تهدف خدمة قاعدة بيانات Exadata التي أعلنت عنها Oracle مؤخرًا على Exascale (ExaDB-XS) إلى تحسين الأداء لـ أحمال عمل قاعدة البيانات وتخفيض التكاليف.
تم بناء بنية Exascale، وهي بنية Oracle متعددة المستأجرين التي تخصص بذكاء مجموعات من الحوسبة المحسنة لقواعد البيانات الخاصة بها، على نفس الأجهزة – X8M وX9M وX10M – التي تستخدمها Oracle في خدمة قاعدة بيانات Exadata على البنية الأساسية المخصصة. يعود تاريخ Exadata إلى عقد من الزمان وهي البنية الأساسية لشركة Oracle لقاعدة البيانات العلائقية الخاصة بها.
الجديد هو التركيز على أحمال عمل الذكاء الاصطناعي وقواعد البيانات المتجهة، فضلاً عن هيكل التكلفة للدفع مقابل الاستخدام.
منذ أن أصبحت أجهزتها X8M متاحة، قامت شركة Oracle بربط الخوادم بوحدات التخزين عبر شبكة RoCEوتم تجهيز خوادم تخزين Oracle بذاكرة XRMEM الخاصة بها، والتي يمكن الوصول إليها عبر RDMA من محركات NVMe ومحركات الأقراص الصلبة لتشكيل ثلاث طبقات من التخزين: الساخنة والدافئة والباردة.
لقد تم تكييف هذا المنطق مع الهندسة المعمارية المشتركة، وذلك بشكل أساسي عن طريق تعديل إدارة البرامج لقواعد البيانات.
قال كودي أوماماجيسواران، نائب الرئيس الأول لتقنيات Exadata وتوسيع النطاق في شركة Oracle: “قبل هذا، كان كل مستأجر لديه نظام الحوسبة والتخزين Exadata المخصص له”.
“وكان لدينا برنامج يسمى إدارة التخزين التلقائية (ASM) والذي تم استخدامه لتوزيع التخزين بين قواعد البيانات”، كما قال. “الآن، سيتولى مجمع مشترك من الحوسبة والتخزين بسرعة Exascale مسؤولية آلاف المستأجرين وملايين قواعد البيانات.”
باختصار، يتم استخدام مستوى تحكم Exascale محدد لإدارة الأجهزة الافتراضية والتخزين.
تقليديا، كانت شركة Oracle تمثل كل محرك أقراص ثابت في نظام التشغيل عبر رقم الوحدة المنطقية (LUN) وإدارة جميع الأصول المنطقية في شكل ملفات، كبيانات في قاعدة بيانات، ولقطات، وسجلات إعادة التنفيذ، والاستنساخ، وكتل التخزين.
ولكن مع Oracle ASM، تتم مشاركة كل نوع ملف لكل مجموعة من محركات الأقراص المرتبطة بقاعدة البيانات وملفات الاسترداد الخاصة بها، لقطات وتكوين التخزين الممتد. وهذا يهدف إلى ضمان تكرار البيانات وفصلها بين أحجام التخزين المنفصلة.
من الآن فصاعدًا، مع Exascale، سيكون نوع الملف هو الذي يحدد التكرار. تسمح القوالب بتكوين مستويات التكرار وتضمن مستوى التحكم عدم تخزين البيانات على نفس محرك الأقراص.
كما يتم تقسيم الملفات إلى “امتدادات” بحجم 8 ميجا بايت، كما تسميها شركة أوراكل، وهو الحجم الذي يتم اختياره لتحسين الأداء في بنية المستأجرين المتعددين. وقال أوماماجيسواران: “هذه الأجزاء التي يبلغ حجمها 8 ميجا بايت كبيرة بما يكفي للحصول على أداء متسلسل جيد عندما نقوم بمسح البيانات المتجاورة، وهي صغيرة بما يكفي للسماح بتوزيع قاعدة البيانات عبر سحابة التخزين من أجل مشاركة حمل الإدخال/الإخراج”.
يتم تخصيص الامتدادات لدلاء التخزين عبر رمز تجزئة، ويشير جدول التعيين إلى القرص الذي يتم تخزينها عليه. وقال أوماماجيسواران: “يتم تخزين جميع الامتدادات الموجودة في دلو بطريقة زائدة عن الحاجة على ثلاثة أقراص على ثلاثة خوادم تخزين للحماية من انقطاع التخزين وانقطاع الخدمة”.
تم تحديد الحد الأقصى لعدد الدلاء عند 100 ألف. وقال: “يكفي ذلك لمشاركة البيانات بين آلاف خوادم التخزين، وهو صغير بما يكفي لجدول المراسلات المحفوظ في ذاكرة التخزين المؤقت في خوادم قواعد بيانات العملاء”.
أداء يعادل البنية التحتية المخصصة
تسمح هذه البنية التحتية، التي تستخدم شبكة RoCE وبروتوكول اتصال RDMA، بأداء مماثل لخدمات Exadata المخصصة. وهذا يعني معدل نقل بيانات يبلغ 2880 جيجابايت في الثانية مع أحمال عمل معيارية عامة وزمن انتقال يبلغ 17 ميكروثانية، مع خوادم X10M.
ينشأ هذا الأداء من تقسيم البيانات أثناء التنقل ويقوم بأتمتة معالجة SQL بالتوازي، من بين أمور أخرى.
يمكن للمطورين الاستفادة من القدرة على إنشاء نسخ طبق الأصل من قواعد البيانات، كاملة أو “رفيعة”، من قاعدة بيانات في الإنتاج أو لقطة. تعمل تقنية إعادة التوجيه عند الكتابة على تقليل سعة التخزين المطلوبة للنسخ لأن النسخ تشترك في كتل من قاعدة البيانات الأصلية دون حفظ بيانات جديدة. ومع ذلك، فإن معظم هذه الوظائف موجودة بالفعل.
بدلاً من مجموعات الأقراص، يرى المشرفون الآن “خزائن” مرفقة بمجموعات الأجهزة الافتراضية. هذه الخزائن عبارة عن حاويات تخزين منطقية تسحب الموارد من الخوادم المادية المرفقة بمجموعات الأجهزة الافتراضية.
تمثل الخزائن طريقة عمل جديدة وأكثر وضوحًا للمسؤولين لأنها تُستخدم مباشرةً بواسطة قاعدة بيانات Oracle بدلاً من مجموعات أقراص ASM.
أثناء النشر، من الممكن تكوين أجهزة افتراضية، والخزائن المرفقة، وتوفير صورة حاوية قاعدة البيانات بنفس الطريقة التي تستخدمها في شبكة السحابة الافتراضية، وشبكات العملاء والنسخ الاحتياطي الخاصة بها.
يمكن للمسؤولين نشر ما بين جهازين افتراضيين وعشرة أجهزة افتراضية، مع تخصيص عدد مرن من النوى لكل ساعة في مخطط ECPU الخاص بشركة Oracle. ويمكن أن تتراوح مساحة التخزين في الخزانة الواحدة بين 300 جيجابايت و100 تيرابايت.
أقل تكلفة، على نطاق أصغر
بفضل بنية المستأجرين المتعددين، ستكون تكلفة ExaDB-XS أقل بنسبة 95% من تكلفة Exadata Cloud Infrastructure X9M Dedicated.
بالنسبة للتكوين الأساسي (بما في ذلك الترخيص) الذي يستخدم ربع رف X9M – أي خادمين لقاعدة البيانات لثلاثة خوادم تخزين – تكلف البنية التحتية السحابية المخصصة لـ Exadata حوالي 10000 يورو شهريًا مقارنة بحوالي 330 يورو شهريًا مع البنية التحتية Exadata Exascale.
يتعين عليك إضافة خدمات قاعدة بيانات Exadata التي تقوم Oracle بإصدار فواتير لها باعتبارها معالجة عبر RDMA. تبلغ تكلفة المثيل الأساسي لـ ExaDB-XS حوالي 4000 يورو شهريًا مقارنة بـ 13700 يورو لمثيل X9M مخصص في السحابة، مع 4 وحدات معالجة مركزية (8vCPU) مرتبطة بخدمة قاعدة بيانات Exadata. وهذا يوفر حوالي 70%، وفقًا للمورد.
في حين أن مثيل X9M الذي يحتوي على ربع رف يتمتع بسعة تخزين أكبر (190 تيرابايت)، فإن 4 وحدات OCPU لا تكفي لمعالجة هذا القدر من البيانات. لذا، قد لا تكون Exadata Exascale أقل تكلفة بنفس سعة التخزين.
قال أوماماجيسواران: “إن التكلفة الصغيرة لـ Exascale تسمح للشركات الكبيرة والشركات الصغيرة والمتوسطة باستخدامها لأحمال العمل الصغيرة”.
يتفق المحللون على أن شركة أوراكل مستمرة في الابتكار في مواجهة المنافسة من المنافسين. ومن بين هذه المنافسين PostgreSQL ومتغيراته، والتي تدعمها عمليات نشر ضخمة بين عمالقة الحوسبة السحابية، بالإضافة إلى MongoDB. كانت شركة أوراكل بطيئة في تقديم التراخيص القائمة على الاستخدام، لكنها تبدو عازمة على اللحاق بالركب.
في المستقبل، ستكون Exadata Exascale هي البنية الأساسية لجميع خدمات قواعد البيانات في Oracle Cloud Infrastructure، وفقًا لـ Umamageswaran.
