[db tech showcase sapporo 2015]...

データベース環境における検証結果から理解する失敗しないフラッシュ活用法

2015 年 9 月 10 日

ネットアップ株式会社

コンサルティング SE：岩本知博 1 © 2015 NetApp, Inc. All rights reserved. NetApp Proprietary.

本セッションの内容

All Flash FAS とは

検証結果：Oracle on All Flash FAS

検証結果から導き出す、今時の DB インフラ

速報！！検証結果：最新バージョンインライン圧縮

本日のマトメ

参考資料

2 © 2015 NetApp, Inc. All rights reserved. NetApp Proprietary.

All Flash FAS とは


フラッシュメディアの動向フラッシュと SATA の比較（GB 単価）

4

1.00

10.00

100.00

1,000.00

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

TLC

cMLC

eMLC

SLC

～ 10x ～ 5x SATA

GB 単

価（

SATA を

1 と

した

相対

値）

© 2015 NetApp, Inc. All rights reserved. NetApp Proprietary.

最安フラッシュ（TLC）と HDD の比較（GB 単価）

フラッシュメディアの動向

5

1.00

10.00

100.00

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

TLC SAS

SATA

将来も Flash と SATA

の価格差は大きい

TLC と SAS の GB 単価が

逆転すると予想されている！

GB 単

価（

SATA を

1 と

した

相対

値）


All Flash FAS

ネットアップ FAS シリーズをオールフラッシュに特化させ、

All Flash FAS（以降、AFF）としてリブランディング

6

FAS シリーズ

（ハイブリッド型） All Flash FAS


All Flash FAS

共通の FAS8000A コントローラ FAS8000A（HA ペア）のみ対応

共通の DS2246 SSD 対応 SSD サイズ：400GB、800GB、800GB NSE、1.6TB

共通のストレージ OS clustered Data ONTAP 8.3.0 以降

SSD を搭載した FAS シリーズとの共通点

AFF8020 AFF8040

AFF8060

AFF8080

AFF8060（AE）

AFF8080（AE）


All Flash FAS SSD をフル搭載した FAS との違い

8

FAS シリーズ

（ハイブリッド型） All Flash FAS

SAS 構成並の価格！

7 年保守！ Data ONTAP の

ライセンス全部入り！


9

ハイエンド

約 40 TB

ミッドレンジ

約 20 TB

All Flash FAS

リッチなデータ管理機能を搭載したオールフラッシュアレイ

幅広いニーズに対応可能

10

FAS シリーズ

（ハイブリッド型）

All Flash FAS

マルチテナント SVM、QoS

スケールアウト異なるモデル、デバイス混在可

スナップショットオーバーヘッドなし

インライン圧縮

クローン容量増加なし

ミラーリング SSD to HDD

データ移動オンラインかつ透過的

Always-on 重複排除

ノンストップ

クラウド連携

マルチプロトコル NFS / CIFS 対応


All Flash FAS



11

FAS シリーズ


All Flash FAS









ノンストップ

クラウド連携


vol SSD

vol HDD


All Flash FAS



12

FAS シリーズ


All Flash FAS









ノンストップ

クラウド連携


vol SSD

vol HDD


All Flash FAS 競合他社に勝る GB 単価

13

プレゼンテーションのみ


フラッシュ製品の落とし穴 ※ All Flash FAS なら大丈夫


フラッシュ製品の落とし穴 -1- 【ご参考】経過時間による性能劣化

15

出典：http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/20130826_612428.html


フラッシュは上書きが苦手 Write Amplification

16

page 0

page 1

page 2

page 3

…

書き込み対象

1. キャッシュ領域（DRAM）にコピー

2. DRAM 上で新規データを挿入

3. データを消去

新規データ

NAND

DRAM

書き込み対象


フラッシュは上書きが苦手 Write Amplification

17

page 0

page 1

page 2

page 3

…

書き込み対象

1. キャッシュ領域（DRAM）にコピー

2. DRAM 上で新規データを挿入

3. データを消去

新規データ

NAND

DRAM

4. 新規データ反映済みのブロックを書き込み

書き込み対象

新規データ


スペアブロックを新たに作り出す Garbage Collection

18

page 0

page 1

page 2

page 3

…

page 0

page 1

page 2

page 3

…

2. 有効ページがないブロックを消去 1. 有効（使用中）ページを集約

有効（使用中）ページ無効ページ未使用

スペアブロックとして使用可能


フラッシュ製品の落とし穴 -1- 「経過時間」による影響

19



フラッシュ製品の落とし穴 -1- 「経過時間」による影響：12 時間のストレステスト検証結果

AFF8040：vdbench read20% write 80% 32 スレッド

20

高負荷状態が長時間続いても一貫した性能を維持


vdbench による Random I/O 性能の検証結果

21


I/O サイズの違いに強い書き込みに強い

AFF8060 なら 1.5 倍の性能 AFF8080 なら

更に 1.5 倍の性能

フラッシュ製品の落とし穴 -2- 「Read：Write 比率」、「I/O サイズ」の違いによる影響


信じられない落とし穴 -3-

22



参考資料

検証結果から理解するネットアップのフラッシュ技術 http://www.netapp.com/jp/communities/tech-ontap/archive/flash-archive.aspx

23

Tech ONTAP フラッシュ検索


検証結果： Oracle Database on AFF


検証環境


Brocade 6510 Brocade 6510

Disk Shelf

検証環境：概念図

26

Cisco UCS M200M3 16 core

128GB memory


128GB memory


128GB memory


128GB memory

Fabric Interconnect - Cisco UCS 6248UP Fabric Interconnect - Cisco UCS 6248UP

NetApp All Flash FAS8020

controller #1 controller #2

Disk Shelf

x 24

SAS x 24

SSD

Disk Shelf SAS x 24

16Gbps FC x 4


検証環境

DB クライアント：Cisco UCS B420M3 x 1 台 CPU：Intel Xeon CPU E5-4650 2.70GHz（32 コア / 64 スレッド）

メモリ：256GB

OS：Oracle Linux 6.5

DB サーバ：Cisco UCS B200M3 x 4 台 CPU：Intel Xeon CPU E5-2665 2.40GHz（16 コア / 64 スレッド）

メモリ：128GB

OS：Oracle Linux 6.5

ストレージ：NetApp FAS8020A ストレージ OS：clustered Data ONTAP 8.3.0

400GB SSD x 24 / 600GB SAS x 24 x 2 シェルフ（計 x 48）

スペック



Disk Shelf

検証環境：ストレージ構成 - 1/2

28


128GB memory


128GB memory


128GB memory


128GB memory




Disk Shelf

x 24

SAS x 24

SSD

Disk Shelf SAS x 24

16Gbps FC x 4

10D2P 10D2P

22D2P

22D2P



Disk Shelf

検証環境：ストレージ構成 - 2/2

29


128GB memory


128GB memory


128GB memory


128GB memory




Disk Shelf

x 24

SAS x 24

SSD

Disk Shelf SAS x 24

16Gbps FC x 4

10D2P 10D2P

22D2P

22D2P

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN



Disk Shelf

検証環境：Oracle Database 構成

30


128GB memory


128GB memory


128GB memory


128GB memory




Disk Shelf

x 24

SAS x 24

SSD

Disk Shelf SAS x 24

16Gbps FC x 4

10D2P 10D2P

22D2P

22D2P

Oracle Real Application Clusters 12c（RAC）

ASM disk group

ASM diskgroup

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN

LUN LUN LUN LUN


検証環境

Swingbench 2.5 を使用 http://dominicgiles.com/swingbench.html

トランザクション：Order Entry（OLTP）

テスト時間：10 分

DB サイズ：100GB、1TB

ベンチマークツール


検証内容と検証結果


検証内容

DB サイズ / ドライブの違いによる性能への影響ストレージ：FAS8020A

DB サイズ：100GB、1TB

搭載ドライブ：HDD（SAS）、SSD

Swingbench による OLTP ワークロード

33

Disk Shelf



Disk Shelf

x 24

SAS x 24

SSD

Disk Shelf SAS x 24

10D2P 10D2P

22D2P

22D2P

ASM diskgroup

DB 1TB

ASM diskgroup

DB 100GB

DB 1TB

DB 100GB


Swingbench OLTP 検証結果：TPS DB サイズ / ドライブの違いによる性能への影響

34

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

200 400 600 800 1000 1200 1400

Avg

TP

S

Num of Sessions

HDD: 100GB HDD: 1TB SSD: 100GB SSD: 1TB


Swingbench OLTP 検証結果：まとめ

AFF であれば、キャッシュヒット率に関わらず、

一貫した高性能を実現できることを確認

本検証結果では、DB サーバ x 4 と AFF8020 が同等の性能 MAX 性能（800 セッション）付近で、DB サーバ CPU 使用率が

100% に到達（ボトルネック）

同じく、AFF8020 コントローラ x 2 の CPU 使用率も限りなく 100% に近い

DB サイズ / ドライブの違いによる性能への影響


検証結果から導き出す今時の DB インフラ


今時の DB インフラを導き出す上での前提

37

しかし、予算は限られている

オープンな DB インフラどの DB ソフトウェアにも適用可能特定の高速化手法に依存しない

今後の技術動向を考慮 3 年後、5 年後のトレンドを、すぐに適用できるか

ウィークポイントを作らない DB サーバ CPU を使い切るという考え方

全てのリソースをバランス良く使う


All Flash FAS 活用のススメ

（ほぼ）同じ価格で性能（IOPS、CPU）は大きく向上

All Flash FAS であれば、可能な限り上のモデルを


サーバあたりの価格内訳

39

※ 参照元：http://www.oracle.com/jp/corporate/pricing/price/index.html プレゼンテーションのみ


速報！！最新バージョン（cDOT 8.3.1）インライン圧縮検証結果


検証結果：インライン圧縮

検証目的

インライン圧縮機能の on / off による、性能への影響を確認

検証環境

AFF8060 のコントローラ 1 台に対して負荷を生成

Data ONTAP バージョン：clustered Data ONTAP 8.3.1RC1

400GB SSD 9D2P 構成の aggregate から volume を作成 D：Data Drive、P：Parity Drive


検証結果：インライン圧縮

ベンチマークツール：vdbench 5.04.03 Oracle Technology Network（OTN）：vdbench

http://www.oracle.com/technetwork/server-storage/vdbench-downloads-1901681.html

8KB Random I/O ワークロード vdbench のオプションで「圧縮率」を調整

※ 本資料では「Compression Ratio」と表記

本検証では、Compression Ratio = 2 で設定

vdbench 設定ファイルからの抜粋は以下の通り

42

* *******************

* Host Definition

* *******************

dedupratio=1,dedupunit=8k,compratio=2

hd=hd1,system=srv1,user=root,shell=ssh,jvms=16




ボリュー

ム

メモ

リ

インライン圧縮のアーキテクチャ：write

43

E

E

8KB のチャンクに分割

（Compression Group）

A B C D

C D

C D

Adaptive Compression

圧縮圧縮


検証結果：8KB write 性能への影響

5 - 10% 程度 write 性能（IOPS、レイテンシ）への影響を確認

有効化による CPU オーバーヘッドがないことを確認

AFF8060（1 コントローラ）：Compression Ratio = 2

44

※ t：スレッド数


ボリュー

ム

メモ

リ

インライン圧縮のアーキテクチャ：read

45

E

E

A B

C D

Adaptive Compression

展開

A


検証結果：8KB read 性能への影響

read 性能への影響がないことを確認

有効化による CPU オーバーヘッドがないことを確認

AFF8060（1 コントローラ）：Compression Ratio = 2

46

※ t：スレッド数


本日のマトメ


コスト削減を加速するネットアップ All Flash FAS

DB ライセンスの削減

48

※ 参照元：http://www.oracle.com/jp/corporate/pricing/price/index.html



「オールフラッシュで EE を SE に！」にご注意 SE と EE のギャップを埋めるのは、フラッシュだけでは不可能

49

※ 参照元：http://www.oracle.com/jp/corporate/pricing/price/index.html プレゼンテーションのみ


50

Mid-range AFF （8020 / 8040）

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

Hi-end AFF

（8060 / 8080）

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

追加

DB #1

追加

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ DB インスタンス #1 DB インスタンス #2

SAN / NAS

DB #2

DB サーバ

大容量メモリ

DB サーバ

大容量メモリ DB インスタンス #3

DB #3

柔軟な容量拡張オールフラッシュ環境は

性能より容量が不足しがち

大容量メモリとの組み合わせインメモリ機能によるリアルタイム DHW

柔軟なクラスタ構成ワークロードに最適なノードを選択

運用は単一のまま

統合化へのニーズサーバ仮想化、マルチテナント

アーキテクチャ（CDB）


51


SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

Hi-end AFF

（8060 / 8080）

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

DB #1

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ

DB サーバ

メモリ DB インスタンス #1 DB インスタンス #2

SAN / NAS

DB #2

DB サーバ

大容量メモリ

DB サーバ

大容量メモリ DB インスタンス #3


SSD

SSD

SSD

SSD

SSD

DB #1

DB #1

DR サイト

遊休リソースを有効活用読み書き可能なクローンで

開発、テスト環境作成

Cloud Service Providers

Cloud Service Providers

ニーズに合わせてクラウドを選択 DR、アーカイブ目的で

クラウドを活用

FAS

FAS

DB #3

DB #3

DB #3

DATA


参考資料


All Flash FAS 関連記事

マイナビニュース

ネットアップ、新製品「NetApp AFF8000」の戦略的価格でフラッシュを訴求 http://news.mynavi.jp/articles/2015/08/06/NetAppAFF/

クラウドWatch

フラッシュストレージは 4 つの落とし穴に気を付けろ、ネットアップが「AFF 8000シリーズ」の価値を説明 http://cloud.watch.impress.co.jp/docs/news/20150806_715309.html

ASCII.jp

安定した性能と低廉な価格を実現した「All Flash FAS」の真価 http://ascii.jp/elem/000/001/036/1036696/

ZDNet Japan

SSD の価格下落を見越したオールフラッシュストレージ新製品 -- ネットアップが投入 http://japan.zdnet.com/article/35068525/


検証結果から理解するネットアップのフラッシュ技術 http://www.netapp.com/jp/communities/tech-ontap/archive/flash-archive.aspx

54

Tech ONTAP フラッシュ検索


Thank You
