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Exadata Database Machine

Valter Luis Olbrick de RodriguesPresales and Delivery ManagerOracle University BrazilJunho, 2019

Melhores práticas para alavancar o seu investimento

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Safe Harbor Statement

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.

Confidential – Oracle Internal


AgendaIntrodução

Inovações do Hardware X8-2

Exadata Software e suas melhorias

Database Options

Melhores práticas em consolidação

MAA com Exadata

Q&A

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3

4

5


6

7


• O Oracle Exadata Database Machine foi concebido para oferecer performance e altadisponibilidade para Databases Oracle.

• O Exadata foi inicialmente projetado com hardware HP para soluções DataWarehousing.

• O Exadata V2 foi lançado em 2009 como uma solução para Data Warehousing etambém para processamento de transações on-line (OLTP).

• A melhoria das características desta arquitetura visando, entre outros pontos, aproteção de investimento, foi e continua sendo assegurada pela Oracle por meio devárias gerações de Exadata On Premise.


IntroduçãoExadata Database machine


Introdução – A evolução do Exadata

V1 – X8 Growth

Sep 2008Xeon E5430Harpertown

Sep 2009Xeon E5540

Nehalem

V1 V2 X2 X3 X4 X5 X6 X7

Sep 2010Xeon X5670Westmere

Sep 2012Xeon E5-2690Sandy Bridge

Nov 2013Xeon E5-2697 v2

Ivy Bridge

Dec 2014Xeon E5-2699 v3

Haswell

Apr 2016Xeon E5-2699 v4

Broadwell

Oct 2017Xeon 8160

Skylake

X8

April 2019Xeon 8260

Cascade Lake

Storage (TB) 168 336 504 504 672 1344 1344 1.68 PB 2.35 PB 14 X

Flash Cache (TB) 0 5.3 5.3 22.4 44.8 89.6 179.2 358 TB 358 TB 64 X

CPU (cores) 64 64 96 128 192 288 352 384 cores 384 cores 6 X

Max Mem (GB) 256 576 1152 2048 4096 6144 12288 12 TB 12 TB 48 X

Ethernet (Gb/s) 8 24 184 400 400 400 400 800 Gb/s 800 Gb/s 100 X

Scan Rate (GB/s) 14 50 75 100 100 263 301 350 GB/s 560 GB/s 40 X

Read IOPS (M) .05 1 1.5 1.5 2.66 4.14 5.6 5.97 M 6.57 M 130 X


IntroduçãoEvolução do Exadata

• SmartScan• InfiniBandScale-Out

• Database Aware FlashCache• Storage Indexes• ColumnarCompression

• IO Priorities• Data MiningOffload•Offload Decrypt onScans

• In-Memory FaultTolerance• Direct-to-wireProtocol• JSON and XMLoffload• Instant failuredetection

•Network ResourceManagement•Multitenant Aware ResourceMgmt• Prioritized FileRecovery

• Scale-OutStorage

• Scale-Out Servers

•Unified InfiniBand

• DB Processors inStorage

• Tiered Disk/Flash• PCIe NVMe Flash

• Software-in-Silicon

• 3D V-NANDFlash

• In-Memory OLTPAcceleration• In-Memory Columnar inFlash• Smart Fusion BlockTransfer

• HotSwappable Flash

• 25 GigEClientNetwork


AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

1

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3

4

5


6

7


Inovações do Hardware X8-2: Exadata Storage Server Extended (XT)


• Exadata Storage de baixo custo— Para uso em dados acessados com pouca frequencia, dados antigos ou dados regulatórios

• Preços compatíveis com storages de entrada, porém com TODOSos benefícios do armazenamento construído para Banco de Dados:— Eficiência: Raw Capacity grande e Hybrid Column Compression— Simplicidade: Transparente para Apps e mesmo modelo operacional— Segurança: Mesmo modelo de segurança e encriptação em todos os Tiers— Facilidade: Basta adicionar XT Servers no seu Rack Exadata— Rapidez: Exadata Scale-out e arquitetura Infiniband

• Storage Server disk License é opcional para garantir os custos baixos


• X8-2 Database Servers

– 48 Cores, 2 Twenty-four-Core Intel® Xeon® 8260 Processors

– 384 GB (12 x 32GB) – Expandível até 1.5 TB

– 25 Gigabit Ethernet para conectividade com as aplicações


• X8-2 Extreme Flash (EF) StorageServer

– 2 16-Core Intel® Xeon®5218 Processors, 192 GB DRAM

– Hot Plug 8 x 6.4TB PCIe 3.0 flash cards



• X8-2 High Capacity (HC) StorageServer

– 2 16-Core Intel® Xeon®5128 Processors, 192 GB DRAM

– Hot Plug 4 x 6.4TB PCIe 3.0 flash cards

– 12 x14 TB 7.2K RPM High Capacity SAS (hot-swap)

• X8-2 Extended (XT) StorageServer

– 1 16-Core Intel® Xeon®5218 Processor, 96 GB DRAM

– 12 x14 TB 7.2K RPM High Capacity SAS (hot-swap)




AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

1

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4

5


6

7


I/O Resource Management

Banco de Dados Oracle

Smart Scan

Consolidação do

armazenamento(Transparente para

bancos de dados)

Switch de alto desempenho (Infiniband)

Compactação de dados (HCC)

Smart Flash Cache




SELECT customer_id

FROM orders

WHERE order_amount>20000;

Extensões identificadas

Entradas/saídas emitidasEntradas/saídas

executadas:

10 GB retornados

Processamento

SQL: 2 MB

retornados

Linhas retornadas1

2

3 4

5

6

Exadata Software e suas melhorias – Smart Scan



SELECT customer_id

FROM orders

WHERE order_amount>20000;

Comando iDB

criado e enviado às

células do Exadata

Processamento SQL

nas células do Exadata2 MB retornados

ao servidor

Conjunto de resultadosconsolidados, criado apartir de todas ascélulas do Exadata

Linhas retornadas1

2

34

5

6




•Smart Scan Offload para Compressed IndexScan

•Smart Scan paraXML

–Melhorias em XMLExists, XMLCast e XMLQuery

•Smart Scan offload paraLOBs

–Extendido para “LENGTH, SUBSTR, INSTRM CONCAT,LPAD, RPAD, LTRIM, RTRIM, LOWER, UPPER,NLS_LOWER, NLS_UPPER, NVL, REPLACE,REGEXP_INSTR,TO_CHAR”

NEW IN

DB 12.2




edsc1 …edsc2 edsc14edsc13

dbs1

Rede de Armazenamento

InfiniBand

Máximo de 40 Gb/s

Célula do

Exadata

Discos

(12/célula)

Cada célula pode

transmitir 1,8 GB/s.

Total de 14 células

que podem transmitir

14 x 1,8 = 25,2 GB/s

Servidor de

Banco de Dados

Benchmark do uso de Smart ScanExadata Software e suas melhorias – Smart Scan



…

select /*+ full(lineitem) */ count(*)

from lineitem

where l_orderkey < 0;

edsc1 edsc2 edsc14edsc13

dbs1O banco de dados solicita a recuperação de todos

os blocos fazendo uma varredura integral da tabela

e, em seguida, filtra as linhas correspondentes.

0,357 GB/s

Os discos são otimizados

pela largura de banda

da rede!

Se a tabela tiver 4.800 GB de

tamanho, a varredura integral

levará cerca de 16 minutos.

Se a tabela estiver distribuída de maneira uniforme entre todos

os discos, cada célula não poderá enviar mais do que 40/14 =

2,85 Gb/s = 0,357 GB/s para a instância do banco de dados.

Célula do

Exadata

Discos

(12/célula)

Servidor de

Banco de Dados




…

select /*+ full(lineitem) */ count(*)

from lineitem

where l_orderkey < 0;

edsc1 edsc2 edsc14edsc13

dbs1 O banco de dados solicita que as células do Exadata

enviem todas as linhas correspondentes.

Se a tabela tiver 4.800 GB de tamanho, a

varredura integral da tabela será

concluída em cerca de três minutos e dez

segundos!

Cada célula pode varrer

a uma velocidade de

1,8 GB/s, e enviar suas

linhas correspondentes à

instância de banco de

dados. Isso representa

uma varredura total a

uma velocidade

de 25,2 GB/s!

1,8 GB/s

Célula do

Exadata

Discos

(12/célula)

Servidor de

Banco de Dados

Se a tabela estiver distribuída de maneira uniforme entre todos

os discos, cada célula não poderá enviar mais do que 40/14 =

2,85 Gb/s = 0,357 GB/s para a instância do banco de dados.




Tamanho Reduzido do DW

Melhor Desempenho

Data Warehouse Compression

• Economia média de 10x no armazenamento

• Redução de 10x no I/O• Otimizado para desempenho de

consultas (Select)

Arquival Compression

• Economia média de 15x no armazenamento

– Até 50x em algumas tabelas

• Maior overhead de acesso

• Para dados históricos jáarquivados

Otimizado para Velocidade

É possível combinar tipos de compactação por partição

para ILM (Information Lifecycle Management)

Otimizado para Espaço

Economia de espaçoMantém Dados On-line

Exadata Software e suas melhorias – Exadata HCC



• Cache de alto desempenho para objetos acessados com frequência

• Excelente para absorção de leituras aleatórias repetidas

• Permite a otimização por tabela ou hint em comando

Centenas de Entradas/saídas por Segundo

Dezenas de Milhares de Entradas/saídas por Segundo

Exadata Software e suas melhorias – Smart Flash Cache



1 AU do ASM

…

1 Disco ASM

1MBRegião de

Armazenamento

Tabela T1

A B C D

… 5 … …

… 8 … …

… 3 … …

Storage Index na Memória

Mín B = 3

Máx B = 8

Mín B = 1

Máx B = 5

Índice de Região

B:1/5 B:3/8 ……

Tabela

T2

E F G

a … 4

d … 7

j … 9

Tabela T1

A B C D

… 1 … …

… 3 … …

… 5 … …

E:a/j

G:4/9

SELECT * FROM T1 WHERE B<2;

DBA

Somente o primeiro bloco pode corresponder

Exadata Software e suas melhorias – Storage index



Exadata Storage Server

Servidor de

Armazenamento

Tradicional

Não é possível

alterar o scheduler

de Entradas/saídas.

Fila de Discos FIFO

H L H L L L

Solicitação de

carga de trabalho

de alta prioridade

Solicitação de

carga de trabalho

de baixa prioridade

RDBMS

Solicitações de

Entrada/Saída

Solicitações de

Entrada/Saída

Scheduler de Entradas/Saídas

baseado no esquema

de priorização

L L L L

H H

RDBMS L H H H

Exadata Software e suas melhorias – I/O Resource Mgmt



Menos com a

compressão HCC (Hybrid

Column Compression) do

Exadata

Em geral, vários terabytes de

dados do usuário requerem

vários terabytes de

Entradas/saídas

Ainda menos com a

remoção de partições

O Storage Index ignora

Entradas/saídas inúteis

Smart Scan significa que

somente os resultados

são retornados ao banco

de dados

Resultados

em tempo real

no Database

Machine

Exadata Software e suas melhorias – Múltiplos benefícios



AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

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• Você pode usar o Standby database para servir como um banco de dadosalternativo para a geração de relatórios, consultas ad-hoc, execução de backup,tornando-se uma maneira muito eficiente de separar usuários interativos e suastarefas críticas de consulta do sistema produtivo

Database Options – Active Data Guard



• O Oracle Database 12c trouxe uma nova arquitetura que permite ter muitos PluggableDatabases em uma única instância de banco de dados Oracle.

• Benefícios:

—Agrupa um grande número de aplicativos "departamentais”

—Uso mais distribuído de recursos

—Otimização de recursos humanos para administração dos Bancos de Dados

Database Options – Oracle Multitenant



• O Exadata oferece features exclusivas degerenciamento e consolidação de recursos de pontaa ponta• Opção Multitenant agora permite mais que 252Pluggable Databases em um único ContainerDatabase da Oracle (até 4000 PDBs)• Exclusivamente disponível para Exadata eSuperCluster

RetailPricing

Multitenant Container

Database Options – Oracle Multitenant em Exadata



• O Oracle Real Application Testing inclui um conjunto de recursos que ajuda a protegeros aplicativos de banco de dados contra um impacto indesejado de alteraçõesrotineiras tais como atualizações de hardware/software, alterações de configuração,migrações de plataforma, entre outros.

Database Options – Oracle Real Application Testing



• O Armazenamento In-Memory permiteque objetos (tabelas e partições)sejam armazenados na memória emum novo formato conhecido comoformato colunar. Esse formatopermite que scans, joins e agregaçõessejam executados muito maisrapidamente que o formatotradicional, fornecendo consultas maisrápidas e ganho de desempenho tantopara aplicativos OLTP quanto DW.

Database Options – In Memory Column Store



• Teste de uma consulta em uma tabela na memória armazenada no IM Column Store:

• Executando a mesma consulta em buffer cache :

SQL> SET timing ON

SQL> SELECT max(lo_ordtotalprice) most_expensive_order

FROM lineorder;

SQL> ALTER SESSION SET INMEMORY_QUERY="DISABLE";

SQL> SELECT max(lo_ordtotalprice) most_expensive_order

FROM lineorder;

Transparente para a aplicaçãoElapsed:

00:00:01.80

Elapsed:

00:12:21.90

Benchmark do uso do IMCS


Database Options – In Memory Column Store


• O Oracle Advanced Security ajuda a proteger informações confidenciais e a cumprirvárias regulamentações de privacidade e conformidade, incluindo as leis de PaymentCard Industry Data Security Standard (PCI-DSS), permitindo a criptografia no bancode dados transparente para aplicações e permitindo também a “alteração” de dadosconfidenciais antes de sua saída do banco de dados.

Database Options – Oracle Advanced Security



• O particionamento é uma funcionalidade que permite que tabelas, índices etabelas organizadas por índice (IOT) sejam subdivididas em partes menores,permitindo que esses objetos de banco de dados sejam gerenciados e consultadosem um nível mais baixo de granularidade.

Database Options – Oracle Partitioning


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ActiveLess

ActiveHistorical

Oracle Database Enterprise Edition

Partitioning

Option

Advanced

Compression

2x to 4x Compression Typical

Flashback

Data Archive

Database Options – Oracle Advanced Compression

• O Oracle Advanced Compression oferece recursos disponíveis de compactação dedados e ILM (Information Lifecycle Management) para todos os tipos de dados:estruturado/não estruturado, backup, rede, arquivamento e transporte do DataGuard Redo.


A medida que os dados

envelhecem:

– Atividades diminuem

– Volume aumenta

– São utilizados em relatórios

3 meses 1 ano 5 anos

OLTP ReportingCompliance &

Reporting

Compress OLTP+ EF Storage

Compress DW+ HC Storage

10x compressed15x compressed

A medida que os dados envelhecem convertemos os mesmos em

dados comprimidos

Compress Archival+ HC Storage

Database Options – Oracle ILM



AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

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Melhores práticas em consolidação• A Oracle recomenda a criação de hardware pools Exadata.

• O Hardware Pool é uma máquina ou grupo de máquinas usado como plataformade consolidação.


DB Servers dedicados

VM VM VM

Virtual Machines

Vários DBs em um Server

Database 12c Multitenant

Mai

or

efi

ciê

nci

a

Mai

or

iso

lam

en

to

DA

TA

BA

SE

IN-M

EM

OR

Y

• Combinar VMs com consolidação nativa de databases

― Eficiência

― Isolamento

Melhores práticas em consolidação – Exadata VM



AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

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MAA com Exadata• A uso das melhores práticas operacionais com a configuração da Oracle Maximum

Availability Architecture (Oracle MAA) utilizando Oracle Exadata DatabaseMachine (Exadata MAA) provê uma solução abrangente de alta disponibilidadepara o Oracle Database.


MAA com Exadata – Agregando outros appliances• A integração do Exadata com outros Appliances Oracle cria a robustez necessária

para o Downtime Zero e para o endereçamento correto das necessidades daempresa.

ZFS BackupAppliance

Zero DataLossRecovery Appliance

Data Protection

ExalogicElastic Cloud

Private CloudAppliance

Middleware / Apps

Big Data SQL


46

MAA com Exadata – Soluções de backup


AgendaIntrodução



Database Options


MAA com Exadata

Q&A

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Nossos Treinamentos• Exadata Database Machine: 12c Administration Workshop

• Oracle Database 12c R1: New Features for Administrators

• Oracle Database 12c R2: New Features for Administrators Part 1

• Oracle Database 12c R2: New Features for Administrators Part 2

• Oracle Database Security: Preventive Controls

• Oracle Database 12c: Implement Partitioning

• Oracle Database 12c Performance Management and Tuning

• Oracle Database 12c: Managing Multitenant Architecture

• Oracle Database 12c R2: Managing Multitenant Architecture

• UAS e outras modalidades ….



Safe Harbor Statement

The preceding 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.


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