, bypassing the operating system of both computers and resulting in significant performance gains.

• ...

http://download.oracle.com/javase/tutorial/sdp/sockets/index.html

Application Buffer

Copy TCP IP Transport

Kernel

Application Buffer

Standard Hardware I/O

Application Application

Exabus

20% Buffer Copies40% Transport Processing

40 % Kernel Context Switches

Zero Buffer CopyDirect Memory Access

Kernel Bypass

Application Application

4X Throughput, 6X Lower Latency

Exabus - High Speed Network VirtualizationDirect Memory I/O for Java and C++

Roadmap

Oracle Exalogic Elastic CloudWorld’s Best Foundation for Cloud

• optimiert für Java Performance• Anwendungen laufen bis zu 10x schneller

• ausgerichtet auf unternehmens-kritische Systeme• optimal für Anwendungskonsolidierung• ausgezeichnete Anwendungsskalierbarkeit

• “engineered System”• geringe Kosten für Einrichtung und

Betrieb• schnelle Implementierung

Beispiele&

UseCases

UseCase – Exa*Exadata Exalogic

• Enterprise database consolidation

• Data Warehousing• OLTP

• Extreme perfomance• Applications• Fusion Midleware, SOA,

BPM• Java Applications• consolidation

Exadata & ExalogicExadata & Exalogic

UseCase – große Datenmengen

ExadataDatabaseMachine

ExalogicElasticCloud• Schnelle Zugriff auf große

Datenmengen• Relationale Daten in Exadata• Bearbeitung mit Java in

Exalogic• Beide Maschienen innerhalb

derselben Infiniband-Fabric

NIST Definition von Cloud Computing

Cloud computing is a model for enabling convenient, on-demand network access to a shared pool of configurable computing resources (e.g., networks, servers, storage, applications, and services) that can be rapidly provisioned and released with minimal management effort or service provider interaction.

This cloud model promotes availability and is composed of:

Source: NIST Definition of Cloud Computing v15

3 Service Models• SaaS• PaaS• IaaS

4 Deployment Models• Public Cloud• Private Cloud• Community Cloud• Hybrid Cloud

5 Essential Characteristics• On-demand self-service• Resource pooling• Rapid elasticity• Measured service• Broad network access

http://csrc.nist.gov/groups/SNS/cloud-computing/cloud-def-v15.doc

3rd Party Applikationen

Fusion Applications

ExaCloud: Own The Private Cloud

• Transformation in IT-As-A-Service• Vorgefertigte “Private Cloud in a Box”, geringe TCO

UseCase – Cloud PlattformBeispiel: PaaS

Platform as a Service

Infrastructure as a Service

Oracle VM for x86

Operating Systems: Oracle Enterprise Linux

Cloud Management

Oracle Enterprise Manager

Configuration Mgmt

Lifecycle Management

Application PerformanceManagement

Application QualityManagement

Database Grid

Application Grid

Shared Services

Integration SecurityProcess Mgmt User Interaction:WebCenter

Oracle Enterprise LinuxOracle SolarisOracle VM for SPARC (LDom)Solaris Containers

Servers

Storage

Physical and VirtualSystems Management

Ops Center

Oracle ApplicationsOracle ApplicationsThird Party ApplicationsThird Party Applications

ISVApplicationsISVApplications

Oracle Virtual Assembly BuilderAutomating deployment of ‘assemblies’

•Package up complex structure from dev/test and reconstitute in production•Minimize setup time and risk of hard-to-debug configuration errors

•Easily replicate in production with minor variations•Each instance has well-contained configuration parameters for flexibility

config1

Dev/Test Environment

Production Environments

config2

Assembly = Appliances (VM Templates + configuration Metadata) + relationships & start order Metadata


UseCase – complex event procesing

• Schnelle Bearbeitung komplexer Events• Umfangreiche (komplexe) Regeln in RDBMS

Exalogic: World’s Best Foundation for CloudHardware and Software Engineered to Work Together

Building the 21st Century Datacenter


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