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[Exadata day1] Exadata 기초

aonee 2025. 10. 20. 16:41

1~3장: Exadata 기초

  • 1장: Exadata 개요 및 배경, 배포 모델, 리소스 안내
  • 2장: 하드웨어 구성요소(X8M, 랙 구성, 확장성)
  • 3장: 네트워크 아키텍처(RDMA/RoCE), 스토리지 아키텍처 및 멀티랙 구성

 

 

Oracle Exadata
👉 오라클 데이터베이스 전용 초고성능 통합 시스템으로, 단순 서버가 아니라 DB 성능을 극대화하기 위한 HW+SW 일체형 어플라이언스입니다.
특히 대기업, 금융권, 공공기관 등 대용량 트랜잭션·분석 시스템에서 널리 쓰입니다.

🧭 1. 엑사(Exadata)가 제공하는 핵심 기능

✅ ① Smart Scan (스마트 스캔) — 불필요한 I/O 제거

  • 일반 서버는 모든 데이터를 읽어서 DB에서 필터링하지만,
    Exadata는 스토리지 레벨에서 WHERE 조건 등을 미리 처리합니다.
  • 즉, 필요한 데이터만 네트워크로 올리기 때문에 속도가 수십 배 빨라짐.
    👉 대규모 테이블 조회나 DW(데이터 웨어하우스) 쿼리에서 효과가 큽니다.

⚡ ② Storage Offload (스토리지 오프로딩) — CPU 부담 감소

  • DB 서버 대신 스토리지 서버가 일부 쿼리 연산(필터링, 집계)을 처리합니다.
  • DB 서버는 결과만 받아서 빠르게 응답.
    👉 동일한 하드웨어로도 처리량(Throughput) 대폭 증가.

📈 ③ Hybrid Columnar Compression (HCC) — 압축 기능

  • 데이터를 행+열 혼합 방식으로 압축해 저장 공간 절감 (최대 10~50배).
  • 압축된 상태로 바로 읽을 수 있어 I/O 속도도 빠름.
    👉 DW·백업 영역에서 특히 효과적.

🧠 ④ Automatic Storage Management (ASM) — 자동 스토리지 관리

  • 스토리지를 수동으로 설정하지 않고, 자동 스트라이핑·미러링·리밸런싱.
  • 장애 발생 시 자동으로 복구.
    👉 스토리지 운영 부담이 크게 줄어듦.
    👉 참고: 이때 쓰이는 게 Oracle Automatic Storage Management입니다.
  • ASM의 핵심 역할
    • 물리 디스크를 ASM이 자동으로 묶어서 하나의 논리적 스토리지 그룹(Disk Group)으로 만듭니다.
    • 데이터베이스는 개별 디스크가 아니라 이 Disk Group을 바라보며 I/O를 수행합니다.
    • 덕분에 성능, 가용성, 관리 편의성이 모두 향상됩니다.
    • [Oracle Database]
              │
              ▼
      [ASM Instance]
              │
              ▼
      [Disk Group (ex: DATA, FRA)]
              │
              ▼
      [Physical Disks]
    • Database Instance: 실제 애플리케이션 데이터를 처리
    • ASM Instance: 디스크 그룹을 관리하는 전용 인스턴스 (DB 인스턴스와 별도)
    • Disk Group: 여러 물리 디스크를 묶은 논리 그룹
    • Physical Disks: 실제 저장 매체
  • 미러링 (Data Mirroring — ASM 기능)
    • Exadata의 스토리지는 Oracle Automatic Storage Management(ASM)으로 관리됩니다.
    • 모든 데이터는 디스크에 2~3중 복제(미러링) 되어 저장돼요.
    상황결과
    디스크 하나 망가짐 미러본으로 서비스 정상 운영
    디스크 교체 ASM이 자동으로 데이터 재복제
    • 이 기능 덕분에 디스크나 스토리지 장애가 나도 데이터가 안전하게 유지되고 서비스는 중단되지 않습니다.
    🧠 쉽게 말하면…
    👉 “중요한 파일을 자동으로 복사해두는 보험 같은 기능”

🛡️ ⑤ 고가용성(HA) & 자동 복구

  • 노드 장애 시 자동 Failover
  • 데이터 미러링 및 RAC(Real Application Cluster) 구조로 무중단 서비스 가능.
  • 장애 복구 시간 최소화 → 금융·거래 시스템에 필수적 기능.
  • RAC (Real Application Clusters)

     

    일반 DB  RAC 구성
    서버 1대 다운 = 서비스 중단 다른 서버가 즉시 이어받음 (무중단)
    • 예: Exadata에 DB 서버 4대가 있다고 가정하면
      → 하나가 죽어도 나머지 3대가 자동으로 트래픽을 이어받아 서비스 지속
    • 부하가 분산되므로 성능도 안정적임.
    • 은행이나 카드사 같은 24시간 서비스에 매우 적합합니다.
    🧠 쉽게 말하면…
    👉 “한 서버가 죽어도 서비스가 멈추지 않는 안전장치”
  • 👉 Oracle Real Application Clusters는
    여러 대의 서버(DB 인스턴스)가 하나의 데이터베이스를 동시에 운영하는 기능입니다.
  •  

📡 ⑥ 초고속 네트워크 (InfiniBand / RoCE)

  • 서버–스토리지 간 40~100Gbps급 초고속 네트워크를 사용.
  • 대용량 데이터를 빠르게 전송하고 지연 시간 최소화.

🧰 ⑦ 자동화된 운영 및 패치

  • 펌웨어, OS, DB, 스토리지까지 통합 관리 및 자동 패치 제공.
  • 수동 튜닝이나 복잡한 설정을 최소화.
    👉 DBA가 성능 조정에 시간을 덜 쓰고, 비즈니스에 집중 가능.

🧮 ⑧ OLTP + OLAP 통합 처리

  • 기존에는 실시간 거래(OLTP)와 분석(OLAP)을 분리해 운영했지만,
    Exadata는 한 시스템에서 둘 다 고성능으로 동시 처리가 가능.
    👉 실시간 데이터 분석 환경 구축에 유리.

🏢 2. 주요 활용 분야

산업 활용 예시

금융 실시간 거래 처리, 리스크 분석
공공기관 빅데이터 분석, 민원/통계 처리
제조 ERP, MES, 재고 및 공급망 관리
통신 실시간 과금, 고객 데이터 분석
리테일 마케팅 분석, POS 거래 처리

🧱 3. Exadata 아키텍처 구성 요약

[DB Server]      ← RAC 구성
      │
[InfiniBand Network]
      │
[Storage Server] ← Smart Scan, Offload, Compression
  • DB 서버: SQL 처리, 트랜잭션 관리
  • 스토리지 서버: 데이터 저장 + 일부 연산 처리
  • 네트워크: 초고속 InfiniBand (혹은 RoCE)
  • ASM + Grid Infra로 스토리지 및 클러스터 관리

🧾 4. 정리 — Exadata의 핵심 장점

  • 🚀 압도적인 성능: Smart Scan, Offload, HCC로 속도 향상
  • 🛡️ 높은 안정성: RAC + 자동 복구 + 미러링
  • 🔁 운영 효율성: 통합 관리 및 자동화
  • 💼 유연한 확장성: 노드 추가만으로 성능 선형 확장
  • 📊 OLTP & OLAP 통합 처리

👉 결론:
엑사(Exadata)는 단순히 오라클 DB를 올리는 서버가 아니라,
**“DB 성능을 극대화하고 장애 없이 안정적으로 운영하기 위한 통합 플랫폼”**입니다.

원하신다면 💡 Exadata의 실제 운영 환경(노드 수, 데이터 흐름 구조도)을 시각적으로 설명해드릴 수도 있어요.
그림으로도 볼까요? 🖼️✨

 

 

 

 

Exadata vs Non-Exadata ?

 

🧾 Exadata 환경과 비교해 보기

항목ExadataNon-Exadata
하드웨어 Oracle 전용 HW + SW 통합 HP, Dell 등 일반 서버 + 외부 스토리지
스토리지 Smart Scan + ASM 자동화 일반 파일 시스템 or ASM 수동 구성
네트워크 InfiniBand 초고속 Ethernet (일반)
성능 최적화 Oracle이 HW/DB에 최적화 관리자가 튜닝 필요
장애 복구 RAC + ASM 자동 복구 수동 장애 조치 비중 큼
패치/운영 일괄 관리 도구 제공 개별 컴포넌트별 관리 필요
비용 고가 (올인원) 상대적으로 저렴, 하지만 관리 복잡

🧠 쉽게 비유하면…

  • 🏗️ 엑사데이터 = 오라클이 설계부터 시공까지 한 “초고속 스마트 빌딩”
  • 🧰 일반 환경 = 철근, 콘크리트, 배관, 전기 모두 따로 사서 조립하는 “수작업 빌딩”

👉 성능을 비슷하게 내려면 많은 튜닝, 관리자 숙련도, 여분 자원이 필요합니다.

 

 

 

 

 

 

 

실습 패스워드

 

 

 

 

 

 

 

Exadata Network Architecture

 

 

 

 

Exadata의 전체 구조는 크게 DB 서버 측 구성요소와 스토리지(Cell) 측 구성요소로 나눌 수 있습니다.

🖥️ 2. Database Server 측 구성 요소

구성 요소설명
OS Exadata X8M-2부터 RoCE Fabric 환경에서는 **Oracle Linux KVM**이 기본 가상화 기술로 도입됨.
8소켓 DB 서버에서는 전통적인 Oracle Linux만 사용 가능.
DB Engine Oracle Database 11gR2, 12c, 18c, 19c 지원.
Exadata Storage Software와의 호환성에 맞는 정확한 patch level 필요.
DB 19c를 사용하려면 Oracle Grid Infrastructure 19c가 필수.
Grid Infrastructure 클러스터링 및 ASM 관리 기능 제공. RAC 및 HA(고가용성)의 핵심.
ASM (Automatic Storage Management) 오라클 DB 최적화 볼륨 매니저 + 파일 시스템 역할.
스토리지 계층을 추상화해 DB가 효율적으로 I/O 수행 가능하도록 함.
RAC (Real Application Clusters) 여러 DB 인스턴스를 하나의 DB에 연결해 고가용성과 확장성 보장.

💽 3. Exadata Storage Cell 측 구성 요소

구성 요소설명
Cell Server (CELLSRV) Smart Scan, Offload 처리, 데이터 읽기 최적화 담당
Management Server (MS) 상태 모니터링, 알람, 스토리지 관리 기능
Restart Server (RS) 장애 시 Cell Server 재시작 관리
Storage Tiering PMEM → Flash → HDD 계층적 스토리지 구조로 고속 I/O 지원

⚡ 4. 주요 동작 흐름

  1. 클라이언트 쿼리 실행 → DB 서버의 Oracle Database가 파싱 및 실행 계획 수립
  2. ASM이 스토리지 접근을 중개
  3. Exadata Cell Server가 Smart Scan 수행 — 필요한 데이터만 반환
  4. PMEM/Flash 계층을 우선 활용해 지연 시간 최소화
  5. 결과를 DB 서버로 전송, RAC 인스턴스가 집계 후 응답

🧾 5. 소프트웨어 버전 관리

  • Exadata는 DB, Grid Infra, Storage Server Software 버전 간 호환성이 매우 중요합니다.
  • 공식 호환 버전은 My Oracle Support 문서 888828.1 에서 확인 가능.
  • 업그레이드 시 반드시 GI와 Storage Software의 조합을 맞춰야 함.

📝 정리

구성 영역주요 구성 요소역할
Database Server Oracle Linux / KVM, DB Engine, GI, ASM, RAC SQL 처리, 클러스터, 스토리지 가상화
Storage Cell CELLSRV, MS, RS, PMEM/Flash/HDD Smart Scan, Offload, 스토리지 최적화
네트워크 RoCE or InfiniBand 초고속 전송, 저지연
관리 MOS, Patch, Fleet Maintenance 버전 호환성 유지 및 관리

👉 한 줄 요약

Exadata는 DB 서버의 ASM + RAC + GI와 Storage Cell의 Smart Scan + 계층형 스토리지가 결합된 아키텍처로, 초고속·고가용성·자동화된 데이터베이스 플랫폼입니다.

 

 

 

 

 

 

디스크 계층 구조
(Physical Disk → LUN → Cell Disk → Grid Disk → ASM Disk Group)

Exadata는 물리 디스크를 바로 ASM에 연결하지 않고,
여러 단계의 논리적 계층으로 감싸서 성능·가용성·관리 편의성을 극대화합니다.

🧭 1. Exadata 디스크 계층 구조 개요

[ Physical Disk (12ea per cell) ]
           │
           ▼
[ LUN (Logical Unit Number) ]
           │
           ▼
[ Cell Disk ]
           │
           ▼
[ Grid Disk (1~N) ]
           │
           ▼
[ ASM Disk Group ]

🧱 2. Physical Disk (물리 디스크)

  • 각 Exadata High Capacity Storage Server에는 12개의 HDD가 장착됨.
  • Exadata Cell Software가 자동으로 디스크를 감지하므로, 관리자가 수동으로 추가/삭제할 필요 없음.
  • 이 단계에서는 용량과 모델, 시리얼 번호 등의 제한된 속성만 확인 가능.

예:

Physical Disk 1 ... 12

💽 3. LUN (Logical Unit Number)

  • 각 물리 디스크는 하나의 LUN으로 매핑됨.
  • LUN은 Cell 관리자에게 디스크 관련 추가 메타데이터 속성을 제공합니다.
  • LUN은 수동으로 만들거나 삭제할 수 없으며, 시스템이 자동 생성합니다.

예:

LUN0 → Physical Disk 0
LUN1 → Physical Disk 1
...
LUN11 → Physical Disk 11

🧭 4. Cell Disk

  • LUN 위에 생성되는 데이터 저장의 기본 논리 단위입니다.
  • 각 LUN마다 1개의 Cell Disk가 만들어짐.
  • 이 단계에서 디스크 전체를 ASM에 바로 연결하지 않고, 한 번 더 추상화해서 스토리지 자원을 논리적으로 관리합니다.

예:

CellDisk_CD_01 → LUN0
CellDisk_CD_02 → LUN1
...

🧱 5. Grid Disk

  • Cell Disk 위에 생성되는 논리적 단위로, ASM이 직접 접근하는 단위입니다.
  • 하나의 Cell Disk 위에 1개 이상 Grid Disk를 만들 수 있음. (1~N 개 가능)
  • Hot / Cold 데이터 구분을 위해 Cell Disk를 분할해 서로 다른 Grid Disk로 구성 가능.

예:

  • GridDisk_hot : 디스크 외곽 트랙 (성능 우수)
  • GridDisk_cold : 디스크 안쪽 트랙 (성능 낮음)

✅ 이렇게 구분하면 고성능이 필요한 테이블스페이스는 hot 영역, 백업이나 저활성 데이터는 cold 영역에 배치할 수 있음.

⚡ 6. ASM Disk Group

  • Grid Disk들이 ASM Disk로 인식되고,
  • 이들을 모아 ASM Disk Group(ex. +DATA, +RECO)을 구성합니다.
  • Oracle DB는 이 ASM Disk Group만 바라보기 때문에 하위 디스크 구조를 신경 쓸 필요가 없습니다.

예:

+DATA : 고성능용 ASM Disk Group (hot)
+RECO : 백업 및 로그용 ASM Disk Group (cold)

🧮 7. 초기 구성 시 예시

  • 초기 Exadata 설치 시 대부분의 Cell Disk에는 3개의 Grid Disk가 자동으로 생성됩니다:
    • DBFS_DG
    • DATA_DG
    • RECO_DG
      → 각각 데이터, 복구 영역, 내부 파일 시스템용으로 사용됩니다.

물론 운영 환경에 따라 Grid Disk를 1개 또는 여러 개로 나눌 수 있습니다.

📊 Hot / Cold 분리 예시

구분 위치 목적 설명

Hot Grid Disk 디스크 외곽 (Outer Track) 고성능 영역 자주 접근되는 데이터 저장
Cold Grid Disk 디스크 내측 (Inner Track) 저성능 영역 덜 접근되는 데이터 저장

✅ 디스크의 물리적 구조 특성상 외곽 트랙이 I/O 속도가 더 빠릅니다.

📝 정리

계층 역할 생성 방법 ASM과의 관계

Physical Disk 실제 디스크 (12개/셀) 하드웨어 고정 기본 리소스
LUN 디스크 논리 매핑 자동 메타데이터 제공
Cell Disk LUN 상위 추상화 자동 생성 가능 Grid Disk의 기반
Grid Disk ASM이 보는 단위 수동 or 자동 구성 ASM Disk로 인식
ASM Disk Group DB가 보는 단위 ASM에서 구성 테이블스페이스와 연결됨

👉 한 줄 요약

Exadata에서는 Physical Disk → LUN → Cell Disk → Grid Disk → ASM Disk Group 의 계층을 거쳐 Oracle Database가 스토리지에 접근합니다.
이를 통해 성능 계층화, 자동화, 관리 용이성을 모두 확보합니다.

 

 

 

 

좋은 질문이에요 👌

지금 말씀하신 내용은 **Oracle Exadata Database Machine**의 스토리지 아키텍처 중
👉 Grid Disk → ASM Disk Group → Redundancy / Failure Group 이라는 실제 운영에서 가장 중요한 핵심 개념입니다.

이 구조를 이해하면 Exadata의 고가용성(HA) 및 무중단 유지보수가 어떻게 가능한지 명확하게 이해할 수 있어요👇

🧭 1. Grid Disk → ASM Disk Group 매핑

Exadata에서 스토리지는 다음 흐름으로 구성됩니다:

Physical Disk
  → LUN
    → Cell Disk
      → Grid Disk (ex. 빨간색, 파란색)
        → ASM Disk Group (ex. DATA_1, FRA_1)
  • Grid Disk는 ASM Disk의 기본 단위로 쓰입니다.
  • 여러 개의 Grid Disk를 묶어서 하나의 ASM Disk Group을 구성할 수 있습니다.
  • 예를 들어:
    • 빨간 Grid Disk 전부 → DATA_1 Disk Group
    • 파란 Grid Disk 전부 → FRA_1 Disk Group

📌 ASM의 역할: 데이터를 Disk Group에 넣으면 ASM이 알아서 모든 Grid Disk에 균등하게 데이터를 분산 저장합니다 (striping).

🧱 2. ASM Redundancy (중복성 옵션)

Exadata에서는 ASM Disk Group 생성 시 중복성 수준을 지정할 수 있습니다.

옵션 설명 복제본 수 Exadata 지원 여부

EXTERNAL 복제 없음 1 ❌ 지원 안 함
NORMAL 2-way Mirroring 2 ✅ 권장
HIGH 3-way Mirroring 3 ✅ 고가용성 환경 권장

👉 EXTERNAL redundancy는 Exadata에서 지원되지 않습니다.

  • 이유: 저장소 장애 보호 불가
  • 온라인 롤링 패치 및 셀 장애 대비 불가능

👉 실무에서는 NORMAL 또는 HIGH redundancy를 사용합니다.

🧠 3. Failure Group 개념 (Exadata의 핵심 포인트)

Failure Group = ASM이 데이터를 복제할 때 서로 다른 물리적 영역(셀)

  • Exadata에서는 각 Storage Cell이 자동으로 하나의 Failure Group으로 설정됩니다.
  • 예: 3개의 셀이 있다면 → CELL1, CELL2, CELL3 3개의 Failure Group이 자동 생성됨.
+-------------------------------+
| DATA_1 ASM Disk Group         |
|  ├─ FG: CELL1 (Grid Disk들)   |
|  ├─ FG: CELL2 (Grid Disk들)   |
|  └─ FG: CELL3 (Grid Disk들)   |
+-------------------------------+

✅ 이렇게 되면 한 셀이 죽더라도 나머지 셀에 복제본이 남아 있으므로 데이터 손실 없이 운영 가능.

🧮 4. 데이터 저장 방식 (Mirroring)

예를 들어 NORMAL redundancy를 사용하는 경우:

  • 데이터 1블록을 CELL1에 저장하면
  • ASM이 자동으로 복제본을 CELL2 또는 CELL3에 저장합니다.
원본 → CELL1
미러 → CELL2

HIGH redundancy라면 3개의 Failure Group에 모두 복제됩니다:

원본 → CELL1
미러1 → CELL2
미러2 → CELL3

📊 5. Failure Group 네이밍

  • Failure Group 이름은 기본적으로 Cell 이름을 따릅니다.
  • 예:
    • DATA_1 Disk Group → CELL1, CELL2, CELL3
    • FRA_1 Disk Group → CELL1, CELL2, CELL3

👉 서로 다른 Disk Group이라도 Failure Group 이름이 동일할 수 있음 (단, 서로 다른 그룹에 소속됨).

⚡ 6. 초기 설정 시 Exadata 기본 Disk Group

Exadata 초기 구성 시 자동으로 3개의 ASM Disk Group이 만들어집니다:

Disk Group 용도

DATA 데이터 저장 (핫 데이터)
RECO Recovery 영역 (로그, 아카이브)
DBFS_DG 내부 관리용 (DBFS 파일시스템)

각각 NORMAL 또는 HIGH redundancy로 설정됩니다.

📝 정리

구성 요소 설명

Grid Disk ASM Disk의 최소 단위. Cell Disk 위에 생성됨
ASM Disk Group Grid Disk를 묶어 구성. 예: DATA_1, FRA_1
ASM Redundancy NORMAL(2-way), HIGH(3-way). External은 Exadata에서 ❌
Failure Group Storage Cell 단위로 자동 생성. 셀 장애 시 복제본으로 보호
Striping ASM이 데이터를 모든 Grid Disk에 균등하게 분산 저장

👉 한 줄 요약

Exadata에서 ASM Disk Group은 여러 Grid Disk 위에 구성되고, Failure Group(셀 단위) 을 활용해 자동으로 데이터 복제와 장애 보호를 제공합니다.
NORMAL 또는 HIGH redundancy가 필수이며, EXTERNAL은 지원되지 않습니다.

원하신다면 이걸 Physical Disk → Grid Disk → ASM Disk Group → Failure Group 관계로 도식화한 PDF나 이미지로 만들어드릴 수도 있어요. 그렇게 할까요? 🏗️📊✨

 

 

 

✅ 정답:
b. MS
d. CELLSRV
e. RS

🧭 설명 — Exadata Storage Server의 3대 핵심 서비스

서비스 이름 전체 명칭 역할

CELLSRV Cell Server Smart Scan, I/O 오프로딩, 데이터 압축/복제 등 핵심 데이터 I/O 처리 담당
MS Management Server Exadata 셀의 상태 모니터링, 알람, 구성 정보 관리
RS Restart Server 장애 발생 시 CELLSRV와 MS를 자동으로 재시작하는 역할

📝 참고

  • GMON은 ASM 인스턴스의 백그라운드 프로세스이며 Storage Server 서비스가 아님 ❌
  • OMS(Oracle Management Server)는 Exadata Storage Server 서비스가 아님 ❌

👉 따라서 정답은 MS, CELLSRV, RS 입니다.

 

 

 

 

 

 

 

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