Beschleunigung geschäftskritischer Anwendungen durch Infrastruktur Tuning

20. Deutsche ORACLE- Anwenderkonferenz 21. - 22. November 2007 Beschleunigung geschäftskritischer Anwendungen durch Infrastruktur Tuning Dramatisch verkürzte Antwortzeiten durch Solid State Disk

Agenda Datenbank Tuning Oracle Tuning Infrastruktur Tuning Die Lösung Kundenbeispiele Zusammenfassung

Datenbank Tuning Stetes Wachstum -> Tuning SQL Tuning Infrastruktur Tuning Server-Erweiterung CPU Memory Speicher-Erweiterung Disk Hilft nicht immer!

Die Benutzersicht We need to speed up our database We can t stripe across any more drives. Our Oracle App needs a boost I need faster transaction log performance My database is I/O bound! We need speedy queries I am looking for a fast I/O solution

Oracle Tuning SQL Tuning? SQL Befehle Instanz Parameter SGA (System Global Area) Statspack / Automatic Workload Repository Statistik - Information ( z.b. Wait Stutus) Optimierung Server Optimierung Speicher

Statspack Große Sammlung von Messpunkten Die Top 5 timed Events geben einen Hinweis auf Optimierungs-Möglichkeiten. Die aufgeführten Ereignisse mit dem höchsten Zeitverbrauch können durch die Reduzierung der einzelnen Ereignisse (z.b. read) verringert werden.

Statspack Top 5 Beispiel Top 5 Events Event Waits Time (s) %Total elapsed Time db file sequential read 2.612 6.967 46,06 db file scattered read 6.728 3.422 22,61 control file par. Write 751 1.501 9,92 CPU time 1.213 8,01 Log file parallel write 2.713 921 6,09 90% der Zeit ist Disk I/O

Statspack I/O Beispiel signifikant für Applikation? Events, die I/O Problem aufzeigen: buffer busy waits control file parallel write db file sequential read direct path read log file parallel/single write log file sync SQL Tuning hilft nicht -> Infrastruktur Tuning

Infrastruktur Tuning I/O Verbesserung I/O lastige Dateien verschieben auf spezielle I/O Subsysteme async, direct I/O; Spezielledateisysteme. ASM I/O Subsystem im Durchsatz verbessern Identifizierung der I/O Wartezustände -> Komponenten der DB: Tablespaces Indices Redo Log-Dateien Temporary Tablespace Undo Tablespace

Das Disk Latency Problem Money can buy bandwidth, but latency is forever John R. Mashey, Chief Scientist SGI, Big Data and the Next Wave of InfraStress, USENIX, 1999

Steigerung I/O Performance 1. Erhöhung der Anzahl an Disks Striping über viele Disks Bei vielen Usern und Zugriffen Unwirtschaftlich grosse Diskfarmen 2. Einsatz Solid State Disk (SSD) RAM Memory als Diskkapazität Schnellste Reaktionszeiten, Durchsätze 3. Analyse der Anforderungen!

Solid State Disk (SSD) RAM Memory / Flash Memory Schnellster Speicher Transaktions-orientierter Speicher Logisch adressierbar wie Disk Keine Änderung meiner Anwendung Spiegeln, Replikation etc. Neue Technologien & Preis-Leistung

RamSan (TMS) Feature Size Latency Capacity Bandwidth Random IOPS RamSan-400 3U x 25 15 microsecond 16 to 128GB 3 GB/sec 400,000 Tera-RamSan 24U x 25 15 microsecond 1TB + 24 GB/sec 3.2 Million Interface Ports LUN Mapping LUN Masking Hot Swap Power Non-Volatile Error Protection 2/4Gbit FC or IF 2 to 8 Up to 1,024 LUNs Yes Yes Yes Chipkill 2/4Gbit FC or IF 16 to 64 8 to 8,192 LUNs Yes Yes Yes Chipkill Garantiert: Schneller als Ihr existierender Storage Beschleunigung (bis zu 250fach)

Voll redundant Produkt Funktionalität 2 FC Anschluss (bis zu 8) 2 Hot swap Power Supplies 12 Lüfter 3 Batterie Packs 4 SATA Disks Backup SW ECC & ChipKill Online RAM Sicherung

RamSan 500 Flash & RAM Performance 100,000 IOPS (sustained random read) 10,000 IOPS (sustained random write) 2 GB/s sustained read or write bandwidth Latency <200 us (host observed) for random reads <55 us cache hit (read or write) <2 ms write cache miss

RamSan-500 vs. RAID Enterprise Enclosure (32 Disks) RamSan-500 Capacity 2.2TB (Raw 72 GB disk) 2TB (Usable) Cost 128,000 275,000 Cache Hit 150 micro sec 20 micro sec Read Cache Miss 5-15 milliseconds 128 micro sec IOPS <6,000 100,000 Bandwidth Power Consumption 1.6GB/second (sequential) 2GB/second 250 Watts

SSD Vorteile (1) Maximale Transaktionen für Ihre Infrastruktur (Datenbanken, Oracle RAC) Erhöhte Transaktionenanzahl und/oder mehr Transaktionen in kürzerer Zeit wirken sich direkt auf Ihre Profitabilität aus Keine Benutzer-Wartezeiten mehr (OLTP, Metadaten-Files) Interne Benutzerwartezeiten sind Vergeudung von Gehalt und Intellekt Externe Benutzerwartezeiten bedeuten unzufriedene Kunden, die sich anderweitig umschauen werden

SSD Vorteile (2) Kürzere Batch Jobs (z.b. für Daten-Analysen) Batch Jobs zeigen die Potentiale für Kosten oder Profits im Geschäft auf Kürzere Batch Jobs erlauben höhere Uptime der Infrastruktur Geschäftsvorteile Höhere Kapazitäten für Datenbank Anwendungen durch geringere Limitierung bei Queries, Daten-Typen oder -Strukturen Betrieb kommt näher an 7/24 heran

SSD Kosteneinsparungen Bessere Nutzung der bestehenden Storage Infrastruktur Optimierung der Kapazitäts-Nutzung meiner Disks Striping über weniger Disk Spindeln Erhöhte Prozessnutzung => Server Konsolidierung Reduzierte Admin Kosten, TCO Einsparungen von 25 40%

DAK Hamburg Ausgangssituation 14.000 User Profile mit 1.6 Mio. Dateizugriffen Ca. 200 Terminal Server Zentral gespeichert 8 Polyserve Matrix-Server (PSFS Filesystem) Problem: Abmeldequeues, insbes. Freitags ab 15:00 Uhr DiscQueueLength >100 Wartezeiten ca. einige Minuten, max. 20-45 Min. Korrupte/defekte Userprofile, Abstürze

Ergebnis: DAK, das Ergebnis FC-Raid RamSan SSD

DAK, die Vorteile Problem: Abmeldequeues, insbesondere Freitags ab 15:00 Uhr DiscQueueLength >100 Wartezeiten ca. einige Minuten, max. 20-45 Min. Korrupte/defekte Userprofile, Abstürze Lösung: Wartezeiten wenige Sekunden!!

Deutsche Börse Group Deutsche Börse Systems (DBS) betreibt das führende Electronic Trading System für Cash and Derivatives Markets Eurex US, Chicago

DBS, die Vorteile Betreibt 11 Börsenplätze Eurex Trading in Frankfurt >> Mio. Transaktionen/Tag Erste Installation eines SSD Systems bereits im Jahr 2003 Stetige Steigerung des Transaktionsvolumens Upgrade auf RamSan 325/400 in 2006 When Eurex is processing thousands of transactions, host processing now rises to meet the demand thanks to solid state disk Michael Gruth, DBS Systems Manager

SSD Einsatzgebiet Hohe Transaktionsanforderungen (OLTP) Datenbanken (z.b. Oracle RAC) Metadaten (viele kleine Files mit vielen Zugriffen (a la DAK) Grosse Exchange Installationen Grosse Storage Virtualisierung Installationen Grosse Filesysteme Nicht notwendigerweise große Storage Kapazitäten!

Zusammenfassung DB Tuning : 1. Optimierung der Applikation 2. Optimierung DB Parameter 3. Optimierung Speicher 4. SSD als Lösung für transaktionsintensive Anwendungen Schnellster Storage Lassen Sie Ihre Anforderungen analysieren!

Fragen? Service orientierte Architekturen Innovative Technologien Qualität und Service für Sie www.hmk.de Dr. Klaus Heihoff (kheihoff@hmk.de)