应用程序服务器虚拟化技术

Oracle白皮书2011年11月OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计0执行概要.
1简介1SPARCT4处理器和系统概述3SPARCT4系统组合.
4OracleSolaris和SPARCT4服务器4性能5基准测试5效率6安全性.
6可用性.
7高可用性8虚拟化.
10OracleSolaris11—专为云而构建.
11易于集成—云就绪11端到端的优化11易于部署和管理.
12OracleEnterpriseManagerOpsCenter.
13总结14资源14OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计1执行概要对OracleSolaris和SPARCT4处理器采用集成设计以提高整个应用程序解决方案体系的吞吐量、安全性和弹性.
了解该组合如何实现投资回报最大化并帮助组织管理他们现有基础架构或新企业云基础架构设计的成本.
简介随着企业数据中心向内部云资源发展趋势的形成,许多组织正在努力解决如何变革他们现有的基础架构以实现云计算模型公认的经济性和灵活性.
一些组织甚至考虑完全重新设计他们的服务交付方式.

OracleSolaris通过实现数据中心计算、联网和存储管理的现代化,一直都在帮助组织将他们的数据中心向更加面向服务的模型发展.
从OracleSolaris10开始,这一新的设计方法带来了多种新技术,帮助组织最大限度地利用他们的数据中心资产.
在这些重要的创新技术中,有使用OracleSolarisZones(以前称为Containers)实现的针对操作系统的内置虚拟化、有通过ZFS文件系统实现的存储虚拟化,以及使用动态跟踪(DTrace)安全分析实时生产负载的能力.
此外,通过故障管理架构(FMA)和服务管理工具(SMF)引入的自我修复功能也使系统硬件和软件服务的弹性得以显著提高.
随着OracleSolaris11的出现,基于该基准构建了多项重要的新功能,用以改善传统数据中心运营并为构建企业级云奠定基础.
这里重点关注的是:通过将虚拟化功能扩展到网络并引入新的安装和软件管理技术而增强和加速服务交付能力.
OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计2在过去的25年中,OracleSolaris的开发始终与基于SPARC处理器构建的系统同步进行.
OracleSolaris与SPARCT4处理器的许多系统级功能紧密集成,再加上集成的高速网络和加密加速,因而能提供可伸缩的、高性能的计算能力.
当前,借助于OracleSolaris10和SPARCT4系统,现有的应用程序可以立即实现性能提升,与此同时公司也可以通过OracleSolaris11开始将他们的运营扩展到云中.
本文接下来的几部分,将更详细地介绍OracleSolaris及其随附产品(OracleSolarisCluster和OracleSolarisStudio)如何与SPARCT4系统和Oracle企业级软件协同工作以提供一组具有吸引力的云就绪解决方案.
OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计3"在我们的ERP系统中对OracleSPARCT4系统执行的基准测试得出了震撼结果.
我们发现与旧式服务器相比,性能最多增强了4倍.
部署非常容易,毫不费力.
我们计划的全球推广将利用SPARCT4非常普通的空间、能耗和散热要求.
在生产部署中,我们计划使用OracleSolaris虚拟化实现容器并将多个负载整合到单个服务器中.
"ThomasKleber,Kromberg&SchubertGmbH&CoIT部门负责人SPARCT4处理器和系统概述SPARCT4处理器标志着在性能和能源效率方面取得重大突破,以便应对虚拟化数据中心当前面临的日益严峻的挑战.
最新的多线程技术不仅提供前代处理器的吞吐量计算功能,还为单线程负载提供多达7倍的更优性能.
例如,2个机架单元(2RU)可以支持64个线程,在提供更大计算密度的同时,还能使电力和冷却要求保持在限定的范围内.
极高水平的集成有助于降低延迟和成本,以及提高安全性和可靠性.
优化的系统设计提供对多种IT服务应用类型的支持.
管理界面的统一和标准的采用有助于降低管理成本,而跨Oracle容量服务器共享的创新机柜设计可以实现现代数据中心的密度、效率和成本节约.
SPARCT4处理器系列经过精心设计和优化,可以适应不同的应用环境.
表1简要介绍SPARCT4处理器架构的重要特性.
表1.
SPARCT4处理器架构的重要特性特性SPARCT4规格内核/线程/插槽最多8个内核/8个线程/4个插槽最多256个处理线程芯片多线程(CMT)最大频率最高3.
0GHz共享L3缓存片上4MB专用L2缓存(每个内核128KB)片上支持PCIExpress桥、与XAUI集成的双10GbE网络、加密加速、L1/L2/L3缓存、整数和浮点执行单元、PCIeGen2(x8)、虚拟机管理程序OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计4最大内存(每个系统)最多1,024TB(4个插槽)可靠性特性预测性自我修复、热插拔组件、无处不在的ECC、冗余组件和网络、PCIe、USB和SCSI设备的热插拔安全性多种片上加密功能以及其他保护虚拟化(V12N)不需要另外付费OracleVMServerforSPARC(以前称为LogicalDomains或LDOM)和OracleSolarisZones目标环境面向网络:整合与虚拟化、Web、介质、安全性、OLTP、中间件/SOA、批处理、数据集市、应用服务器SPARCT4系统组合Oracle提供3种机架安装配置和1个刀片服务器,因此为现有的SPARC系统提供了无缝升级路径.
刀片服务器有一个CPU,并且与SunBlade6000模块化系统机柜兼容.
以1、2和4个插槽配置提供机架安装式系统.
OracleSolaris和SPARCT4服务器OracleSolaris是一个经过验证的、行业领先的操作系统,它提供的特性专用于处理企业的业务关键运营.
无论是纵向还是横向伸缩环境,OracleSolaris都能提供用于虚拟化的关键功能、优化的利用率、高可用性、无与伦比的安全性以及超强性能.
OracleSolaris可以在不同的SPARC(和基于x86的)系统上运行,并确保与现有应用程序的兼容性.
这正是当前有55,000多家企业和机构在OracleSolaris上运行11,000多个经过认证的应用程序的原因.
Oracle以OracleSolaris为核心,从顶层的应用程序层到底层的磁盘存储系统,为客户提供一个完整的集成体系,如图1所示.
Oracle是前三个软件领域(管理软件、中间件和数据库)的头号供应商,而OracleSolaris是Oracle数据库应用程序的首选部署平台.
OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计5"作为全球领先的金融机构,ING需要的服务器必须可以提供最高水平的可靠性和性能,这样才能支持我们任务关键的业务应用程序.

我们通过在运行OracleSolaris的OracleSPARCT4服务器中对ING应用程序体系执行测试,证明OracleSun服务器在提供质量、预测能力和完整向后兼容性的同时,还能极大增强系统性能.
"FrankSchots,ING银行高级UNIX系统工程师图1.
OracleSolaris和OracleSPARC服务器是用于Oracle数据库和管理软件的最佳解决方案体系.
性能OracleSPARCT4系统整合了许多技术.
表1简要介绍CPU自身的特性,例如网络和加密加速.
这些系统还包含内存和I/O的服务处理器(iLOM)和子系统.
OracleSolaris旨在利用底层硬件的功能为运行中的企业应用程序提供一流环境.
OracleSolaris的多线程功能利用SPARCT4处理器中重新设计的内核.
尤其是,线程现在可以定义为―重要‖并使用内核的所有资源,从而显著提升单线程应用程序的性能.
这是对从上几代T系列处理器继承的吞吐量计算能力的补充.
基准测试依据为上几代SPARC系统设置的许多世界级性能结果,T4可以在短期内跨多种基准实现令人注目的性能.
由于单线程和吞吐量计算性能的提高,T4可以与IBMPower以及Intelx86和ItaniumCPU展开有效的竞争(如下表所示).
OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计6应用程序基准结果/注释融合中间件SPECjEnterprise2010比IBMPower7快2.
4倍电子商务套件HRR12.
1.
22400位联机用户PeoplesoftPayroll批处理比HPItanium快3.
1倍PeoplesoftHRHRSelf-Service9.
1比IBMPower快3.
8倍SiebelLoyalty批处理7.
65MTPH(积分累计奖励)JDEdwards联机"日常工作"+批处理比IBMPower7P750快2.
5倍CommunicationsActivation电话通信服务提供T4CPU比1.
7GHzItanium快7.
7倍CommunicationsServiceBroker电信服务(Java/智能网络)T4CPU比IntelNehalem快2.
7倍数据库安全性TDE比IntelAES-NI实现快42%数据库TPC-H比IBMPower7780和HPItanium快效率操作系统和硬件可以从多个方面进行互操作以实现效率最大化.
OracleSolaris识别SPARCT4系统的电源管理设置以优化系统功耗.
此外,负责网络和加密的软件组件将利用硬件资源(而不是浪费CPU资源)实施不同的包处理和安全算法.
这样可以实现线速加密而不会影响关键负载.

这一"免费"加密还被OracleSolarisZFS和VMServerforSPARC(如下所述)分别用于即时加密和安全实时迁移中.
安全性OracleSolaris提供一个先进的网络级安全系统,用于控制用户访问文件、保护系统数据库和使用资源的方式.
OracleSolaris提供了过去只有在TrustedSolaris8操作系统中才能找到的安全特性,例如标签化安全性.
它可以随时提供安全环境.
OracleSolaris提供RBAC(基于角色的访问控制)、进程权限管理和最小权限.
这些技术通过仅为用户和应用程序授予执行任务所需的最低权限来降低安全风险.
系统管理员可以授予(或拒绝)对系统中任何进程的大量离散权限,以便创建有效的安全策略、尽可能降低恶意操作的可能性、控制对数据的访问和确保符合法规要求.

OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计7以下介绍与硬件的紧密集成:SPARCT4处理器在8个内核中的任何一个中都包含一个集成的加密加速单元.
这意味着OracleSolaris应用程序可以安全运行,避免了专用加密处理器的额外成本以及与安全操作相关的CPU开销.
SPARC的集成化加密单元支持17种最常用的密码和安全散列函数,比基于附加加速卡的解决方案优越10倍以上.
基于对称密钥的加密和解密机制,例如数据加密标准(DES)、三重DES(3DES)、高级加密标准(AES-128、AES-192和AES-256)、MD5、SHA1、SHA-224、SHA256、SHA-384/SHA-512,以及椭圆曲线加密(ECC)机制,例如ECCp-160、ECCb-163和伽罗瓦域运算.
片上随机数生成器支持用于加密应用程序的随机数生成运算RSA运算.
这是安全套接字层/传输层安全(SSL/TLS)全流程握手的重要组件.
SPARCT4处理器的每个内核都包含一个支持RSA和数字签名算法(DSA)运算的模运算单元(MAU).
RSA运算利用计算密集型算法,这样可以分流到MAU.
在SPARCT4处理器中,将RSA运算移至MAU可以提高SSL/TLS全流程握手的性能,并释放CPU用于处理其他计算.
可用性OracleSolaris预测性自我修复软件可以主动监视和管理系统组件,帮助组织实现IT服务的最高可用性.
预测性自我修复自动诊断、隔离和恢复许多硬件故障,并提供软件应用程序弹性.

在发生软件故障、重要硬件组件故障、甚至是软件配置不当时,这些系统服务也可以继续保持运行.
OracleSolarisFaultManagerArchitecture(FMA)和OracleSolarisServiceManagerFacility(SMF)是预测性自我修复软件的两个主要组件.
FMA可自动诊断系统中的故障并发起自我修复操作,帮助避免服务中断.
该特性可以在故障发生之前将问题组件配置到系统之外,从而减少停机—在发生故障时,该特性会使用SMF发起自动恢复和应用程序重启.
从传入错误流中观察到可辨别的模式时,FMA诊断引擎会立即生成故障诊断.
完成诊断之后,FMA会将故障信息提供给知道如何响应特定故障的代理.
在运行ASR(Oracle自动服务请求)的系统中,故障通知将引发一个服务请求.
该服务与MyOracleSupport充分集成,帮助更快地解决问题.
OracleSolaris和OracleSPARCT4服务器—针对企业云部署的集成设计8FMA可以在所有的OracleSPARCT4系统中提供全面可靠性和可用性能力.
例如:CPU"脱机化"使认为有故障的内核和线程脱机.
尽管生产能力会有稍微降低,但系统将继续在该情况下运行,直至修复可以起到作用.
内存页面退出功能可以淘汰标记为故障的内存页面.
更换故障内存之前,这些页面在重启时已经记录并保持脱机.
缓存行退出–该功能可以淘汰在处理器芯片内诊断为发生故障的一个或多个64字节的L2或L3缓存行,避免这些行生成更多的ECC错误.
这些行在重启时已经记录并保持脱机,直至更换故障处理器,此时它们将重新可用.
少量缓存行的退出仅对系统性能带来最低限度的影响,因此系统可以继续提供服务而无需中断SMF工具通过将应用程序服务转换为可由管理员统一查看和管理的第一类对象,为这些服务创建一个标准化的控制机制.
即使这些服务被管理员无意间关闭、由于软件编程错误而终止或由于底层硬件问题而中断,它们也将会自动重启.
具体而言,SMF允许管理员通过运行OracleSolaris的OracleSPARC服务器轻松高效地执行下列任务:配置并管理自动重启的服务,在正确顺序的相关性出现故障后使进程恢复联机诊断并修复"行为不当"或发生故障的服务跨系统升级和补丁保持服务的启用/禁用确保与仍可能使用传统Unix启动脚本的旧式服务的兼容性自动生成服务配置信息库的快照以允许备份、恢复和撤消系统服务组的操作.

为多种实体(例如网络设备和地址以及内核配置信息)提供一致的配置处理高可用性单实例的OracleSolaris可以提供许多可用性特性,包括FMA、网络和存储多路径以及热插拔功能.
但是,一些应用程序需要额外级别的可用性.
这种可用性只能通过基于高级操作系统的集群解决方案将多个服务器单元紧密耦合在一起来获得.
OracleSolarisCluster是针对OracleSolaris设计的集群解决方案,并经过优化以利用SPARCT4的可靠性特性.
OracleSolarisCluster通过它与OracleSolaris内核的紧密集成,确保在集群的一个节点出现问题时能快速进行故障切换.