Microsoft SQL Server 2019 и флаш масиви Dell EMC Unity XT

Днес ще ви запознаем с характеристиките на използването на SQL Server 2019 със системата за съхранение Unity XT, а също така ще дадем препоръки за виртуализиране на SQL Server с помощта на технологията VMware, настройка и управление на основните компоненти на Dell EMC инфраструктурата.

През 2017 г. Dell EMC и VMware публикуваха резултатите от проучване за тенденциите и еволюцията на SQL Server - „Трансформация на SQL Server: към гъвкавост и устойчивост“ (Трансформация на SQL Server: Към гъвкавост и устойчивост), който използва опита на общността от членове на Професионалната асоциация на SQL Server (PASS). Резултатите показват, че средите на бази данни на SQL Server нарастват както по размер, така и по сложност, водени от нарастващите обеми данни и новите бизнес изисквания. Базите данни на SQL Server сега се внедряват в много компании, захранващи критични приложения и често са в основата на цифровата трансформация. 

След провеждането на това проучване Microsoft пусна следващото поколение СУБД - SQL Server 2019. В допълнение към подобряването на основните функции на релационния двигател и съхранението на данни се появиха нови услуги и функции. Например SQL Server 2019 включва поддръжка за натоварвания с големи данни с помощта на Apache Spark и Hadoop Distributed File System (HDFS).

Алианс Dell EMC и Microsoft

Dell EMC и Microsoft имат дългогодишно сътрудничество в разработването на решения за SQL Server. Успешното внедряване на цялостна платформа за бази данни като Microsoft SQL Server изисква координиране на функционалността на софтуера с основната ИТ инфраструктура. Тази инфраструктура включва процесорна мощност, ресурси на паметта, съхранение и мрежови услуги. Dell EMC предлага платформена инфраструктура на SQL Server за всеки тип натоварване и приложение.

Сървърната линия Dell EMC PowerEdge предлага разнообразие от конфигурации на процесори и памет. Тези конфигурации са подходящи за широк спектър от работни натоварвания: от малки корпоративни приложения до най-големите критични системи, като планиране на ресурсите на предприятието (ERP), складове за данни, разширен анализ, електронна търговия и др. Линията за съхранение е предназначена за съхраняване на неструктурирани и структурирани данни. 

Клиентите, които внедряват SQL Server 2019 с Dell EMC инфраструктура, могат да работят със структурирани и неструктурирани данни с помощта на SQL Server и Apache Spark. SQL Server също поддържа комбинации от комуникационни технологии за клиентски достъп, сървър към сървър и сървър към хранилище. Визията на Dell EMC се основава на дезагрегиран модел, предлагащ отворена екосистема. Организациите могат да избират от широка гама от индустриални стандартни мрежови приложения, операционни системи и хардуерни платформи. Този подход ви дава максимален контрол върху технологиите и архитектурите, което води до значителни икономии на разходи и гъвкавост.

VMware виртуализира всички критични инфраструктурни компоненти, от които SQL Server се нуждае, за да постигне висока производителност и оперативна последователност. В допълнение към частния облак, VMware в момента предлага и хибридни модели за работни натоварвания, обхващащи частни и публични облачни архитектури. 

Много организации се обръщат към виртуализация, за да намалят разходите за инфраструктура, да осигурят висока наличност и да опростят възстановяването след бедствие. 94% от анкетираните специалисти по SQL Server съобщават за известно ниво на виртуализация в тяхната среда. 70% от използващите виртуализация са избрали VMware. 60% имат нива на виртуализация на SQL Server от 75% или повече. В допълнение, резултатите от проучването силно предполагат, че високата достъпност и възстановяването след бедствие, внедрени на слоя за виртуализация, са се превърнали във важни фактори при решението за виртуализиране на бази данни на SQL Server.

Нови функции в SQL Server 2019

Платформата за бази данни SQL Server 2019 включва широк набор от технологии, функции и услуги, които поддържат критични приложения като анализи, корпоративни бази данни, бизнес разузнаване (BI) и мащабируема обработка на транзакции (OLTP). Платформата SQL Server придоби възможности за управление на интеграция на данни, съхранение на данни, отчитане и разширен анализ, възможности за репликация и управление на полуструктурирани типове данни. Разбира се, не всички клиенти или приложения изискват всички тези функции. Освен това в много случаи е за предпочитане услугите на SQL Server да се отделят чрез виртуализация. 

Днес фирмите често трябва да разчитат на големи обеми данни от широк набор от непрекъснато нарастващи набори от данни. С SQL Server 2019 можете да получите информация почти в реално време от всички ваши данни. Клъстерите на SQL Server 2019 предоставят пълномащабна среда за работа с големи набори от данни, включително използването на възможности за машинно обучение и изкуствен интелект. Основните нови функции и актуализации в SQL Server 2019 са изброени в документ на Microsoft.

Dell EMC Unity XT система за съхранение от среден клас

Серията за съхранение на Dell EMC Unity стартира преди почти три години и оттогава е продала повече от 40 000 системи. Клиентите оценяват този масив от среден клас заради неговата простота, производителност и рентабилност. Платформите от среден клас Dell EMC Unity XT са споделени решения за съхранение, които осигуряват ниска латентност, висока производителност и ниски разходи за управление за натоварвания на SQL Server. Всички системи на Unity XT използват архитектура на двоен процесор за съхранение (SP), за да обработват I/O и операции с активни/активни данни. Unity XT dual SP използва пълна вътрешна 12Gbps SAS свързаност и собствена многоядрена архитектура за висока производителност и ефективност. Дисковите масиви ви позволяват да разширите капацитета за съхранение с помощта на допълнителни рафтове.

Dell EMC Unity XT, следващото поколение масиви (хибридни и изцяло флаш), значително повишава производителността, подобрява ефективността и добавя нови възможности и услуги за мулти-облачни среди. 

Архитектурата Unity XT ви позволява едновременно да обработвате данни, да намалявате обемите данни и да поддържате услуги като репликация, без да жертвате производителността на приложението. В сравнение с решението от предишното поколение, производителността на системата за съхранение на Dell EMC Unity XT е удвоена, а времето за реакция е 75% по-бързо. И разбира се, Dell EMC Unity поддържа стандарта NVMe.

Системите за съхранение с NVMe устройства демонстрират най-добрата си производителност в чувствителни към латентност приложения. Например, в приложения като масивни бази данни, NVMe осигурява ниска латентност и високи пикови скорости на данни. Намалената латентност и повишената едновременност значително подобряват производителността при четене/запис. Не е случайно, че според прогнозата на IDC до 2021 г. флаш масивите с NVMe и NVMe-oF (NVMe over Fabric) връзки ще представляват приблизително половината от всички приходи от продажби на външни системи за съхранение в света. 

Алгоритмите за компресиране на данни подобряват ефективността на съхранението. Dell EMC Unity XT може да намали обема на данните до пет пъти. Друг важен показател е общата ефективност на системата. Dell EMC Unity XT използва 85% капацитет на системата. Компресията и дедупликацията се извършват в inline режим – на ниво контролер. Данните се записват в компресиран вид. Системата автоматизира и работата с моментни снимки на данни.

Лесните за използване Unity флаш масиви с унифициран (блоков и файлов) достъп осигуряват стабилни времена за реакция, интегрират се с облачни услуги за съхранение и поддържат надстройки без миграция на данни. В основната си конфигурация тази универсална система за съхранение се инсталира за 30 минути.

Технологията за съхранение на данни, наречена „динамични пулове“, ви позволява да преминете от статично към динамично разширяване на паметта, осигурява висока оперативна гъвкавост и лесно увеличаване на капацитета на системата. Динамичните пулове спестяват капацитет и бюджет и изискват по-малко време за възстановяване. Разширяването на капацитета и производителността на Dell EMC Unity не изисква миграция на данни. 

Много компании днес използват няколко публични облачни услуги в комбинация с тяхната локална инфраструктура. Dell EMC Unity XT може да функционира като компонент на облачната среда на Dell Technologies. Тази система за съхранение може да се използва в публичен облак и данните могат да се прехвърлят в частен облак. В допълнение Dell EMC Unity XT съхранение се предлага като услуга. Това е една от услугите за облачно съхранение на Dell EMC Cloud Storage Services.
 
Облачното съхранение става все по-популярно, защото може да подобри възвръщаемостта на инвестициите чрез намаляване на разходите за инфраструктура. Cloud Storage Services разширява центровете за данни на клиентите към облака, като предоставя Dell EMC съхранение (директно свързано с обществени облачни ресурси) като услуга. Доставчици трети страни могат да осигурят високоскоростна (ниска латентност) свързаност с публичен облак директно към системите Dell EMC Unity, PowerMax и Isilon в центъра за данни на клиента.

Семейството Unity XT включва системи Unity XT All-Flash, Unity XT Hybrid, UnityVSA и Unity Cloud Edition.
 

Унифицирани хибридни и флаш масиви 

Базираните на Intel Unity XT Hybrid и Unity XT All-Flash системи за съхранение осигуряват интегрирана архитектура за блокиран достъп, достъп до файлове и VMware VVols с поддръжка на мрежово прикачено хранилище (NAS), iSCSI и протоколи Fibre Channel (FC). Платформите Unity XT Hybrid и Unity XT All-Flash са готови за NVMe.

Хибридните системи Unity XT поддържат мулти-облачни среди. Мулти-облак означава разширяване на съхранението в облака или внедряване в облака с гъвкави опции за използване на ресурсите. Мултиоблачното хранилище е предназначено да осигури мобилност и преносимост на данните между няколко облачни платформи – частни и публични. Това засяга не само процесите на движение на данни, но и организацията на достъпа на приложенията до данни в няколко публични облака.

Тези хибридни масиви предоставят следните възможности:

• С възможност за мащабиране до 16 PB необработен капацитет.
• Вградени възможности за намаляване на данни за всички флаш пулове.
• Бърза инсталация и конфигурация (средно отнема 25 минути).

SSD технологията бързо се подобрява и нови революционни продукти ще излязат на пазара през следващите години. Междувременно организациите ще продължат да заменят традиционните твърди дискове със SSD за подобрена производителност, лесно управление и спестяване на енергия. Новите поколения изцяло флаш масиви ще включват по-усъвършенствана автоматизация на съхранението, интеграция в публичен облак и интегрирана защита на данните. 

Системите Unity XT All-Flash осигуряват скорост, ефективност и поддръжка на множество облаци. Техните характеристики:

• Двойна производителност.
• Намаляване на данните до 7:1.
• Бърза инсталация и конфигурация (процесът отнема по-малко от 30 минути).

 UnityVSA

UnityVSA е софтуерно дефинирано хранилище за VMware ESXi виртуални среди, използващо сървър, споделен или облачен капацитет за съхранение. UnityVSA HA, UnityVSA конфигурация с двойно съхранение, осигурява допълнителна толерантност към грешки. UnityVSA съхранение предлага:

• До 50 TB пълнофункционален унифициран капацитет за съхранение.
• Съвместим с Unity XT системи и функции.
• Поддръжка за системи с висока наличност (UnityVSA HA).
• Връзка като NAS и iSCSI.
• Репликация на данни от други Unity XT платформи.

Unity Cloud Edition

За синхронизиране на файлове и операции за възстановяване след бедствие с облака, семейството Unity XT включва Unity Cloud Edition, което осигурява:

• Пълнофункционални възможности за съхранение, използващи софтуерно дефинирано съхранение (SDS), внедрено в облака.
• Лесно внедряване на блоково и файлово съхранение с VMware Cloud на AWS.
• Поддръжка за възстановяване след бедствие, включително тестване и анализ на данни.

Unity XT All Flash за SQL Server

Докладът на Unisphere Research за 2017 г. „Трансформация на SQL Server: към гъвкавост и устойчивост“ (Трансформация на SQL Server: Към гъвкавост и устойчивост) 22% от анкетираните съобщават, че използват технология за флаш съхранение в производството (16%) или планират да го направят (6%). 30% използват хибридни масиви, които включват флаш памет. 13% използват флаш масиви с директно свързване. 13% архивират бази данни на SQL Server във флаш памет.

Това бързо приемане на флаш памет за използване с SQL Server означава, че Unity XT All-Flash масивите са особено подходящи за разработчици и администратори на SQL Server. Системите Unity XT All-Flash предоставят на разработчиците и администраторите на SQL Server възможности и производителност, които надхвърлят това, което предлагат типичните мрежи за съхранение (SAN).

Unity XT All-Flash системите, които са готови за NVMe (за още по-висока производителност и ниска латентност), имат 2U форм фактор, поддържат двуядрени процесори, два контролера в активен/активен режим.

Unity XT All-Flash модели

Unity XT 

процесори 

Памет (на процесор)

Макс. брой дискове

Макс. "суров" капацитет (PB) 

380F 

1 Intel E5-2603 v4 
6c/1.7 GHz

64 

500 

2.4 

480F 

2 Intel Xeon Silver 
4108 8c/1.8 GHz 

96 

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 Спецификация).

Пулове за съхранение

Много специалисти по SQL Server знаят, че всички съвременни масиви за съхранение предоставят възможност за групиране на дискове в по-големи единици за съхранение с фиксирано ниво на RAID защита. Индивидуалните дискови групи с RAID защита са традиционни пулове за съхранение. Докато Unity XT хибридните системи поддържат само традиционни пулове, Unity XT All-Flash масивите също предлагат динамични пулове за съхранение. С динамичните пулове за съхранение RAID защитата се прилага към екстентите на диска – единици за съхранение, по-малки от цял ​​диск. Динамичните пулове осигуряват по-голяма гъвкавост при управление и разширяване на дискови пулове. 

Dell EMC предоставя най-добри практики за управление на пулове за съхранение за постигане на максимална производителност с минимална сложност. Например, препоръчва се да се минимизира броят на пуловете за съхранение Unity XT, за да се намали сложността и да се увеличи гъвкавостта. Настройването на допълнителни пулове за съхранение обаче може да бъде много полезно в някои случаи, включително когато трябва да:

• Поддържа отделни работни натоварвания с различни I/O профили.
• Разпределете ресурси за постигане на определени параметри на ефективност.
• Отделете отделни ресурси за много наемане.
• Създайте по-малки домейни, за да се предпазите от повреда

Обеми за съхранение (LUN)

Как балансирате контрола и гъвкавостта, когато избирате броя на томовете в масив? За максимална гъвкавост в Unity с SQL Server се препоръчва да се създават томове за всеки файл на база данни. На практика повечето организации възприемат многослоен подход, при който на критичните бази данни се дава максимална гъвкавост, а по-малко критичните файлове на базата данни се групират в по-малко, по-големи томове. Препоръчваме да прегледате всички изисквания за бази данни и всички свързани приложения, тъй като технологиите за защита на данните и наблюдение разчитат на изолиране и разположение на файлове.

Многобройните томове често могат да бъдат трудни за управление, особено във виртуални среди. Виртуализираните среди на SQL Server са добър пример за това, където хостването на множество типове файлове на един том може да има смисъл. Администраторът на базата данни или администраторът на съхранение (или и двамата) трябва да избере правилния баланс между гъвкавост и поддръжка, когато определя броя на томовете за създаване.

Съхранение на файлове

NAS сървърите хостват файлови системи на Unity XT хранилище. Достъпът до файловите системи може да се осъществява с помощта на протоколите SMB или NFS, а с файлова система с много протоколи можете да използвате и двата протокола едновременно. NAS сървърите използват виртуални интерфейси за свързване на хоста към SMB, NFS и многопротоколни файлови системи, както и VMware NFS съхранение и VMware виртуални томове. Файловите системи и виртуалните интерфейси са изолирани в рамките на един NAS сървър, което позволява множество NAS сървъри да бъдат използвани за мултинаемане. NAS сървърите автоматично се отказват, ако процесорът за съхранение се повреди. Свързаните с тях файлови системи също се отказват.

SQL Server 2012 (11.x) и по-нови версии поддържат Server Message Block (SMB) 3.0, което позволява мрежово споделяне на файлове за съхранение. Както за самостоятелни, така и за клъстерни инсталации за преодоляване на отказ, можете да инсталирате системни бази данни (master, model, msdb и tempdb) и потребителски бази данни на Database Engine с опцията за SMB съхранение. Използването на SMB хранилище е добър вариант, когато използвате групи за наличност на Always On, тъй като споделянето на файлове изисква достъп до много наличен мрежов ресурс.

Създаването на SMB споделени файлове за внедряване на SQL Server със съхранение на Unity XT е прост процес в три стъпки: създавате NAS сървър, файлова система и SMB споделяне. Софтуерът Dell EMC Unisphere Storage Management включва съветник за конфигуриране, който да ви помогне да завършите този процес. Въпреки това, когато хоствате работни натоварвания на SQL Server на SMB споделени файлове, има някои важни съображения, които трябва да имате предвид, които не се отнасят непременно за използването на SMB споделени файлове. Microsoft е съставила списък с проблеми при инсталирането и сигурността заедно с известните в момента проблеми; За подробности вижте „Инсталиране на SQL Server с SMB файлово съхранение“ в Microsoft документи.

Моментни снимки на данни

Данните се превърнаха в най-важния ресурс на компанията и днешните критични среди изискват повече от просто резервиране. Необходимо е приложенията да са винаги онлайн, да имат непрекъсната работа и актуализации. Те също така изискват висока производителност и наличност на данни чрез опции като локална репликация на моментни снимки и отдалечена репликация.

Масивът за съхранение на Unity XT предлага възможности за моментни снимки на блокове и файлове, които споделят общи работни процеси, операции и архитектура. Методологията за моментни снимки на Unity предоставя прост и ефективен начин за защита на данните. Моментните снимки улесняват възстановяването на данни - върнете се към по-ранна моментна снимка или можете да копирате избрани данни от предишна моментна снимка. Следващата таблица показва периодите на задържане на моментни снимки за системи Unity XT.

Локално и отдалечено съхранение на моментни снимки на данни

Тип снимка

CLI
UI
ПОЧИВКА

ръчно 

Планиран 

ръчно 

Планиран 

ръчно 

Планиран 

Местен 

1 година 

1 година

5 година 

4 седмица

100 година

Без ограничения

Дистанционно 

5 година

255 седмици 

5 година

255 седмици

5 година

255 седмици

Моментните снимки не са директен заместител на други методи за защита на данните, като архивиране. Те могат само да допълнят традиционното архивиране като първа линия на защита за сценарии с нисък RTO.

Функцията за моментна снимка на Dell EMC Unity включва намаляване на данните и разширено премахване на дублиране. Моментните снимки също се възползват от спестяването на място, което се постига на оригиналния ресурс за съхранение. Когато направите моментна снимка на ресурс за съхранение, който поддържа функции за намаляване на данни, данните в източника могат да бъдат компресирани или дедупликирани.

Ето някои бележки относно възстановяването на база данни при използване на моментни снимки с бази данни на SQL Server:

• Всички компоненти на база данни на SQL Server трябва да бъдат защитени като набор от данни. Когато данните и регистрационните файлове са на различни LUN, тези LUN трябва да са част от група за съгласуваност. Една последователна група гарантира, че моментна снимка се прави едновременно на всички LUN в групата. Когато данните и регистрационните файлове са на множество споделени SMB файлове, споделените файлове трябва да са на една и съща файлова система.
• Когато възстановявате база данни на SQL Server от моментна снимка, базирана на блокове, ако екземплярът на SQL Server трябва да остане свързан, използвайте Unisphere хост присъединяване. За възстановяване на базата на файлове се създава допълнителен SMB дял, като се използва моментната снимка като източник. След като томовете бъдат монтирани, базата данни може да бъде прикачена под различно име или съществуващата база данни може да бъде заменена с възстановена.

• Когато извършвате възстановяване с помощта на метода Snapshot Restore в Unisphere, преместете екземпляра на SQL Server офлайн. SQL Server не е запознат с операции за възстановяване. Извеждането на екземпляр офлайн гарантира, че томовете не са повредени от записи в базата данни преди възстановяване. След като екземплярът бъде рестартиран, възстановяването след авария на SQL Server ще доведе базите данни в последователно състояние.
• Активирайте моментни снимки за множество обекти за съхранение едновременно и след това се уверете, че системата е в препоръчаните режими на работа, преди да активирате допълнителни моментни снимки.

Автоматизация и планиране на кадри

Снимките в Unity XT могат да бъдат автоматизирани. Следните опции за моментна снимка по подразбиране са налични в управлението на съхранение на Unisphere: защита по подразбиране, защита при по-кратко задържане и защита при по-дълго задържане. Всяка опция прави ежедневни моментни снимки и ги запазва за различни периоди от време.

Можете да изберете една (или и двете) от опциите за планиране - на всеки x часа (от 1 до 24) и ежедневно/седмично. Ежедневно/седмично планиране на моментни снимки ви позволява да посочите конкретни часове и дни за правене на моментни снимки. За всяка избрана опция трябва да зададете политика за задържане, която може да бъде конфигурирана да изтрива автоматично пула или временно да го съхранява.

Повече информация за моментните снимки на Unity - на Документация на Dell EMC Unity. 

Тънки клонинги

Тънък клонинг е копие за четене/запис на ресурс за съхранение на тънък блок, като том, група за консистенция или хранилище за данни на VMware VMFS, което споделя блокове със своя родителски ресурс. Тънките клонове са чудесен начин за бързо и компактно представяне на копия на база данни на SQL Server, нещо, което традиционните инструменти на SQL Server не могат да постигнат. След като тънкият клонинг бъде представен на хоста, томовете могат да бъдат пренесени онлайн и базата данни ще бъде прикачена с помощта на метода DB Attach в SQL Server.

Когато използвате функцията за надграждане с тънки клонинги, преместете всички бази данни на тънкия клонинг офлайн. Това трябва да се направи преди операцията по актуализиране. Неуспешното извеждане на бази данни офлайн преди извършване на надграждане може да доведе до грешки при несъответствие на данните или неправилни резултати с данни на SQL Server.

Репликация на данни

Репликацията е софтуерна функция, която синхронизира данни с отдалечена система на същия сайт или на друго място. Опциите за репликация и конфигуриране на Unity ви позволяват да изберете ефективен начин за изпълнение на изискванията за RTO/RPO за бази данни на SQL Server, като същевременно балансирате производителността и пропускателната способност.

Когато използвате Dell EMC Unity Replication за защита на бази данни на SQL Server на множество томове, трябва да ограничите всички обеми на данни и регистрационни файлове в базата данни до една група за съгласуваност или файлова система. След това репликацията се настройва на група или файлова система и може да включва томове или споделяния на множество бази данни. Базите данни, които изискват различни опции за репликация, трябва да бъдат на отделни LUN, групи за последователност или файлови системи.

Тънките клонове са съвместими както със синхронна, така и с асинхронна репликация. Когато тънък клонинг се репликира към дестинация, той става пълно копие на тома, групата за консистенция или VMFS хранилището. След репликация тънкият клонинг е напълно независим обем със собствени настройки.

Процесът на репликация на тънък клон между изходната и целевата система.

Репликацията на базата данни tempdb не е необходима, тъй като файлът се възстановява при рестартиране на SQL Server и следователно метаданните не са съвместими с метода на други екземпляри на SQL Server. Внимателният подбор на томове за репликиране и съдържанието на тези томове елиминира ненужния трафик на репликация.

Интегрирано управление на копирането на данни на Microsoft SQL Server

Повечето съвременни продукти за съхранение (включително всички продукти на Dell EMC) могат да създават „консистентни с операционната система“ копия на всеки тип файл чрез:

• Последователен ред на запис от операционната система на всички нива - от хоста до устройството.
• Групиране на томове, така че множество файлове на различни томове да поддържат реда на записване.

С широкото приемане на мащабируеми устройства за съхранение, Microsoft разработи API за доставчици на съхранение. Този API позволява на доставчиците на хранилища да се координират със софтуера за бази данни на SQL Server, за да създават „съгласувани с приложения копия“ с помощта на Volume Shadow Copy Service (VSS). Тези копия симулират взаимодействието между SQL Server и операционната система по време на планирано и изключване на SQL Server. Всички буфери за запис се изчистват и транзакциите се спират, докато всички дискове не бъдат актуализирани и последователни в определен момент от време, което се записва в SQL журнала.

Софтуерът Dell EMC AppSync, интегриран с Unity XT моментни снимки, опростява и автоматизира процеса на създаване, използване и управление на съвместими с приложения копия на работни данни. Този софтуер е предназначен за използване в сценарии за контрол на копирането за възстановяване и повторно използване на база данни. 

Софтуерът AppSync автоматично открива базите данни на приложенията, изучава структурата на базата данни и картографира файловата структура чрез хардуерни или виртуализационни слоеве към основното хранилище на Unity XT. Той организира всички необходими стъпки, 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 производствена база данни.

Намаляване на данните и разширено дедупликиране

Семейството системи за съхранение на Dell EMC Unity предлага богати на функции, лесни за използване услуги за намаляване на данните. Спестяванията се постигат не само върху конфигурирани първични ресурси за съхранение, но и върху моментни снимки и тънки клонинги на тези ресурси. Моментните снимки и тънките клонинги наследяват настройката за намаляване на данните на изходното хранилище, което увеличава спестяването на капацитет.

Функцията за намаляване на данните включва дедупликация, компресия и дейности за откриване на нулев блок, потенциално увеличавайки количеството използваемо пространство за съхранение за потребителски обекти и вътрешна употреба. Функцията за намаляване на данните Unity XT замества функцията за компресиране в Unity OE 4.3 и по-нови 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 така предоставят разширена функция за дедупликация, която може да бъде активирана, ако намаляването на данните е активирано. Разширената дедупликация намалява капацитета, необходим за потребителските данни, като съхранява само малък брой копия (често само едно копие) на блокове данни на Unity. Областта за дедупликация е един LUN. Вземете това предвид при избора на схема за съхранение. По-малко LUN води до по-добра дедупликация, но повече LUN ​​осигуряват по-добра производителност. 

Спестяването на капацитет от разширено премахване на дублиране може да осигури най-голяма полза в повечето среди, но също така изисква използването на масивни процесори Unity. В OE 5.0 разширената дедупликация, когато е активирана, дедупликира всеки блок (компресиран или некомпресиран). За повече информация вижте Документация на Dell EMC.

Следващата таблица показва поддържаните конфигурации за намаляване на данните и разширено премахване на дублиране:

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

Unity OE версия 

Технология 

Поддържан тип басейн 

Поддържани модели

4.3 / 4.4 

Намаляване на данните 

Пул флаш памет - традиционен или динамичен 

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

4.5 
 

Намаляване на данните 

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

Намаляване на данните и разширено премахване на дублиране*

450F, 550F, 650F 

5 
 

Намаляване на данните 

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

Намаляване на данните и разширено дедупликиране

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

* Намаляването на данни е деактивирано по подразбиране и трябва да бъде активирано, преди разширената дедупликация да стане налична опция. След като активирате намаляването на данните, разширеното премахване на дублиране е налично, но е деактивирано по подразбиране.

Намаляване на данни в Unity и компресиране на данни в SQL Server

SQL Server 2008 Enterprise Edition беше първото издание, което предлага собствени възможности за компресиране на данни. Компресирането на ниво ред и на ниво страница в SQL Server 2008 използва знанието за вътрешния формат на таблицата на базата данни на SQL Server, за да намали пространството, използвано от обектите на базата данни. Намаляването на пространството ви позволява да съхранявате повече редове на страница и повече страници в буферния пул. Тъй като данните, които не се съхраняват във формат на страница с данни 8k, като данни извън реда, като NVARCHAR(MAX), няма да използват методи за компресиране на ред или страница, Microsoft въведе функциите Transact-SQL COMPRESS и DECOMPRESS. 

Тези функции използват традиционен подход за компресиране на данни (алгоритъмът GZIP), който трябва да бъде извикан за всеки раздел от данни, който трябва да бъде компресиран или декомпресиран.

Unity XT компресията, която не е изключителна за SQL Server, използва софтуерен алгоритъм за анализиране и компресиране на данни за съхранение. От пускането на Unity OE 4.1 компресирането на данни на Unity е налично за обеми на блоково съхранение и VMFS хранилища на данни във флаш пул. Започвайки с Unity OE 4.2, компресията е достъпна и за файлови системи и NFS хранилища на данни във флаш пулове за съхранение.

Изборът на метод за компресиране на данни за SQL Server зависи от няколко фактора. Тези фактори включват вида на съдържанието на базата данни, наличните ресурси на процесора - както на хранилището, така и на сървърите на базата данни, и I/O ресурсите, необходими за поддържане на SLA. Като цяло можете да очаквате допълнително спестяване на пространство за данни, които са компресирани с помощта на SQL Server, но данните, компресирани с помощта на функцията за компресиране GZIP на TSQL, е малко вероятно да видят значително допълнително спестяване на пространство от функциите за компресиране на Unity XT, тъй като повечето от предимствата идват от първото. алгоритъм.

Unity компресията осигурява спестяване на място, ако данните в обекта за съхранение са компресирани с поне 25%. Преди да разрешите компресирането на обект за съхранение, определете дали той съдържа данни, които могат да бъдат компресирани. Не разрешавайте компресия за обект за съхранение, освен ако това ще спести капацитет. 

Когато решавате дали да използвате намаляване на данните на Unity, компресиране на ниво база данни на SQL Server или и двете, вземете предвид следното:

• Данните, които се записват в системата Unity, се валидират от хоста, след като се съхранят в системния кеш. Процесът на компресиране обаче не започва, докато кешът не бъде изчистен.

• Спестяванията при компресия се постигат не само за ресурсите за съхранение на Unity XT, но и за моментни снимки и тънки клонинги на ресурса.
• По време на процеса на компресиране множество блокове се агрегират с помощта на алгоритъм за вземане на проби, за да се определи дали данните могат да бъдат компресирани. Ако алгоритъмът за вземане на проби определи, че могат да бъдат постигнати само минимални спестявания, тогава компресията се пропуска и данните се записват в пула.
• Когато данните се компресират, преди да бъдат записани на носител за съхранение, обемът на обработка на данни е значително намален. Следователно компресията помага за намаляване на износването на флаш паметта чрез намаляване на физическото количество данни, записани на устройството.

За повече информация относно компресирането на редове и страници в SQL Server за таблици и индекси вижте Microsoft документи.

Не забравяйте, че всяко компресиране изисква ресурси на процесора. Когато изискванията за честотна лента са високи, компресията може да окаже значително влияние върху производителността. Високите съотношения на запис на OLAP натоварвания също могат да намалят ползите от компресията за база данни на SQL Server.

Dell EMC проучи потенциални спестявания, използвайки реални нива на намаляване на данните в масив Unity. Екипът събра данни за виртуални машини на VMware, споделяне на файлове, бази данни на SQL Server, виртуални машини Microsoft Hyper-V и др.

Резултатите от проучването показват, че намаляването на размера на регистрационния файл на SQL Server е почти 10 пъти по-малко от файла с данни:

• Размер на базата данни = 1,49:1 (32,96%)
• Регистрационен обем = 12,9:1 (92,25%)

Базата данни на SQL Server беше доставена с два тома. Файловете на базата данни се съхраняват на един том, а регистрационните файлове на транзакциите се съхраняват на друг. Използването на технология за намаляване на данните с обеми на бази данни може да осигури спестяване на съхранение; трябва обаче да вземете предвид въздействието върху производителността, когато решавате дали да разрешите дедупликация на томове на база данни. Въпреки че действителното намаляване на размера на базата данни може да варира в зависимост от съхраняваните данни, резултатите от проучването показват, че пространството за съхранение на регистър на транзакциите на SQL Server може бъдат значително намалени.

Най-добри практики за намаляване на данните

Преди да активирате намаляване на данните на обект за съхранение, вземете под внимание следните указания:

• Използвайте мониторинг на системата за съхранение, за да се уверите, че има налични ресурси за поддръжка на намаляване на данните.
• Активирайте редуцирането на данни за множество обекти за съхранение наведнъж. Наблюдавайте системата, за да се уверите, че е в препоръчаните работни условия, преди да я активирате на допълнителни места за съхранение.
• При моделите Unity XT x80F намаляването на данните ще осигури спестяване на капацитет, ако данните в устройството за съхранение са компресирани с поне 1%.

Намаляването на данните при предишни модели на Unity x80F, работещи с OE 5.0, осигуряваше спестявания, стига данните да бяха поне 25% компресируеми.

• Преди да разрешите редукция на данни на обект за съхранение, определете дали обектът съдържа компресируеми данни. Някои типове данни, като видео, аудио, изображения и двоични данни, обикновено осигуряват малка полза от компресията. Не разрешавайте намаляването на данни в обект за съхранение, ако няма да има спестяване на място.
• Помислете за селективно компресиране на обем от файлови данни, който обикновено се компресира добре.

Виртуализация на VMware

VMware vSphere е ефективна и сигурна платформа за виртуализация и облачни среди. Основните компоненти на vSphere са VMware vCenter Server и VMware ESXi хипервайзор.

vCenter Server е унифицирана платформа за управление на vSphere среди. Той е лесен за внедряване и проактивно оптимизира ресурсите. ESXi е хипервизор с отворен код, който се инсталира директно на физически сървъри. ESXi има директен достъп до основните ресурси и е с малък размер от 150 MB, което минимизира изискванията за памет. Той осигурява надеждна производителност за различни работни натоварвания на приложения и поддържа мощни конфигурации на виртуални машини - до 128 vCPU, 6 TB RAM и 120 устройства.

За да работи SQL Server ефективно на модерен хардуер, операционната система SQL Server (SQLOS) трябва да разбира дизайна на хардуера. С появата на многоядрени и многовъзлови системи за неравномерен достъп до паметта (NUMA), разбирането на връзките между ядра, логически процесори и физически процесори стана особено важно.

процесори 

Виртуален процесор (vCPU) е виртуален централен процесор, присвоен на виртуална машина. Общият брой присвоени vCPU се изчислява като:

Total vCPU = (количество виртуальных сокетов) * (количество виртуальных ядер на сокет)

Ако постоянната производителност е важна, VMware препоръчва общият брой vCPU, присвоени на всички виртуални машини, да не надвишава общия брой физически ядра, налични на хоста ESXi, но можете да увеличите броя на разпределените vCPU, ако мониторингът показва, че неизползваните ресурси на CPU са налични.

На системи с активирана технология Intel Hyper-Threading броят на логическите ядра (vCPU) е два пъти по-голям от броя на физическите ядра. В този случай не задавайте общия брой vCPU.

Работните натоварвания на SQL Server от по-ниско ниво са по-малко засегнати от променливостта на латентността. По този начин тези работни натоварвания могат да се изпълняват на хостове с високо съотношение на vCPU към физически процесори. Разумните нива на използване на процесора могат да увеличат общата пропускателна способност на системата, да увеличат максимално спестяванията на лицензи и да поддържат адекватна производителност.

Intel Hyper-Threading обикновено подобрява общата пропускателна способност на хоста с 10% до 30%, което предполага съотношение vCPU към физически CPU от 1,1 до 1,3. VMware препоръчва да активирате Hyper-Threading в UEFI BIOS, когато е възможно, така че ESXi да може да се възползва от тази технология. VMware също така препоръчва задълбочено тестване и наблюдение при използване на Hyper-Threading за натоварвания на SQL Server.

Память

Почти всички съвременни сървъри използват архитектура за нееднороден достъп до паметта (NUMA) за комуникация между основната памет и процесорите. NUMA е хардуерна архитектура за споделена памет, която прилага разделянето на блокове физическа памет между физическите процесори. NUMA възел е един или повече процесорни гнезда заедно с блок разпределена памет. 

NUMA е широко обсъждана тема през последното десетилетие. Относителната сложност на NUMA се дължи отчасти на реализации от различни доставчици. Във виртуализираните среди сложността на NUMA се определя и от броя на опциите за конфигурация и слоевете - от хардуера през хипервайзора до операционната система за гост и накрая до приложението SQL Server. Доброто разбиране на хардуерната архитектура на NUMA е задължително за всеки DBA на SQL Server, работещ с виртуализиран екземпляр на SQL Server.

За да постигне по-голяма ефективност на сървъри с голям брой ядра, Microsoft представи SoftNUMA. Софтуерът SoftNUMA ви позволява да разделите наличните ресурси на процесора в рамките на един NUMA на множество SoftNUMA възли. Според VMware, SoftNUMA е съвместим с виртуалната NUMA (vNUMA) топология на VMware и може допълнително да оптимизира скалируемостта и производителността на двигателя на базата данни за повечето работни натоварвания...

Когато виртуализирате VMware с SQL Server, използвайте:

• Наблюдавайте виртуални машини за откриване на недостатъчни ресурси на паметта за SQL Server Database Engine. Този проблем причинява увеличени I/O операции и намалена производителност.

• За да подобрите производителността, предотвратете конкуренция за памет между виртуални машини, като избегнете претоварването на паметта на ниво ESXi хост.
• Помислете за проверка на хардуерното разпределение на физическата памет NUMA, за да определите максималното количество памет, което може да бъде присвоено на виртуална машина в рамките на физическите граници на NUMA.
• Ако постигането на адекватна производителност е основната цел, помислете за запазване на памет, равна на разпределената памет. Тази настройка на параметър гарантира, че виртуалната машина получава само физическа памет.

Виртуализирано съхранение

Настройването на хранилище във виртуализирана среда изисква познаване на инфраструктурата за съхранение. Както при NUMA, трябва да разберете как работят различните нива на I/O - в този случай от приложението във VM до физическото четене и запис на информация върху постоянния носител за съхранение.

vSphere предоставя редица опции за конфигуриране на съхранение, които имат полезни приложения в реализацията на SQL Server с Unity XT масив. FS VMFS е най-широко използваният метод за съхранение на данни в блокови системи за съхранение като Unity XT. Масивът Unity XT е най-долният слой, състоящ се от физически устройства, изложени от vSphere като логически дискове (томове). Unity XT томове са форматирани като VMFS томове от хипервайзора ESXi. Администраторите на VMware създават един или повече виртуални дискове (VMDK), които се представят на гост операционната система. RDM позволява на виртуална машина директен достъп до блоково съхранение на Unity XT (чрез FC или iSCSI) без форматиране на VMFS. VMFS и RDM обемите могат да осигурят еднаква пропускателна способност на транзакциите. 

За базирано на NFS хранилище за ESXi Dell EMC препоръчва използването на VMware NFS вместо NFS файлови системи с общо предназначение. Виртуална машина, работеща на SQL Server и използваща VMDK в NFS хранилище за данни, не знае за основния NFS слой. Операционната система за гости третира виртуалната машина като физически сървър, работещ под Windows Server и SQL Server. Не се поддържат споделени дискове за конфигурации на екземпляри на клъстери за преодоляване на отказ в NFS хранилища за данни.

VMware vSphere Virtual Volumes (VVols) предлагат по-подробен контрол на ниво виртуална машина, независимо от основното представяне на физическа памет (като обеми или файлови системи). Базирана на масив репликация с VVols се поддържа от VVol 2.0 (vSphere 6.5). VVol диск може да се използва вместо RDM диск за предоставяне на дисков ресурс на екземпляр на SQL Failover Cluster, започващ с vSphere 6.7 с поддръжка за постоянно SCSI архивиране.

Виртуализирани мрежи

Мрежата във виртуалния свят следва същите логически концепции като във физическия свят, но използва софтуер, а не физически кабели и превключватели. Въздействието на латентността на мрежата върху натоварванията на SQL Server може да варира значително. Наблюдението на показателите за производителност на мрежата при съществуващо работно натоварване или добре внедрена тестова система за представителен период помага при създаването на виртуална мрежа.

Когато използвате виртуализация на VMware с SQL Server, вземете предвид следното:

• Както стандартните, така и разпределените виртуални комутатори осигуряват функционалността, изисквана от SQL Server.
• За логическо разделяне на трафика на управление, vSphere vMotion и мрежово съхранение, използвайте VLAN маркиране и групи портове за виртуален комутатор.
• VMware силно препоръчва активирането на големи рамки на виртуални комутатори, където е активиран vSphere vMotion трафик или iSCSI трафик.
• Като цяло следвайте указанията за работа в мрежа за гост операционни системи и хардуер.

 Заключение 

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

Виждаме значителни увеличения на времето за работа и намаляване на общата цена на притежание (TCO), когато специалистите по съхранение и база данни работят заедно, за да създадат инфраструктурни решения за SQL Server на споделени платформи за съхранение. Dell EMC Unity XT all-flash масив е решение от среден клас, подходящо за разработчици и администратори на SQL Server, които се нуждаят от висока производителност и ниска латентност. Проектиран да работи на всички флаш устройства, Unity XT All-Flash поддържа двойни процесори, конфигурации с двоен контролер и многоядрена оптимизация.

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

Полезни връзки

Dell EMC

• Microsoft SQL Info Hub за готови решения
• Dell EMC Unity Storage с Microsoft SQL Server
• Dell EMC Unity: Ръководство за най-добри практики
• Dell EMC Unity: Бяла книга за компресиране
• Dell EMC Unity: Бяла книга за моментни снимки и тънки клонинги
• Dell EMC Unity: Анализ на намаляване на данните
• Dell EMC Unity: Бяла книга за намаляване на данните
• Dell EMC Unity XT Storage Series Спецификация
• Dell EMC XT Unity All-Flash Unified Storage (продуктова страница)
• Преглед и архитектура на Dell EMC Unity с Каушик Гош (YouTube)
• Програма за лоялни клиенти на Dell EMC за бъдещето

VMware

• Блогове на SQL Server
• Виртуализиране на Microsoft SQL на VMware vSphere
• Архитектиране на Microsoft SQL Server на VMware vSphere—Ръководство за най-добри практики
• Характеристика на производителността на Microsoft SQL Server на VMware vSphere 6.5

Microsoft

• Техническа бяла книга на Microsoft SQL Server 2019
  Блог за SQL Server
  Платформа за данни на Microsoft
  Представяме ви SQL Server 2019
  Архив на съобщения за CTP за SQL Server 2019

Източник: www.habr.com