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浪潮inData数据库一体机解决方案

摘要

  本文从数据库技术/信息技术基础架构的发展趋势为切入点,结合用户对信息系统高性能、高可靠、高扩展、易管理、兼容性等多方面的需求,结合浪潮服务器、intel CLX-R系列CPU、Optane SSD、IB网络,详细介绍浪潮inData一体机的产品知识,包括产品定位和特点、体系架构、部署方案、关键特性、应用场景、可靠性和技术指标等内容,旨在突出浪潮inData一体机产品独有的亮点、应用场景以及为客户带来的价值。

背景介绍

  当前的数据仓库 (Data Warehouse) 市场因数据急剧增长而受到很大限制,数据量已突破 TB(terabytes) 变为 PB(petabytes)。如果用单一数据仓库承载企业整体的数据,数据仓库必然会越来越大,数据的急剧增长必将影响系统性能,增加费用支出。当前 SAN(Storage Area Network) 环境下构建的数据仓库,其 I/O性能已遇到瓶颈,普通的存储性能增长率不能反映数据增长率。而且 SAN 环境下的数据扩展存在局限,为解决扩展局限,用户通常会采购高价设备,重新安装数据库迁移数据。过了一段时间,同样问题再次出现,用户不得不将数据备份到外部设备,以腾出空间。即用户需要一个功能,解决今后数据不断增长的问题。

解决方案介绍

  inData数据库一体机方案通过使用标准的X86服务器,采用软硬件深度优化、集成化的全冗余架构,一体机中的存储节点具备提供块设备到计算节点的功能,内置计算、存储、互联网络、存储网络及分布式存储管理软件等一体化预集成。针对K-DB RAC架构与环境,开发了特有的分布式计算与存储架构,总共分三层硬件体系:

  硬件体系

  数据库计算节点

  浪潮inData数据库一体机计算节点采用标准的X86服务器,数据库集群系统如K-DB RAC部署在多个计算节点上运行,主要用于数据库计算且支持计算能力的水平扩展。

  高速网络层

  在整体架构中,通过使用冗余的56Gb/s的高带宽Infiniband网络与RDMA(远程直接内存访问)协议,实现数据的高速传输。InfiniBand是一串行网络技术,它继承了目前多数开放系统服务器使用的PCI总线。作为一种低成本的系统及组件设计技术,InfiniBand串行总线/网络被认为是增长很快网络技术之一。

  数据存储节点

  存储节点同样为标准的X86服务器,根据应用场景与对性能的要求,可以配置Intel Optane SSD 、PCIe SSD闪存卡、企业级SSD磁盘与大容量磁盘,为数据库提供数据存储服务。如果用户使用高性能、高带宽、低延迟的SSD介质,将会全面提升数据库处力能力,消除数据库IO性能瓶颈。存储节点根据用户的需要可以动态增加,性能与容量成线性增长。

  imonotor智能监控平台

  inData 数据库一体机还为用户提供了针对主机系统与数据库的可视化监控管理平台—imonotor。它可以有效帮助用户的管理员了解整个系统拓朴图、系统状态、数据库状态与性能等核心指标。同时还可以根据用户设定的阀值进行自动报警。

  inData数据库一体机依托自主研发的分布式存储软件,以软件定义为核心,采用Share-Nothing的分布式架构,实现计算节点与存储节点之间的数据共享。

  同时,将计算节点发出的高并发的IO请求发送到存储节点中的存储设备上。由于采用于RDMA协议,通过低延迟网络传输, inData数据库一体机的整体性能非常高。

  UPDB cluster

  inData数据库一体机除支持全闪存配置外,同时还支持混合存储模式,将高性能PCIe SSD闪存卡配置为缓存,结合大容量企业级磁盘,加速数据读取的同时提供大容量存储空间。在系统中,当数据库对后端存储进行读取操作时, PCIe SSD闪存卡都将会做为热点盘,存储经常被访问的“热点数据”。不经常访问的数据则会存储在大容量机械磁盘中以而节约成本。

  inData高级特性-智能过滤

  inData支持智能过滤 (Function Offloading),大幅提高网络使用效率,inData的存储服务器不仅具有磁盘的 I/O 功能,还承担部分数据库业务,如可以处理简单的过滤  (Filtering) 或投影 (Projection) ,提高了数据库的性能。

  智能过滤

  inData高级特性-智能缓存

  inData利用闪存设备 (Flash Device) 进行 I/O 缓存分层,如

  果硬件中有闪存设备 (Flash Device) 的话,可以利用它进行 I/O 分层,即闪存设备用作 I/O 缓存。在OLTP 环境下,反应速度极快。如果用户愿意,闪存设备还可以像普通 HDD 一样使用。

  智能缓存

  inData高级特性-存储索引

  inData支持存储数据映射 (Storage Data Map) 功能,大幅提高磁盘使用率,磁盘内的数据统计值被访问过一次后,访问记录会保存在内存中,再次访问该磁盘时,可以减少不必要的磁盘读取。

  存储索引

  inData高级特性-列压缩

  inData将原来的行方向数据存储结构改为列方向并进行压缩,极大提高压缩效率,而且根据数据的访问频率不同,相互使用不同的压缩方法。数据使用频率越高,查询速度越快,不常用的数据可以提高压缩率。

  压缩

  产品系列

  根据用户实际业务需要和存储节点的不同配置,可以选择不同产品系列inData2000,inData3000等。

  inData可以设置并运行多个数据库,指定各数据库 I/O 资源使用的先后顺序和使用率。各数据库在一个 inData结构下运行,依据各业务的重要性,调节对其的应答速度 inData提供多种产品规格,弹性配置:

  计算节点数量≥2

  存储节点数量≥3

  以下为默认配置 2*计算节点+3*存储节点案例,具体配置可按需变更:

  配置建议

客户收益

  浪潮inData数据库一体机优势在于提升数据库的性能,解决数据库IO的性能瓶劲,提升企业业务处理能力。它可以充分满足OLTP、OLAP与混合型工作应用场景,借助浪潮inData数据库一体机,用户可以进行大量数据库的整合,提升系统运行效率,加速创新发展与快速响应业务对IT的要求。

  客户效益

  浪潮inData数据库一体机的性能随容量的增加而线性增长,可达到百万级别IOPS、微秒级别的延迟与海量吞吐带宽,同等配置下性能远超传统架构产品,并且在保证同等性能的前提下,成本也远低于传统的小型机与高端存储的方案组合,是替换传统小型机与高端存储的一体化解决方案!可以广泛运用于公安、政府、能源、通信、金融、广电、制造等的各行各业,为企业节约综合成本的同时,创造更大的价值。

  


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