基于Nutanix企業(yè)云平臺的關(guān)鍵應用支撐與容災課件

1、基于Nutanix企業(yè)云平臺的關(guān)鍵應用支撐與容災基于Nutanix企業(yè)云平臺的關(guān)鍵應用支撐與容災 簡介“簡約其外 雋永其中，助力企業(yè)關(guān)鍵應用并保證業(yè)務連續(xù)性”企業(yè)關(guān)鍵應用的穩(wěn)定性和連續(xù)性對于企業(yè)的影響十分巨大，如何使用更加彈性靈活的超融合平臺滿足企業(yè)未來業(yè)務發(fā)展的需要，如何保證企業(yè)關(guān)鍵應用的性能并實現(xiàn)跨數(shù)據(jù)中心的災難保護機制。在本節(jié)中，您將了解Nutanix如何支撐企業(yè)關(guān)鍵應用，尤其是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在Nutanix平臺上如何獲得極致的性能表現(xiàn)，另外也會介紹如何通過Nutanix內(nèi)置的一鍵式容災功能實現(xiàn)不同SLA級別的業(yè)務連續(xù)性保護。為什么不將數(shù)據(jù)庫運行在超融合和虛擬化環(huán)境中？數(shù)據(jù)庫在Nutanix

2、上的相關(guān)認證- Oracle將數(shù)據(jù)庫運行在兼容的操作系統(tǒng)之上即可得到相關(guān)支持Hypervisor 認證相關(guān)細節(jié):Oracle on VMware vSphere Support MOS Note 249212.1 Oracle on Microsoft Hyper-V Support MOS Note 1563794.1Oracle on AHV NTNX KB 2682 Nutanix ABS Certified for Oracle VM(包括. Oracle RAC on Metro, OVM x86 + SPARC, Solaris, AIX)(Note: MOS = My Oracl

3、e Support)數(shù)據(jù)庫在Nutanix上的相關(guān)認證- SQL及其它SAP Certified For Netweaver /docs/DOC-8760 Oracle Gold PartnerMicrosoft SVVP - /svvp.aspx Exchange ESRP Hyper-V and Acropolis Hypervisor /en-us/office/dn756396.aspx /solutions/enterprise-applications/ Nutanix承載應用的分布情況Source: Q3 FY17 Earnings應用負載的多樣性: 每一種應用負載是不一樣的EP

4、ICA tier 1, scale-up, compute-heavy workload typically deployed at core DCsFIVE9A tier 3, compute-centric application deployed at call centers (ROBO)Tier 3/4Tier 1/2分支機構(gòu)集中式部署在數(shù)據(jù)中心縱向擴展橫向擴展計算密集型存儲密集型應用負載的多樣性: 五種不同的維度/優(yōu)先級關(guān)鍵應用系統(tǒng)與SAP的優(yōu)先順序桌面虛擬化的優(yōu)先順序硬件性能的提升- 能簡單承載高IOPS 的應用軟件層優(yōu)化8K Random 70:30 R:W8K Random

5、Random ReadIOPS per All-Flash Node125KResponse Time (micro-seconds)硬件性能的提升-能隨著增加節(jié)點或加大虛擬機資源而提升性能可以簡單地通過橫向或縱向擴展來解決- 最大化物理資源Nutanix 節(jié)點可被縱向擴展到44 核(開啟超線程后將變?yōu)?8 邏輯核), 1.5TB 內(nèi)存可以輕易的在多個節(jié)點間橫向擴展ABS也提供了橫向擴展的 在以下原因不能虛擬化應用負載時使用它，如：許可證問題需要更多的CPU socket一些特別的外設 (如加密狗 ) 使用RDMA 讓Nutanix CVM 的傳輸更快REMOTE DIRECT MEMORY

6、ACCESS (RDMA)強化的設計利用RDMA去減少寫路徑 (CVM CVM)效益降低30% 的同步寫誤延 讓應用更快OSDrivers用戶空間Kernel 空間StandardRDMACVMCVMCVMCVM物理架構(gòu)micro-seconds產(chǎn)品提升：性能virtIO Driver用戶空間Kernel 空間主機OldNewQEMUvirtIO DriverAHV TURBO硬件CVMCVMAHV TURBO加強的設計Use DPDK libraries to enable faster UVM CVM communicationParallelize IO processing end t

7、o end between UVM and CVM效益Reduced latenciesPerformance optimized full stack with RDMA, NVMe SSD and AHV Turbo 傳統(tǒng)架構(gòu)下的性能與高可用的問題當一個控制器失效時只剩下50% 的資源存活的控制器就會加重一倍 的負載當兩個控制器失效時所有的功能都失效了Hypervisor HA 失效vMotion 失效. Nutanix 提供更佳的高可用度與性能當一個節(jié)點失效時 - RF=2, 至少從三個節(jié)點開始 ，當一個節(jié)點壞時，整個Cluster 還有 66.6% 的可用資源RF=3, 至少從五個節(jié)點

8、開始，當一個節(jié)點壞時，整個Cluster 還有80% 的資源可以用，若壞了兩個節(jié)點時，還有60% 以上的資源可用沒有單點故障(SPOF) 比傳統(tǒng)架構(gòu)更高可用性與更佳的效能當硬盤損壞時的數(shù)據(jù)重建對性能的影響傳統(tǒng)存儲硬盤損壞時數(shù)據(jù)重建與Nutanix架構(gòu)時的比較當傳統(tǒng)的硬盤損壞時- 傳統(tǒng)的架構(gòu)通常重建速度慢而且會嚴重影響性能Nutanix RF2 的架構(gòu) 重建的速度快，且對性能的影響較小當Nutanix 的Cluster 越大時，重建的速度是越快的提供更好的空間使用率ADAPTIVE REPLICATION SELECTIONNode 1Node 2Node 3Replica WritePrima

9、ry Write強化的設計智能的將數(shù)據(jù)分散依照 (queue depth and free space) 的情況Skew-based 的硬盤分散技術(shù)效益改善多種混合慶用使用單一的Nutanix Cluster (server virt, databases, VDI)使用storage heavy 或是 all-flash 的節(jié)點在同一個 cluster應用的密集度與性能QUALITY OF SERVICERead Intensive W/LWrite Intensive W/LBACK END OPS(Curator, Cerebro)強化的設計將讀與寫的Queues 分開自動化調(diào)整前端與后

10、端控制器的IO 操作效益滿足你所有的不同的應用負載，應用之間不會相互的干擾!可預測的性能支持你的關(guān)鍵應用節(jié)省成本 壓縮技術(shù)壓縮強化的設計先進的壓縮技術(shù) 將”冷” 資料透過更有效率的算法進行壓縮，達到付存最大的使用空間效益增加空間使用效率100% 的后臺處理程序，對性能無影響節(jié)省成本-數(shù)據(jù)加密內(nèi)建加密強化的設計使用AES-256 data-at-rest 軟件加密技術(shù)效益使用加密SED 硬盤高度彈性 整個Cluster 或是 Container 的層級對數(shù)據(jù)壓縮的能力沒有任何的影響在高峰情況下對性能的影響小于10%節(jié)省成本 EC-X糾刪碼DDP(2,1) EC Strips in a 4-N c

11、lusterEC Savings = 1.33 (4/3)EC Strip automatically increases to (4,1)EC Savings = 1.6 (8/5)2 Nodes AddedDDPDD強化的設計使用現(xiàn)有的 EC strips 技術(shù)，當增加節(jié)點時會自動擴充新的EC strips 會隨著節(jié)點的增加而自動延伸至新加的節(jié)點之上效益增加空間的利用率簡化管理INTUITIVE CONTROL強化的設計使用一鍵式的操作來執(zhí)行任何的工作，或是得到相關(guān)的資訊按照虛擬機使用行為來判別虛擬機的使用效率，進而提出改進建議集中化的管理顯示每一個VM/應用層級的狀態(tài)效益減少管理的成本快

12、速找到問題所在 對數(shù)據(jù)庫所需的資源進行正確的評估提醒 對于你的應用，一定要正確的評估應用所需的資源 不要只用數(shù)據(jù)庫容量值來進行評估，還有一些其他的因素需要考量Nutanix AMF Xplorer 提供數(shù)據(jù)庫容量評估工具Nutanix AMF SQL Xplorer 提供對SQL 數(shù)據(jù)庫容量評估不需要安裝任何的Agent在SQL 數(shù)據(jù)庫服務器上 一鍵收集所有的數(shù)據(jù)庫資訊同時提供最佳實踐的建議Nutanix Sizer 在線資源評估工具Nutanix Sizer能夠根據(jù)用戶的容量需求，進行建議使用什么型號的Nutanix硬件來滿足應用需求在所有的客戶交易中，我們嚴格要求一定要有Sizer提供的報

13、告才可以進行項目報價及銷售流程/關(guān)鍵應用的最佳實踐作法Nutanix LayerHypervisor LayerGuest OS LayerApplication Layer將你的應用放在Nutanix平臺時，我們會要求客戶一定要參考我們的最佳實踐進行部署不只是在應用層面，同時要考慮到其他的層面，如Hypervisor 及操作系統(tǒng)等Response time最佳實踐-真實案例未應用最佳實踐應用了最佳實踐虛擬化層的最佳實踐使用高時鐘頻率 / 主頻, 較少的core 數(shù)的CPU 來節(jié)省所需的數(shù)據(jù)庫的授權(quán)成本將VM 的大小限于一個NUMA 節(jié)點上一般的Overcommit 的比例Production

14、 = 2:1NonProd = 4:1 or 6:1不要把hyper threaded 當做是一個core 來估算應用所需要的vCPU (Hyper threading 默認已經(jīng)打開)Processor虛擬化層的最佳實踐對于生產(chǎn)型的數(shù)據(jù)庫負載，不要overcommit 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫用滿所有的預留內(nèi)存使用Hugepage參數(shù)關(guān)閉 transparent Hugepage 的設定確保VMs 不會被Hypervisor swap out使用低延遲的10GbE 網(wǎng)絡交換機對于RAC 節(jié)點中的Interconnect網(wǎng)絡使用專用的VLAN使用 VMXNET3 para虛擬網(wǎng)卡MemoryNetwork虛擬

15、化層的最佳實踐使用多個 vmdks 或是 vDisks 使用LVM stripe 或是Oracle ASM若使用 ESX Hypervisor , 使用多張的虛擬 SCSI 控制器，把vmdks 分散到多個控制器上使用PVSCSI 虛擬控制卡若使用 ASM 選擇Redundancy 為”Normal” 且AU Size 設定為 1MBStorageNutanix 提供各類應用的最佳實踐白皮書從官網(wǎng)可以下載-建議閱讀按按照建議實施數(shù)據(jù)庫的一鍵搬遷工具Xtract for DBsXtract for DBsArchitectureDesign TemplateDiscover & AssessDe

16、ployment & Migration不需要安裝Agent 可支持任何的SQL 平臺根據(jù) SQL 最佳實踐自動實施自動安裝新的SQL Server數(shù)據(jù)的自動搬遷Nutanix 協(xié)助小米的企業(yè)云面臨的問題不再使用傳統(tǒng)架構(gòu)，即使使用的了全閃的存儲設備還是沒有辦法解決問題當企業(yè)的架構(gòu)需要擴展時，管理成了最大的問題解決方案小米使用Nutanix 企業(yè)云方案，將企業(yè)內(nèi)部的 Microsoft Exchange, MS SQL Server 數(shù)據(jù)庫及 SAP 應用都放在Nutanix 的平臺上解決了原本的存儲性能不佳的問題簡化了整個IT 的管理，以及對就用性能的預測，進行有效率的管理基于Nutanix企

17、業(yè)云平臺的容災許晶 資深系統(tǒng)工程師容災的必要性停機的漣漪效應數(shù)據(jù)丟失收入損失恢復成本最終用戶生產(chǎn)力的喪失法律和監(jiān)管并發(fā)癥聲譽破壞宕機的成本2016年平均停機成本為740,357美元數(shù)據(jù)丟失自2012年以來上升了40071的組織對他們的災難恢復沒有信心具有多個存儲災備供應商的公司的數(shù)據(jù)丟失可能性是單一供應商數(shù)據(jù)量的3倍基于SLA的建議備份技術(shù)或容災技術(shù)RTORPO分鐘分鐘小時/天小時/天次要事故零接近零分鐘/小時分鐘/小時嚴重事故RTO Recovery Time Objective 是反映業(yè)務恢復及時性的指標，表示業(yè)務從中斷到恢復正常所需的時間RPO Recovery Point Object

18、ive 是反映恢復數(shù)據(jù)完整性的指標，在同步數(shù)據(jù)復制方式下，RPO等于數(shù)據(jù)傳輸時延的時間；在異步數(shù)據(jù)復制方式下，RPO基本為異步傳輸數(shù)據(jù)排隊的時間您可以采納的技術(shù)MS Exchange DAGsMS SQL Server AAGsOracle DataGuardInfrastructure Centric（Vplex、metrocluster）Nutanix Data ProtectionHyper-V Replica, vSphere Replication什么會影響您的技術(shù)決策需要保護什么？業(yè)務的依賴性？一種或多種恢復方法？備份和恢復的時間周期?同步還是異步，能否容忍數(shù)據(jù)丟失?多種SLA 級

19、別需求?我應該使用什么技術(shù)？成本和易用性？故障轉(zhuǎn)移時間？ 容易出錯？ 如何測試？Nutanix數(shù)據(jù)保護適合用在哪里？RTORPO1 小時分鐘級Time Stream小時級別小時級Cloud Connect次要事故接近零分鐘級Metro Availability1 小時分鐘級第三方備份方案嚴重事故DRBackupRemote ReplicationTime StreamNutanix 本地快照技術(shù)(Time Stream)使用場景防止操作系統(tǒng)損壞虛擬機快照文件級別自服務與一般快照功能的差異顆粒度為虛擬機或虛擬磁盤低性能影響VM和應用程序級一致性Nutanix 異步災難恢復功能復制差異數(shù)據(jù)在線去重

20、在線壓縮靈活的拓撲結(jié)構(gòu)限制帶寬時間表異步復制間隔時間1 Hour15 Seconds15 Minutes5 Minutes低RPO帶來的業(yè)務優(yōu)勢企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務保護在發(fā)生中斷或災難時盡量減少數(shù)據(jù)丟失在應用程序或VM級別進行還原的粒度控制更高的投資回報率相對于傳統(tǒng)架構(gòu)超越HCI競爭對手簡單易于使用集中式控制臺（Prism）管理，具有直觀的故障轉(zhuǎn)移和容災演練工作流程沒有延遲和距離限制LWS (Light Weight Snapshot)輕量級快照實現(xiàn)分鐘級RPOvDisk1 OplogvDisk2 OplogvDisk3 OplogvDisk4 OplogBase SnapshotSnapshotS0

21、S1LWS1(1 min)LWS3(3 min)LWS2(2 min)Application VMEpisode 1-4Episode 5-7Episode 6-10Episode 11LWS (Light Weight Snapshot)輕量級快照實現(xiàn)分鐘級RPO遠程群集本地群集S0OplogNFS MetadataS1S2OplogNFS MetadataLWSLWSLWSLWSS0S1S2LWSLWSLWSLWSLWSLWSLWSLWSLWSLWSLWSLWS什么是Metro Availability?延伸了虛擬化群集同步復制延伸了存儲命名空間集成解決方案快速部署簡單管理彈性配置Prot

22、ection Domain 2Protection Domain 1站點 1站點 2Hypervisor HA ClusterActive Container 1Standby Container 1Standby Container 2Active Container 25ms RTTMetro Availability數(shù)據(jù)同步的實現(xiàn)機制Protection Domain 1Active Container 1Standby Container 1CVMCVMCVMCVM12233 ack2 ack2 ack1 ackActive （主站點）寫入RF2數(shù)據(jù)同步過程Metro Availabi

23、lity數(shù)據(jù)同步的實現(xiàn)機制Standby （備站點）寫入RF2數(shù)據(jù)同步過程Protection Domain 1Active Container 1Standby Container 1CVMCVMCVMCVM13344 ack3 ack3 ack1 ack22 ackMetro Availability數(shù)據(jù)同步的實現(xiàn)機制Standby （備站點）讀取數(shù)據(jù)過程Protection Domain 1Active Container 1Standby Container 1CVMCVMCVMCVM11 ack22 ackMetro Availability最佳實踐：Affinity Rules親近

24、規(guī)則vSphere HA Cluster保護域2保護域1站點 1站點 2Active Container 1Standby Container 1Standby Container 2Active Container 2設定成“Should”Affinity規(guī)則在 Site 2 (Container 2)設定成“Should” Affinity 規(guī)則在Site 1 (Container 1)5ms RTT計劃內(nèi)跨站點在線遷移業(yè)務更新 Affinity 規(guī)則vMotion 遷移虛擬機到站點 2提升站點2為保護域的主站點Disable 站點1同步重新Re-enable the 站點2到站點1的同步

25、復制保護Hypervisor HA Cluster保護域1站點 1站點 25ms RTTActive Container 1Standby Container 1Active Container 1Inactive Container 1Standby Container 1Metro Availability和快照容器級快照無額外復制 每四小時自動創(chuàng)建一次獨立自動過期如果禁用或中斷Metro，則用于增量追加點由您自定義調(diào)度安排本地和遠程恢復點根據(jù)您的要求定義的保留可以復制到第三個遠程站點Hypervisor HA Cluster保護域1站點 1站點 2快照 N快照 N5ms RTT快照 N快照 NActive Container 1Standby Container 1Metro + 第三異步復制站點保護域1Hypervisor HA Cluster 保護域1站點 1站點 2快照 N快照 N5ms RTT快照 N快照 NActive Container 1Standby Container 1快照 N快照 NContai