Fusion-io是基于NAND Flash技术的存储设备，底层存储技术与SSD相同，不同的是，Fusion-io采用PCI-E接口，SSD采用SATA接口。相比较SSD，Fusion-io省略了南桥芯片，RAID控制器等访问路径，所以Fusion-io又把他们的产品称为IO Memory，意思就是可以象内存一样访问，性能比SSD要好很多。

   我们目前数据库使用SSD，采用的是硬件RAID5的方案，这个方案的优点是：通过RAID卡提供冗余功能，提升了整体的可靠性。缺点是：RAID会损失部分性能，通过RAID卡屏蔽之后，无法检测到SSD的使用寿命。选择硬件RAID5方案，是在大量测试的基础上，结合我们的实际情况做出的选择，并不一定是最优的方案。

   ORACLE使用Fusion-io的方案，需要考虑三个方面的内容：1.数据冗余方案；2.数据存放方案；3.高可用方案。

   数据冗余方案：

   Fusion-io采用PCI-E接口，无法使用硬件RAID，我们可以使用OS LVM或者ORACLE ASM实现软RAID的功能。

   1.External Redundancy (Striping/RAID0)

   这个方案相当于RAID0，只是将多块ioDrive(Fusion-io的产品名称)的空间整合为一个统一的DG，不提供任何数据冗余。

   2.Normal Redundancy (Mirroring/RAID1)

   这个方案相当于RAID10，同时提供了数据冗余与条带，是可靠性比较高的方案。需要注意的是：可以通过ASM failgroup的功能，将两块ioDrive之间做镜像，以防止单块卡出现故障。

   3.High Redundancy (Mirroring/RAID10 +1)

   这个方案相当于RAID10+1，数据被冗余了三份，进一步提高了可靠性，不过代价有些高。

   4.ASM Mirroring with a Read-Preferred Device

   这个方案稍微复杂，ioDrive与存储的LUN做RAID10，利用ASM的Preferred mirror read功能，读取时优先读取ioDrive，提高性能的同时，又保证了可靠性。

   5.方案分析：

   上述四个方案中，方案一没有数据冗余，其他三个方案都有数据冗余，方案三代价过于高昂，方案四必须要有FC存储，方案二是最有可能采用的方案，但是RAID10要损失一半的容量，对于价格昂贵的ioDrive来说，代价依然高昂。回头看看方案一，因为本地数据没有冗余，所以必须采用Data Guard来保证系统高可用，如果要求数据100%不丢失，Data Guard必须采用同步模式，网络延迟必须满足日志同步写入的要求，如果系统压力过大，依然存在丢失数据的可能性。看来没有十全十美的方案，必须有所取舍。

   数据存放方案：

   1.将所有文件都保存在ioDrive上：

   如果存储空间许可，这是最简单可靠，也是性能最好的一种方案。

   2.将temp文件保存在ioDrive上：

   针对一些DSS系统，temp文件可能是性能的瓶颈，比如大量的sort，Hash join可能耗费大量的temp空间，将temp文件放在ioDrive上可能带来性能上的收益。不过，我很少见到类似的需求，这个方案应该很少使用。

   3.将redo保存在ioDrive上：

   对于ORACLE数据库，redo log必须同步串行(9i串行，10g以后可以并行)，对于write-intensive系统，要求redo必须有很低的写入延迟，否则redo可能成为整个系统的瓶颈。所以，可以考虑将redo log放在ioDrive上，提高响应延迟。但是，我个人并不是特别建议这个方案，因为redo log的写入是一种小IO的顺序写入，顺序写入更适合磁盘，并不适合flash存储(可以参考《基于SSD的数据库性能优化》)。如果磁盘可以满足响应延迟需求，建议将redo log放在磁盘上，而不是ioDrive上。

   4.将热点数据保存在ioDrive上：

   如果整个系统无法全部放在ioDrive上，而用户可以识别出系统的热点数据，那么可以人工将热点数据放在ioDrive上，将其他数据放在磁盘存储上，从而获得比较好的性能。

   5.ioDrive作为flashcache：

   将ioDrive作为数据库内存和磁盘之间的cache，Flashcache是用户透明的一种解决方案，系统自动将热点数据加载在flashcache中，提升系统性能。ORACLE 11g R2提供了flashcache功能，当block从SGA中被换出时，会被写入到flashcache中，但是在ORACLE的flashcache方案中，只有clean block才会被写入到flashcache中，Dirty block必须写入到磁盘上(DBWR会优先保证dirty block的写出，只有空闲时才会写flashcache)，这就是我们所说的write through模式(Facebook的flashcache方案可以采用write back模式，dirty block首先被写入flashcache，然后定期刷新到磁盘上，flashcache同时承担了读cache和写buffer，这个方案性能更好)，ORACLE flashcache是纯粹的读cache，可以大幅度提升读的性能，但是无法提升写的性能。ORACLE的方案很安全，就算flashcache损坏，也不会丢失任何数据，但是性能比WB模式要差一些，而且flashcache预热的过程也比较长。另外一点，ORACLE flashcache必须使用ORACLE LINUX，其他操作系统不提供这个功能。

   Flashcache提供了一个高性价比的方案，但是同时增加了系统的复杂度，如果是WB模式，可能存在数据丢失的风险，在做方案时，需要做一些权衡。个人建议：如果空间可以满足需要，可以考虑方案一，性能和可靠性都最好。如果热点数据很明确，可以采用方案四，简单可控，性价比高。另外，Facebook的flashcache方案也是一个很好的选择，淘宝在MySQL数据库上广泛采用了这一技术，百度也在MySQL innodb存储引擎上，自主开发了flashcache的功能。不过，我始终认为flashcache是一个过渡方案，技术上并不是特别成熟，如果技术上无法完全把握这项技术，请谨慎使用flashcache。

   数据高可用方案：

   ORACLE数据库高可用方案有两个：Data Guard和RAC，Data Gurad相对比较简单，但是可用性并不理想。RAC基于共享存储架构，必须有一套SAN存储，RAC使用FusionIO也有两个方案：

   1.共享存储+Fusion-io+Flashcache

   这个方案采用传统RAC架构，只是在RAC节点上配置ioDrive，用ioDrive作为数据库的flashcache，提升性能。这里要说明一点，为什么ORACLE flashcache不提供WB模式，原因是ORACLE RAC架构必须基于共享存储，如果dirty block写入RAC节点的flashcache，当发生节点crash的时候，将出现数据不一致的情况。

   2.Fusion-io+iSCSI+infiniband

   这个方案将配置ioDrive的机器作为存储节点，利用iSCSI和ASM技术，将存储节点整合为共享的存储设备，输出给RAC节点使用。

   事实上，很早之前我就做过类似的方案：ORACLE RAC廉价数据仓库解决方案，大致的原理一致，只是存储节点变成了ioDrive。但是，我们在做这个方案时，发现在千兆以太网上运行iSCSI，延迟时间根本无法满足需求。如果存储节点换成ioDrive，存储节点可以提供强大的IOPS能力，但是网络延迟将会成为整个系统的瓶颈。后来，ORACLE Exadata出现了，内部互连采用infiniband技术，这给了我们一个启发，我们同样可以利用infiniband的低延迟特性，来实现这个方案。

   Infiniband与以太网不同，采用SRP(SCSI RDMA protocol)协议，是IB SAN的一种协议 ，其主要作用是把iSCSI协议的命令和数据通过RDMA的方式跑到Infiniband网络上，可以认为是iSCSI协议的一种增强和扩展，iSER代表iSCSI Extensions for Remote DMA。下图清晰的展示了各种协议与底层物理链路之间的关系。

   ORACLE Exadata的最大优势在于，将OLTP和DSS融合在一套系统之内，Exadata有一些特性，其中smart scan，storage index，hybrid columnar compressed，这几个特性适合DSS应用。而对于OLTP类型的应用，主要是靠存储节点的flash存储和flashcache技术。对于我们的需求来看，DSS系统更适合采用分布式系统，例如hadoop，greenplum等，而对于OLTP系统，高性能的集中式数据库，可以解决很大的问题。所以，上述的方案如果可行，就为我们提供了一个新的方向。

   我不知道ORACLE Exadata内部采用何种协议进行互联，我也很想搭建一套系统，去验证这个方案是否可行。另外，现在的存储厂商都可以提供内置SSD的存储产品，很多产品还提供自动分层的技术，从技术的角度看，这是比较成熟的。如果采用上述方案，性价比和风险还有待于进一步验证。

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   版权说明：本文中的部分内容来自于Fusion-io官方文档《Oracle Fusion-io Best Practices Guide》，最后的协议与链路关系图，来自于同事林钰的PPT，比我画得好多了。

建议继续学习：

1. 基于MySQL的高可用可扩展架构探讨    (阅读：3726)
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5. 设置用于统计的冗余字段要谨慎    (阅读：2754)
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7. 分布式系统设计系列 -- 基本原理及高可用策略    (阅读：2489)
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