Oracle Exadata: صفر تا صد سری اگزادیتا اوراکل

2- معماری Oracle Exadata

Oracle Exadata ترکیبی از سخت‌افزار و نرم‌افزار است که به‌طور خاص برای اجرای پایگاه داده اوراکل طراحی شده است. این سیستم شامل اجزای مختلفی مانند سرورهای دیتابیس، سرورهای ذخیره‌سازی هوشمند و شبکه پرسرعت است. در نسخه‌های قدیمی‌تر از InfiniBand و در نسخه‌های جدیدتر از RoCE (RDMA over Converged Ethernet) برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود. نرم‌افزارهای موجود در Oracle Exadata شامل Exadata System Software است که قابلیت‌هایی مانند Smart Scan، Smart Flash Cache، و Hybrid Columnar Compression را فراهم می‌کند. این ویژگی‌ها به طور ویژه برای بهینه‌سازی عملکرد، کاهش بار پردازشی و افزایش بهره‌وری ذخیره‌سازی طراحی شده‌اند.

🧱 اجزای اصلی معماری Oracle Exadata

• سرورهای دیتابیس (Database Servers):
  • این سرورها وظیفه پردازش درخواست‌های پایگاه داده را بر عهده دارند.
  • هر سرور شامل پردازنده‌های قدرتمند، حافظه بالا و کارت‌های شبکه با سرعت بالا است.
  • نرم‌افزار Oracle Database و Oracle Grid Infrastructure بر روی این سرورها نصب می‌شود.
• سرورهای ذخیره‌سازی (Storage Servers):
  • این سرورها داده‌ها را ذخیره کرده و قابلیت پردازش داده‌ها را در سطح ذخیره‌سازی فراهم می‌کنند.
  • هر سرور شامل دیسک‌های فلش، دیسک‌های HDD و حافظه کش هوشمند است.
  • نرم‌افزار Oracle Exadata Storage Server Software بر روی این سرورها نصب می‌شود که قابلیت‌هایی مانند Smart Scan و Smart Flash Cache را فراهم می‌کند.
• شبکه پرسرعت (High-Speed Network Fabric):
  • ارتباط میان سرورهای دیتابیس و ذخیره‌سازی از طریق شبکه RDMA over Converged Ethernet (RoCE) با سرعت بالا انجام می‌شود.
  • این شبکه با تأخیر کم و پهنای باند بالا، انتقال سریع داده‌ها را ممکن می‌سازد.
• نرم‌افزار Oracle Exadata System Software:
  • این نرم‌افزار بر روی هر دو سرور دیتابیس و ذخیره‌سازی نصب می‌شود و امکان پردازش داده‌ها در سطح ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند.
  • ویژگی‌هایی مانند offloading پردازش SQL، مدیریت منابع I/O و کشینگ هوشمند داده‌ها را ارائه می‌دهد.

⚙️ ویژگی‌های کلیدی معماری Exadata

• پردازش داده‌ها در سطح ذخیره‌سازی (Smart Scan): این ویژگی امکان پردازش داده‌ها را در خود ذخیره‌سازی فراهم می‌کند، به‌طوری‌که تنها داده‌های مورد نیاز به سرور دیتابیس ارسال می‌شود.
• کشینگ هوشمند داده‌ها: داده‌های پرمصرف در حافظه کش ذخیره می‌شوند تا دسترسی سریع‌تری به آن‌ها فراهم شود.
• فشرده‌سازی ستون‌های هیبریدی (Hybrid Columnar Compression): این تکنیک فشرده‌سازی، فضای ذخیره‌سازی را کاهش می‌دهد و عملکرد را بهبود می‌بخشد.
• مدیریت منابع I/O (I/O Resource Management – IORM): این ویژگی به تخصیص بهینه منابع I/O میان بارهای کاری مختلف کمک می‌کند.
• پشتیبانی از Oracle Real Application Clusters (RAC): این امکان را فراهم می‌کند تا چندین سرور دیتابیس به‌صورت همزمان به داده‌ها دسترسی داشته باشند و در نتیجه قابلیت اطمینان و در دسترس بودن سیستم افزایش یابد.

🧪 معماری Exadata Exascale (نسخه جدید)

• تفکیک ذخیره‌سازی از پایگاه داده: این امکان را فراهم می‌کند تا ذخیره‌سازی و پایگاه داده به‌صورت مستقل از یکدیگر مقیاس‌پذیر باشند.
• استفاده از RDMA برای ارتباطات سریع: این فناوری ارتباطات با تأخیر کم و پهنای باند بالا را فراهم می‌کند.
• مدیریت خودکار منابع: این ویژگی به تخصیص بهینه منابع سیستم کمک می‌کند.
• پشتیبانی از Oracle ASM و Exadata Storage: این امکان را فراهم می‌کند تا از هر دو فناوری برای مدیریت ذخیره‌سازی استفاده شود.

3- مدل‌های مختلف Oracle Exadata

• Exadata Database Machine: این مدل‌ها در نسل‌های مختلف مانند X8M، X9M، X10M و X11M عرضه شده‌اند. هر نسل ویژگی‌های جدیدی از جمله پردازنده‌های قوی‌تر، حافظه بیشتر و فناوری‌های ذخیره‌سازی سریع‌تر مانند NVMe را ارائه می‌دهند.
• Exadata Cloud@Customer: این راهکار، Exadata را به مرکز داده مشتریان به‌عنوان یک سرویس ابری ارائه می‌دهد که به‌طور کامل مدیریت شده توسط اوراکل است.
• Exadata Database Service on Dedicated Infrastructure: این سرویس ابری در Oracle Cloud Infrastructure (OCI) است که زیرساخت اختصاصی Exadata را برای مشتریان فراهم می‌کند.
• Exadata Database Service on Exascale Infrastructure: نسل جدید Exadata در OCI که با معماری مقیاس‌پذیرتر و عملکرد بالاتر ارائه می‌شود.

🧠 Oracle Exadata X8M-2

• پردازنده: 2 عدد پردازنده 24 هسته‌ای Intel Xeon Platinum 8268 (2.9GHz)
• حافظه: 384 گیگابایت RAM (قابل ارتقا تا 1.5 ترابایت)
• ذخیره‌سازی:
  • High Capacity (HC): 4 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.4 ترابایت هرکدام و 12 دیسک 14 ترابایتی 7200 RPM
  • Extreme Flash (EF): 8 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.4 ترابایت هرکدام
• شبکه: 100Gb/sec RDMA over Converged Ethernet (RoCE)
• پیکربندی‌ها: Quarter Rack، Half Rack، Full Rack

⚡ Oracle Exadata X9M-2

• پردازنده: 32 هسته‌ای Intel Xeon 8358 (2.6GHz)
• حافظه: 2,780 گیگابایت RAM
• ذخیره‌سازی:
  • High Capacity (HC): 12 دیسک 7.2K RPM با ظرفیت 22 ترابایت هرکدام
  • Extreme Flash (EF): 8 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.4 ترابایت هرکدام
• شبکه: 100Gb/sec RDMA over Converged Ethernet (RoCE)
• پیکربندی‌ها: Quarter Rack، Half Rack، Full Rack

🚀 Oracle Exadata X10M

• پردازنده:
  • سرور دیتابیس: 2 عدد پردازنده 96 هسته‌ای AMD EPYC 9J14 (2.6GHz تا 3.7GHz)
  • سرور ذخیره‌سازی: 32 هسته‌ای AMD EPYC 9334 (2.7GHz تا 3.9GHz)
• حافظه:
  • سرور دیتابیس: 512 گیگابایت تا 3 ترابایت DDR5
  • سرور ذخیره‌سازی: 128 گیگابایت DDR5
• ذخیره‌سازی:
  • High Capacity (HC): 6 دیسک 22 ترابایتی 7.2K RPM و 2 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.8 ترابایت
  • Extreme Flash (EF): 8 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.4 ترابایت
• شبکه: 200Gb/sec RDMA over Converged Ethernet (RoCE)
• پیکربندی‌ها: Quarter Rack، Half Rack، Full Rack

🌐 Oracle Exadata X11M

• پردازنده:
  • سرور دیتابیس: 2 عدد پردازنده 96 هسته‌ای AMD EPYC 9J25 (2.6GHz تا 4.5GHz)
  • سرور ذخیره‌سازی: 64 هسته‌ای AMD EPYC 9J25
• حافظه:
  • سرور دیتابیس: 512 گیگابایت تا 3 ترابایت DDR5
  • سرور ذخیره‌سازی: 128 گیگابایت DDR5
• ذخیره‌سازی:
  • High Capacity (HC): 6 دیسک 22 ترابایتی 7.2K RPM و 2 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.8 ترابایت
  • Extreme Flash (EF): 8 کارت NVMe PCIe با ظرفیت 6.4 ترابایت
• شبکه: 200Gb/sec RDMA over Converged Ethernet (RoCE)
• پیکربندی‌ها: Quarter Rack، Half Rack، Full Rack

4- بررسی دقیق مدل‌های Exadata (نسل‌های اخیر)

• پردازنده‌ها: پردازنده‌های استفاده شده در Exadata از نسل‌های مختلف اینتل Xeon و AMD EPYC هستند که دارای تعداد هسته‌های بالا (از 32 هسته تا 64 هسته و بیشتر) و فرکانس‌های مختلف می‌باشند.
• حافظه: در سرورهای دیتابیس، حافظه‌های RAM به ظرفیت‌های مختلف از 256GB تا 6TB و در سرورهای ذخیره‌سازی تا 24TB حافظه پشتیبانی می‌شود.
• ذخیره‌سازی: Exadata از انواع مختلف دیسک‌ها شامل SAS، SATA و NVMe بهره می‌برد. این مدل‌ها به ترتیب ظرفیت‌های متفاوتی از 2TB تا 12TB را پشتیبانی می‌کنند.
• شبکه: برای ارتباطات داخلی، Exadata از فناوری RoCE با پهنای باند بالا استفاده می‌کند که امکان انتقال سریع داده‌ها را بین سرورهای مختلف فراهم می‌آورد.

5- مقایسه بین مدل‌های Exadata

در این بخش، مقایسه‌ای میان نسل‌های مختلف Exadata و پیکربندی‌های مختلف آن ارائه می‌دهیم:

• مقایسه بر اساس نسل: در مقایسه نسل‌های مختلف Exadata، شاهد بهبودهای چشمگیری در پردازنده‌ها، حافظه، ذخیره‌سازی و شبکه خواهیم بود. مدل‌های جدیدتر معمولاً پردازنده‌های قوی‌تر، حافظه‌های بیشتر و دیسک‌های سریع‌تر مانند NVMe را شامل می‌شوند که منجر به افزایش کارایی و مقیاس‌پذیری می‌شود.
• مقایسه پیکربندی‌ها: پیکربندی‌های مختلف Exadata شامل Full Rack، Half Rack، Quarter Rack و Base Rack هستند که به نیازهای مختلف مشتریان پاسخ می‌دهند. هر پیکربندی شامل تعدادی سرور دیتابیس و سرور ذخیره‌سازی متفاوت است که با توجه به حجم کار و نیازهای مشتری انتخاب می‌شود.
• مقایسه مدل‌های سرور دیتابیس و ذخیره‌سازی: مدل‌های سرور دیتابیس و ذخیره‌سازی در Exadata شامل انواع مختلفی از جمله High Capacity (HC) و Extreme Flash (EF) هستند. این مدل‌ها با توجه به نوع بار کاری (OLTP یا Data Warehousing) انتخاب می‌شوند.

6- جزئیات فنی کلیدی Oracle Exadata

• Exadata Smart Scan: این قابلیت به‌طور خودکار داده‌ها را در سطح ذخیره‌سازی پردازش کرده و تنها نتایج مرتبط را به سرور دیتابیس ارسال می‌کند.
• Exadata Smart Flash Cache: کش فلش هوشمند به‌طور قابل توجهی عملکرد I/O را بهبود می‌بخشد و باعث کاهش زمان دسترسی به داده‌ها می‌شود.
• Hybrid Columnar Compression (HCC): این فناوری فشرده‌سازی داده‌ها را انجام داده و فضای ذخیره‌سازی را کاهش می‌دهد.
• RDMA over Converged Ethernet (RoCE): این فناوری ارتباطات با تاخیر کم و پهنای باند بالا را بین سرورها فراهم می‌آورد.
• Exadata RDMA Memory (XRMEM): این لایه کشینگ حافظه با کارایی بالا برای بهبود عملکرد پردازش داده‌ها طراحی شده است.
• I/O Resource Management (IORM): این ابزار به بهبود کیفیت سرویس (QoS) کمک می‌کند و برای بارهای کاری مختلف تخصیص منابع انجام می‌دهد.
• High Availability (HA) و Fault Tolerance: این ویژگی‌ها به‌طور خاص برای اطمینان از دسترس‌پذیری بالا و جلوگیری از خرابی طراحی شده‌اند.
• Security Features: Oracle Exadata دارای ویژگی‌های امنیتی پیشرفته‌ای است که از داده‌ها محافظت می‌کند.

7- موارد استفاده و مزایای Oracle Exadata

• OLTP (Online Transaction Processing)
• Data Warehousing
• Consolidation

8- نتیجه‌گیری

Oracle Exadata به‌عنوان یک پلتفرم مهندسی‌شده برای پایگاه داده‌های Oracle، با ویژگی‌هایی همچون کارایی بالا، مقیاس‌پذیری، و دسترس‌پذیری، یک انتخاب ایده‌آل برای سازمان‌ها و کسب‌وکارهای بزرگ است. در انتخاب مدل و پیکربندی مناسب Exadata، لازم است نیازهای خاص کسب‌وکار و بودجه در نظر گرفته شود. چشم‌انداز آینده این پلتفرم نشان‌دهنده نوآوری‌های بیشتر در زمینه بهبود عملکرد و امنیت است.