從世博訂票看DB2數據庫服務器選型
2010年上海世博會即將于5月正式揭開它的神秘面紗，從世博會的信息化通氣會上了解到，負責世博會預約服務管理系統的是長江計算機公司。該公司以Windows Server操作系統+DB2數據庫作平臺，力求穩妥高效的解決世博會開幕前龐大的票務和各種預約服務的IT系統壓力。
我們就DB2數據庫服務器的選型，從數據處理能力、可靠性和投資成本幾個方面來分析DB2數據庫對服務器的具體要求，并結合即將到來的世博會案例，揭秘其選型的關鍵所在。
什么是DB2數據庫？
DB2數據庫是IBM研制的一種關系型數據庫系統，憑借優秀的可伸縮性、良好的大規模并行特性廣泛應用于大型數據庫系統。由于采用了數據分級技術，能夠使集群內的數據很方便的下載到本地LAN數據庫服務器，銜接了客戶機/服務器用戶對數據庫集群的訪問，使數據庫本地化和遠程連接盡可能的透明。也因此，從大型集群到單用戶環境，包括Linux、OS/2和Windows平臺，DB2都有一席之地。
從DBA（數據庫管理員，英文是Database Administrator，簡稱DBA）的角度來看，DB2定位于高層次的數據利用性、完整性、安全性和可恢復性。從小規模到大規模的數據庫應用均可以流暢的運行在DB2上——這一點需要特別說明，傳統SQL數據庫在并行調用到一定規模之后，數據庫性能會有較大的下滑——而DB2恰恰在設計之初就是為了解決這類問題。
2006年IBM發布了DB2的第九個版本，其最大的特點就是率先實現了可擴展標記語言(XML)和關系數據間的無縫交互，而無需考慮數據的格式、平臺或數據庫位置。可以說，DB2 9是一款劃時代的數據庫產品，它結合了關系型數據庫和層次型數據庫二者的特點，從而成為了混合型數據庫——各種DBMS特性仍然存在的同時，能夠非常好的支持XML數據。
【編輯推薦】
#p#
DB2 9對服務器選型是一個考驗
基于以上兩種特性的DB2 9對服務器選型來說明顯是一個考驗。首先，關系型數據庫對計算并行性有較高要求，由于關系索引需要在各分支關系樹中以盡可能快的速度進行，因此在并行計算的同時也對計算速度(主頻等)有嚴格的要求——某一子進程返回結果造成的延遲會影響整個數據庫的性能。另一方面，層次型數據庫在逐層遞歸索引時，容易對服務器I/O造成巨大壓力。以往DBA們在處理典型的層次型數據庫時，通常采用增大服務器內存的方式，以保證一次性載入足夠多的數據，以消減服務器內部I/O瓶頸，但處理器對內存的訪問又成為掣肘的關鍵。
由于DB2更適用于企業級海量數據庫的部署，因此上述兩類對計算能力和內存響應的要求均只是性能層面的;真正困擾企業DBA的是如何保證數據庫的可靠性和穩定性。分布式數據庫配合龐大的集群固然可以保證業務的連續性，但其數據中心規模所帶來的運營成本在今天也成了企業IT部門的心病——據IDC調查，每花1美元采購數據中心設備，就將增添8美元的運營成本(還不包括電費)。因此，如何能夠在滿足性能和穩定性的前提下，盡可能的減少DB2數據庫硬件的假設成本，才是目前企業所面臨的核心問題。
【編輯推薦】
#p#
兼顧計算與I/O性能 至強7500助力DB2
可以看出，DB2數據庫對服務器的苛刻要求讓DBA們難以選擇合適的解決方案：既要并行計算能力強大，其主頻(不能過低)還要能把保證單線程計算強度，此外還需要“內存敏感”，以使得I/O方面沒有瓶頸。
讓我們先來看看以往的解決方案：首先是RISC架構小型機。IBM Power系列處理器一貫以來都走著高主頻路線，然而其Power 6系列處理器區區4個核心在并行計算上顯得有些不足。而另一大RISC旗幟SPARC系列處理器，倒是走了多核心路線，但為了維持功耗而犧牲主頻的做法使得SPARC處理器在“主頻敏感”型計算中處于劣勢。
按照傳統的做法，DBA們只有承受昂貴的投資，接受“小型機集群”以彌補處理器造成的短板。而x86平臺雖然價格便宜，但以往在并行計算性能以及可靠性上很難滿足DBA的需求。直到去年至強5500系列處理器發布，憑借Nehalem架構強悍的并行能力和優異的內存控制一舉在雙路領域贏得DBA們的青睞，而今年發布的至強5600更是以32nm六核12線程的超強性能接替至強5500為雙路至四路的數據庫服務器提供了充分的升級空間。
但是在四路以上的大型企業級應用領域呢?3月底，英特爾發布了至強7500系列處理器，憑借8核16線程的強悍并行能力以及優秀的4通道DDR3內存控制器橫掃x86平臺——為八路及以上服務器帶來“革命性”的性能提升。據官方數據表示，至強7500的內存帶寬比至強7400高9倍，運行數據庫程序時的性能則是后者的2.5倍，整數運算性能為至強7400的1.7倍，浮點運算性能則是至強7400的2.2倍。而且，由于使用了4個QPI接口，讓服務器廠商無須借助其他控制器芯片，就可以擴展到8路服務器。
從前面分析的兩大需求來看，至強7500的并行計算性能已然是目前x86平臺最高產品，而單核計算性能畢竟和主頻掛鉤。至強7500的主頻在2.26GHz，在筆者的DBA朋友中有質疑的，認為這主頻并不高，比一些動輒3GHz以上的主頻要低。但是要知道，至強7500有英特爾Turbo Boost睿頻技術，可以根據工作負載，動態的提升主頻10%左右——甚至可以關閉其他低負載內核，將單核主頻提升至4GHz以上。筆者的DBA朋友在聽到解釋后也為之驚訝：“這也太聰明了吧。”英特爾所提倡的“智能計算”理念中的重要一環就是處理器能動態調節工作狀態。
另一方面，對于DB2數據庫的“內存敏感型”需求(比如前文提到的層次型數據庫)來說，至強7500擁有無與倫比的優勢——四通道DDR3內存的支持以及四條QPI帶來的6.4GT/s極限內部互聯速率。對于CPU來說，還有一個重要的I/O瓶頸，就是CPU內部的高速緩存。
簡單說明一下，CPU讀取數據時，先從高速緩存中索引，如果搜索到相關數據就可以很快返回給CPU計算。如果沒有需要的數據，就會去內存中索引，也因此我們經常會認為加大系統內存，同時提高系統內存的帶寬(也就是訪問內存的速度)可以提升性能。那么，從本源上看，如果提升CPU緩存不是更有效么。是的，但是成本太高，而且CPU內寸土寸金，受制于工藝制程也不可能集成太多(上一代至強7400二級緩存9MB，三級緩存16MB)，如今的至強7500憑借45納米工藝集成了16MB二級緩存和24兆三級緩存，也就提升了CPU在內部索引數據的成功率，大幅度提升了I/O水平——這種效率是疊加的(請自行理解)。
可以看出，盡管DB2數據庫對服務器要求很高，尤其是CPU方面，在計算性能和內存I/O方面對處理器要求可以說很苛刻。而至強7500通過睿頻和超線程技術解決了DB2數據庫對CPU主頻和并行能力的雙重要求，并以強悍的內存支持和超大緩存將系統I/O延伸到一個新的高度。最后要提一下DBA們關注的可靠性問題，至強7500首次引入了多達22條的RAS特性，所構建的MCA架構大大保證了數據庫服務器系統的可靠性。
從成本上看，x86平臺低廉的價格和強大的生態環境支持使企業在部署DB2數據庫時的成本投資相對要少很多。而從運營維護上來看，至強7500的性能遠超以往的x86處理器，可以實現更多路整合，也就變相節約了投入和電費。
【編輯推薦】
