Cloud on x86 广发银行v2 by Michael

Oracle Cloud on X86 Zero To Cloud. Accelerated. 郭峰首席销售顾问甲骨文中国系统事业部

July 2014

Oracle服务器虚拟化 Oracle VM for X86、SPARC、Solaris Zone

云计算及其交付模式资源层上整合、能力层上打通、业务层上开放 IT 专业人士

业务用户

开发人员

定制

应用程序

定制

平台 IaaS UNIX系统 UNIX小型机虚拟化

SaaS

PaaS Linux、 Windows

X86虚拟化

业务集成

数据集成

身份管理

企业门户

人力管理

客户管理

应用网格\内存计算\JVM 数据库网格\内存数据库

企业管理软件

UNIX和X86服务器、存储、网络结构

ERP系统

Oracle完整的云基础架构产品组合 Engineered for Oracle Software Oracle Enterprise Manager

Operating Systems

OPS Center

Oracle VM Virtualization Oracle Virtual Networking

Oracle VM Manager

Oracle Fabric Manager

Hardware

Hardware Management

Oracle Fabric Interconnect

Engineered Systems

Servers

Storage

Fabric

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

Zone & Kernel Zone

所有 SPARC 和 x86

广泛的服务器虚拟化技术选择

Oracle VM for X86 服务器虚拟化和管理 •

•

Oracle VM Manager 和 Enterprise Manager •

管理成百上千的服务器

•

集中的 Java 管理服务器 • 基于 Web 浏览器的管理控制台

•

高级虚拟化管理，包括动态资源调度 (DRS)、高可用性、动态电源管理 (DPM)……

Oracle VM Server for x86 （UEK3内核） •

只需大约一分钟的时间即可安装到“裸机”服务器上

•

来宾操作系统： • Solaris x86 • Linux （Oracle，Redhat，SUSE，CentOS） • 支持半虚拟化和硬件虚拟化的内核和驱动程序 • Microsoft Windows • 包括 Oracle VM 工具（PV 驱动程序） 1

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 OCFS2 1.8

存储信息库

统一的虚拟化生命周期管理

统一的硬件池化管理 SPARC、X86、ZFS

In-Band (J2ME Agent)

Out-Of-Band (ILOM/XSCF) 3

统一的硬件资源池化

高级存储管理 Storage Connect

创建 LUN

3.x

Server Pool Oracle VM Manager 3.x

Storage Connect Plug-In Framework & API Partner Plug-In Oracle Plug-In

vendor_specific_command_CREATE_LUN 克隆VM

Storage Connect 插件用于管理…… • • • •

Sun Storage

Storage Repositories

创建磁盘和文件系统以及调整它们的大小 Oracle 和第三方存储从管理器 UI 公开、操作高级存储功能 • LUN 创建、精简供应、克隆……

存储插件支持

Partner Storage

OCFS2 Plug-In

_INSTANT_CLONE OCFS2 Filesystem JBOD

应用驱动的基础架构即服务IaaS++ The Full Stack, End-to-End

企业数据中心

浏览器

Siebel CRM VMs

Oracle Enterprise Manager

VM VM

Oracle或第三方应用 Oracle VM服务器

VM VM

Oracle VM 模板和组合件

Oracle 桌面虚拟化

软件云

服务器池

存储池

网络虚拟化

服务器虚拟化 • Oracle VM Server for x86

• Oracle Fabric Interconnect

• Oracle VM Server for SPARC

• Oracle Fabric Manager

• Oracle Solaris Zones

• Oracle Fabric Monitor

• Dynamic Domains

• Oracle SDN Virtual networks

模板与组合件

用户端

瘦客户端

PC 移动终端

桌面虚拟化 • Oracle Secure Global Desktop • Oracle VM VirtualBox

Siebel Contact Center

封装Oracle软件为组合件

Oracle Virtual Assembly Builder Oracle SOA Suite

Oracle BPM Suite

config1

Oracle Identity Mgt

Oracle WebCenter

Oracle Application Grid Oracle Database Grid Introspection & Assembly Deployment

Assembly Builder

开发测试环境

OEL 5.5 & 5.7

应用组合件

config2

Oracle VM Template Builder OVF Packaging

• 打包复杂结构测试开发环境重组为生产系统 • 最小化配置时间和风险 • 轻松复制生产环境 • 实现物理系统向虚拟系统的应用级迁移迁移 6

生产环境

Oracle企业软件的支持认证

Cloud Control 12c 云生命周期管理 I

VMVM

VM VM

VMVM

DBaaS

Enterprise Manager 12c

ApplicationStack

Oracle VM Servers

Server Pool

VMaaS

系统规划

FMaaS 程序交付

应用构建

服务申请

平台监控

计量计费

全面的云平台管理

OVM for X86 虚拟化特点总结 ① 开源、开放的企业级服务器虚拟化架构 ② 统一的虚拟化管理

③ 统一的硬件资源池化 ④ 存储插件支持 ⑤ 模板与组合件

⑥ Oracle企业软件的支持认证 ⑦ 全面的云平台管理

Oracle Linux最佳的企业 Linux 具有 Unbreakable Enterprise Kernel 第 3 版 性能最佳、最现代化、最可靠的 Linux 操作系统 与 Red Hat Enterprise Linux 完全兼容 免费的源代码、二进制文件和补丁/更新 在 Oracle 集成式系统中运行 Oracle 的基本 Linux 开发平台

Oracle 数据库智能闪存缓存与 Oracle Solaris & Linux 集成  Oracle Database 11g 第 2 版的特性  无需向系统添加 RAM，即可增加数据库的缓冲区缓存大小  可用闪存将作为二级数据库缓冲区缓存  通过消除物理磁盘读取提高性能，对于读取密集型应用程序效果尤佳  该特性只适用于 Oracle Linux 和 Solaris

Dtrace数据库性能可视化  代码发布于 http://oss.oracle.com/git/

 当前可用的功能： – dtrace、syscall、配置文件提供程序 – SDT（静态定义的跟踪） – proc、sched、IO 提供程序  支持内核类型和外部变量查找 (CTF)  广泛的测试套件  无可察觉的运行时开销  该特性只适用于 Oracle Linux 和 Solaris

Optimize your Database I/O performance

Quickly resolve I/O issues

v$kernel_io_outlier TIMESTAMP IO_SIZE IO_OFFSET DEVICE_NAME VARCHAR2(513) PROCESS_NAME VARCHAR2(64) TOTAL_LATENCY SETUP_LATENCY …

Oracle X86虚拟化性能优势：Xen开销更低在虚拟机上执行SPECCPU2006 445.gobmk标准测试程序

ESX的性能损失达12%

Xen的性能损失仅0.15%

采用 Oracle VM 实现 Oracle 数据库虚拟化

以下为不同并发用户下的响应时间（ms）, 并发用户分别为：15, 50, 100 与200并发用户。  操作系统：OEL (Oracle Enterprise Linux) 5.7 64 bit 数据库： Oracle DB Enterprise Edition 11.2.0.3

作者：Francisco Munoz Alvarez Revera — Oracle 专业服务经理

Oracle VM 是 Oracle 数据库虚拟化的最佳选择和其他领先的虚拟化解决方案相比  在运行 Oracle 数据库方面，OVM 是一种更加出色的虚拟化技术

 OVM 可以更加高效地利用所有可用资源

 对于 Oracle 数据库虚拟化，OVM 的扩展能力更强，稳定性更高

 OVM 支持在虚拟环境中更有效地整合负载

 与非 Oracle 虚拟化技术相比，OVM 对 CPU 的占用更低

“为何要使用 OVM 虚拟化 Oracle 数据库” 作者：Francisco Munoz Alvarez Revera — Oracle 专业服务经理

“

独立测试结论：

最有效的企业云虚拟化性能、虚拟化、安全性 – 无需妥协

32X 虚拟化密度

虚拟化性能损失 +VM SOFTWARE + 44 Virtual Virtual Machines Machines

零虚拟化额外开销应用系统如同运行于物理操作系统 -- 优化SLAs、减少停机时间

26%

C + VM + S

SPARC + VM + Solaris

~1% 4 Virtual Machines

4 Virtual Machines

SPARC 服务器虚拟化

全面统一的服务器虚拟化选项 Oracle VM for SPARC

LDom 1

Solaris

LDom 2

Solaris

2 Solaris Zone

LDom x

容器 1

Cluster Solaris

内存内存

       

Solaris 操作系统

CPU CPU CPU CPU CPU

CPU CPU CPU CPU 内存内存

内存内存内存

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 x

Cluster

虚拟机层 Hypervisor CPU CPU CPU

容器 2

      

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

SPARC虚拟化更加高效 26% loss

1,000

友商x86虚拟化 2个虚机

13% loss OVM for SPARC 2个虚机 less than 0.1% % 性能损失

900

SPARC虚拟化CPU性能接近物理机友商x86虚拟化，虚拟IO OVM for SPARC，虚拟IO OVM for SPARC，SR-IOV

Per chip OLTP K Transactions

友商x86虚拟化 4个虚机

800 700 600 500 400

200 100

OVM for SPARC，DirectIO

TCP usec

Native

300

友商x86虚拟化，DirectIO

UDP is similar to TCP

虚拟化 0.4% loss

虚拟化 23% Loss SPARC T5

网络速度快27%到53%

120

160

Virtualized database and Native performance per chip

Xeon 2.9GHz E52690

Native 虚拟化 29% Loss Xeon 3.3GHz X5680

3.2倍的Oracle11g R2数据库性能

SPARC更加有效的CPU虚拟化 X86 has big performance loss compared to Oracle Virtualization • Solaris Zones 和 OVM for SPARC虚拟化开销极低，更有效的系统整合能力 – 友商UNIX虚拟化 28% 性能损失(4VMs) – 友商X86虚拟化 13%性能损失(2VMs) – Oracle虚拟化在CPU敏感型负载方面能够提供接近物理机的性能友商UNIX虚拟化友商X86虚拟化 Solaris11 OVM for SPARC

Solaris11 Zones on x86

友商UNIX虚拟化4VMs 28% Loss 1VM 6% loss

2VM 13% Loss

Solaris much less than 1%

0 % perf loss 5

Results are VM vs. native

OpenStack与Oracle Solaris的预集成 Horizon Cloud Management

Cloud APIs Nova

Neutron

Compute Virtualization

Cloud Networking

Zones & Kernel Zones

Elastic Virtual Switch

Cinder & Swift

Glance

Cloud Storage

Image Deployment

ZFS File System

Unified Archives

混合资源池基础架构

Oracle Solaris 企业级 OpenStack 共享存储池 Horizon

OVM x86

Cloud Management

x86

通过Oracle Solaris实现应用的按需部署 Agile. Secure. Compliant. Complete. Oracle 测试和优化Solaris上的应用程序, 创建 Unified Archives

应用以Unified Archives 形式发布到Oracle.com

客户的 Solaris 应用软件库

部署软件模板到物理机、 Zone、Kernel Zone或 OVM中

App-Store

发布

下载

灵活部署客户应用

通过Solaris简化企业私有云的安装部署利用Unified Archives加快部署下载OpenStack Unified Archive

部署Archive

10:00

10:10

OpenStack Unified Archive

网络连接, SSH 配置

激活云服务

10:15

系统就绪

10:18

10:20

Horizon

AI Server

Cloud APIs

部署 Nova

Neutron

OpenStack 在 Solaris 上的安装部署仅需

Cinder / Swift

分钟

Glance

SPARC T5/M6产品线 SPARC T5： 2.3倍吐能力性能提升 1.2倍线程计算能力 2倍 L3缓存、内存带宽 4倍扩展能力

SPARC T5-1B

SPARC T5-2

SPARC T5-4

SPARC T5-8

SPARC M6-32

处理器主频

SPARC T5 3.6 GHz

SPARC M6 3.6GHz

处理器个数

最大核心数/线程数

16,/128

32,/ 256

64, /512

128,/ 1024

384 /3072

L3 缓存/处理器

8MB

8 MB

48 MB

DIMM插槽/最大内存

16 / 512GB

32 /1024GB

64 /2TB

128 /4TB

1024/32TB

硬盘数量

内部I/O数量

2 x PCIe 2.0 EM, 1 FEM slot, 2 NEM slots

8 x PCIe 3.0 LP, 4 x 10GbE ports

16 x PCIe 3.0 LP, 4 x 10GbE ports

64 x PCIe 3.0

形态高度

Blade

Rack 3U

Rack 5U

Rack 8U

RACK

Oracle网络虚拟化

公有云和私有云架构分析集中式 vs 分布式

松散管理框架、API接口 EC2

RDS

EMR

集中管理框架、API接口 SWF\SQS

超大规模 Linux Farm（Xen、KVM、LXC、 Docker）分布式存储 Ceph、GlusterFS

对象存储

网络虚拟化

地区和可用区域（Regions & Availability Zones）

DB\DW

Java

VMware、OVM Pool 集中式存储

IDM

SOA\BPM

UNIX Farm

对象存储

IO虚拟化

数据服务集成服务

数据中心（两地三中心）DR

 公有云特点

 私有云特点

 分布式、非共享、横向扩展

 集中式、共享架构、横向和纵向扩展结合

 大量采用开源软件、简陋的操作UI  标准化困难  X86技术体系、网络虚拟化是重点  统一服务目录、少量定制  粗犷式管理

 商业软件为主、软件标准化设计  X86和UNIX混合架构  差异化服务、更多的数据和业务共享  精细化管理

公有云和私有云架构分析集中式 vs 分布式

松散管理框架、API接口 EC2

RDS

EMR

集中管理框架、API接口 SWF\SQS

超大规模 Linux Farm（Xen、KVM、LXC、Docker）分布式存储 Ceph、GlusterFS

对象存储

网络虚拟化

地区和可用区域（Regions & Availability Zones）

DB\DW

Java

VMware、OVM Pool 集中式存储

IDM

SOA\BPM

UNIX Farm

对象存储

IO虚拟化

数据服务集成服务

数据中心（两地三中心）DR

 公有云中网络虚拟化特点

私有云中网络虚拟化特点

 虚拟子网多租户、安全隔离

 SDN动态创建网络连接

 虚拟子网的动态创建和回收

 应用程序网络QoS服务质量保证

 按需创建的网络防火墙和负载均衡器

 网络连接安全隔离

 L2和L3层网络隧道技术

 以太网和存储网融合

 分布式虚拟网关

Network Cloud

网络虚拟化简单、安全、聚合、开放

各类企业应用

vHBA

vNIC

虚拟IO资源池

虚拟网络资源池

Network Cloud

PVI Cloud

Storage Cloud

光纤交换核心交换机

NAS

SAN

SDN网络虚拟化特性

Network Cloud vNIC vNIC vNIC

QoS（服务质量）应用性能可预测按需增加隔离的网络

PCI

运行多种OS和虚拟化: Oracle

在线添加服务器资源Solaris, Linux & OVM, 按需迁移连接 vNIC vHBA 连接任何服务器到 vHBA vNIC vHBA vHBA RHEL, MSvNIC Windows & 任何网络和存储 Hyper-V, VMware

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

DM Z

Prod

iSCSI

NAS

简单、安全、聚合、开放

Network Cloud

Ethernet

VM A

VM B

Virtual Switch

QoS “A” = 10Gb

Converged infrastructure

• •

•

QoS “B” = 1Gb

高可靠的fabric

At the Oracle Fabric Interconnect , vNICs terminate on separate ports.

Networ k “A”

Ethernet

PROD

物理主机

标准FC

SAN

覆盖全部基础架构  较少的交换机、板卡和连线平面架构  简化拓扑, 少量的分层 SDN软件定义网络  所有网络连接由软件定义

Web

Prod

Network “A”

• • • •

LAN

Network “B”

能够在同一fabric中隔离网络连接按需创建独立的L2数据链路层支持安全性和合规性的需求应用网络服务质量保证QoS

• • • •

Network “A”

融合FC光纤和以太网无损, 高可靠fabric 单链路全速率40Gb/s 广泛的企业认证

SAN

Network Cloud

OVN网络虚拟化产品家族一览为云计算提供灵活的网络基础架构

• SDN（软件定义网络）和网络虚拟化

Oracle SDN Virtual networks, on demand

• 连接任何服务器到任何网络和存储资源 • 为云计算提供敏捷的网络管理平台

Oracle Fabric Interconnect F115 Oracle Fabric Interconnect F1-4 InfiniBand HCAs Oracle Fabric Manager and Fabric Monitor

Oracle InfiniBand Switch 36

Network Cloud

Oracle Fabric Interconnects

Fabric Interconnect F1-15

服务器连接

冗余可热插拔的风扇及电源

Fabric Interconnect F1-4

I/O Modules

10 Gig E Ports

Fibre Channel Ports

Gig E Ports

Network Cloud

Oracle Fabric Interconnect I/O Modules

10x1G Ethernet

4x10G Ethernet

1x10G Ethernet

2x8G Fibre Channel

Network Cloud

Oracle Fabric Manager

Cisco 管理界面截图

Oracle Fabric Manager

• 需要CCIE专业培训 • 不直观 • 无法查看整个环境拓扑

Network Cloud

Oracle Fabric Monitor

• 服务器间所有数据传输的统一视图

• 同时监控以太网和FC光纤网络 • 颗粒度: 特定的端口到整个服务器

• 图形化分析，时间跨度范围从分钟到数月

Network Cloud

Oracle 网络虚拟化 The Complete Fabric Infrastructure for the Data Center 数据库服务器 (SPARC / X86)

应用、中间件服务器 (SPARC/x86)

Web服务器 (SPARC/x86)

Oracle Virtual Networking FABRIC INTERCONNECT

Oracle Virtual Networking

• • • •

融合的基础架构和I/O整合解决方案加速应用，优化服务器之间的数据流量网络按需部署，实现真正的云架构减少70%的基础架构连接复杂度

企业核心网络

FC 光纤存储

Network Cloud

全球最广泛使用的网络虚拟化解决方案部署在企业关键业务应用云环境中的众多行业大客户

Oracle虚拟化在一体机中的使用

DIY vs. 工程一体化

新纪元：Oracle 集成系统硬件和软件，集成设计、卓越性能

过去

现在

Oracle x86产品线 Engineered for Oracle Software Business Ready Systems

Oracle Cloud

(with x86 Building Blocks)

- Oracle On Demand - On-Premise Cloud

Exadata

Exalogic

Oracle Virtual Cloud Appliance

Oracle x86 Systems

Storage Systems

(stand alone systems)

2-Socket 1RU Rack

8-Socket Rack Big Data Appliance

2-Socket 2RU Rack

ZFS Storage Appliances Oracle Exalytics in-Memory Database Machine

4-Socket Rack

Oracle Database Appliance

2-Socket Blade

OVCA是什么？融合的IT基础架构 | Oracle虚拟化一体机

OVCA 控制器

OVCA虚拟化一体机 工厂预集成 一次连线 软件定义 快速部署硬件和应用 自动化管理

OVCA X4-2的硬件能力服务器到服务器间40Gb/s

外部网络

2 to 25 Oracle X4-2 Compute Servers • CPU: 32 to 400 cores / 800 threads aggregate • Memory: 512 to 6.4TB aggregate • Only 5 cables per server, fully redundant

计算节点

虚拟网络

• 2 x OVN Fabric Interconnect F1-15 网络

10Gb Ethernet 8Gb FC SAN

Infiniband网络扩展管理网络 InfiniBand网络扩展

• 2 x Oracle Switch ES1-24 24 ports

虚拟网络

外部存储

• 2 x Oracle InfiniBand Switch 36 ports

计算节点管理节点

管理

管理存储

2 x Oracle X4-2 Management Servers

1 x Oracle ZS3-ES Storage • Redundant RAID controllers • 18TB Raw Capacity

OVCA X4-2 软件能力将来增加计算节点时无需增加任何软件Licenses 免费下载免费使用软件服务器虚拟化虚拟化操作系统

支持所有Oracle及第三方软件

工厂已预配置预集成  Oracle VM服务器虚拟化软件  Oracle SDN软件

虚拟网络

 OVCA管理软件 •OVCA自动化安装配置监控软件 •Oracle VM服务器虚拟化管理软件

3rd Party App

Custom App

服务器虚拟化

•Oracle 虚拟网络管理软件 •Oracle ZFS存储管理软件

自动化 & 管理

OVCA X4-2 云服务能力云管理平台

(可选)

Oracle Enterprise Manager Cloud Control 12c

自服务供给

DBaaS 数据库服务 DB

计费计量

IaaS （传统架构下的资源池） OVM

OVM

策略驱动的资源管理

容量规划

应用打包

PaaS & IaaS（OVCA资源池）

共享存储

ODA X4-2硬件能力基本配置 • 2个计算节点, 每个计算节点配置： – 24 CPU cores – 256 GB memory – 600 GB mirrored boot disks

– Redundant 10GbE interconnect – External 10GBase-T networking – External 10GbE SFP+ networking

• 共享存储柜 – 24 disks – 800 GB SSD – 18 TB SAS-2 10Krpm HDD

ODA X4-2内部存储扩展能力存储扩展柜 • 支持增加1个存储扩展柜 – 直连 – 800 GB SSDs – 18 TB HDDs

ODA X4-2虚拟化平台 ——Appliance Manager 2.8 Node 1

HA VIP

• 数据库运行在一个独立Domain中

Node 2

• 多个应用Domain共享存储

Load balance Domain

Web Domain

Application Domain

Database Domain

• VLAN网络增强虚拟机访问安全 • 支持VM之间高可用和自动重启 • 应用Domain支持安装Windows、Linux等操作系统

Oracle企业云平台架构 IaaS++、PaaS、SaaS 灵活、敏捷

架构

模型

高可靠、高性能

自服务门户

业务层功能池化能力层数据池化

业务特点

IT 管理

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

立体化的云生命周期管理

UNIX虚拟化资源池

MWaaS

UNIX & X86 物理资源池

Hadoop

高性能数据库池

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

集群技术