原标题：鲜为人知的Exadata存储性能秘密

作者介绍

石云华，现就职于北京海天起点，Oracle技术二线专家成员，Exadata部门负责人。拥有十余年电信、保险、税务行业核心系统Oracle数据库运维经验，持有11gOCM、Exadata、Goldengate等证书。 擅长于Oracle/Goldengate/Exadata方面的故障诊断及疑难问题处理。

案例概述

一个X3-2 的Exadata临时客户，Oracle原厂工程师在进行onecommand初始化的过程中，执行到第6步，calibrate检测存储节点磁盘性能时报错，后续工作无法继续。而由于一些商务上的原因，原厂的硬件工程师无法提供技术支持。

客户最终找到了我们，希望我们能帮着一起分析分析，存储节点磁盘的性能是否存在问题。在问题转给我之前，客户自己也做了大量的换盘和测试工作。目前存储节点使用calibrate检测的结果正常，但插槽0 或 插槽1 的MBPS偶尔比其它的磁盘低十几MB左右，但还是在可以接受的范围之内。

目前，客户主要有两个疑问，需要我进行解释：

测试过程中以前一些表现比较差的磁盘，为什么将这类磁盘更换到其它的存储节点后再次测试，性能又能恢复正常？

现在的插槽 0 或 插槽 1 的磁盘MBPS偶尔比其它的磁盘低十几MB左右，是否正常？

问题分析

在分析问题之前，我让客户提供了这段时间内的测试记录，同时让客户收集了相应的一些信息。

以上信息是onecommand过程中报的错误，从错误日志可以看出，在调用CALIBRATE命令检测所有存储节点磁盘性能时，出现了错误。

以上信息是sundiag收集的日志，可以看出，存储节点cell01在访问/dev/sdq这块盘的时候出现了Medium Error。

以上图片是客户在测试过程中的截图，可以看出，MBPS为0，类似这种磁盘，需要直接更换掉。在问题转到我们这里之前，客户也已经将这种磁盘全部更换掉。注意：客户更换的是SEAGATE ST360057SSUN600G 磁盘。而恰恰是这种磁盘，给后续的测试带来了性能问题。也即客户的问题1：为什么测试过程中以前一些表现比较差的磁盘，为什么将这类磁盘更换到其它的存储节点后再次测试，性能又能恢复原样？

客户的测试过程

11月28日晚上20:25:30开始，客户从操作系统层面直接调用CALIBRATE命令进行测试,循环执行55次。如下图，是客户截取的测试结果。

从上图可以看出，有部分磁盘的性能还是比较差的。由于这个案例是事后分析，当时的一些日志信息已经不完整，但还好CELL02节点的插槽5这块盘的日志保存完整，以下主要针对CELL02节点的插槽5这块盘进行分析：

以上信息可以看出，插槽5这块盘是2016-11-25 13:28:34刚刚更换后的SEAGATE的SAS硬盘。

以上信息可以看出，在2016-11-28 20:40:22时，对CEll02存储节点的磁盘做性能测试时，发现插槽5上的磁盘性能比较低。

11月29日,客户根据28日的检测结果，对一些性能偏低的硬盘进行更换，例如：将Cell07存储节点上插槽7(没有测出性能问题日立原盘)的磁盘 与Cell02存储节点上插槽5(出现性能问题的希捷硬盘)的磁盘进行互换。

更换后测试结果如下图：

我们仍然关注Cell02的 插槽5()，发现它换到Cell07的插槽7后，Cell07没有出现性能问题了。同理，Cell07的 插槽7(日立硬盘)更换到Cell02的 插槽5后，Cell02也没有出现性能问题。

问题1的原因

通过客户的以上测试过程来分析，我们基本可以得出结论，针对Cell02的插槽5的这块希捷硬盘，这块硬盘本身是没有问题的，但在某种情况下，会引发性能问题。但是什么的条件会引发硬盘的性能低下呢？同样，满足什么样的条件，进入性能低下的硬盘又能恢复原有的性能呢？

以上的日志是事后进行分析时，让客户抓取的信息，让客户抓取Cell02存储节点的温度历史信息。可以看到，由于是事后分析，只能看到2016-11-28 至2016-12-05 这部分的数据，对温度历史信息进行过滤，我们可以看到，Cell02存储节点在2016-11-28 20点12分 和 20点17分 这两个时间点的温度只有19度， 而客户进行性能测试的时间点为20:25:30开始。

以上是Cell02存储节点的操作系统重启信息，可以看出，11-23 至 12-2 之间，操作系统是未重启过的。

同样，让客户抓取Cell07存储节点的温度历史信息进行分析：

以上的日志是Cell07存储节点的温度历史信息。可以看到2016-11-28 至2016-12-05 这部分的数据，对温度历史信息进行过滤，我们可以看到，Cell07未出现过温度低于20度的情况。

以上是Cell07存储节点的操作系统重启信息，可以看出，11-23 至 12-2 之间，操作系统是重启过多次的。

下面，我来归纳下客户所做的性能测试：

Cell02存储节点在2016-11-28 20点17分时，温度低下20摄氏度，并且操作系统未重启过，同时未出现连续30分钟以上的24度高温，客户在20点25分，开始做性能测试，此时的希捷SAS盘性能表现比较差；接着，在11-29日，这块希捷SAS磁盘换到了Cell07，由于Cell07从未出现过低于20摄氏度的情况，并且操作系统于11-28 18:17重启过，所以这块希捷SAS在CELL07上又表现良好。

结合Cell02与Cell07的历史温度信息和操作系统重启情况，正好验证了Exadata上SAS盘的一个小秘密：

Exadata上的希捷SAS硬盘，当温度低于20摄氏度时，性能会出现下降，并且这种性能下降的现象一直存在。有两种情况才能让这种希捷SAS硬盘恢复原有的性能：

希捷SAS的温度必须连续30分钟以上保持在24摄氏度。

希捷SAS的温度在20摄氏度以上，并重启操作系统。

问题2的原因

对于问题1，前面已经进行了完整的阐述，下面来看看问题2：现在的插槽 0 或 插槽 1 的MBPS偶尔比其它的磁盘低十几MB左右，是否正常？

1、批量运行CALIBRATE命令对所有存储节点硬盘整体测试

测试结果如下图：

从以上测试结果可以看出：插槽0和插槽1的磁盘性能下降问题是偶尔出现，同时也只是提示信息，且CALIBRATE测试结果在ORACLE的接受范围之内， 并不像以前直接报ERROR错误。

2、批量运行CALIBRATE命令单独对插槽0和插槽1硬盘进行性能测试

测试结果如下图：

从以上测试结果可以看出：单独对所有存储节点的插槽0和插槽1硬盘进行性能测试，没有发现性能降低情况，说明硬盘没有问题。

3、通过hdparm工具对插槽0和插槽1硬盘以及其他硬盘进行性能测试

其实，在诊断Exadata上的磁盘是否出现性能问题时，可以使用hdparm工具来进行分析，其中对每个盘单独测试5次，对Timing buffered disk reads取其平均值后，进行比对。

以下，还是拿cell02来进行测试。

存储节点二插槽0 盘测试结果：

平均值为：(177.06+178.58+175.69+178.64+177.31)/5=177.456 MB/sec

存储节点二插槽1 盘测试结果：

平均值为：(189.09+176.97+174.36+173.54+176.77)/5=178.146 MB/sec

存储节点二其他盘测试结果

平均值为：(189.25+189.66+189.72+189.80+189.53)/5=189.592 MB/sec

以上测试可以看出，插槽 0 和 插槽1 上的磁盘性能与其它盘基本一致，无太大差别，但比其它盘还是要低一些。这是由于Exadata上的插槽0和 插槽1上安装了操作系统，必然会消耗部分性能。

后续思考

至此，客户提出的两个问题，基本上已经进行了解答。

在处理这个案例的过程中，客户也透露了一个信息，在3年前，他们刚买这台X3-2时，Oracle原厂曾经一次性将7台存储节点的84块硬盘全部换过，理由是这批硬盘有性能问题，更换前是什么硬盘我不得而知，但更换后的是日立的硬盘。我猜测更换前，应该是希捷硬盘，因为Exadata以前的版本一直用希捷硬盘，后来发现了温度引发硬盘性能低下这个问题后，基本上就放弃了希捷硬盘，而改用日立硬盘，而日立硬盘是不是就不存在这种温度影响性能的问题呢，其实也是存在的，只不过触发的条件更加极限，只有当温度低于15摄氏度时,才会引发性能问题。

那以后，Exadata会不会永远放弃希捷硬盘呢，这个也不好说，低于20摄氏度触发性能低下，这个特性是希捷特意设计的，不能简单称之为BUG，Oracle硬件部门目前与希捷也在共同合作，希望在以后的firmware中进行修正这个问题。

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