基于X86的分布式存储的数据库平台架构
发布时间：2021-03-02 11:21
随着国内外信息安全问题愈渐凸显,信息系统设备国产化、信息运维自主化需求日益迫切。同时,随着信息系统应用的不断深入,显著增加的用户量、业务量等致使系统性能出现瓶颈,性能优化工作亟不可待。在国内有很多成功案例都受制于第三方集成公司,软件闭源、可控性低。由此提出了基于X86的分布式存储的架构平台优化方案。该方案采用分布式存储,在计算节点、存储节点及交换机采用多结点冗杂,还采用了主备库的双活高可用数据库系统,增加了系统的可靠性,降低运维成本,实现了信息通信的深度自主运维。优化方法可行性分析的实验证明,新平台优化方案始终优于现有的相关优化方案。
【文章来源】：控制工程. 2020,27(02)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基于云化存储的数据库架构示意图Fig.6Schematicdiagramofdatabasearchitecturebasedoncloudstorage
?此，这些企业需要寻找既符合未来趋势，又满足当前业务支撑需求，技术门槛不高的数据库系统架构改造方案[9]。某省电信运营商结合自身稳步去“IOE”的需求选择了小型机云化部署。这种方式是将小型机资源(原有、利旧及新增)与虚拟化技术相结合，搭建高可靠、高可用的小型机资源池，通过部署资源池的方式搭载原有的BOSS系统核心数据库[10]。尽管该方法具备效率高，成本低等优点，但大部分核心系统的数据库系统仍使用“IOE”架构来处理业务，自主可控性低。小型机资源池示意图，如图1所示。图1小型机资源池示意图Fig.1SchematicdiagramofMinicomputerresourcepool在电力方面，国网黑龙江省电力提出了“高性能数据库一体化解决方案”，以开源框架为原型，整合出一套高效、可靠且不改变现有技术架构的新框架；将传统存储替换成分布式存储方式，将小型机替换成实时应用集群服务器，彻底解决IT架构中所存在的问题[11]。在测试结果中发现相比于原来的架构，新架构大幅度的降低了计算时长。但是，国网黑龙江电力目前仅完成了财务管控系统的“去IOE”工作，未完成全面“去IOE”的目标。3X86架构方案3.1技术条件在硬件方面，X86的64位架构的PC服务器，计算能力已经不输于HP、IBM的小型机。在存储方面，与集中式存储技术相比，使用SRP协议进行存储访问能充分利用Infiniband网络带宽。SRP协议通过RDMA方式访存，相比其他协议，不需要CPU参与运算，增强了数据传输能力，减少了时延。同时，高速SSD闪存设备基于PCI-E3.0总线，10块闪存设备的读写速率与内存的读写速率相当，远高于机械硬盘。
机还是Infiniband交换机，UDP协议必须首先转换为IP协议，才可以通过网络传输，假如使用Infiniband交换机，那么还必须将IP协议转换为IPoIB协议，因此经过多次转换，线内传输显然效率不高。而使用RDS内联，OracleRAC数据库内核可直接传输信息，减少转换，可以大幅度的提升性能。另一方面，通过ORACLE自带的ASMHigh模式（三副本）来管理所有块设备。ASM有成熟的冗余和IO分布机制，可以保证数据安全性的同时，在各个存储点进行读写。传统RAC与RDS内联模型比较，如图3所示。图3传统互联与RDS比较示意图Fig.3SchematicdiagramofcomparisonbetweentraditionalinterconnectionandRDS基于以上这些技术背景，我们将提出基于X86的主备库存储的数据库平台架构方法，将从硬件，软件，存储3个方面来进行优化。其中存储方面将分为分布式存储，主备库存储和云化存储。3.2硬件架构将原IBM小型机替换成PC服务器，提升整体计算能力，并具备进一步扩展的能力；用40GBInfiniband网络代替原千兆网络，提升节点间通讯效率，消除集群类I/O瓶颈。同时用3台四路X86服务器组成OracleRAC架构代替传统的OracleRAC双机集群架构，当任意一个计算节点故障时，剩下2个节点已能满足业务处理的性能要求，不会对业务运行产生影响。3.3软件架构将数据库版本升级到Oracle官方支持的更为稳定和可靠的11g版本。将原光纤交换机替换成带宽为56GB的双Infiniband交换机，2组交换机互为冗余，当一个交换机出现问题，存储节点和计算节点之间的通信不受影响，从而保证Flash-RAC系统的稳定性;同时，数据库的
【参考文献】：
期刊论文
[1]电信运营商IT系统“去IOE”推进思路[J]. 陈启崧. 电信快报. 2017(08)
[2]大数据时代电信运营商IT支撑系统去IOE方案研究[J]. 成静静. 数据通信. 2016(05)
[3]基于分布式文件系统电力大数据存储策略探讨[J]. 刘铭,陈艳,吴佳,张春平,张琦. 自动化技术与应用. 2016(10)
[4]智能电网大数据处理技术现状与挑战[J]. 王渭,崔健. 电子技术与软件工程. 2016(01)
[5]国外去“IOE”信息技术体系的主要做法及启示[J]. 周季礼,李军. 信息安全与通信保密. 2015(05)
[6]掀起电网“去IOE”技术变革潮[J]. 桑学勇,张爽,任海霞. 国家电网. 2015(05)
[7]国内企业去IOE的可行性探索与方案思考[J]. 乔长兵,朱涛,张振骐. 电信快报. 2015(04)
[8]电信运营商BOSS系统数据库云化升级方案研究[J]. 赵跃东,曾王平,彭如强,龚伟. 通信电源技术. 2015(02)
[9]对金融企业“去IOE”的现状与难点分析[J]. 王磊. 电子技术与软件工程. 2015(02)
[10]电信运营商IT系统去IOE思路及实施方法[J]. 饶高钢,郝金隆. 电信工程技术与标准化. 2014(09)
本文编号：3059175
【文章来源】：控制工程. 2020,27(02)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基于云化存储的数据库架构示意图Fig.6Schematicdiagramofdatabasearchitecturebasedoncloudstorage
?此，这些企业需要寻找既符合未来趋势，又满足当前业务支撑需求，技术门槛不高的数据库系统架构改造方案[9]。某省电信运营商结合自身稳步去“IOE”的需求选择了小型机云化部署。这种方式是将小型机资源(原有、利旧及新增)与虚拟化技术相结合，搭建高可靠、高可用的小型机资源池，通过部署资源池的方式搭载原有的BOSS系统核心数据库[10]。尽管该方法具备效率高，成本低等优点，但大部分核心系统的数据库系统仍使用“IOE”架构来处理业务，自主可控性低。小型机资源池示意图，如图1所示。图1小型机资源池示意图Fig.1SchematicdiagramofMinicomputerresourcepool在电力方面，国网黑龙江省电力提出了“高性能数据库一体化解决方案”，以开源框架为原型，整合出一套高效、可靠且不改变现有技术架构的新框架；将传统存储替换成分布式存储方式，将小型机替换成实时应用集群服务器，彻底解决IT架构中所存在的问题[11]。在测试结果中发现相比于原来的架构，新架构大幅度的降低了计算时长。但是，国网黑龙江电力目前仅完成了财务管控系统的“去IOE”工作，未完成全面“去IOE”的目标。3X86架构方案3.1技术条件在硬件方面，X86的64位架构的PC服务器，计算能力已经不输于HP、IBM的小型机。在存储方面，与集中式存储技术相比，使用SRP协议进行存储访问能充分利用Infiniband网络带宽。SRP协议通过RDMA方式访存，相比其他协议，不需要CPU参与运算，增强了数据传输能力，减少了时延。同时，高速SSD闪存设备基于PCI-E3.0总线，10块闪存设备的读写速率与内存的读写速率相当，远高于机械硬盘。
机还是Infiniband交换机，UDP协议必须首先转换为IP协议，才可以通过网络传输，假如使用Infiniband交换机，那么还必须将IP协议转换为IPoIB协议，因此经过多次转换，线内传输显然效率不高。而使用RDS内联，OracleRAC数据库内核可直接传输信息，减少转换，可以大幅度的提升性能。另一方面，通过ORACLE自带的ASMHigh模式（三副本）来管理所有块设备。ASM有成熟的冗余和IO分布机制，可以保证数据安全性的同时，在各个存储点进行读写。传统RAC与RDS内联模型比较，如图3所示。图3传统互联与RDS比较示意图Fig.3SchematicdiagramofcomparisonbetweentraditionalinterconnectionandRDS基于以上这些技术背景，我们将提出基于X86的主备库存储的数据库平台架构方法，将从硬件，软件，存储3个方面来进行优化。其中存储方面将分为分布式存储，主备库存储和云化存储。3.2硬件架构将原IBM小型机替换成PC服务器，提升整体计算能力，并具备进一步扩展的能力；用40GBInfiniband网络代替原千兆网络，提升节点间通讯效率，消除集群类I/O瓶颈。同时用3台四路X86服务器组成OracleRAC架构代替传统的OracleRAC双机集群架构，当任意一个计算节点故障时，剩下2个节点已能满足业务处理的性能要求，不会对业务运行产生影响。3.3软件架构将数据库版本升级到Oracle官方支持的更为稳定和可靠的11g版本。将原光纤交换机替换成带宽为56GB的双Infiniband交换机，2组交换机互为冗余，当一个交换机出现问题，存储节点和计算节点之间的通信不受影响，从而保证Flash-RAC系统的稳定性;同时，数据库的
【参考文献】：
期刊论文
[1]电信运营商IT系统“去IOE”推进思路[J]. 陈启崧. 电信快报. 2017(08)
[2]大数据时代电信运营商IT支撑系统去IOE方案研究[J]. 成静静. 数据通信. 2016(05)
[3]基于分布式文件系统电力大数据存储策略探讨[J]. 刘铭,陈艳,吴佳,张春平,张琦. 自动化技术与应用. 2016(10)
[4]智能电网大数据处理技术现状与挑战[J]. 王渭,崔健. 电子技术与软件工程. 2016(01)
[5]国外去“IOE”信息技术体系的主要做法及启示[J]. 周季礼,李军. 信息安全与通信保密. 2015(05)
[6]掀起电网“去IOE”技术变革潮[J]. 桑学勇,张爽,任海霞. 国家电网. 2015(05)
[7]国内企业去IOE的可行性探索与方案思考[J]. 乔长兵,朱涛,张振骐. 电信快报. 2015(04)
[8]电信运营商BOSS系统数据库云化升级方案研究[J]. 赵跃东,曾王平,彭如强,龚伟. 通信电源技术. 2015(02)
[9]对金融企业“去IOE”的现状与难点分析[J]. 王磊. 电子技术与软件工程. 2015(02)
[10]电信运营商IT系统去IOE思路及实施方法[J]. 饶高钢,郝金隆. 电信工程技术与标准化. 2014(09)
本文编号：3059175
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