🥇Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT

Днес ще ви запознаем с особеностите на използването на SQL Server 2019 със системата за съхранение Unity XT, както и ще дадем препоръки за виртуализация на SQL Server с помощта на технологията VMware, настройка и управление на основните компоненти на инфраструктурата Dell EMC.

През 2017 година Dell EMC и VMware публикуваха резултатите от анкета относно тенденциите и еволюцията на SQL Server - „Трансформация на SQL Server: на пътя към гъвкавост и устойчивост“ (Transformation of SQL Server: Toward Agility and Resiliency), в която беше използван опитът на членовете на Професионалната асоциация на SQL Server (Professional Association of SQL Server, PASS). Резултатите показват, че средите с бази данни SQL Server растат както по размер, така и по сложност, което е обусловено от увеличаващите се обеми на данни и новите бизнес изисквания. Базите данни SQL Server в момента са разположени в много компании, осигурявайки работа на критично важни приложения, и често служат като основа на дигиталната трансформация.

От времето на провеждането на тази анкета, Microsoft пусна следващото поколение СУБД - SQL Server 2019. В допълнение към подобрението на основните функции на релационния двигател и съхранението на данни, се появиха нови услуги и функции. Например, SQL Server 2019 включва поддръжка на натоварвания с големи данни, използващи Apache Spark и разпределена файлова система Hadoop (Hadoop Distributed File System, HDFS).

Съюзът между Dell EMC и Microsoft

Dell EMC и Microsoft отдавна си сътрудничат в разработването на решения за SQL Server. Успешното внедряване на комплексна платформа за база данни, каквато е Microsoft SQL Server, изисква координация на софтуерните функции с основната ИТ инфраструктура. Тази инфраструктура включва изчислителни мощности на процесора, ресурси на паметта, хранилища и мрежови услуги. Dell EMC предлага инфраструктура за платформата SQL Server за всеки тип натоварване и приложения.

Серията сървъри Dell EMC PowerEdge предлага множество конфигурации на процесори и памет. Тези конфигурации са подходящи за широк спектър от натоварвания: от малки корпоративни приложения до най-големите критични системи, като планиране на ресурси на предприятието (ERP), хранилища на данни, разширена аналитика, електронна търговия и др. Серията СХД е проектирана за съхранение на неструктурирани и структурирани данни.

Клиентите, които разгръщат SQL Server 2019 с инфраструктура Dell EMC, могат да работят със структурирани и неструктурирани данни, използвайки SQL Server и Apache Spark. SQL Server също така поддържа комбинации от технологии за клиентски достъп, междусървърна комуникация и комуникация „сървър-склад“. Концепцията на Dell EMC е основана на дезагрегирана модел, предлагаща отворена екосистема. Организациите могат да избират от широк спектър от стандартни индустриални мрежови приложения, операционни системи и хардуерни платформи. Такъв подход предоставя максимален контрол върху технологиите и архитектурите, което води до значителна икономия и гъвкавост.

VMware осигурява виртуализация на всички критично важни компоненти на инфраструктурата, които са необходими на SQL Server за постигане на висока производителност и последователност на операциите. Освен частното облако, VMware в момента предлага хибридни модели за работните натоварвания, обхващащи частни и публични облачни архитектури.

Много организации прибягват до виртуализация, за да намалят разходите за инфраструктура, да осигурят висока достъпност и да опростят възстановяването след аварии. 94% от анкетирани специалисти по SQL Server съобщават за определено ниво на виртуализация в своята среда. 70% от тези, които използват виртуализация, са избрали VMware. При 60% нивото на виртуализация на SQL Server е 75% и повече. Освен това, резултатите от проучването убедително показват, че високата достъпност и възстановяване след аварии, реализирани на ниво виртуализация, са станали важни фактори при вземането на решение за виртуализация на бази данни SQL Server.

Нови функции на SQL Server 2019

Платформата за бази данни SQL Server 2019 включва широко разнообразие от технологии, функции и услуги, които поддържат критично важни приложения, като анализи, корпоративни бази данни, бизнес анализ (BI) и мащабируема обработка на транзакции (OLTP). SQL Server е развил възможности за управление на интеграция на данни, хранилища на данни, отчети и разширен анализ, функции за репликация и управление на полуструктурирани типове данни. Разбира се, не на всичките клиенти или приложения са им нужни всички тези функции. Освен това, в много случаи е предпочитано да се разделят услугите на SQL Server чрез виртуализация.

Днес предприятията често се налага да разчитат на големи обеми данни от широк спектър от постоянно нарастващи набори от данни. С SQL Server 2019 можете да получавате ценна информация практически в реално време от всички данни. Кластерите на SQL Server 2019 осигуряват цялостна среда за работа с големи набори от данни, включително с използването на машинно обучение и възможности за изкуствен интелект. Основните нови функции и обновления в SQL Server 2019 са изброени в документа на Microsoft.

Система за съхранение от среден клас Dell EMC Unity XT

Серията SАD Dell EMC Unity се появи преди почти три години и оттогава са продадени над 40 000 системи. Клиентите оценяват този масив от среден клас заради неговата простота, производителност и икономичност. Платформите от среден клас Dell EMC Unity XT са решения с общо хранилище, които осигуряват ниска латентност, висока пропускна способност и ниски разходи за управление за работни натоварвания на SQL Server. Всички системи Unity XT използват архитектура с два процесора (storage processors, SP) за обслужване на входно/изходни операции и изпълнение на данни в режим active/active. В Unity XT dual SP за осигуряване на висока производителност и ефективност се прилага пълно вътрешно свързване SAS 12 Gbps и патентована многоядрена архитектура. Дисковите масиви позволяват увеличаване на капацитета за съхранение чрез допълнителни рафтове.

Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT
В Dell EMC Unity XT, новото поколение масиви (хибридни и изцяло изградени на флаш памет), значително се е увеличила производителността, повишена е ефективността и са добавени нови възможности и услуги за мултиоблачни среди.

Архитектурата на Unity XT позволява едновременно обработване на данни, намаляване на техните обеми и поддържане на услуги като репликация без компромис в производителността на приложенията. В сравнение с решението от предишното поколение, производителността на СХД Dell EMC Unity XT е удвоена, а времето за отговор е намалено с 75%. И разбира се, Dell EMC Unity поддържа стандарта NVMe.

СХД с NVMe дискове демонстрират своите най-добри качества в приложения, изискващи бързи отговори. Например, в приложения като обемни бази данни, NVMe осигурява ниски закъснения и високи пикови скорости на трансфер на данни. Намаляването на закъсненията и увеличаването на паралелизма значително повишават производителността на операциите за четене/запис. Не е изненада, че според прогноза на IDC, до 2021 година флаш масивите с NVMe свързаност и NVMe-oF (NVMe over Fabric) ще представляват приблизително половината от всички приходи от продажба на външни системи за съхранение в света.

Икономичността на съхранението се подобрява чрез алгоритми за компресия на данни. Dell EMC Unity XT може да намали обема на данните пет пъти. Друга важна характеристика е общата ефективност на системата. Dell EMC Unity XT използва системна вместимост от 85%. Компресията и дедупликацията се извършват в режим inline — на контролерно ниво. Данните се съхраняват в компресиран вид. Системата също автоматизира работата със снимки на данните.

Лесните за използване флаш масиви Unity с унифициран (блочен и файлов) достъп осигуряват стабилно време за отговор, интегрират се с облачни услуги за съхранение и поддържат надстройка без миграция на данни. В базовата конфигурация тази универсална система за съхранение се инсталира за 30 мин.

Технологията за съхранение на данни, известна като „динамични пулове“, позволява преминаване от статично към динамично увеличаване на паметта, осигурява висока оперативна гъвкавост и лесно увеличаване на капацитета на системата. Динамичните пулове спестяват капацитет и бюджет, изискват по-малко време за повторно изграждане. Увеличаването на капацитета и производителността на Dell EMC Unity не изисква миграция на данни.

Много компании днес в съчетание със своите локални инфраструктури използват няколко публични облачни услуги. Dell EMC Unity XT може да функционира като компонент на облачната среда Dell Technologies Cloud. Тази СХД може да се използва в публичното облако и да прехвърля данни в частното облако. Освен това, СХД Dell EMC Unity XT е налична по модела „като услуга“. Това е една от услугите за облачно съхранение на Dell EMC Cloud Storage Services.

Облачните хранилища набират все по-голяма популярност, тъй като позволяват повишаване на рентабилността на инвестициите чрез намаляване на разходите за инфраструктура. Услугите за облачно съхранение Cloud Storage Services разширяват центровете за обработка на данни на клиентите до облака, предоставяйки хранилище на Dell EMC (пряко свързано с ресурсите на публичното облако) като услуга. Трети доставчици могат да осигурят високоскоростно свързване (с ниска латентност) на публичното облако директно със системите Dell EMC Unity, PowerMax и Isilon в ЦОД на клиента.

В семейството Unity XT влизат системи Unity XT All-Flash, Unity XT Hybrid, UnityVSA и Unity Cloud Edition.

Унифицирани хибридни и флеш-масиви

Системите за съхранение Unity XT Hybrid и Unity XT All-Flash, базирани на процесори Intel, реализират интегрирана архитектура за блочен, файлов достъп и томове VMware VVols с поддръжка на протоколи за мрежово съхранение (NAS), iSCSI и Fibre Channel (FC). Платформите Unity XT Hybrid и Unity XT All-Flash са готови за използване на дискове NVMe.

Хибридните системи Unity XT поддържат работа в мултиоблачни среди. Поддръжката на мултиоблачни среди означава разширяване на системата за съхранение на данни в облака или разгръщане в облака с гъвкави опции за използване на ресурси. Мултиоблачните хранилища са предназначени да осигурят мобилност, преносимост на данни между няколко облачни платформи – частни и публични. Това влияе не само на процесите на прехвърляне на данни, но и на организацията на достъп на приложенията до данните в няколко публични облака.

Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT
Тези хибридни масиви предоставят следните възможности:

Мащабируемост до 16 ПБ „сурова“ емкост.
Вградени функции за намаляване на обема на данните за всички флеш-пулове.
Бърза инсталация и настройка (в средно заема 25 минути).

Технологиите за твърдотелни устройства преминават бързо напред, а на пазара ще се появят нови революционни продукти в следващите години. Междувременно организациите ще продължат да заменят традиционните HDD дискове с твърдотелни устройства, за да подобрят производителността, управляемостта и енергийната ефективност. Новите поколения флаш масиви ще се отличават с по-съвременни средства за автоматизация на съхранението, интеграция с публичното облако и вградена защита на данните.

Системите Unity XT All-Flash предлагат висока скорост, ефективност и поддръжка на множество облаци. Някои от техните характеристики са:

Удвояване на производителността.
Намаляване на обема на данните до 7:1.
Бързо инсталиране и конфигуриране (процесът отнема по-малко от 30 минути).

UnityVSA

Системата UnityVSA е софтуерно определено СХД за виртуални среди VMware ESXi, използваща сървърно, общо или облачно хранилище. Конфигурацията на UnityVSA HA с две UnityVSA хранилища осигурява допълнителна устойчивост на отказ. Хранилището UnityVSA предлага:

До 50 TB капацитет на многофункционално унифицирано хранилище.
Съвместимост с системите и функциите на Unity XT.
Поддръжка на системи с висока наличност (UnityVSA HA).
Свързване като NAS и iSCSI.
Репликация на данни от други платформи Unity XT.

Unity Cloud Edition

За синхронизация на файлове и аварийно възстановяване с облака, семейството на Unity XT включва версия Unity Cloud Edition, която предлага:

Многофункционални хранилищни възможности с използване на софтуерно определено СХД (SDS), разположено в облака.
Лесно разгръщане на блоково и файлово хранилище с помощта на VMware Cloud в AWS.
Поддръжка на аварийно възстановяване, включително тестване и анализ на данни.

Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT

Unity XT All Flash за SQL Server

В доклада Unisphere Research за 2017 година „Трансформация на SQL Server: на път към гъвкавост и устойчивост“ (Transformation of SQL Server: Toward Agility and Resiliency) 22% от респондентите заявяват, че използват технологията на флаш хранилището в продуктивна среда (16%) или планират да го направят (6%). 30% прилагат хибридни масиви, включително флаш памет. 13% използват флаш масиви с директно свързване. 13% правят резервни копия на бази данни SQL Server във флаш хранилище.

Такова бързината на внедряване на флаш хранилища за употреба с SQL Server, че масивите Unity XT All-Flash са особено подходящи за разработчици и администратори SQL Server. Системите Unity XT All-Flash предлагат на разработчиците и администраторите SQL Server възможности и производителност, които надхвърлят това, което предлагат типичните мрежи за съхранение на данни (SAN).

Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT
Системите Unity XT All-Flash, готови за внедряване NVMe (за още по-висока производителност и ниска латентност), имат форм-фактор 2U, поддържат двуядрени процесори и два контролера в режим active/active.

Модели Unity XT All-Flash

Unity XT

Процесори

Памет (на процесор)

Макс. брой устройства

Макс. 'съща' капацитет (ПБ)

380F

1 Intel E5-2603 v4
6c/1.7 GHz

500

2.4

480F

2 Intel Xeon Silver
4108 8c/1.8 GHz

750

4.0

680F

2 Intel Xeon Silver
4116 12c/2.1 GHz

192

1,000

8.0

880F

2 Intel Xeon Gold 6130
16c/2.1 GHz

384

1,500

16.0

Подробности можете да намерите в спецификациите на масива (Dell EMC Unity XT Storage Series Specification Sheet).

Облаци за съхранение на данни

Много професионалисти, работещи с SQL Server, знаят, че всички модерни масиви за съхранение предлагат възможност за групиране на дискове в по-големи единици за съхранение с фиксирован ниво на защита RAID. Отделните групи дискове с защита RAID представляват традиционни облаци за съхранение. Докато хибридните системи Unity XT поддържат само традиционни облаци, масивите Unity XT All-Flash предлагат и динамични облаци за съхранение. При динамичните облаци за съхранение, защитата RAID се прилага към екстентите на дисковете – единици за съхранение, които са по-малки от целия диск. Динамичните облаци предлагат по-голяма гъвкавост в управлението и разширяването на дисковите облаци.

Dell EMC предоставя препоръки относно управлението на облаците за съхранение, за да се постигне максимална производителност при минимална сложност. Например, се препоръчва да се минимизира броят на облаците за съхранение Unity XT, за да се намали сложността и да се повиши гъвкавостта. Въпреки това, конфигурирането на допълнителни облаци за съхранение може да бъде доста разумно в някои случаи, включително когато е необходимо:

Да поддържат отделни работни натоварвания с различни профили на вход/изход.
Да отделят ресурси за постигане на определени параметри на производителност.
Да отделят отделни ресурси за многопользване.
Да създадат по-малки домейни за защита от срив.

Тома за съхранение (LUN)

Как да намерите компромис между управлението и гъвкавостта при избора на количество томове в масив? За максимална гъвкавост в Unity с SQL Server се препоръчва създаването на томове за всеки файл на базата данни. На практика много организации прилагат многостепенен подход, при който критично важните бази данни получават максимална гъвкавост, а файловете на по-малко важни бази данни се групират на по-малко на брой големи томове. Препоръчваме да се проучат всички изисквания към базите данни и свързаните с тях приложения, тъй като технологиите за защита на данните и мониторинг зависят от изолацията и разположението на файловете.

Множеството томове често са трудни за управление, особено в виртуални среди. Виртуализираните среди на SQL Server са добър пример за ситуация, когато може да има смисъл разположението на няколко типа файлове на един том. Администраторът на базата данни или администраторът на хранилището (или и двамата) при определяне на броя на създадените томове трябва да намерят правилния баланс между гъвкавост и удобство за поддръжка.

Файлово хранилище

NAS сървъри разполагат файлови системи на система за съхранение Unity XT. До файловите системи може да се получи достъп чрез протоколите SMB или NFS, и благодарение на многопротоколната файловата система, може да се ползват и двата протокола едновременно. За свързването на хоста с файлови системи на SMB, NFS и многопротоколни файлови системи, както и с NFS хранилища на данни VMware и виртуални томове VMware, NAS сървърите използват виртуални интерфейси. Файловите системи и виртуалните интерфейси са изолирани в рамките на един NAS сървър, което позволява за многонадеждност чрез използването на няколко NAS сървъра. NAS сървърите автоматично превключват при неизправност, ако процесорът на хранилището се провали. Свързаните с тях файлови системи също превключват при неизправност.

SQL Server 2012 (11.x) и по-новейшие версии поддържат протокола Server Message Block (SMB) 3.0, който позволява споделяне на мрежови файлове за съхранение. Както за автономна инсталация, така и за отказоустойчиви клъстери, можете да инсталирате системни бази данни (master, model, msdb и tempdb) и потребителски бази данни Database Engine с опция за съхранение SMB. Използването на SMB хранилище е добро решение при използване на групи с висока наличност Always On Availability Groups, тъй като за общ файлов ресурс е необходим достъп до високо наличен мрежов ресурс.

Създаването на общи файлови ресурси SMB за разгръщане на SQL Server с Unity XT хранилище представлява прост тристепенен процес: необходимо е да създадете NAS сървър, файловата система и общия ресурс SMB. Dell EMC Unisphere Storage Management софтуерът включва настройка, която ще помогне за изпълнението на този процес. Въпреки това, когато работите с SQL Server натоварвания на общи файлови ресурси SMB, не трябва да забравяте някои важни съображения, които не непременно касаят използването на общи файлови ресурси SMB. Microsoft е изготвила списък с въпроси за инсталация и сигурност, заедно с известни в момента проблеми; подробности вижте в раздела „Инсталация на SQL Server с SMB файлово хранилище“ в документите на Microsoft.

Снимки на данни

Данните станаха най-важният ресурс за компаниите и днес критично важните среди изискват не само резервиране. Необходимо е приложенията да са винаги онлайн, да осигуряват непрекъснати операции и актуализации. Те също така изискват висока производителност и достъпност на данните чрез опции като локална репликация на моментни снимки и отдалечена репликация.

Unity XT хранилището предлага функционалности за създаване на моментни снимки както за блокове, така и за файлове, използвайки общи работни потоци, операции и архитектура. Методологията за моментни снимки на Unity осигурява прост и ефективен начин за защита на данните. Моментните снимки улесняват възстановяването на данни — можете да се върнете към по-ранен момент или да копирате избрани данни от предишен моментен снимок. В следващата таблица са посочени сроковете за съхранение на моментни снимки за системи Unity XT.

Локално и отдалечено съхранение на данни с моментни снимки

Тип моментна снимка

CLI
UI
REST

Ръчно

По график

Ръчно

По график

Ръчно

По график

Локален

1 година

5 години

4 седмици

100 години

Без ограничения

Отдален

5 години

255 седмици

5 години

255 седмици

5 години

255 седмици

Снимките не са директна замяна на други методи за защита на данни, като например резервно копиране. Те могат единствено да допълват традиционното резервно копиране като първа линия на защита в сценарии с нисък RTO.

Функцията за моментални снимки Dell EMC Unity включва намаляване на обема на данните и разширена дедупликация. Снимките също така печелят от спестяване на пространство, което се постига на основния ресурс за съхранение. Когато направите снимка на ресурс за съхранение с поддръжка на функции за намаляване на обема на данните, данните в ресурса могат да бъдат компресирани или дедупликирани.

Нека разгледаме някои бележки относно възстановяването на бази данни при използване на снимки с бази данни SQL Server:

Всички компоненти на базата данни SQL Server трябва да бъдат защитени като набор от данни. Когато файловете с данни и дневниците са на различни LUN, тези LUN трябва да бъдат част от последователна група. Последователната група гарантира, че моменталният снимка ще бъде направен едновременно на всички LUN в групата. Когато файловете с данни и дневниците са на различни общи файлови ресурси SMB, общите ресурси трябва да са в една файлова система.
При възстановяването на базата данни SQL Server от моментална снимка на базата на блокове, ако инстансът на SQL Server трябва да остане свързан, използвайте свързването с хоста Unisphere. За възстановяване на база, базирана на файлове, се създава допълнителен общ ресурс SMB, като се използва снимка като източник. След свързване на томовете базата данни може да бъде присъединена под друго име или да замени съществуващата база данни.

При изпълнение на възстановяване с метода на възстановяване с моментални снимки Snapshot Restore в Unisphere преместете инстанса на SQL Server в офлайн режим. SQL Server не знае за операциите по възстановяване. Превключването на инстанса в офлайн режим гарантира, че томовете няма да бъдат повредени при операции по запис в базата данни преди възстановяването. След като инстансът бъде рестартиран, аварийното възстановяване на SQL Server ще доведе базите данни в консистентно състояние.
Позволете моментални снимки за няколко хранилищни обекта едновременно, след което преди да активирате допълнителни снимки, уверете се, че системата работи в препоръчителните режими на работа.

Автоматизация и планиране на снимки

Моменталните снимки в Unity XT могат да бъдат автоматизирани. В системата за управление на хранилищата Unisphere са налични следните по подразбиране опции за снимки: стандартна защита, защита с по-кратък срок на съхранение и защита с по-дълъг срок на съхранение. Всяка опция създава дневни снимки и ги съхранява за различни периоди от време.

Може да изберете една (или и двете) от опциите за планиране — на всеки x часа (от 1 до 24) или ежедневно/ежеседмично. Дневното/седмично планиране на моментални снимки позволява да зададете конкретно време и дни за създаване на снимки. За всяка избрана опция трябва да зададете политика за съхранение, която може да бъде конфигурирана за автоматично изтриване на пула или временно съхранение.

Допълнителна информация за снимките на Unity – в документацията на Dell EMC Unity.

Тънки клони

Тънкият клон е достъпно за четене/писане копие на тънък блоков ресурс за съхранение, например обем, консистентна група или хранилище на данни VMware VMFS, който споделя блокове с родителския ресурс. Тънките клонове са отличен начин за бързо и компактно представяне на копия на бази данни SQL Server, което не може да бъде постигнато с традиционните инструменти за SQL Server. След като тънкият клон бъде представен на хоста, обемите могат да бъдат преместени в оперативен режим (онлайн), а базата данни ще бъде присъединена чрез метода за присъединяване на БД в SQL Server.

При използване на функцията за обновление с тънки клони, деактивирайте (преместете в офлайн) всички бази данни, които са на тънкия клон. Това трябва да се направи преди операцията по обновление. Ако не преместите базите данни в офлайн режим преди извършване на обновлението, това може да доведе до несъответствия в данните или неверни резултати на данните в SQL Server.

Репликация на данни

Репликацията е софтуерна функция, която синхронизира данни с отдалена система на същия обект или на друго място. Параметрите за репликация и конфигурацията на Unity позволяват да се избере ефективен начин за задоволяване на изискванията за RTO/RPO за бази данни SQL Server, като същевременно се запазва балансът между производителността и пропускната способност.

При използване на репликацията Dell EMC Unity за защита на бази данни SQL Server на няколко тома е необходимо да се ограничи всичките данни и томовете на базите данни в една консистентна група или файлова система. След това репликацията се настройва в групата или файловата система и може да включва томове или споделени ресурси от няколко бази данни. Базите данни, за които са необходими различни параметри на репликация, трябва да се намират в отделни LUN, консистентни групи или файлова система.

Тънките клонове са съвместими с асинхронна и синхронна репликация. Когато тънкият клон се репликира на местоназначение, той става пълна копие на тома, консистентната група или хранилището VMFS. След репликацията тънкият клон е напълно независим том с нови настройки.

Microsoft SQL Server 2019 и флаш-масиви Dell EMC Unity XT
Процесът на репликация на тънкия клон между оригиналните и целевите системи.

Репликацията на базата данни tempdb не е необходима, тъй като файлът се изгражда отново при рестартиране на SQL Server и следователно метаданните не съвпадат с метода на другите инстанции на SQL Server. Внимателният избор на томове за репликация и съдържанието на тези томове елиминира ненужния трафик на репликация.

Интегрирано управление на копирането на данни Microsoft SQL Server

Повечето съвременни продукти за съхранение (включително всички продукти на Dell EMC) могат да създават "съгласувани с операционната система" копия на файлове от всякакъв тип чрез:

Съгласуван ред на запис, предоставен от операционната система на всички нива — от хоста до хранилището.
Групиране на томове, за да се запази реда на запис за множество файлове на различни томове.

С разширенето на мащабируемите устройства за съхранение в Microsoft разработиха API за доставчиците на системи за съхранение на данни. Този API позволява на доставчиците на хранилища да координират действията си със софтуера за бази данни SQL Server, за да създават "съответстващи на приложението копия" чрез услугата за тенево копиране на томове (VSS). Тези копия имитират взаимодействието между SQL Server и операционната система по време на планирана операция и приключване на работа на SQL Server. Всички буфери за запис се почистват, а транзакциите се спират, докато всички дискове не бъдат актуализирани и синхронизирани на определен момент от време, който се записва в журнала на SQL.

Софтуерът Dell EMC AppSync, интегриран със снимките на Unity XT, опростява и автоматизира процеса на създаване, използване и управление на съответстващи на приложението копия на работни данни. Този софтуер е предназначен за употреба в сценарии на управление на копия за възстановяване на бази данни и тяхното повторно използване.

Софтуерът AppSync автоматично открива бази данни на приложението, изследва структурата на базата данни и показва файловата структура през нивата на хардуера или виртуализацията към основното хранилище Unity XT. Той организира всички необходими действия, от създаване и проверка на копие до монтиране на моментни снимки на целевия хост и стартиране или възстановяване на базата данни. AppSync поддържа и опростява работните процеси на SQL Server, които включват актуализиране и възстановяване на работна база данни.

Скъсяване на обема на данните и разширена дедупlication

Семейството на системи за съхранение на данни Dell EMC Unity предлага многофункционални и лесни за използване услуги за съкращаване на обема на данните. Спестяванията се постигат не само на конфигурираните основни ресурси за съхранение, но и на снимките и тънките клони на тези ресурси. Моментните снимки и тънките клони наследяват настройките за съкращаване на обема на данните на основното хранилище, което увеличава спестяването на капацитет.

Функцията за намаляване на обема на данните включва действия по дедупликация, компресия и откриване на нулеви блокове, което потенциално увеличава полезното пространство за съхранение на потребителски обекти и вътрешна употреба. Функцията за намаляване на обема на данните в Unity XT заменя функцията за компресия в Unity OE 4.3 и по-късни версии. Компресията е алгоритъм за намаляване на данните, който може да намали физическото разпределение на капацитета, необходим за съхраняване на набор от данни.

Системите Unity XT също предоставят разширена функция за дедупликация, която може да бъде активирана, ако е включено намаляването на обема на данните. Разширената дедупликация намалява необходимия капацитет за потребителски данни, запазвайки само малко количество копия (често само едно копие) на блокове от данни на Unity. Обхватът на дедупликацията е един LUN. Имайте предвид това при избора на схема за съхранение. По-малкото количество LUN води до по-добра дедупликация, но по-голямото количество LUN осигурява повишена производителност.

Спестяването на капацитет благодарение на разширената дедупликация може да осигури най-голяма възвръщаемост в повечето среди, но също така изисква използване на ресурси на процесорите на масива Unity. В OE 5.0, ако е включена, разширената дедупликация дедуплицира всеки блок (сжат или несжат). Допълнителна информация можете да намерите в документацията на Dell EMC.

В следната таблица са показани поддържаните конфигурации за намаляване на данните и разширена дедупликация:

Намаляване на данните в Unity (всички модели) и разширена поддръжка на дедупликация

Версия на Unity OE

Технология

Поддържан тип пул

Поддържани модели

4.3 / 4.4

Намаляване на обема на данните

Пул от флаш памет — традиционен или динамичен

300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F

4.5

Намаляване на обема на данните

300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F

Намаляване на обема на данните и разширена дедупликация*

450F, 550F, 650F

Намаляване на обема на данните

300, 400, 500, 600, 300F, 400F, 500F, 600F, 350F, 450F, 550F, 650F, 380, 480, 680, 880, 380F, 480F, 680F, 880F

Скъсяване на обема на данните и разширена дедупlication

450F, 550F, 650F, 380, 480, 680, 880, 380F, 480F, 680F, 880F

* Намаляването на обема на данните по подразбиране е деактивирано и трябва да бъде активирано, преди разширената дедупликация да стане налична опция. След активиране на намаляването на обема на данните, разширената дедупликация е налична, но по подразбиране е деактивирана.

Намаляване на обема на данните в Unity и компресия на данни в SQL Server

Изданието на SQL Server 2008 Enterprise Edition беше първото издание с вградени възможности за компресиране на данни. При компресия на ниво редове и страници, SQL Server 2008 използва информация за формата на таблиците в вътрешната база данни, за да намали пространството, заето от обектите на базата данни. Намаляването на пространството позволява да се съхраняват повече редове на страница и повече страници в буферния пул. Тъй като данните, които не са запазени в 8k формат на страницата с данни, като например данни извън реда, като NVARCHAR (MAX), няма да използват методи за компресия на редове или страници, Microsoft въведе функциите COMPRESS и DECOMPRESS на Transact-SQL.

Тези функции използват традиционния подход за компресия на данни (алгоритъм GZIP), който трябва да бъде извикан за всеки раздел от данни за компресиране или разпаковане.

Компресията Unity XT, която не е специфична само за SQL Server, използва софтуерния алгоритъм за анализ и компресия на данни в СХД. От пускането на Unity OE 4.1, компресията на данни Unity беше налична за обеми на блочно хранилище и хранилища на данни VMFS в пулове с флаш памет. Започвайки от Unity OE 4.2, компресията е налична също за файлови системи и хранилища на данни NFS в пулове за съхранение на флаш устройства.

Изборът на метод за компресия на данни за SQL Server зависи от няколко фактора. Тези фактори включват типа на съдържанието на базата данни, наличните ресурси на ЦП — както в хранилището, така и на сървърите на базата данни, както и входно-изходните ресурси, необходими за поддържане на SLA. Общо взето, може да се очаква допълнителна икономия на пространство за данни, компресирани чрез SQL Server, но данните, компресирани с TSQL функцията за компресия с използване на алгоритъма GZIP, едва ли ще получат значително допълнително намаляване на обема от функциите за компресия Unity XT, тъй като повечето ползи се постигат чрез първоначалния универсален алгоритъм.

Компресията Unity осигурява икономия на пространство, ако данните на обекта за съхранение се компресират поне с 25%. Преди да активирате компресия за обект за съхранение, опитайте се да определите дали той съдържа данни, които могат да бъдат компресирани. Не активирайте компресия за обект за съхранение, ако това няма да доведе до икономия на капацитет.

Когато решавате дали да използвате компресия на данни в Unity, компресия на ниво SQL Server или и двете, имайте предвид следното:

Данните, които се записват в системата Unity, се потвърдиха от хоста след тяхното запазване в системния кеш. Процесът на компресия обаче не стартира, докато кешът не бъде изчистен.

Спестяванията от компресия се прилагат не само за ресурсите за съхранение на Unity XT, но и за моментни снимки и тънки клони на ресурса.
По време на компресията няколко блока се агрегатизират с помощта на алгоритъм за избор, за да се определи дали данните подлежат на компресия. Ако алгоритъмът за избор установи, че само минимални спестявания могат да бъдат постигнати, компресията се пропуска и данните се записват в пул.
Когато данните се компресират преди запис на носител, обемът на операциите с тях значително намалява. Следователно компресията помага за намаляване на износването на флаш паметта чрез свиване на физическия обем на данните, записвани на носителя.

Допълнителна информация за компресията на редове и страници в SQL Server за таблици и индекси можете да намерите в документите на Microsoft.

Не забравяйте, че всяка компресия изисква процесорни ресурси. При високи изисквания за пропускателна способност компресията може да има значително влияние върху производителността. Високите коефициенти на запис в OLAP натоварвания също могат да намалят предимствата от компресията за базата данни SQL Server.

Специалистите от Dell EMC проучиха потенциалните спестявания, използвайки реални коефициенти за намаляване на данни в масива Unity. Групата събра данни за виртуални машини VMware, общо споделяне на файлове, бази данни SQL Server, виртуални машини Microsoft Hyper-V и т. н.

Резултатите от проучването показаха, че намалението на обема на файла на журнали SQL Server е почти 10 пъти по-малко от това на файловете с данни:

Обем на базата данни = 1,49: 1 (32,96%)
Обем на логовете = 12,9: 1 (92,25%)

Базата данни SQL Server е снабдена с два десктопа. Файловете на базата данни се съхраняват на един десктоп, а журнали на транзакции – на друг. Използването на технологии за компресия на данни с десктопи на базата данни може да осигури икономия на пространство; обаче, трябва да се вземе предвид влиянието върху производителността при вземането на решение за активиране на дедупликацията на десктопите на базата данни. Въпреки че действителната компресия на обема на базата данни може да варира в зависимост от съхраняваните данни, резултатите от изследването показаха, че пространството за съхранение на журналите на транзакциите SQL Server може да бъде значително намалено.

Най-добри практики за компресия на данните

Преди да активирате компресия на данни за обект на съхранение, помислете за следните препоръки:

Използвайте мониторинг на системата за съхранение, за да се уверите, че тя разполага с налични ресурси за поддръжка на компресията на данните.
Активирайте компресия на данни за няколко обекта за съхранение едновременно. Преди да я активирате на допълнителни обекти за съхранение, наблюдавайте системата, за да се уверите, че е в препоръчаните работни режими.
В моделите Unity XT x80F компресията на данните ще осигури спестяване на капацитет, ако данните в блока за съхранение се компресират поне с 1%.

Компресията на данните при предишните модели Unity x80F, работещи под управление на OE 5.0, осигуряваше икономия, ако данните бяха компресирани поне с 25%.

Преди да активирате компресията на данните на обект за съхранение, определете дали обектът съдържа компресируеми данни. Определени типове данни, като видео, аудио, изображения и бинарни данни, обикновено дават малка полза от компресия. Не активирайте компресия на данни за обект на съхранение, ако няма да има икономия на място.
Обмислете селективна компресия на десктопа на файловите данни, които обикновено се компресират добре.

Виртуализация VMware

VMware vSphere е ефективна и безопасна платформа за виртуализация и облачна среда. Основните компоненти на vSphere са VMware vCenter Server и хипервизорът VMware ESXi.

vCenter Server е унифицирана платформа за управление средите vSphere. Тя се отличава с лесна инсталация и проактивна оптимизация на ресурсите. ESXi е хипервизор с отворен код, който се инсталира директно на физическите сървъри. ESXi има директен достъп до основните ресурси, а малкият размер от 150 МБ минимизира изискванията за памет. Той осигурява надеждна производителност за различни натоварвания на приложенията и поддържа мощни конфигурации на виртуални машини - до 128 виртуални ЦП, 6 ТБ RAM и 120 устройства.

За да работи SQL Server ефективно на съвременно оборудване, операционната система SQL Server (SQLOS) трябва да „разбира“ структурата на оборудването. С появата на многоядрени и многоузлови системи с нееднакъв достъп до памет (NUMA) разбирането на взаимовръзките между ядрата, логическите и физическите процесори стана особено важно.

Процесори

Виртуален процесор (vCPU) е виртуален централен процесор, назначен на виртуална машина. Общият брой назначени виртуални ЦП се изчислява като:

Общ vCPU = (брой виртуални сокети) * (брой виртуални ядра на сокет)

Ако е важна стабилната производителност, VMware препоръчва общият брой виртуални ЦП, назначени на всички виртуални машини, да не надвишава общия брой физически ядра, налични на хоста ESXi, но можете да увеличите броя на назначените виртуални ЦП, ако мониторингът показва, че са налични неизползвани ресурси на ЦП.

В системи с включена технология Intel Hyper-Threading броят на логическите ядра (vCPU) е два пъти по-голям от броя на физическите ядра. В такъв случай не назначавайте общ брой виртуални ЦП.

На натоварванията на SQL Server по-ниско ниво вариантността на латентността има по-малко влияние. Следователно, тези натоварвания могат да бъдат изпълнявани на хостове с по-високо съотношение на виртуални ЦП спрямо физически. Разумните нива на натоварване на ЦП могат да увеличат общата пропускна способност на системата, максимално да спестят лицензи и да поддържат адекватна производителност.

Intel Hyper-Threading обикновено увеличава общата производителност на хоста с 10–30%, което предполагава съотношение виртуални ЦП към физически процесори от 1,1 до 1,3. VMware препоръчва да се включи Hyper-Threading в BIOS UEFI, когато е възможно, за да може ESXi да се възползва от предимствата на тази технология. VMware също така препоръчва да се извършва задълбочено тестване и мониторинг при използване на Hyper-Threading за натоварвания на SQL Server.

Памет

Почти всички съвременни сървъри използват архитектура с нееднороден достъп до памет (NUMA) за комуникация между основната памет и процесорите. NUMA е апаратна архитектура за споделена памет, реализираща разделянето на блокове от физическа памет между физически процесори. NUMA възел е един или няколко сокета на ЦП заедно с блок от отделена памет.

През последното десетилетие NUMA е често обсъждана тема. Относителната сложност на NUMA се дължи, частично, на реализациите от различни производители. В виртуализирани среди, сложността на NUMA също се определя от броя на конфигурационните параметри и нивата – от оборудването, през хипервизора, до гостуващата операционна система и накрая до приложението SQL Server. Добро разбиране на апаратната архитектура NUMA е задължително изискване за всеки администратор на база данни SQL Server, работещ с виртуализиран инстанс на SQL Server.

За постигане на по-голяма ефективност на сървъри с множество ядра, Microsoft представи SoftNUMA. СофтУМA позволява разделянето на наличните ресурси на ЦП в рамките на една NUMA на няколко възела SoftNUMA. Според VMware, SoftNUMA е съвместима с виртуалната NUMA топология (vNUMA) на VMware и може допълнително да оптимизира мащабируемостта и производителността на базата данни за повечето натоварвания…

При виртуализация на VMware с SQL Server използвайте:

Мониторинг на виртуални машини за откриване на недостиг на ресурси в паметта за SQL Server Database Engine. Тази проблема води до увеличаване на операциите за вход/изход и намаляване на производителността.

За да повишите производителността, предотвратявайте конфликти в паметта между виртуалните машини, избягвайки прекомерна натовареност на паметта на ниво хост ESXi.
Помислете за проверка на хардуерно разпределение на физическата памет NUMA, за да определите максималния обем памет, който може да бъде назначен на виртуалната машина в физическите граници на NUMA.
Ако постигането на адекватна производителност е основната цел, обмислете резервиране на памет, равно на присвоената памет. Тази настройка гарантира, че виртуалната машина получава само физическа памет.

Виртуализирано хранилище

Настройката на хранилището в виртуализирана среда изисква познания за инфраструктурата на СХД. Както при NUMA, е важно да разберем как работят различните нива на входно-изходните операции – в случая, от приложението в ВМ до физическото четене и запис на данни на постоянното носещо устройство.

vSphere предлага редица опции за настройка на хранилището, които имат полезни приложения при реализирането на SQL Server с масив Unity XT. FS VMFS е най-широко използваният метод за съхранение на данни в блочните хранилищни системи, като Unity XT. Масивът Unity XT е долният слой, състоящ се от физически носители, представени от vSphere като логически дискове (томове). Томбите Unity XT са форматирани като VMFS томове от хипервизора ESXi. Администраторите на VMware създават един или повече виртуални дискове (VMDK), които се предоставят на гостуващата операционна система. RDM позволява на виртуалната машина директно да достъпва блочното хранилище (чрез FC или iSCSI) Unity XT без форматиране на VMFS. И VMFS томовете, и RDM могат да осигурят еднаква пропускна способност на транзакцията.

За NFS базирано хранилище за ESXi Dell EMC препоръчва използването на VMware NFS вместо общо предназначени файлови системи NFS. Виртуалната машина, работеща на SQL Server и използваща VMDK в NFS хранилище, не е наясно с долния слой на NFS. Гостуващата операционна система разглежда виртуалната машина като физически сървър, управляван от Windows Server и SQL Server. Общите дискове за конфигурации на инстанса с отказоустойчивост в NFS хранилища не се поддържат.

Виртуални томове VMware vSphere (VVols) предлагат по-фино управление на ниво виртуална машина, независимо от основното представяне на физическата памет (например, томове или файлови системи). Репликацията на база масив с VVols се поддържа от VVol 2.0 (vSphere 6.5). Дискът VVol може да се използва вместо диска RDM за предоставяне на дисков ресурс за инстанция на отказоустойчив кластер SQL, започвайки от vSphere 6.7, с поддръжка за постоянно резервиране по SCSI.

Виртуализирани мрежи

Мрежата във виртуалния свят следва същите логически концепции, както и в физическия свят, но използва софтуер вместо физически кабели и комутатори. Влиянието на закъснението в мрежата върху натоварванията на SQL Server може да варира значително. Мониторингът на показателите за производителност на мрежата при съществуващо натоварване или добре реализирана тестова система в течението на репрезентативен период помага за създаването на виртуална мрежа.

При използването на виртуализация VMware със SQL Server е необходимо да се вземат предвид следните аспекти:

Как стандартните, така и разпределените виртуални комутатори осигуряват необходимата функционалност за SQL Server.
За логично разделение на трафика за управление, vSphere vMotion и мрежово хранилище използвайте тагиране на VLAN и групи портове на виртуалния комутатор.
VMware настоятельно препоръчва включването на големи фреймове на виртуалните комутатори, където е активиран трафикът за vSphere vMotion или трафикът за iSCSI.
В общи линии следвайте мрежовите препоръки за гостоприемни операционни системи и оборудване.

Заключение

Средите на бази данни SQL Server стават все по-мащабни и сложни. В SQL Server 2019 Microsoft подобри основните функции на SQL Server и добави нови, като поддръжка на натоварвания за големи данни с помощта на Apache Spark и HDFS. Dell EMC в сътрудничество с Microsoft продължава да предоставя необходимите компоненти на инфраструктурата за средата на SQL Server - сървъри, хранилища и мрежи.

Наблюдаваме значително увеличаване на времето за безотказна работа и намаляване на общата стойност на притежание (TCO), ако специалисти по хранилища и бази данни работят заедно за създаването на инфраструктурни решения за SQL Server на платформи с общо хранилище. Флаш-масивът Dell EMC Unity XT е решение от среден клас, подходящо за разработчици и администратори на SQL Server, които се нуждаят от висока производителност и ниска латентност. Системата Unity XT All-Flash, проектирана за работа на всички флаш носители, поддържа двуядрени ЦП, дву-контролерни конфигурации и многоядрена оптимизация.

Все повече организации виртуализират своите среди на SQL Server. Въпреки че виртуализацията добавя още един слой проектиране в архитектурата, тя осигурява значителни предимства. Надяваме се, че ще намерите полезни някои от най-често използваните функции и инструменти на VMware в средите на SQL Server, представени по-горе. Също така препоръчваме линкове към ресурси за допълнителна информация.