基于Oracle Exalogic一体机构建动态、自管理基础平台

李相国

Xiangguo.li@oracle.com

议题

2

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

‹#› Oracle Restricted and Confidential

从IT基础设施发展角度看，复杂的系统集成模式已经成为业务创新的“绊脚石” 简化（预集成）、优化的基础设施才能为业务应用“云化”提供更好的保障

大型机

一体化、预集成

系统集成

• 一体化预集成

• 专有技术标准

• 运行专有软件

• 运维成本极高

• 分层（服务器、网络、存储）

• 现场集成

• 通用平台，缺乏对平台软件优化

• 开放的技术标准

• 集成及运维成本高

• 简化，将平台软件需要的基础设施预集成

• 优化，针对平台软件非功能需求进行优化

• 沿用开放的技术标准

• 运维成本低

• 平台即服务

• 软件即服务

• 数据即服务…

云

3 Oracle Restricted and Confidential

Gartner Data Center Conference presentation

Gartner数据中心大会专题讲座

Will Fabric Computing Change the Concept of the Traditional Server?”, December 2011 光纤运算是否会颠覆传统服务器的概念 2011年12月

“By 2015, 35% of total server shipped value

will be as integrated systems.”

“到2015年，35%的服务器都将以集成系统方式交付”

Cisco VBlock 2008

IBM Pure 2012

Huawei FusionCube 2012

Exadata

数据库一体机

Exalogic

中间件一体机

Exalytics

内存分析机 Big Data

大数据机

2008年起,Oracle推出了多款一体机产品

HP CloudSystem 2009

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Oracle中间件一体机适用于：支撑关键核心应用或者将分散的应用集中整合到中间件一体机，提高运行效率，降低运维成本

一体机可以达到以下目标： • 极限性能：以往需要多台服务器支撑的业务应用可以使用一体机中的一个计算节

点支撑，从而降低软硬件的投入 • 简化运维：通过部署一体机，基础设施得到极大的简化，在提高运维水平的同时

，降低运维成本

应用缓存

交易中间件，如Tuxedo

J2EE应用服务器，如weblogic

门户平台，如weblogic portal

集成平台，如Oracle ESB

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Exalogic X4-2机器配置

Enterprise-class, integrated Network Attached Storage

ZFS Clustered for high availability

80 TB SAS disk, 6.4 TB read cache, 292 GB write cache

Clones, snapshots, remote replication

存储

40 Gb/sec internal I/O backplane

10 Gigabit Ethernet connectivity to datacenter

高速网络

计算节点

每节点2路, 12-core, 2.7 GHz Intel Xeon Ivy Bridge CPU

每节点256 GB内存，可升级到 512 GB

800 GB SSD / node

720 cores in a full rack

Pre-cabling for full rack (vs. just for nodes installed)

Exalogic由开放的硬件产品组成-PC服务器

QDR InfiniBand (active & standby ports)

GbE Management Network (net0)

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Exalogic由开放的硬件产品组成-InfiniBand交换机

GbE Management Network (net0)

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Exalogic由开放的硬件产品组成- 存储

Storage Head 1

Storage Head 2

Disk Shelf(4U)

DR GbE Port (net2)

DR GbE Port (net1)

InfiniBand Ports

GBE Management Port (net0)

DR GbE Port (net2)

InfiniBand Ports

DR GbE Port (net1)

GBE Management Port (net0)

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Oracle中间件一体机Exalogic配置

12

4 节点 8 节点 16 节点 30 节点

1 TB RAM

3.2TGB SSD

80 TB NAS

2 TB RAM

6.4 TB SSD

80 TB NAS

4 TB RAM

12.8 TB SSD

80 TB NAS

7.7 TB RAM

24TB SSD

80 TB NAS

满配 半配 1/4配置 1/8配置

也可以将多台一体机通过高速网络连接起来

‹#› Oracle Restricted and Confidential

议题

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

‹#› Oracle Restricted and Confidential

中间件一体机定位

业务驱动的服务管理

基于策略的定制

简化 云化 优化 工程化

容量模型

软件资源 系统资源

中间件一体机是按自上而下一体化整合思路来实现IT架构的简化、优化、云化以及工程化的软硬件资源。

简化：简化软硬件资源复杂

架构，降低运维复杂度。

以应对关键系统的复杂

架构的简化。

优化：实现多应用系统的优

化整合。

以应对大量系统的优化

整合，提供更加灵活、可扩

展、标准的运行环境。

云化：资源的自动化调度和

集中监控。

以应对应用系统的软硬

件资源的自动化调配。

工程化：预集成的软硬件资

源标准环境。

应用程序快速部署以减

少上线时间，简便运维。

‹#› Oracle Restricted and Confidential

中间件一体机Exalogic适应三类场景 承载大并发压力的核心业务应用；支撑平台类应用集中部署；基础设施云化，整合并运行多个各种类型的应用

一体机计算节点 一体机计算节点 一体机计算节点 一体机计算节点 一体机计算节点 一体机计算节点

Partition A Partition C Partition B

PaaS A PaaS B PaaS D PaaS B PaaS C PaaS C

ERP系统

PaaS A

门户 门户 ESB ESB 纪检

监察

审计

综合

国际

合作 ERP系统

• 单个应用

• 高可用、高性能

• 独占CPU和内存

• 最安全

• 多个HA 应用或一个复合型HA应用

• 一般的服务级别 (共享CPU, 内存, 安全和可靠性管理)

• 多个应用

• 单点部署

• 最高的部署密度

Partition D

IaaS E

开发 测试 …

IaaS F IaaS G

• 基于虚拟化技术

• 最高的部署密度

• 更好的隔离

大并发压力核心业务系统 应用改造扩容

如：ERP等

平台类应用集中部署

如：新一代门户集中部署、

服务总线集中部署等

基础设施云化 整合并运行多个各种类型应用，

也可以部署开发测试环境

‹#› Oracle Restricted and Confidential

中间件一体机适用性分析（1） -大并发压力核心业务系统改造扩容 例如现有的ERP系统、生产系统扩容；正在进行设计开发的大运行、大检修等相关系统的支撑

营销生产数据库集群

营销历史数据库集群

95589数据库集群

电能计量数据库集群

交换机

Web集群

核心交换机

触摸屏集群 消息集群 算费集群 银电联网 文件

中间件一体机

以往ERP等系统建设过程中，应用层服务器随着功能模块的扩充不断增加，导致应用服务器越来越

多，有些网省甚至达到30至40台。利用率不高，维护极其复杂。

因此，使用中间件一体机会有如下优势：

• 提高系统性能，加快应用的响应速度

• 简化基础设施，降低运维复杂度

‹#› Oracle Restricted and Confidential

门户服务器

Web服务器OHS

门户服务器 门户服务器 门户服务器

协作平台服务器 协作平台服务器 协作平台服务器 协作平台服务器

服务总线服务器 服务总线服务器

服务总线服务器 服务总线服务器

流程服务器 流程服务器

门户

数据库1

门户

数据库2集成及流程数据库1

集成及流程数据库2

文档安全服务器

文档安全服务器

统一搜索

服务器统一搜索

服务器

权限控制服务器

权限控制服务器

目录服务器目录服务器

身份管理及安全数据库1

身份管理及安全数据库2

webgate

Web服务器OHS

webgate

营销系统生产调度系统

应用系统

Web服务器

webgate

Web服务器

webgate

中间件一体机适用性分析（2） -平台类应用大集中部署 新一代门户集中部署、集成平台集中部署 使用中间件一体机可以极大的压缩部署的硬件规模，保证运维水平

现状

以门户系统为例： •按照目前网省部署规模，门户系统及其周边的相关的平台，在部署时需要多台（一个网省 5到 10台）服务器，如果进行集中式部署，使用传统架构，将需要 100台服务器以上才能支撑，对应用开发和部署都带来极大的挑战。

‹#› Oracle Restricted and Confidential

门户服务器

Web服务器OHS

门户服务器 门户服务器 门户服务器

协作平台服务器 协作平台服务器 协作平台服务器 协作平台服务器

服务总线服务器 服务总线服务器

服务总线服务器 服务总线服务器

流程服务器 流程服务器

门户

数据库1

门户

数据库2集成及流程数据库1

集成及流程数据库2

文档安全服务器

文档安全服务器

统一搜索

服务器统一搜索

服务器

权限控制服务器

权限控制服务器

目录服务器目录服务器

身份管理及安全数据库1

身份管理及安全数据库2

webgate

Web服务器OHS

webgate

营销系统生产调度系统

应用系统

Web服务器

webgate

Web服务器

webgate

中间件一体机适用性分析（2） -平台类应用大集中部署 新一代门户集中部署、集成平台集中部署 使用中间件一体机可以极大的压缩部署的硬件规模，保证运维水平

•如 果 使 用一体机进行部署，使用一台 1/2配置或者 1/4配置就可以支撑多个网省的访问量。从而极大的压缩硬件规模。

‹#› Oracle Restricted and Confidential

19

Batch

项目

数据仓库

RDBMS Based Event Processing

应用服务器

Streaming

财务

业务流程自动化

交易数据库 业务数据加载

交易服务

业务规则

事件通知

事件侦测

运行 规划

人力

生产

物资

营销

企业服务总线

Internet / Intranet

整合数据仓库

业务系统 集中式数据中心

工会管理

审计综合 ......

信息管理平台 数据整合

数据架构

业务流程自动化

人资管控

财务管控 企协管理

中间件一体机适用性分析（3） -应用层基础设施云化，整合并运行多个各种类型的应用

集中式数据中心

应用层基础设施云化

•简化基础设施

•计算资源动态调配

•绿色节能

红色框线内是可以整合支撑的应用

‹#› Oracle Restricted and Confidential

现有数据中心面临的挑战： •机房空间严重不足

•CPU利用率不高

•运维管理复杂

13%

10%

15%

7% 12%

8%

19%

6%

21%

中间件一体机适用性分析（4） -数据中心基础设施集中化 目前部分网省机房空间不足，可以使用中间一体机进行基础设施的集中化，节约机房空间，降低运维难度

使用中间件一体机进行基础设施集中： •节约机房空间

•降低运维复杂度

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Exalogic案例（国内部分案例） 客户名称 配置 场景 部署情况

青岛海尔集团 1/4配置 多应用系统整合 将面向分销商的全球订单系统部署在Exalogic上，并逐步将门户、集成平台等系统迁移到Exalogic，全球7万员工。

中国联通总部 1/4配置 承载关键系统 北方六省电子化销售服务管理系统ESS改造

内蒙联通 1/4配置 承载关键系统 核心业务支撑系统BSS升级，1千200万客户，近2万员工

广州社保 1/2配置 承载关键系统 全市社保核心系统（五险一金）改造，应用层部署在Exalogic。

北京社保 1/4配置 承载关键系统 面向互联网的人事和职业技能鉴定考务信息系统，突发压力大，峰值并发承受能力：3000笔/秒

中冶赛迪 1/4配置 基础设施云化 为内部客户提供可动态扩展的PAAS平台

郑州社保 1/4配置 承载关键系统 支持郑州600万市民的社保五险和社保卡业务

武汉市政务服务中心 1/4配置 多应用系统整合 集中部署了涉及行政审批、公共资源交易管理、电子监察和绩效评估等3大类13个业务应用

青岛银行 1/4配置2台 承载关键系统 网上银行业务

交通部海事局 1/4配置2台 应用系统整合 智慧海事平台，海事业务系统大集中

贵州烟草 1/4配置 应用系统整合 门户、主数据、集成平台、物流、销售统计等8个关键业务熊

河南地税 1/4配置 承载关键系统 支持金三核心业务系统运行

福建石狮 1/4配置 应用系统整合 服装产业园云计算平台，提供服装设计、销售共享平台

江苏广电 1/4配置 应用系统整合 承载广电计费系统、内容管理系统、互动电视服务等系统

‹#› Oracle Restricted and Confidential

议题

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

• 极限性能-与传统架构比较应用处理能力大幅提升

• 可以整合多个应用-提高硬件资源使用率，降低运维成本

• 无缝融合到现有的数据中心-保护已有的硬件投资

• 总拥有成本低

‹#› Oracle Restricted and Confidential

应用缓冲区

Copy TCP IP 传输

操作系统内核

应用缓冲区

传统硬件 I/O过程

使用传统硬件进行网络操作时，CPU资源会消耗在以下几个方面：

•缓冲复制

•传输处理

•内核交换处理

应用 应用

一体机I/O

使用一体机技术进行数据传输时：

•不需要进行缓冲复制

•应用间可以实现远程内存直读，CPU不需要参与数据的传输

应用 应用

中间件一体机与传统架构相比，吞吐量可以提升4倍, 响应时间加快6倍

优化策略1：采用高带宽、低延时的网络技术 内部使用Infiniband网络技术，将CPU从数据传输的工作中解脱出来，从而减少CPU消耗，降低延时

‹#› Oracle Restricted and Confidential

J2EE Server

优化策略2：使用更大的传输能力

一体机数据传输机制类似于“高速公路+集装箱运输” ，可以大大增加数据的吞吐能力

1.5K 1.5K 1.5K

使用标准的读写IO

10Gb/s 以太网 使用1.5K

最大传输单元(MTU)Size

J2EE Server

读/写4K 组合块

…

4K 4K 4K 4K

64K 128K

40Gb/s Infiniband

使用>=32K MTU

…

使用分散/集中 IO

读/写4K 独立块

4K 4K 4K 4K

应用服务器在传统架构下，每次只能读取4KB的数据，在传输过程中，由于TCP/IP协议的限制，最大的传输单元只能为1.5K

应用服务器在一体机架构下，可以将4KB的数据进行组装，形成64K或者128K以后数据包后，一次性进行传输

‹#› Oracle Restricted and Confidential

只需一键设置，部署在一体机上的中间件就可以得到优化 - 在weblogic 控制台上选择Enable Exalogic Optimizations

‹#› Oracle Restricted and Confidential

实测结果：Exalogic与PC性能测试对比数据

‹#› Oracle Restricted and Confidential

议题

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

• 极限性能-与传统架构比较应用处理能力大幅提升

• 可以整合多个应用-提高硬件资源使用率，降低运维成本

• 无缝融合到现有的数据中心-保护已有的硬件投资

• 总拥有成本低

‹#› Oracle Restricted and Confidential

青岛海尔使用Exalogic 1/4配置，已经将7个应用系统进行了整合，未来还将有15个系统逐步进行部署

¼ Exalogic机柜 硬件分布

EAI平台部署以Oracle Service Bus为核心的 Haier EAI环境

EAI平台通过上百个WebService和专用适配器和Haier的订单-OMS、生产/财务-SAP、零售-JDE、合同、主数据等系统进行集成

EAI平台从原来2台P570服务器上迁移到ExaLogic的2个节点上

42

|

26 17U

25 Cisco 4948 Switch

24 1U 23 NM2-GW

22 7320 Storage Head #1

21 7320 Storage Head #2

20

19 7320 Disk

18

17

16 NM2-GW

15

|

10 6U

9 X4170 M2

8 X4170 M2

7 X4170 M2

6 X4170 M2

5 X4170 M2

4 X4170 M2

3 X4170 M2

2 X4170 M2

1 1U

OMS“人单合一订单管理系统”是运行在Weblogic Server上的核心应用系统

OMS系统有2万多用户，业务高峰期非常集中，处理压力大

OMS应用从原2台P570服务器上迁移到ExaLogic的4个节点上

目前Haier正在评估PLM、ETL等系统，并在现有迁移应用运行稳定后逐步进行

应用部署

‹#› Oracle Restricted and Confidential

议题

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

• 极限性能-与传统架构比较应用处理能力大幅提升

• 可以整合多个应用-提高硬件资源使用率，降低运维成本

• 无缝融合到现有的数据中心-保护已有的硬件投资

• 总拥有成本低

‹#› Oracle Restricted and Confidential

完善的售后服务支持

• 降低系统集成和运维管理的风险和复杂度

单一服务接口：避免多厂商协调造成的“扯皮”现象

系统集成时间：由以往的数月/数周 降至 1至3天

自动补丁升级功能：避免各厂商软硬件产品补丁不一致造成的系统灾难

• 一体机与Oracle(Sun)其他硬件保修政策一致

提供完善的硬件保修

提供ACS（高级客户支持服务），可以进行现场技术支持

‹#› Oracle Restricted and Confidential

议题

• 中间件一体机概述

• 中间件一体机适应场景分析

• 中间件一体机优势

• 极限性能-与传统架构比较应用处理能力大幅提升

• 可以整合多个应用-提高硬件资源使用率，降低运维成本

• 无缝融合到现有的数据中心-保护已有的硬件投资

• 总拥有成本低

‹#› Oracle Restricted and Confidential

中间件一体机按层次分为三类 硬件预集成；硬件预集成+虚拟化；硬件与集成+虚拟化+中间件优化 Oracle 中间件一体机Exalogic属于第三种

37

集成管理

服务器、网络、存储

业务应用

应用缓存

J2EE 应用服务器

C/C++交易中间件

IO集成优化

流量分发与控制

IO集成优化

IO集成优化

IO集成优化

虚拟化

操作系统 硬件预集成

硬件预集成+

虚拟化

硬件预集成+

虚拟化+

中间件优化

‹#› Oracle Restricted and Confidential

38

主要的中间件一体机产品对比

从中间件一体机产品的主要关注点出发，对各一体机产品对比情况如下：

Oracle Exalogic IBM Pure

Applicaton 思科 VCE

华为FusionCube

内置负载均和及流量控制

内置OTD负载均衡软件

无 无 无

中间件平台优化 有，针对Weblogic

有，针对websphere

application

server

无 无

虚拟化 有 有 VMware 有

计算节点 有 有 有 有

网络 40Gb/s 10Gb/s 10Gb/s 10Gb/s

存储 有 有 EMC/Netapp 有

推出时间 2009年 2012年 2010年 2012年

‹#› Oracle Restricted and Confidential

项目 传统架构-PC架构 Exalogic 1/8配置

服务器 16台 PC服务器（每台4C/40core/台）

4计算节点 （共8C/64core）

网络 需另购2台 网络交换机 内置

存储服务器 需另购60TB NAS存储 内置

机柜及电源模块 需另购 内置

配件 需另购扩展模块及I/O板卡

内置

负载均衡器 需另购两台F5负载均衡器

内置

虚拟化软件许可数 需另购64 CPU的许可 内置

平台软件许可数

如Weblogic

需购置640core的许可 需购置64core的许可

中间件一体机与传统PC架构集成解决方案一次购置成本对比

‹#› Oracle Restricted and Confidential

关注点 优势

性能提升(Performacne)

与传统架构相比提升的5到10倍

部署便捷及灵活性 (Deploy)

将一个月以上的实施周期压缩到1-3天，并支持多种应用部署方式

安全 (Security)

内置网络安全分区功能，实现应用间的安全隔离

高可用(HA)

全双工，实现硬件设备的高可用。

通过负载均衡软件，实现应用的高可用

云计算(Cloud)

内置资源动态分配功能。

绿色、节能、环保

总结-Exalogic关键优势

‹#› Oracle Restricted and Confidential

中间件一体机解决方案优势总结

41

• 针对I/O协议进行软件平台优化，大大提升性能，尤其

是提升IO能力

• 在相同计算机核数前提下，比传统架构可以并发处理能力提升5-10倍

性能高

•主机、存储、软件、内联网络费用相对低

•压缩率高，存储空间利用率更高

•装机即可用，节省集成部署费用、占机房空间小

整体拥有成本

低

•统一管理界面，系统易于管理

•软件更智能、更自动化，减少应用运维人员管理工作 易用易管理

•线性或准线性扩展能力

•扩展上限更高 可扩展性强

•开放的云平台、一体化、模块化、虚拟化的IT应用 未来发展趋势

•出厂前已做好预优化配置，简化技术复杂度 预优化配置

‹#› Oracle Restricted and Confidential

Oracle是一体机的领导者 IBM following Oracle’s lead, but PureApplication isn’t Optimized

“Build your own” (自集成)

Greater Integration, Performance, and Scalability

硬件预集成

Ea

sie

r d

ep

loym

en

t, m

an

ag

ea

bilit

y

软硬件深度优化

Oracle Exalogic, Exadata

IBM following Oracle’s lead; IBM PureApplications are not HW/SW optimized …

IBM “PureFlex”

IBM PureApplication

软件预集成

‹#› Oracle Restricted and Confidential

‹#› Oracle Restricted and Confidential