EMC XTREMCACHE BESCHLEUNIGT ORACLE
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White Paper EMC XTREMCACHE BESCHLEUNIGT ORACLEVIRTUALISIERUNGEN EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g • XtremCache verbessert die Oracle-Performance für ausgewählte Anwendungen. • Symmetrix VMAX schützt Daten. • FAST VP automatisiert die Speicherplatzierung im Array. EMC Solutions Group Zusammenfassung In diesem White Paper wird beschrieben, wie mit EMC XtremCache und EMC FAST VP auf EMC Symmetrix VMAX-Speicher mit VMware vSphere die OLTPPerformance (Online Transaction Processing, Onlinetransaktionsverarbeitung) in einer virtualisierten Oracle-Umgebung verbessert wird. Die Tests wurden auf VMAX 40K durchgeführt. Die Funktionen und Vorteile von VFCache gelten jedoch auch für VMAX 10K und VMAX 20K. November 2013 Copyright © 2013 EMC Deutschland GmbH. Alle Rechte vorbehalten. EMC ist der Ansicht, dass die Informationen in dieser Veröffentlichung zum Zeitpunkt der Veröffentlichung korrekt sind. Diese Informationen können jederzeit ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Die Informationen in dieser Veröffentlichung werden ohne Gewähr zur Verfügung gestellt. Die EMC Corporation macht keine Zusicherungen und übernimmt keine Haftung jedweder Art im Hinblick auf die in diesem Dokument enthaltenen Informationen und schließt insbesondere jedwede implizite Haftung für die Handelsüblichkeit und die Eignung für einen bestimmten Zweck aus. Für die Nutzung, das Kopieren und die Verteilung der in dieser Veröffentlichung beschriebenen EMC Software ist eine entsprechende Softwarelizenz erforderlich. Eine aktuelle Liste der Produkte von EMC finden Sie unter EMC Corporation Trademarks auf germany.emc.com. VMware und VMware vSphere sind eingetragene Marken oder Marken von VMware, Inc. in den USA und/oder anderen Ländern. Alle anderen in diesem Dokument erwähnten Marken sind das Eigentum ihrer jeweiligen Inhaber. Art.-Nr.: H10664.1 EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 2 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung ............................................................................................................................... 4 Business Case ................................................................................................................................. 4 Die Speicherperformanceherausforderung ....................................................................................... 4 Die Lösung ....................................................................................................................................... 5 Technologiekomponenten .................................................................................................................... 6 EMC XtremCache .............................................................................................................................. 6 Serverseitiges Flash-Zwischenspeichern für maximale Geschwindigkeit ...................................... 6 Write-Through-Zwischenspeichern im Array für Rundumschutz .................................................... 7 Anwendungsunabhängigkeit ....................................................................................................... 7 Gemeinsam nutzbar und skalierbar ............................................................................................. 8 EMC FAST VP .................................................................................................................................... 8 EMC Symmetrix VMAX ...................................................................................................................... 8 EMC Symmetrix VMAX 40K-Serie mit Enginuity 5876 ................................................................... 8 VMware vSphere .............................................................................................................................. 9 XtremCache und FAST VP in dieser Lösung ......................................................................................... 10 Zusammenarbeit ............................................................................................................................ 10 Lösungsarchitektur ............................................................................................................................ 11 Einführung ..................................................................................................................................... 11 Physische Architektur .................................................................................................................... 11 XtremCache-Technologie mit virtualisierter Oracle Database: Tests und Validierung ......................... 12 Einführung ..................................................................................................................................... 12 Workload-Profil .............................................................................................................................. 12 Empfohlene Konfigurationen .......................................................................................................... 13 XtremCache ............................................................................................................................... 13 Oracle ....................................................................................................................................... 13 VMware vSphere ....................................................................................................................... 13 Performancemerkmale ................................................................................................................... 14 Testergebnisse............................................................................................................................... 14 Fazit ................................................................................................................................................... 16 Referenzen ......................................................................................................................................... 17 White Papers.................................................................................................................................. 17 Produktdokumentation .................................................................................................................. 17 EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 3 Zusammenfassung Business Case In einem immer härter umkämpften Markt sind Unternehmen dazu gezwungen, Geschäftsprozesse zu optimieren und Services zu verbessern, während sie gleichzeitig die IT-Kosten senken müssen. Das Meistern dieser Herausforderungen ist für viele Unternehmen ein entscheidender Faktor für den finanziellen Erfolg. Infolgedessen steigen die Anforderungen an die Performance betrieblicher und umsatzgenerierender Anwendungen erheblich. Ausschlaggebend hierfür sind: • Zunahme der aktiven Benutzer • Zeitkritische Anwendungen und immer anspruchsvollere Service-LevelAgreements • Zunehmend komplexere Geschäftsprozesse und neue Analyse-Workloads • Mehrere Datenbanken mit hohem gleichzeitigen Zugriff Auf virtualisierten Serverplattformen können Unternehmen Workloads von verschiedenen Abteilungen konsolidieren. Dabei stellen Unternehmen möglicherweise fest, dass die vorherigen Performancefaktoren Auswirkungen auf einen oder mehrere der Workloads haben, wodurch diese Unternehmen nicht mehr in der Lage sind, ihre Performanceziele oder Service-Level-Agreements zu erfüllen. Unternehmen benötigen neue Herangehensweisen an die Performanceherausforderungen, um individuelle Workload-Anforderungen ohne Gefährdung der Datensicherheit kosteneffizient zu erfüllen. Mit einer Lösung, mit der sich hohe Performance in ausgewählten Workloads erzielen lässt, ohne Veränderungen an den Anwendungen vornehmen zu müssen, können Unternehmen diese Anforderungen erfüllen. Die Speicherperformanceherausforderung Für die neuesten Server mit Multi-Core-Prozessoren stellt ein konventionelles Speichersubsystem möglicherweise einen Performanceengpass dar. Durch das Hinzufügen von Verarbeitungskapazität und höheren Workloads wird es für das Speichersystem immer schwieriger, mit den wachsenden I/O-Anforderungen Schritt zu halten. Wie in Abbildung 1 zu sehen, verbessert sich die CPU-Performance alle 10 Jahre um das 100-Fache. Die Performance von Magnetfestplatten bleibt jedoch relativ unverändert. Erfreulicherweise wurden Flashtechnologien mit immanenter Solid-State-Speicherfähigkeit entwickelt, um die Performancelücke zwischen der Verarbeitungsleistung von Festplatten und Servern zu überbrücken. Abbildung 1. Performanceverbesserungen bei CPU und Festplattenlaufwerken EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 4 Für eine herkömmliche Architektur, wie in Abbildung 2 gezeigt, gilt: • Das Speicherarray verarbeitet sowohl Lese- als auch Schreib-I/OAnforderungen. • Die Performance unterscheidet sich je nach Medien, Workload und Netzwerk des Back-end-Arrays. Abbildung 2. Herkömmliche Architektur Wie wäre es, wenn Sie Ihre Anwendungsperformance verbessern könnten, indem Sie die Latenz verringern und IOPS und TPM (Transactions per Minute, pro Minute durchgeführte Transaktionen) erhöhen? Mit dieser Lösung ist das möglich. Die Lösung Eine Möglichkeit, die Performance zu verbessern, ist der Einsatz von Flashtechnologien für anspruchsvolle Anwendungen und Daten. EMC® Symmetrix® VMAX™ FAST VP (Fully Automated Storage Tiering for Virtual Pools™) ermöglicht das dynamische Tiering von Daten über einen Speicherpool mit Flashlaufwerken und anderen Laufwerkstypen hinweg. Mit FAST VP werden die Daten, auf die am häufigsten zugegriffen wird, auf den Flash-Tier verschoben. Daten, auf die weniger häufig zugegriffen wird, werden auf langsamere Storage Tiers verschoben. Dadurch werden die Anwendungsperformance verbessert und die IOPS sowie die Transaktionen pro Minute erhöht, während gleichzeitig die Latenz verringert wird. EMC XtremCache ™ ist eine Serverflash-Caching-Lösung, die die Flashtechnologie auf den Server ausweitet, wodurch dem I/O-Stack ein weiterer Intelligenz- und Performance-Tier hinzugefügt wird. XtremCache ermittelt automatisch Daten mit häufigem Lesezugriff und verschiebt sie in einen Flashcache im Server. Dadurch werden die I/O-Servicezeiten deutlich reduziert und die I/O-Arbeitslast auf dem Array wird verringert. Mit XtremCache bietet sich außerdem die Möglichkeit, gezielt ausgewählte Workloads zu beschleunigen. So kann der Systemmanager die Performance anpassen, um kritische Service-Level-Agreements einzuhalten. Für die in diesem White Paper beschriebene Lösung testete EMC, inwieweit XtremCache in der Lage ist, die Performance einer bestimmten Datenbank zu verbessern, um anspruchsvolle Service-Level-Agreement-Ziele zu erfüllen. Als sowohl XtremCache als auch FAST VP aktiviert waren, war eine Performanceverbesserung von 330 Prozent für die ausgewählte Datenbank zu beobachten. Auch die Performance der anderen Datenbanken verbesserte sich deutlich. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 5 Technologiekomponenten EMC XtremCache EMC XtremCache ist eine Serverflash-Caching-Lösung, die dank intelligenter Zwischenspeicherungssoftware und PCIe-Flashtechnologie eine Verringerung der Latenz und eine Erhöhung des Durchsatzes ermöglicht, was zu einer enormen Verbesserung der Anwendungsperformance führt. Da XtremCache mit Write-Through-Cache ausgestattet ist und Schreibvorgänge direkt in den Netzwerkspeicher erfolgen, werden Lesevorgänge beschleunigt und Daten geschützt. So wird kontinuierlich eine hohe Verfügbarkeit sowie Integrität und Disaster Recovery ermöglicht. In Kombination mit dem Array-basierten FAST VP bietet XtremCache einen höchst effizienten und intelligenten I/O-Pfad von der Anwendung bis zum Datenspeicher. Das Ergebnis ist eine für Performance, Intelligenz und Schutz dynamisch optimierte Speicherinfrastruktur für physische und virtuelle Umgebungen. Serverseitiges Flash-Zwischenspeichern für maximale Geschwindigkeit Die XtremCache-Software führt eine Zwischenspeicherung der am häufigsten verwendeten Daten auf der serverbasierten PCIe-Karte aus (XtremSF), wodurch sich der Abstand zwischen Daten und Anwendung verringert, wie in Abbildung 3 gezeigt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, vom Speicherarray aus auf Daten im SAN (Storage Area Network) zuzugreifen, was die Antwortzeit verkürzt und den Durchsatz steigert. Abbildung 3. Beschleunigung der I/O-Performance auf dem Server durch XtremCache EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 6 Die Zwischenspeicherungsoptimierung von XtremCache passt sich automatisch den sich verändernden Workloads an, indem die am häufigsten referenzierten Daten bestimmt und in den Serverflashcache verschoben werden. Dies bedeutet, dass die aktivsten Daten automatisch auf der PCIe-Karte im Server gespeichert werden, damit schneller auf sie zugegriffen werden kann. Wie in Abbildung 4 dargestellt, vereint die erweiterte Architektur von XtremCache beschleunigte Performance mit Datensicherheit: • XtremCache verarbeitet Lesevorgänge für eine optimale Performance. • Schreibvorgänge werden zum Schutz an das Speicherarray weitergeleitet. • XtremCache verbessert die Schreibperformance, da der Großteil der LeseWorkloads vom Array auf den Server ausgelagert wird. Abbildung 4. Erweiterte Architektur mit EMC XtremCache XtremCache bietet eine bessere Performance für leseintensive Anwendungen. XtremCache eignet sich für Anwendungen aus den unterschiedlichsten Bereichen, beispielsweise Datenbanken, Analysen, Unternehmensanwendungsserver, E-Mail und Webserver, und bietet ihnen den Performanceschub, den sie benötigen. Mithilfe von XtremCache können alle Anwendungen auf einem Server, ausgewählte Anwendungen, eine einzige Anwendung oder bestimmte LUNs beschleunigt werden, um die Anwendungsperformanceziele zu erfüllen. Sowohl virtualisierte als auch Bare-Metal-Anwendungen profitieren von XtremCache und so können Sie Ihr Rechenzentrum in genau dem richtigen Tempo für Ihr Unternehmen reibungslos in eine Private Cloud verschieben. Write-Through-Zwischenspeichern im Array für Rundumschutz XtremCache schützt Daten mit einem Write-Through-Algorithmus, was bedeutet, dass Schreibvorgänge bis zum Back-end-Speicherarray erhalten bleiben. EMC Networked Storage wie die EMC Symmetrix VMAX-Serie und die Speicherarrays der EMC VNXProduktreihe schützen Daten mit erweiterten Datenservices, darunter auch hohe Verfügbarkeit, Datenintegrität, Zuverlässigkeit und Disaster Recovery. Anwendungsunabhängigkeit XtremCache ist für Anwendungen sichtbar. Dank XtremCache müssen Anwendungen nicht erneut geschrieben, neu zertifiziert oder getestet werden. In diesem White Paper geht es zwar primär um Oracle Database 11g, die XtremCacheArchitektur kann jedoch auch die Performance vieler anderer Anwendungen direkt verbessern, wovon indirekt auch schreibintensive Anwendungen profitieren, die dadurch intensiver auf SAN-Ressourcen zugreifen können. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 7 Gemeinsam nutzbar und skalierbar XtremCache lagert einen Großteil des Leseverkehrs auf dem Speicherarray aus, wodurch anderen Anwendungen eine höhere Verarbeitungsleistung zugewiesen werden kann. Während eine Anwendung mit XtremCache beschleunigt wird, verbessert sich die Arrayperformance für andere Anwendungen. Da XtremCache auf mehreren Servern in der Umgebung installiert ist, ist das Ergebnis ein hochskalierbares I/O-Verarbeitungsmodell. Die Umgebung als Ganzes, einschließlich der Server und des Speichersystems, kann immer mehr Transaktionen verarbeiten. Weitere Informationen über EMC XtremCache erhalten Sie im White Paper Einführung in EMC XtremCache. EMC FAST VP Die Symmetrix VMAX-Produktreihe wurde speziell dafür entwickelt, die neuesten Innovationen der Flashlaufwerkstechnologie zu nutzen. Zudem kann die Kombination aus Flashlaufwerken und HDDs (Hard Disk Drives) mehr Performance und Effizienz bei gleichzeitig minimierten Kosten pro GB (Gigabyte) bieten. FAST VP managt die dynamische Verschiebung von Daten zwischen Tiers und ermöglicht so eine optimale Laufwerksauslastung und Effizienz. Auf Basis von kundenspezifischen Policies stuft die FAST VP-Software Benutzerdaten automatisch auf bestimmten Laufwerk-Tiers herauf oder herab. Dies geschieht auf der Grundlage der Häufigkeit der Zugriffe auf diese Daten. Daten, auf die häufiger zugegriffen wird, werden auf Laufwerk-Tiers mit höherer Performance verschoben, beispielsweise auf Flash- oder FC- und SAS-Laufwerke mit 10.000/15.000 U/min. Selten abgerufene Daten werden bei Bedarf auf Laufwerk-Tiers mit mäßiger Performance und hoher Kapazität verschoben, wie zum Beispiel SATA- oder NLSAS-Laufwerke mit 7.200 U/min. FAST VP bietet sowohl für die Investitionsausgaben als auch für die Betriebsausgaben Vorteile, da Kunden verschiedene Laufwerke einsetzen können, woraus sich Einsparungen bei Strom und Kühlung ergeben, ein geringerer Platzbedarf und eine verkürzte Administrationszeit. Hinweis EMC Symmetrix VMAX FAST VP ist eine gemeinsam genutzte Ressource. Die Performanceverbesserungen hängen möglicherweise von den Anforderungen anderer Anwendungen ab, die auf dem Array ausgeführt werden. Die Speicherarrays der EMC Symmetrix VMAX-Serie bieten hohe Performance und Skalierbarkeit für anspruchsvolle Enterprise-Speicherumgebungen. VMAX baut auf einer Strategie für einfachen, intelligenten und modularen Speicher auf. Dank ihrer hoch skalierbaren Virtual Matrix Architecture™ kann die Speicherumgebung nahtlos und kosteneffizient von einer Einstiegslevelkonfiguration bis zu einem der größten Speichersysteme weltweit ausgebaut werden. VMAX unterstützt Flash-, NL-SAS-, SAS-, FC- und SATA-Laufwerke innerhalb desselben Arrays sowie eine Vielzahl an RAID-Typen. EMC Symmetrix VMAX 40K-Serie mit Enginuity 5876 EMC Symmetrix VMAX 40K basiert auf der EMC Symmetrix-Speicherarrayumgebung und bietet leistungsstarken, zuverlässigen und cleveren Speicher für höhere Performance, Verfügbarkeit und Intelligenz im virtuellen Rechenzentrum. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 8 Symmetrix VMAX 40K ist das Speichersystem mit der branchenweit höchsten Performance und Kapazität, das auf die Hybrid Cloud und andere anspruchsvolle Rechenzentrumsumgebungen ausgelegt ist. Vorteile des Symmetrix VMAX 40K: • Doppelt so hohe Performance, Kapazität und globaler Arbeitsspeicher (Cache) wie das Symmetrix VMAX 20K • Konfigurationen mit hoher Dichte (2,5"-SAS-Laufwerke) • Flexibilität für räumlich begrenzte Rechenzentren dank verteiltem SystemBay und Storage-Bay Symmetrix VMAX 40K und die Enginuity™ 5876-Betriebsumgebung verfügen über Technologien für die Managementautomatisierung und Datenmobilität, die für die Bereitstellung cloudbasierter Infrastruktur- und IT-Services wichtig sind. Die Enginuity 5876-Technologie ermöglicht die Verbindung, die Freigabe und das Tiering von Speicher. Rechenzentren können Anwendungen konsolidieren und dank höherer Auslastungsraten, verbesserter Mobilität und vereinfachtem Speichermanagement ein höheres Maß an Effizienz erreichen. VMware vSphere VMware® vSphere™ nutzt die Vorteile von Virtualisierung und verwandelt Rechenzentren in vereinfachte Cloud-Computing-Infrastrukturen. So können ITAbteilungen flexible und zuverlässige IT-Services bereitstellen. Mithilfe von vSphere werden die zugrunde liegenden physischen Hardwareressourcen über mehrere Systeme hinweg virtualisiert und gebündelt, woraus Pools virtueller Ressourcen im Rechenzentrum resultieren. Als Cloudbetriebssystem managt vSphere viele verschiedene Infrastrukturkomponenten (beispielsweise CPUs, Speicher und Netzwerk) als nahtlose und dynamische Betriebsumgebung und meistert auch die Komplexität eines Rechenzentrums. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 9 XtremCache und FAST VP in dieser Lösung Zusammenarbeit Mit XtremCache weitet EMC seine FAST-Architektur auf den Server aus, wodurch dem I/O-Stack ein weiterer Intelligenz- und Performance-Tier hinzugefügt wird. Daten, auf die die Anwendung am häufigsten zugreift, werden von XtremCache ermittelt und im Server verschoben, damit der Abstand zwischen Daten und Anwendung verringert wird. Während XtremCache serverbasiert arbeitet, sorgt FAST für ein dynamisches Speichern und Bereitstellen von Daten im Speicherarray. Dabei wird der Laufwerkstyp verwendet, der das beste Preis-Leistungs-Verhältnis entsprechend der Aktivität der Daten bietet. XtremCache erkennt automatisch Lese- und Schreibdaten, auf die häufig zugegriffen wird, und verschiebt eine Kopie dieser Daten auf den Flash auf der PCIe-Karte im Server (XtremSF genannt). XtremCache lagert den Großteil der Lese-Workloads auf dem Array aus, wodurch die Anwendungsperformance beschleunigt wird. Da sich eine Kopie der Daten mit häufigem Zugriff nun im Cache im Server befindet, verkürzen sich die I/OServicezeiten erheblich. Beide Technologien sind so aufeinander abgestimmt, dass sichergestellt wird, dass die am häufigsten aufgerufenen Informationen über die geringste Latenz verfügen. Wie in Abbildung 5 gezeigt, bieten XtremCache und FAST VP einen höchst effizienten und intelligenten I/O-Pfad von der Anwendung bis zum Datenspeicher. Im kombinierten Einsatz perfektionieren XtremCache und FAST VP die Datenbereitstellung im Datenkontinuum noch weiter. Es entsteht eine End-toEnd-Tiering-Lösung, die die Anwendungskapazität und -performance vom Server bis zum Speicher optimiert. Abbildung 5. Automatisches Tiering von aktiven und inaktiven Daten durch XtremCache und FAST EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 10 Lösungsarchitektur Einführung In diesem Abschnitt erhalten Sie einen Überblick über die in dieser Lösung verwendete physische Architektur: Physische Architektur Abbildung 6 zeigt die für diese Lösung verwendete physische Architektur an. Abbildung 6. Benchmarkeinrichtung für die Datenbankkonsolidierung Die Lösungsarchitektur besteht aus einer Oracle Database 11g mit einer Instanz, drei Cisco-Servern und einem Symmetrix VMAX-Speicherarray mit vier Engines. Die Lösung unterstützt eine Vielzahl an EMC Speicherarrays, beispielsweise EMC Symmetrix VMAX 10K oder VNX. In dieser Lösung verwendeten wir EMC Symmetrix VMAX 40K. Die drei Server, die wir für diese Testkonfiguration verwendet haben, waren Cisco UCS C-460/M2-Rackmount-Server mit jeweils vier Xeon-Prozessoren und 40 Kernen. Die Server waren über zwei SAN-Switche mit dem Array verbunden. Ein Server wurde mit einer ausgewählten Datenbank installiert und umfasste eine VFCache-Karte. Das System wurde mit VMware vSphere 5 virtualisiert und auf Red Hat Enterprise Linux 5 ausgeführt. Die virtuellen Maschinen verfügten jeweils über 24 vCPUs und 160 GB Speicher. Zusätzliche virtuelle Maschinen könnten bei entsprechender Konfiguration denselben XtremCache-Flashcache verwenden. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 11 XtremCache-Technologie mit virtualisierter Oracle Database: Tests und Validierung Einführung Virtuelle Serverumgebungen bieten die Möglichkeit, die Serverskalierbarkeit und auslastung zu verbessern und gleichzeitig das Systemmanagement zu zentralisieren und zu rationalisieren. EMC testete die Funktionen von XtremCache mit FAST VP zur Beschleunigung der OLTP-Performance in einer virtualisierten Oracle Database 11g R2-Umgebung mit VMware vSphere 5. In diesem Abschnitt werden die Testergebnisse vorgestellt. Hinweis Workload-Profil Benchmarkergebnisse hängen sehr stark von Workload, besonderen Anwendungsanforderungen sowie Systemdesign und implementierung ab. Die relative Systemperformance variiert also basierend auf diesen und anderen Faktoren. Daher sollte dieser Workload nicht als Ersatz für eine spezifische Benchmark einer Kundenanwendung verwendet werden, wenn wichtige Entscheidungen im Hinblick auf Kapazitätsplanung und/oder Produktbewertung anstehen. Beim Testen dieser Lösung wurden mehrere Workloads verwendet, wie in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1. Workload-Profile Konfiguration Benutzerdef. DB HR-DB ERP-DB Datenbankgröße 700 GB 1,2 TB 1,2 TB Gleichzeitige Benutzer 30 20 50 Die drei Datenbanken befanden sich auf demselben Satz aus Festplatten (zwei separate Pools: Daten und Protokoll). Es wurde angenommen, dass die Datenbank „ERP-DB“ geschäftskritisch für den Kunden ist. FAST VP auf dem Array und XtremCache auf dem Server wurden nur auf die LUNs angewendet, die die ERP-Datenbank hosteten. Die beiden anderen Datenbanken wurden weiterhin von den Festplatten aus ausgeführt. Wir haben mehrere Testszenarien durchgeführt, wie in Tabelle 2 beschrieben. Tabelle 2. Testszenarien Testszenario Beschreibung Baseline Wir verwendeten eine Performancebaseline zur Validierung der Performancemerkmale jedes Workloads in der Umgebung. Mit FAST VP auf ERP-DB Nach der Aktivierung von FAST VP auf der ERP-Datenbank haben wir die TPM und die Transaktionslatenz auf Anwendungsebene gemessen, um den Performancevorteil für die Anwendung durch FAST VP zu ermitteln. Mit XtremCache und FAST VP auf ERP-DB Nach der Aktivierung von XtremCache und FAST VP auf der ERP-Datenbank haben wir die TPM und die Transaktionslatenz auf Anwendungsebene gemessen. So erhielten wir die Performanceverbesserungen, die durch die Verwendung beider Technologien erzielt werden können. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 12 Empfohlene Konfigurationen XtremCache In einer virtualisierten Umgebung können mehrere virtuelle Maschinen auf demselben Server gleichzeitig von den Performancevorteilen einer einzigen XtremCache-Lösung profitieren. Wie diese Lösung jedoch zeigt, können auch alle Ressourcen der XtremCache-Lösung einer einzigen Anwendung zugewiesen werden, um deren Performancesteigerung zu maximieren. Wie in Abbildung 7 gezeigt befindet sich die XtremSF-Karte auf dem Serverhost, während die XtremCache-Zwischenspeicherungssoftware (als kleine rote Symbole dargestellt) auf jeder virtuellen Maschine installiert ist, die durch XtremCache beschleunigt wird. Das VSI-Plug-in (Virtual Storage Integrator) für XtremCache, das sich auf dem vCenter-Client befindet, wird zum Managen von XtremCache verwendet. Hinweis Abbildung 7 stellt einen allgemeineren Fall dar, bei dem mehrere virtuelle Maschinen pro Server installiert sind und jede Serverkonfiguration über eine XtremCache-Installation verfügt. Abbildung 7. XtremCache-Implementierung in einer virtualisierten Umgebung Wir haben XtremCache auf allen Daten-LUNs der ausgewählten Anwendung aktiviert. Auf den Protokoll-LUNs wurde XtremCache jedoch nicht aktiviert, da dort überwiegend Schreibvorgänge ausgeführt werden. Mit dieser Konfiguration nutzt XtremCache seine Zwischenspeicherungsalgorithmen, um automatisch eine Kopie der aktivsten Daten für sofortigen Zugriff aufzubewahren. XtremCache kopiert und speichert die aktivsten Lesedaten auf der PCIe-Flashkarte innerhalb des Servers (XtremSF). Die Anwendung kann diese Daten wiederholt aufrufen, ohne die I/O-Anforderung an das Speicherarray zu senden. Der ZielWorkload zeigte eine Kombination von Lese- und Schreibvorgängen im Verhältnis 70 zu 30. Oracle Für Oracle Database war kein besonderes Tuning erforderlich. VMware vSphere Abbildung 8 zeigt das Festplattenlayout der VMDK (Virtual Machine Disk) der physischen Laufwerke. EMC empfiehlt, dass Sie die XtremCache-VMDK in einem separaten vHBA (virtuellen Hostbusadapter) isolieren. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 13 Im Allgemeinen können ESX-Server mit einer XtremSF-Karte konfiguriert werden, die mehrere virtuelle Maschinen auf dem Server unterstützt. In dieser Lösung haben wir eine virtuelle Maschine pro Server konfiguriert. Abbildung 8. VMDK-Layout der physischen Laufwerke Performancemerkmale In unserer Testumgebung haben wir drei Workloads verwendet, die auf drei verschiedenen Servern installiert waren. Diese Server waren mit einem VMAX 40KArray verbunden, auf dem FAST VP aktiviert war. Testergebnisse Wir haben die Workloads gleichzeitig ausgeführt und eine Baseline erstellt. Dann haben wir die Performanceverbesserung ermittelt, die mit XtremCache und FAST VP erzielt wurde. In unseren Tests war die ERP-Datenbank der Workload mit den anspruchsvollsten SLA-Anforderungen und wir haben die XtremCache-Ressourcen gezielt für diese Anwendung eingesetzt. Abbildung 9 zeigt dasselbe Ergebnis als relative OLTP-Transaktionen pro Minute. Die ERP-Datenbank verzeichnete eine deutliche Performanceverbesserung: eine Steigerung um das 3,3-Fache im Vergleich zu den Baselineergebnissen. Auch bei der HR-Datenbank stellten wir eine enorme Performanceverbesserung – um das 2,2-Fache im Vergleich zu den Baselineergebnissen – fest, da VMAX-Ressourcen zurückgewonnen wurden, als die Back-end-Last für die ERP-Datenbank vom Speicherarray verschoben wurde. Aus demselben Grund war auch bei der benutzerdefinierten Datenbank eine Performanceverbesserung um das 1,2-Fache im Vergleich zu den Baselineergebnissen möglich. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 14 Abbildung 9. Verbesserung der relativen OLTP-Transaktionen pro Minute Die Transaktionslatenz auf der wichtigen ERP-Datenbank wurde um 66 Prozent verringert, während der Transaktionsdurchsatz verdreifacht wurde. Hinweis Die Ergebnisse von Kunden können abweichen. Die Verbesserungen bei der Anwendungsperformance hängen von einer Vielzahl von Faktoren ab, darunter auch die folgenden: • Verhältnis von I/O-Lese- zu -Schreibvorgängen • Skalierbarkeit des Workloads • Vorhandene Einschränkungen innerhalb des Speichersubsystems, vor der Implementierung von XtremCache • Tuning der Oracle-Datenbank • Gemeinsame Nutzung von XtremCache und FAST VP durch andere Anwendungen EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 15 Fazit Beim EMC Test mit einem virtualisierten Oracle-OLTP-Workload wurde eine Baselinekonfiguration mit konsolidierten Datenbanken mit demselben System verglichen, bei dem FAST VP gezielt für die wichtigste Datenbank aktiviert war. Wir haben diese Konfigurationen dann mit dem System verglichen, bei dem FAST VP und XtremCache auf die wichtigste Datenbank ausgerichtet waren. Als wir FAST VP auf eine einzige Datenbank angewendet haben, wurde deren Performance deutlich verbessert. Die Performance der anderen Datenbanken wurde ebenfalls verbessert, da die Festplattenlaufwerke durch die Verschiebung von Daten auf Flashlaufwerke entlastet wurden. Ähnliches war zu beobachten, als auch XtremCache auf dieselbe Datenbank angewendet wurde. Der Durchsatz dieser Datenbank stieg erheblich. Auch auf den anderen Datenbanken war ein Anstieg zu verzeichnen, da Ressourcen zurückgewonnen wurden, als die Back-end-Last vom Speicherarray für die entsprechende Datenbank verschoben wurde. Tabelle 3 führt die Durchsatzverbesserungen der jeweiligen Datenbanken auf. Tabelle 3. Durchsatzverbesserungen Workload Mit FAST VP Steigerung des Systemdurchsatzes (%) Mit FAST VP und XtremCache Steigerung des Systemdurchsatzes (%) Benutzerdef. DB 120 120 HR-DB 120 220 ERP-DB* 220 330 * Wichtige Datenbank Es waren keine Änderungen an der Datenbank erforderlich, um diese Durchsatzsteigerungen zu erzielen. Mit XtremCache und FAST VP wurde gleichzeitig die Datenintegrität gewahrt. EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 16 Referenzen White Papers Produktdokumentation Weitere Informationen finden Sie in den folgenden White Papers: • Einführung in EMC XtremCache • EMC XtremCache Accelerates Oracle – EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX and VMAXe, Oracle Database 11g • EMC XtremCache Accelerates Oracle – EMC XtremCache, EMC VNX, EMC FAST Suite, Oracle Database 11g • EMC XtremCache Accelerates Microsoft SQL Server – EMC XtremCache, EMC VNX, Microsoft SQL Server 2008 • EMC Mission-Critical Infrastructure for Microsoft SQL Server 2012 (Accelerated with XtremCache) – EMC Symmetrix VMAX 10K, EMC FAST VP, SQL Server AlwaysOn Availability Groups, VMware vSphere Zusätzliche Informationen finden Sie in den folgenden Produktdokumenten: • EMC XtremCache – Datenblatt • EMC Symmetrix VMAX-Datenspeichersystem – Technisches Datenblatt • VMware vSphere 5 – Datenblatt • VMware vSphere Basics – ESXi 5.0 EMC XtremCache beschleunigt Oracle-Virtualisierungen EMC XtremSF, EMC XtremCache, EMC Symmetrix VMAX, EMC FAST VP, VMware vSphere, Oracle Database 11g 17
