大变小变大虚拟化和集群cloud v1 by Michael

云计算核心技术：虚拟化和集群郭峰资深技术顾问甲骨文（中国）软件系统有限公司 1

大变小和小变大 2

虚拟化和集群提供资源池化、灵活的可伸缩性服务器虚拟化

使一个物理资源看似多个物理资源

集群化

使多个物理资源看似一个物理资源

服务器虚拟化和集群化都是云的关键技术 3

Oracle企业云平台架构 IaaS++、PaaS、SaaS 灵活、敏捷

架

型

能力层数据池化

高可靠、高性能

IT 管理

自服务门户

业务层构功能池化模

业务特点

SaaS （业务应用、业务管理、系统管理、系统监控………） IaaS++

PaaS DBaaS

X86 虚拟化资源池

资源层硬件池化

UNIX虚拟化资源池

MWaaS

UNIX & X86 物理资源池

Hadoop

高性能数据库池

立体化的云生命周期管理

APPaaS

高性能中间件池

大数据处理池

高性能应用系统池

SDN虚拟化高速网络 SAN / NAS 存储资源池

虚拟化 4

技术特点

集群技术

大变小：虚拟化 5

全面统一的服务器虚拟化选项集中的虚拟化生命周期管理

动态域

M 系列

Oracle VM for SPARC

Oracle VM for x86

虚拟机管理程序

T/M 系列

所有 x86

广泛的服务器虚拟化技术选择广泛的服务器虚拟化技术选择

Zone

所有 SPARC 和 x86

SPARC小型机虚拟化 The Virtualization Platform combining the best of Oracle Solaris and SPARC for Your Enterprise Server Workloads

Solaris 11.1新特性 • • • • • •

Solaris/RAC Kernel 加速模块 Oracle DB自动内存管理AMM NUMA-Aware 共享内存分配 Oracle 12c事件追中DTrace I/O集成 Oracle Audit Vault 审计信息收集 Database Firewall审计信息集成

SPARC虚拟化

SPARC 服务器虚拟化全面统一的服务器虚拟化选项硬件分区、动态域

动态域 1

动态域 2

Oracle VM for SPARC

动态域 x

LDom 1

Cluster Solaris

Solaris

Cluster Solaris

CPU CPU CPU

CPU CPU

CPU CPU CPU

内存内存内存

CPU CPU CPU

CPU CPU CPU CPU CPU

内存

内存内存

内存内存内存

容器 1

LDom x

• • • • • • • •

每个虚拟机上运行独立的操作系统虚拟 I/O 虚拟机虚拟物理资源单线程粒度动态调整和可移动低开销对最终用户免费 T/M5系列 SPARC 服务器

容器 2

容器 x

Cluster Solaris 操作系统

虚拟机层 Hypervisor

Solaris

完全故障隔离: 软件和硬件故障单 CPU 粒度动态调整无任何额外开销每个域上独立的操作系统对最终用户免费 M 系列 SPARC 服务器

• • • • • • •

Solaris

LDom 2

3 Solaris Zone

CPU CPU CPU CPU 内存内存

• • • • • • •

CPU CPU CPU CPU CPU 内存内存内存

所有容器共享一个操作系统实例独立的文件系统完全的软件隔离子线程粒度动态调整和可移动性低开销对最终用户免费

层次虚拟化组合动态域、OVM for SPARC、Solaris Zones

M5/M6

T4/T5 Solaris 11 Zone

Solaris 11 Zone

Solaris 10 Zone

Solaris Legacy Zone

Oracle Solaris 11

Solaris Legacy Zone

Oracle Solaris 10

Oracle VM for SPARC Physical Domain SPARC • 集成的平台无关的虚拟化 • 良好的系统性能 • 应用程序二进制兼容 9

Solaris 10 Zone

• 整合老版本Solaris • 完整的服务器虚拟化技术 • Ops Center无需额外的费用

OVM for X86 虚拟化部署架构服务器池功能……

创建服务器池……

• • • •

• 添加服务器 • 创建、关联存储信息库

HA 组资源组实时迁移组每个池最多 32 个服务器服务器池 2

Oracle VM 服务器存储信息库

服务器池 1

存储信息库

1 0

操作系统的选择 • Oracle Linux • RedHat Linux • SUSE Linux • Oracle Solaris x86 • Microsoft Windows

性能和可伸缩性 • 支持半虚拟化 (PV)、硬件虚拟化（具有或没有 PV 驱动程序）(HVM) 的来宾内核 • 每个来宾内核最多 128 个 vCPU；每个服务器最多 160 个物理 CPU • 每个来宾内核最多 2TB 内存；每个服务器最多 4TB 物理内存

3.0

应用驱动的虚拟化与传统虚拟化相对比 “自上而下”

vs.

“自下而上” 传统虚拟化

应用驱动的虚拟化

业务应用

Solaris

1 1

中间件

数据库

Linux

Windows

管理

Solaris

Linux

Windows

虚拟机管理器

x86 硬件、SPARC

x86 硬件

管理

适用于 RAC 的 Oracle VM 模板：部署步骤 vSphere 5 和管理 Oracle VM 和管理安装 Oracle VM Server

安装 Oracle Linux

配置存储

安装 vSphsere 5

配置 ESXi

安装 vCenter

安装 vSphere 客户端

安装 Oracle VM Manager

创建服务器池

在 vSphere 上使用 Oracle RAC 在 Oracle VM 上使用 Oracle RAC 使用模板创建 VM

准备网络、存储、VM

导入模板

部署双 RAC 集群

自定义模板

安装 Oracle Linux 和 Oracle RAC 程序包

同步集群时间

创建任务角色

为 RAC 配置存储

安装存储

5 个步骤 3.75 个小时

Evaluator Group 实验室验证：“Oracle VM — 量化应用驱动的虚拟化的价值”

网络配置

配置 Linux 服务器

配置存储

个步骤

39.75 配置 RAC 节点

安装和配置 ASMLib

为 Oracle DB 配置 RAC

安装 RAC

配置 DB

个小时

Oracle 产品体系的所有层中均集成了 Oracle VM Oracle VM 模板 Oracle Real Application Clusters(RAC) Oracle E-Business Suites Oracle JD Edward EnterpriseOne ……

Oracle Linux Oracle Solaris

Oracle 虚拟网络 (Xsigo)

经过集成，便于扩展并易于部署性能提升 30%。

X86 和 SPARC

Oracle Enterprise Manager

1 3

端到端的管理 — 从物理系统、虚拟系统到云

Network

SDN网络虚拟化特性 vNIC vNIC vNIC

运行多种OS和虚拟化: Oracle Cloud 在线添加服务器资源Solaris, Linux & OVM, 按需迁移连接 vNIC vHBA vHBA 连接任何服务器到 vNIC vHBA vHBA RHEL, MSvNIC Windows & 任何网络和存储 Hyper-V, VMware

QoS（服务质量）应用性能可预测按需增加隔离的网络

PCI

每台服务器最大80 SDN虚拟化网络 Gbps带宽

• 仅需两条线缆 • 仅需一次布线

DMZ

Prod

iSCSI

NAS

Oracle SDN 软件定义网络

Network Cloud

Virtualize Infrastructure for the Cloud Data Center Application/Middleware servers (SPARC/x86)

Database servers (SPARC)

私有虚拟互连PVI

Web servers (SPARC/x86)

Oracle Virtual Networking

Infiniband 连接

Oracle Virtual Networking

 可以连接多达1,000 台物理服务器

FC SAN 光纤交换

 创建多达16,000个私有虚拟连接  无需依赖vLANs的网络隔离

核心交换机

 提高连接管理，降低70%的基础设施复杂度  完全软件定义 15

NAS

FC Storage

工程一体化系统中的 Oracle VM Oracle 系统中集成了 OVM & OVN

OVCA 通用虚拟化一体机

Exalogic 中间件云服务器

SPARC SuperCluster 关键业务云服务器

小变大：集群技术 1 7

整个体系内的集群选项 • • • • •

Oracle 应用程序云基础 Oracle WebLogic Server Cluster Oracle Coherence 内存中数据网格 Oracle Exalogic中间件云服务器 Oracle Bigdata设备Hadoop

• Oracle RAC 真正应用集群数据库 • Oracle In-Memory Database Cache (TimesTen) • Oracle Exadata数据库云服务器 • • • • •

Oracle Clusterware Oracle Solaris Cluster Oracle SPARC SuperCluster Sun 服务器 Sun 存储

广泛的集群技术选择 1 8

数据中心MAA服务架构

Cloud

信息平台即服务客户化应用

套装软件

组合式应用

电子商务应用应用系统

Siebel PSPP SAP-SD 2-Tier JD Edwards EnterpriseOne

Oracle WebLogic Cluster Oracle Coherence 内存数据网格

数据中心高可用架构

• 数据层中间件集群

数据库集群

服务器虚拟化

存储高可用

1 9

• 应用层

Oracle RAC 真正应用集群数据库 SPECjbb2013 Oracle Dataguard SPECjEnterprise2010 Oracle GoldenGate Oracle TimesTen In-Memory Database

• 系统和存储层 Oracle Solaris Cluster OVM for SPARC Solaris Zones ZFS远程数据复制 Pillar远程数据复制

TPC-C / TPC-H Oracle OLAP v3 Oracle TimesTen TPTBM

SPECint_rate 2006_base SPECfp_rate 2006_base

传统应用资源池整体架构

Cloud

企业门户、负载均衡内容管理

新媒体

报表系统

Weblogic Cluster & Solaris Cluster 应用高可用 Solaris Zone for X86 & SPARC 虚拟化资源池

其它应用

应用层 & 中间件层 Solaris Zone 应用虚拟化 适合应用层虚拟化 应用沙箱隔离 适宜JVM类应用，4GB内存分配 ZFS应用快速克隆，横向扩展 OS实例共享

数据库层

Oracle RAC & Data guard 数据高可用 Oracle VM for X86 & SPARC 虚拟化资源池

2 0

Oracle VM 数据库虚拟化 适合数据层虚拟化 更高的系统隔离 数据库添加新节点，横向扩展 独立的OS实例

支持各种企业云服务编排蓝图云服务模板服务器池

数据库池

应用池

测试池

自助服务供应开始/停止扩展

VM VM VM VM VM VM VM VM VM 虚拟机虚拟机管理程序管理程序

缩减

VM VM VM VM VM VM VM VM VM 虚拟机管理程虚拟机管理程序序

监视

管理计费

自助供应虚拟机存储、网络基础架构级计费

自助供应数据库、模式、数据、数据库生命周期管理和计费

Java 应用、伸缩、Java 应用生命周期管理和计费等自助服务

云资源基础资源池 VM VM VM VM VM VM VM VM VM 虚拟机管理程虚拟机管理程序序

2 1

测试流程编排测试环境的自助服务丰富的监视功能和高级诊断功能计费和计量

企业级数据库和应用云解决方案

Cloud

SPARC 快速服务平台

OVM for SPARC虚拟化 • 极佳的性能保证 • 数据库域和应用域任意组合 • Solaris11和10虚拟化区域 • 在线热迁移 • 动态资源调配 Solaris Zone虚拟化 • 数据库域Oracle RAC • 应用域Solaris Cluster • 在线热迁移

SPARC 计算节点

数据库域 N1D1 DB Zone DB Zone

数据库域 N1D2

DB Zone

SPARC 计算节点

应用域 N1A1 App Zone App Zone

数据库域 N2D1

DB Zone

数据库域 N2D2

DB Zone

应用域 N2A1

App Zone

Oracle RAC Oracle Database 12c • 多租户数据库 • Oracle RAC • Oracle Dataguard • Oracle GoldenGate 2 2

Solaris Cluster Infiniband高速网络

数据库智能存储

ZFS非结构化数据存储

应用域 N2A2 App Zone App Zone

在云端整合数据库传统整合方式虚拟机

集群数据库

模式整合

整合密度

共享服务器 2 3

共享服务器和操作系统

共享服务器、操作系统和数据库

Oracle Multitenant 简化整合，支持数据库即服务虚拟机

集群数据库

可插拔数据库

整合密度

共享服务器 2 4

共享服务器和操作系统

共享服务器、操作系统和数据库

Oracle 数据库架构需要内存、进程和数据库文件系统资源

2 5

新的多租户架构仅在容器级需要内存和进程系统资源

2 6

多租户架构的优势易于采用、降低成本、提高敏捷性应用无需更改即可运行 

能够快速供应，具有可移植性

共享内存和后台进程 

提高数据库整合密度

在容器数据库执行常见操作 

2 7

将多个数据库作为一个管理（升级、备份）

海量非结构化数据分析社交网络、传感器数据、位置信息传感器数据、位置信息

• 聚合和丰富数据 • 社交、企业、传感器 • 在业务应用程序内部集成

2 8

社交网络

• 企业社交平台 • 人员和应用反馈 • 对话和社区

Map/Reduce处理非结构化大数据

处理社交媒体数据、设备数据 2 9

Hadoop与DBMS性能对比 Source： A Comparison of Approaches to Large-Scale Data Analysis

Create table 数据装载

Sum/Group By 数据聚合

3 0

Select 数据查询

Join 数据关联

社交媒体数据分析及实时监测

案例1

架构模型采集

组织实时分析

分析

动态关键字

CEP实时过滤

公共API HTTP

Oracle Loader 连接器精准分析自定义关键字分类筛选

ETL

社交分析引擎

批量加载

HDFS

3 1

历史分析

MapReduce

Full Text Indexing

数据仓库

地理位置信息大数据分析

案例2

架构模型获取

组织

分析

展现数据挖掘

大数据处理数据集成

商务智能统计分析 CDR

HDFS

Hadoop数据加载

数据仓库报表展现

User Profile

精准分析 Application NoSQL DB Driver

3 2

大数据决策系统架构搜索/发现 Endeca Information Discovery BigData

Exadata SuperCluster Oracle 大数据连接器 InfiniBand

InfiniBand

Oracle Real-Time Decisions

CEP

获取

3 3

Exalytics

组织

分析

决策

云管理：一体化云管理 3 4

OpenStack & Oracle Horizon

Cloud Management

Oracle Enterprise Manager

Cloud APIs Neutron

Nova

Cinder

Swift

Glance

Cloud Cloud

VM Cloud VM VM

Compute Virtualization

Cloud Networking

Oracle VM

3 5

Oracle Virtual Networking

Cloud Storage

Oracle ZS3, Oracle Axiom, Oracle StorageTek Tape

Image Deployment

Oracle VM Templates

Oracle Enterprise Manager 12c 云的整体控制

完整的生命周期管理

3 6

集成的云体系管理

业务驱动的应用程序管理

PaaS与IaaS管理软硬件一体化监控

 PaaS - 平台即服务管理  Cloud Control 12c

 IaaS - 基础架构即服务管理  OpsCenter 12c

统一的服务器虚拟化管理

OVM for SPARC 、OVM for X86、Solaris Zones for M/T/X Server

SPARC 虚拟化服务器池

Oracle VM X86虚拟化服务器池

存储信息库

3 8

IaaS资源池部署架构 • Ops Center 12c网络模型核心交换 SAN

NAS

业务数据网

SPARC资源池

X86资源池

OVM for X86 OS Agent

ILOM

OS Agent

ILOM

OVM for SPARC OS Agent ILOM

OS Agent

OS Agent管理网

OS Agent

ILOM

OS Agent

ILOM

ILOM管理网

EM OpsCenter 12c

3 9

ILOM

SPARC资源池建设步骤 OVM for SPARC

LDOM、OS安装：1小时

更新IPS：1~2天物理资产发现

•安装Solaris 11.1 •安装配置 OpsCenter12c

•配置ILOM •OpsCenter发现物理服务器

OpsCenter12c 管理平台

基础环境配置： 1天

OVM安装：1小时 •配置部署模板 •OpsCenter12c推送部署OVM for SPARC 部署OVM for SPARC

存储资源池

•配置NAS Library •配置SAN Library

构建存储池：10分钟

添加服务器：10分钟 •创建服务器池 •配置网络 •配置存储

创建虚拟机

•自动创建VIO Domain •手动创建DIO Domain

服务器池

资源池运维资源池扩充 •部署OVM for SPARC •添加到服务器池

OVM安装，配置：1小时

加载新存储：10分钟

•NAS存储 •SAN存储

挂载新存储

虚拟机迁移 •VIO Domain在线热迁移 •DIO Domain离线冷迁移

热迁移：10分钟

DR：5分钟

•调配vCPU •调配MEM •调配vDisk 动态资源调配

PaaS完整的生命周期管理

全面涵盖生命周期的所有阶段 • 计量资源利用和云使用 • 选择性地向应用程序所有者、最终用户和/或业务部门收费 • 优化云性能、容量、QOS 、敏捷性、地理位置、人员、成本……

• • • • •

自助式资源管理云资源和请求监控应用程序到磁盘的堆栈管理集中事件和配置管理最终用户、业务水平、应用程序监视

规划

优化

设置

计量计费

应用程序和业务服务平台即服务 DBaaS

MWaaS

构建

管理基础架构即服务测试

监视部署

4 1

• 识别所有 IT 资产 • 决定应用程序、成本模型、策略、角色…… • 整合规划（P2V、P2E、数据库、应用程序……） • 设置基础架构…… • 设置共享服务（IaaS、 DBaaS、PaaS、应用程序）

• 使用共享组件装配 • 测试应用程序 • 通过自助式 GUI/API 部署应用程序

Cloud Control 12c系统架构

Overall Architecture and Components BI Publisher

Connectors

Console

HTTP(S) >EMCLI >EMCLI

EMCLI

JDBC Firewall

OMS Repository

Software Library

Agent Targets Notifications

4 2

Oracle Store/MOS

Plug-ins

云数据库资源模型 •Cloud

顶层服务目录模型各种模块的集合： OVM, Database，Weblogic

•Database Pool & Middleware Pool

EM 12c 的概念: Poo和Zone都是一个逻辑单元，基于不同的配置、版本、部署方式等。

•Oracle Software 

Oracle Home



Grid Home

Oracle主目录, 二进制软件, 可执行代码, 程序, 脚本等 Oracle RAC Clusterware服务器集合

•PaaS Infrastructure Zone  

4 3

OVM Zone Hosts

RAC 11.2.0.3 RAC 11.2.0.2 RAC 11.2.0.2

RAC 11.2.0.3 SIDB 10.2.0.5

SIDB 10.2.0.5

云资源管理模型 Middleware Pool Solaris Cluster

Database Pool Oracle RAC 数据库应用管理 RAC增加删除节点 数据库维护 数据库自服务申请 …

OVM for SPARC Server Pool 服务器虚拟化管理 虚拟机资源调配 热迁移、监控 虚拟机自服务申请 …

OS Agent

T5-8 OS Agent管理网

EM OpsCenter 12c T5-2

4 4

ILOM

OS Agent

ILOM

T5-8 ILOM管理网

EM Cloud Control 12c T5-2 所有DIO Domain的数据库都是在EMCC管理

IaaS和PaaS统一资源供应服务目录

平台服务 PaaS 各种关系型数据存储

中间件平台 JavaEE容器 SOA应用集成平台 ESB企业服务总线 BPM业务流程总线

数据库实例 Schema设计 可插拔数据库

资源池

各种操作系统 Solaris SPARC & X86 Linux Windows 预装软件模板 IaaS++

JEEaaS Zone

DBaaS Zone

服务区

基础架构服务 IaaS

VMaaS Zone

数据库池

中间件池

虚拟机池

Oracle DB 12c RAC

Oracle DB 11g RAC

Oracle DB 11g SI

Weblogic 12c Cluster

Weblogic 11g Cluster

Weblogic 11g SI

Solaris

Linux Windows Solaris

Solaris

Solaris 11

Solaris 10

Linux 6

Solaris 11

Solaris 10

Linux 6

OVM SPARC

OVM X86

Solaris Zone

主机池

数据库优化存储数据库服务质量QoS

存储池

4 5

数据生命周期管理应用服务质量QoS

虚拟机服务质量QoS 虚拟机IO性能监控

数据库资源池建设步骤 Oracle Database RAC

EM安装部署：2小时 •安装Solaris 11.1 •安装配置Cloud Control 12c

主机发现 •部署EM Agent •部署Oracle 数据库Plug-in

Cloud Control12c 管理平台

添加目标：10分钟

RAC部署：2~3小时 •配置存储供 ASM使用 •安装部署Oracle RAC

部署数据库

数据库发现 •添加被管数据库对象 •配置数据库账号信息

管理DB：10分钟

RAC增减节点：1~2小时 •存储管理 •性能监控、SQL 调优 •RAC增减节点

数据库监控

创建DBaaS •创建数据库模板 •创建DB Pool •定义自服务门户

DBaaS：2~3小时

数据库云自服务系统 1 PaaS Infrastructure Zone 2 Database Pool & Middleware Pool 3 Self Service Portal

 3.1 DBaaS Provisioning Database Software 3.1.1 DBaaS Using Snap Clone Based Database Provisioning Profile ZFS Storage Appliance and NetApp Storage System. 3.1.2 DBaaS Using RMAN Backup Based Database Provisioning Profile Database backups created by RMAN (Recovery Manager) are stored as image copies or backup sets. 3.1.3 DBaaS Using DBCA Template Based Database Provisioning Profile Create a database provisioning profile using a DBCA Template 3.2 Schema as a Service 3.3 Pluggable Database for DBaaS (Oracle 12c Only)

4 Database Provisioning Profile     

4.1 Snapshots 4.2 RMAN Backup 4.3 Existing RMAN Backup 4.4 DBCA Template 4.5 Export Schema Objects

5 Database Service Template  5.1 Snap Clone profile  5.2 RMAN Backup profile  5.3 DBCA Template Profile

6 Chargeback 4 7

通过自服务门户申请DBaaS

Requesting Databases, Pluggable Databases, and Schemas 数据库自服务门户

1，申请数据库 4 8

2，申请Schema

3，申请PDB

Oracle企业云平台架构 IaaS++、PaaS、SaaS 灵活、敏捷

架

型

能力层数据池化

高可靠、高性能

IT 管理

自服务门户

业务层构功能池化模

业务特点

SaaS （业务应用、业务管理、系统管理、系统监控………） IaaS++

PaaS DBaaS

X86 虚拟化资源池

资源层硬件池化

UNIX虚拟化资源池

MWaaS

UNIX & X86 物理资源池

Hadoop

高性能数据库池

立体化的云生命周期管理

APPaaS

高性能中间件池

大数据处理池

高性能应用系统池

SDN虚拟化高速网络 SAN / NAS 存储资源池

虚拟化 4 9

技术特点

集群技术

5 0

大变小变大 虚拟化和集群cloud v1

大变小变大虚拟化和集群cloud v1