一种基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统

一种基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统，是面向企业数据中心所提供一站式交付的、集成 的、分布式高速数据库集成系统。其特点是将计算节点、高速并发Infiniband网络节点与分布式PCIe闪 存存储节点，通过分布式存储处理软件集成为一个整体系统。解决数据库性能瓶颈，提升数据库系统IOPS， 提升吞吐率，缩短数据存储延迟等指标。本发明适用于联机事务处理与联机事务分析应用场景。

图1是系统的逻辑示意图

1.一种基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统，是面向企业数据中心所提供一站式交付的、 集成的、分布式高速数据库集成系统。它的特点是将计算节点、高速并发Infiniband网络节点与分布式 PCIe闪存存储节点，通过分布式存储软件融合为一个整体系统。其中计算节点包括多个用于数据库计算处 理的服务器，高速并发Infiniband网络节点包括多个用于数据交换传输的Infiniband网络交换机，分布 式PCIe闪存存储节点包括基于PCIe闪存卡的，用于数据高速读取的服务器。

2.计算节点包括多台用于数据库计算的服务器。

3.PCIe闪存存储节点包括至少三个PCIe闪存存储服务器。

4.高速并发Infiniband网络节点至少包括两个Infiniband网络交换机。

5.Infiniband网络交换机支持RDMA、IPoverIB、RDS协议。

6.系统中通过分布式存储软件实现硬件融合与管理功能。

7.计算节点与存储节点分别安装分布式存储软件。

8.分布式PCIe闪存存储节点提供数据存储功能与多副本的数据镜像。

9.系统中所有数据全部存储在分布式PCIe闪存存储节点中。

10.多副本数据镜像包括两副本数据镜像与三副本数据镜像。

11.一种基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统，可以有效整合联机事物处理、联机分析处 理与混合的工作负载到一个系统中，成为具有成本效益的数据库平台。

12.本发明的特点：

1)极速提升数据库的处理能力。

2)减少数据库延时到微秒级别。

3)超过250万TPM值。

4)冗余架构设计与多副本数据保护，提高系统与数据的可靠性与稳定性。

5)分布式弹性扩展架构，平滑升级。

6)容量与性能均线性增长。

7)实现零数据丢失与灾难恢复。

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统的可靠性设计包含高业务连续性、设备冗余保护、数据 冗余保护、不存在单点故障源。

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统开发了特有的分布式计算与存储架构，总共三层硬件体 系：

●数据处理层

由计算节点组成，主要包含多个用于数据库计算的计算服务器。

●高速并发网络层

通过使用冗余的Infiniband网络与RDMA(远程直接内存访问)协议，实现数据的高速传输。

●存储处理层

基于PCIe闪存卡的分布式数据存储节点，全面提升数据库处力能力，解决数据库IO瓶颈。存储节点根 据用户的需要可以动态增加，性能与容量承线性增长。

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统，使得存储服务器在分布式计算与存储的架构中，系统 性能得到充分的保障，是能够替代小型机与高端存储设备的重要技术。它提升了系统安全可控水平，打破 了传统封闭式技术体系的技术壁垒，极大地降低对于小型机与高端存储设备的建设成本。

相对于传统SAN存储，基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统具有以下优势：

●性能优越

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统最大的优势在于能够性能的提升。PCIe接口闪存卡不仅 可以降低数据传输的延迟，还能绕过任何存储区域网络来存储或取回数据，因此，是最快的数据访问方式。 相比传统基于SAN存储的毫秒延迟，基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统实现了微秒延迟。

●高可靠性

全冗余架构，无单点故障，利用成熟可靠的OracleASM功能实现数据的冗余，保证数据的可靠性。

●节省成本

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统极大节省耗电与冷却成本。传统的存储解决方案需要数 百个硬盘驱动器(HDD)、光纤控制器、以及大量的能源及冷却成本，才能实现高吞吐量、低延迟和高IOPS。 ●节省空间

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统结构紧凑，降低了存储服务器对于机架空间的需求。

●易于部署

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统的实装部署极为简单，几乎达到“开箱即用”的程度， 帮助用户加快应用系统上线运行。

基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统通过自主研发的分布式软件将PCIe闪存卡的存储空间进 行划分，形成粒度更小的存储分区，从而在集成系统中形成一个存储资源池，用户从这个资源池中可以动 态为上层的计算节点灵活分配存储空间。数据在不同的存储分区中进行镜像，并且原数据与镜像数据分 别自动的存储在不同的存储节点中，这是分布式架构设计所带来的优势。

在基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统中，用户通过它独有的全局图形化监控管理工具，可以 轻松掌控基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统中所有组件与数据库的状态，实时了解集成系统 性能、设备健康程度、数据库与系统报警信息，为用户进行系统管理与故障排查提供强有力的支持。提高 工作效率与行动响应能力。

在基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统支持动态灵活、随需弹性扩展，用户通过动态增加节点， 达到性能与容量线性增长。

显示了基于PCIe闪存卡的分布式高速数据库集成系统的逻辑架构。

IO性能测试值

测试数据库整体的IOPS/MBPS，能够准确测试存储子系统的IO性能，并且能分析出IO瓶颈是由数据库 还是由存储子系统所导致的。

图2是系统的性能指标图