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

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

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

От времето на провеждане на това проучване, Microsoft пусна следващото поколение СУБД – SQL Server 2019. В допълнение към подобренията на основните функции на релационния двигател и съхранението на данни, бяха добавени нови услуги и функции. Например, SQL Server 2019 включва поддръжка на работни натоварвания с големи данни, използвайки Apache Spark и разпределената файлова система Hadoop (Hadoop Distributed File System, HDFS).

Съюзът на Dell EMC и Microsoft

Dell EMC и Microsoft отдавна сътрудничат в разработването на решения за SQL Server. Успешното внедряване на комплексна платформа за бази данни, като Microsoft SQL Server, изисква координация на софтуерните функции с основната ИТ инфраструктура. Тази инфраструктура включва изчислителни мощности на процесора, ресурси за памет, хранилища и мрежови услуги. Dell EMC предлага инфраструктура за платформата SQL Server за всякакъв тип работни натоварвания 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 критично важни системи, като управление на ресурсите 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 внедряват SQL Server 2019 с инфраструктурата на Dell EMC, могат да работят с структурирани и неструктурирани данни, използвайки SQL Server и Apache Spark. SQL Server също поддържа комбинации от технологии за клиентски достъп, междусървърни комуникации и комуникации „сървър-хранилище“. Концепцията на Dell EMC е изградена върху дезагрегирана модел, предлагаща отворена екосистема. Организациите могат да избират от широк спектър от стандартни индустриални мрежови приложения, операционни системи и хардуерни платформи. Този подход дава максимален контрол върху технологиите и архитектурите, което води до значителна икономия на средства 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, за работните натоварвания VMware в момента предлага и хибридни модели, обхващащи частни и публични облачни архитектури.

Много организации прибягват до виртуализация, за да намалят разходите за инфраструктура, да осигурят висока наличност и да опростят аварийното възстановяване. 94% от анкетираните специалисти по SQL Server съобщават за някакво 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 анкетата убедително показват, че високата наличност и аварийната възстановимост, реализирани на нивото на виртуализация, са се осигурили важни фактори при вземането на решение за виртуализация на бази данни SQL Server.

Новите функции на SQL Server 2019

Платформата на базата данни SQL Server 2019 включва широка гама от технологии, функции и услуги, които поддържат критични приложения, като аналитика, корпоративни бази данни, бизнес аналитика (BI) и мащабируемо обработване на транзакции (OLTP). Платформата SQL Server е придобила възможности за управление на интеграцията на данни, хранилища на данни, отчитане и разширена аналитика, функции за репликация и управление на полуструктурирани типове данни. Разбира се, не на всички клиенти или приложения са нужни всички тези функции. Освен това, в много случаи е предпочитано да се разделят услугите на SQL Server чрез виртуализация.

Днес предприятията често трябва да разчитат на големи обеми данни от широк спектър от постоянно увеличаващи се набори данни. С SQL Server 2019 можете да получавате ценна информация почти в реално време от всички данни. Клъстерите SQL Server 2019 предоставят пълномащабна среда за работа с големи набори от данни, включително с използването на машинно обучение и възможности за изкуствен интелект. Основните нови функции и актуализации в SQL Server 2019 са изброени в документа на Microsoft.

Системата за съхранение от среден клас Dell EMC Unity XT

Серията CХД 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 пропускателна способност и ниски разходи за управление за натоварванията на SQL Server. Всички системи Unity XT използват архитектура с два процесора (storage processors, SP) за обслужване на входно-изходните операции и извършването на операции с данни в режим active/active. В Unity XT dual SP за осигуряване на висока производителност и ефективност се прилага пълно вътрешно свързване SAS 12 Гбит/с и патентована многоядрена архитектура. Дисковите масиви позволяват разширяване 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 хибридни и изцяло базирани на флаш памет масиви, производителността значително се е увеличила, ефективността е подобрена и са добавени нови възможности и услуги за многоблачни среди.

Архитектурата на Unity XT позволява едновременно да се обработват данни, да се намалят техните обеми и да се поддържат услуги като репликация без компромис с производителността на приложенията. В сравнение с предходното поколение, производителността на системата за съхранение Dell EMC Unity XT е удвоена, времето за отговор е намалено с 75%. И, разбира се, Dell EMC Unity поддържа стандарт NVMe.

Системите за съхранение с NVMe устройства демонстрират най-добрите си характеристики в приложения, чувствителни към закъснения. Например, в такива приложения като масивни бази данни, NVMe осигурява ниски закъснения и високи пикова скорости на предаване на данни. Намаляването на закъсненията и увеличаването на паралелизма значително повишават производителността на операциите на четене/запис. Не е случайно, че според прогноза на IDC, до 2021 година, флаш масивите с NVMe и NVMe-oF (NVMe over Fabric) ще представляват около половината от общите приходи от продажби на външни системи за съхранение в света.

Икономията на съхранение се подобрява чрез алгоритми за компресия на данни. Dell EMC Unity XT може да намалява обема на данните до пет пъти. Друга важна стойност е общата ефективност на системата. Dell EMC Unity XT използва 85% от системния капацитет. Компресията и дедупликацията се изпълняват в режим inline – на ниво контролери. Данните се запазват в компресирана форма. Системата също автоматизира работата с архивни снимки на данни.

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

Технологията за съхранение на данни, наречена „динамични пулове“, позволява преминаване от статичен към динамичен растеж на паметта, осигурява висока оперативна гъвкавост и простота при увеличаване на капацитета на системата. Динамичните пулове икономисват капацитет и бюджет, изискват по-малко време за преорганизация. Увеличаването на капацитета и производителността на Dell EMC Unity не изисква прехвърляне на данни.

Много компании днес в съчетание с локалната си инфраструктура 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 публично облако и да прехвърля данни в частно облако. Освен това, СХД Dell EMC Unity XT е налична по модел „като услуга“. Това е една от услугите на облачното съхранение Dell EMC Cloud Storage Services.

Облачните хранилища стават все по-популярни, тъй като позволяват увеличаване 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 Dell EMC (директно свързано с публичното облачно пространство) 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.

Към семейството Unity XT спадат системите Unity XT All-Flash, Unity XT Hybrid, UnityVSA и Unity Cloud Edition.

Унифицирани хибридни и флаш-масиви

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

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 данните между няколко облачни платформи – частни и публични. Това оказва влияние не само върху процесите на преместване на данни, но и върху организацията на достъпа 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“ капацитет.
Вградени функции за намаление на обема на данните за всички флаш-пулове.
Бърза инсталация и настройка (в средно тя отнема 25 минути).

Технологиите на твердотелните накопители бързо напредват и в следващите години на пазара ще се появят нови революционни продукти. Междувременно организациите ще продължат да заменят традиционните HDD дискове с твердотелни накопители за повишаване на производителността, лесното управление и икономия на енергия. Новите поколения флаш масиви ще се отличават с по-усъвършенствани средства за автоматизация на съхранението, интеграция с публичното облако и интегрирана защита на данните.

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

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

UnityVSA

Системата UnityVSA е софтуерно определено СХД за виртуални среди VMware ESXi, използваща сървърен, общ или облачен капацитет за съхранение. UnityVSA HA, конфигурация с два хранилища UnityVSA, осигурява допълнителна устойчивост на отказ. Съхранението UnityVSA предлага:

До 50 ТБ капацитет на функционално универсално съхранение.
Съвместимост със системите и функциите на Unity XT.
Подкрепа за системи с висока достъпност (UnityVSA HA).
Свързване като NAS и iSCSI.
Репликация на данни от други платформи Unity XT.

Unity Cloud Edition

За синхронизация на файлове и операции за възстановяване след бедствия с облака, семейството Unity XT включва версията Unity Cloud Edition, която осигурява:

Пълнофункционални възможности за съхранение, използвайки софтуерно определено СХД (SDS), внедрено в облака.
Лесно внедряване на блочно и файлово съхранение с VMware Cloud в AWS.
Подкрепа за възстановяване след бедствия, 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 на Unisphere Research за 2017 година „Трансформация на SQL Server: по пътя към гъвкавост и устойчивост” (SQL Server Transformation: Toward Agility and Resiliency) 22% от респондентите съобщават, че използват технологията флаш съхранение в продуктивна среда (16%) или планират да го направят (6%). 30% прилагат хибридни масиви, включващи флаш памет. 13% използват флаш масиви с директно свързване. 13% правят резервни копия на бази данни SQL Server във флаш съхранение.

Така бързото внедряване на флаш хранилища за използване с SQL Server означава, че масивите Unity XT All-Flash 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 на данни (SAN).

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

Модели Unity XT All-Flash

Unity XT

Процесори

Памет (на процесор)

Макс. брой устройства

Макс. "сурова" вместимост (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).

Пулове за съхранение на данни

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 защита RAID. Отделни групи дискове с защита RAID са традиционни пулове за съхранение. Докато хибридните системи Unity XT поддържат само традиционни пулове, масивите Unity XT All-Flash предлагат и динамични пулове за съхранение. В случая на динамични пулове за съхранение, защита RAID се прилага на екстентите на дисковете – единици за съхранение по-малки от целия диск. Динамичните пулове предоставят по-голяма гъвкавост при управлението и разширяването на дисковите пулове.

Dell EMC предоставя препоръки за управление на пулове за съхранение с цел постигане на максимална производителност при минимална сложност. Например, препоръчва се да се минимизира броят на пуловете за съхранение Unity XT, за да се намали сложността и да се повиши гъвкавостта. Въпреки това, настройката на допълнителни пулове за съхранение може да бъде много разумна в определени случаи, включително когато е необходимо:

Да поддържате отделни работни натоварвания с различни профили на входящи/изходящи операции.
Да отделите ресурси за постигане на определени параметри на производителността.
Да отделяте отделни ресурси за мултинаемност.
Да създавате по-малки домейни за защита от повреди.

Обеми за съхранение (LUN)

Как да се намери компромис между управлението и гъвкавостта при избора на брой томове в масива? За максимална гъвкавост в Unity с SQL Server се препоръчва да се създават томове за всеки файл на базата данни. На практика повечето 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 местоположението на файловете.

Управлението на множество томове често е сложно, особено в виртуални среди. Виртуализираните среди на SQL Server са добър пример за ситуация, в която има смисъл да се разполагат няколко типа файлове на един том. Администраторът на базата данни или администраторът на хранилището (или и двамата) трябва да изберат правилния баланс между гъвкавост и удобство при определяне на броя на създаваните томове.

Файлово хранилище

Сървърите NAS разполагат файлови системи върху системата за съхранение Unity XT. До файловите системи може да се получи достъп чрез протоколите SMB или NFS, а благодарение на многопротоколната файлова система могат да се използват и двата протокола едновременно. За свързване на хоста към SMB, NFS и многопротоколните файлови системи, както и към хранилища с данни VMware NFS и виртуални томове VMware, сървърите NAS използват виртуални интерфейси. Файловите системи и виртуалните интерфейси са изолирани в рамките на един сървър NAS, което позволява за многонаемност да се използват няколко сървъра NAS. Сървърите NAS автоматично превключват при неизправност, ако процесорът на хранилището се повреди. Свързаните с тях файлови системи също превключват при неизправност.

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

Създаването на общи файлови ресурси SMB за разполагане на SQL Server с хранилище Unity XT е прост тристепенен процес: необходимо е да се създаде NAS сървър, файловата система и общ ресурс SMB. Софтуерът Dell EMC Unisphere Storage Management включва удобство за настройка, което ще помогне за извършването на този процес. Въпреки това, когато разполагате работни натоварвания SQL Server на общи файлови ресурси SMB, не бива да забравяте за някои важни съображения, които не са задължително свързани с използването на общи файлови ресурси SMB. Microsoft е съставила списък с въпроси за инсталация и сигурност, заедно с известни в момента проблеми; подробности можете да намерите в раздела „Инсталация на SQL Server с файлово хранилище SMB“ в документите на Microsoft.

Снимките на данни

Данните са важен ресурс за компаниите и днес критично важните среди изискват не само резервиране. Необходимо е приложенията винаги да бъдат онлайн, да се осигуряват безпроблемни операции и актуализации. Те също така изискват висока производителност и достъпност на данните чрез опции като локална репликация на моментни снимки и дистанционна репликация.

Масивът за съхранение Unity XT предлага възможности за създаване на моментни снимки за блокове и файлове, като използва общи работни потоци, операции и архитектура. Методологията на снимките на Unity осигурява прост и ефективен начин за защита на данните. Снимките улесняват възстановяването на данни — можете да се върнете към по-ранен снимок, или можете да копирате избрани данни от предишен снимок. В следващата таблица са представени сроковете на съхранение на снимките за системи Unity XT.

Локално и дистанционно съхранение на снимки на данни

Тип на снимката

CLI
UI
REST

Ръчно

По график

Ръчно

По график

Ръчно

По график

Локален

1 година

5 години

4 седмици

100 години

Без ограничения

Отдалечен

5 години

255 седмици

5 години

255 седмици

5 години

255 седмици

Снимките не са пряка замяна на други методи за защита на данните, като архивиране. Те могат да допълнят традиционното архивиране като първа линия на защита в сценарии с ниско RTO.

Функцията за моментални снимки на Dell EMC Unity включва намаляване на обема на данните и разширена дедупликация. Снимките също така печелят от икономия на място, която се постига на оригиналния ресурс за съхранение. Когато направите моментален snapshot на ресурс за съхранение с поддръжка на функции за намаляване на обема на данните, данните в източника могат да бъдат компресирани или дедуплицирани.

Записваме някои забележки относно възстановяването на база данни, когато се използват моментални 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 журналите се намират на различни LUN, тези LUN трябва да бъдат част от консистентна група. Консистентната група гарантира, че моменталният snapshot ще бъде направен едновременно на всички LUN в групата. Когато файловете с данни и журналите са на различни общи файлови ресурси SMB, общите ресурси трябва да бъдат в една файлова система.
При възстановяване на база данни SQL Server от моментален snapshot, основан на блокове, ако инстанцията на SQL Server трябва да остане свързана, използвайте свързването с хоста Unisphere. За възстановяване на база данни на основата на файлове се създава допълнителен общ ресурс SMB, използвайки моменталния snapshot като източник. След свързване на томовете, базата данни може да бъде свързана с друго име или да замени съществуващата възстановена база данни.

При извършване на възстановяване, използвайки метода за възстановяване на моментални снимки Snapshot Restore в Unisphere, преместете инстанцията на SQL Server в офлайн режим. SQL Server не знае за операциите по възстановяване. Преместването на инстанцията в офлайн режим гарантира, че томовете няма да бъдат повредени при операции по запис в базата данни преди възстановяването. Веднага щом инстанцията бъде рестартирана, аварийното възстановяване на SQL Server ще доведе до синхронизирано състояние на базите данни.
Позволете ли на снимките да бъдат правени за няколко обекта за съхранение едновременно, и след това, преди да включите допълнителни снимки, уверете се, че системата работи в препоръчаните режими.

Автоматизация и планиране на снимки

Снимките в Unity XT могат да бъдат автоматизирани. В системата за управление на хранилища Unisphere са налични следните стандартни опции за снимки: стандартна защита, защита с по-кратък срок на съхранение и защита с по-дълъг срок на съхранение. Всеки параметър създава ежедневни снимки и ги съхранява 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 / еженеделно. Ежедневното / еженеделното планиране на снимки позволява да зададете конкретно време и дни за създаване на снимки. За всяка избрана опция трябва да се установи политика за съхранение, която може да бъде настроена 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 достъпна за четене/писане копие на тънкия блочен ресурс за съхранение, например обем, последователна група или хранилище на данни VMware VMFS, което споделя блокове с родителския ресурс. Тънките клонове са чудесен начин за бързо и компактно представяне на копия на бази данни SQL Server, което не може да бъде постигнато с традиционните инструменти на SQL Server. След като тънкият клон бъде представен на хоста, обемите могат да бъдат преведени в работен режим (онлайн), и базата данни ще бъде присъединена с помощта на метода за присъединяване на БД в SQL Server.

При използване на функцията за актуализация с тънки клони, изключете (преведете в офлайн) всички бази данни, които се намират на тънкия клон. Това трябва да се направи преди оперативната актуализация. Ако не се преведат базите данни в автономен режим преди извършване на актуализацията, това може да доведе до грешки в несъответствието на данни или неверни резултати на данни на 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 конфигурация на Unity позволяват да се избере ефективен начин за удовлетворяване на изискванията по RTO/RPO за бази данни SQL Server, като същевременно се запазва балансът между производителността и пропускната способност.

При използване на репликация Dell EMC Unity за защита на бази данни SQL Server на множество томове трябва да се ограничи всичките данни и томове на журналите на базата 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 на множество бази данни. Базите данни, които изискват различни параметри за репликация, трябва да се намират в отделни LUN, консистентни групи или файлови системи.

Тонките клони са съвместими както с синхронна, така и с асинхронна репликация. Когато тонък клон се репликира в мястото на дестинация, той става пълна копия на тома, консистентната група или хранилището VMFS. След репликацията тонкият клон е напълно независим том с неговите собствени настройки.

Microsoft SQL Server 2019 и флаш масиви Dell EMC Unity XT
Процесът на репликация на тонък клон между изходната и целевата системи.

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

Интегрирано управление на копията 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 вид чрез:

Съгласувания ред на запис от операционната система на всички нива — от хоста до устройството за съхранение.
Групиране на томове, така че за няколко файла на различни томове да се запази реда на запис.

С разширеното разпространение на мащабируемите устройства за съхранение, Microsoft разработи API за доставчици на СХД. Този API позволява на доставчиците на съхранение да координират своите действия с софтуера на базите данни SQL Server за създаване на „съгласувани с приложението копия“ с помощта на услугата за тенево копиране на томове (VSS). Тези копия имитират взаимодействието между SQL Server и операционната система по време на планирано и завършено работа на SQL Server. Всички буфери за запис се изчистват, а транзакциите се спират, докато всички дискове не бъдат обновени и съгласувани в определен момент от време, който се записва в журнала на SQL.

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

Софтуерът AppSync автоматично открива бази данни на приложения, изучава структурата на базата данни и визуализира файловата структура през нивата на хардуера или виртуализацията в основното хранилище Unity XT. Той организира всички необходими действия, от създаването и проверката на копия до монтиране на моментни снимки на целевия хост и стартиране или възстановяване на базата данни. AppSync поддържа и опростява работните потоци на SQL Server, които включват обновление и възстановяване на работната база данни.

Съкращаване на обема на данните и разширена дедупликация

Семейството на системите за съхранение на данни Dell EMC Unity предлага многофункционални и лесни за използване услуги за съкращаване на обема на данните. Спестяването се постига не само на настроените първични ресурси за съхранение, но също така и на снимките и тънките клони на тези ресурси. Моментните снимки и тънките клони наследяват настройката за съкращаване на обема на данните на оригиналното хранилище, което увеличава спестяването на капацитета.

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

Системи 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, съхранявайки само малък брой копия (често само едно копие) на блоковете данни на Unity. Обхватът на дедупликацията е един LUN. Вземете това предвид при избора на схема за съхранение. По-малкото количество LUN води до по-добра дедупликация, но повече LUN осигурява повишена производителност.

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

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

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

Версия 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

Съкращаване на обема на данните и разширена дедупликация

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

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

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

Изданието SQL Server 2008 Enterprise Edition беше първото, което разполага със собствени функции за компресиране на данни. При компресия на ниво редове и страници, SQL Server 2008 използва знанието за формата на таблицата на вътрешната база данни SQL Server, 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 във формата на страница от 8k, като NVARCHAR (MAX), няма да ползват методите за компресия на редове или страници, Microsoft представи функциите Transact-SQL COMPRESS и DECOMPRESS.

Тези функции използват традиционния подход за компресиране на данни (алгоритъм GZIP), който трябва да бъде извикан за всяка част от данни за компресия или разопаковане.

Компресията Unity XT, която не е свързана изключително с SQL Server, използва софтуерен алгоритъм за анализ и компресиране на данни в СХД. От изданието Unity OE 4.1 компресирането на данни Unity беше достъпно за томове на блочни хранилища и данни VMFS в пула с флаш памет. Започвайки от Unity OE 4.2, компресията е достъпна и за файлови системи и данни NFS в хранилища 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 на хранилището, така и на сървърите на базата данни, както и входно-изходните ресурси, необходими за поддържане на SLA. Като цяло, може да се очаква допълнителна икономия на пространство за данни, които се компресират с инструменти на SQL Server, обаче данни, компресирани с функцията за компресия TSQL с използване на алгоритъма GZIP, вероятно няма да получат значително допълнително намаление от функциите за компресия Unity XT, тъй като повечето предимства се постигат благодарение на първоначално приложения универсален алгоритъм.

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

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

Данните, записани в системата Unity, се потвърдиха от хоста след тяхното записване в системния кеш. Въпреки това процесът на компресия не се стартира, докато кешът не бъде изчистен.

Спестяването при компресията е валидно не само за ресурсите за съхранение на Unity XT, но и за моменталните снимки и тънките клонове на ресурса.
По време на компресията няколко блока се агрегират с помощта на алгоритъм за избиране, за да се определи дали данните подлежат на компресия. Ако алгоритъмът за избиране определи, че могат да се постигнат само минимални спестявания, компресията се пропуска и данните се записват в пул.
Когато данните се компресират преди записването им на носителя, обемът на операциите с тях значително намалява. Следователно компресията помага за намаляване на износа на флаш паметта, като същевременно намалява физическия обем на данните, записвани на устройството.

Допълнителна информация относно 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 ресурси на процесора. При високи изисквания за пропускателна способност компресията може да окаже значително влияние върху производителността. Високите коефициенти на запис на OLAP натоварвания също могат да намалят предимствата от компресията за базата данни SQL Server.

Специалистите на Dell EMC проучиха потенциалното спестяване, използвайки реални коефициенти на компресия на данни в масива Unity. Групата събра данни за виртуални машини на VMware, общи файлови достъпи, бази данни SQL Server, виртуални машини Microsoft Hyper-V и т.н.

Резултатите от проучването показват, че компресията на обема на дневника на SQL Server е почти 10 пъти по-малка от тази на файла с данни:

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

SQL Server базата данни е снабдена с две томове. Файловете на базата данни се съхраняват на един том, а журналите на транзакциите — на друг. Използването на технологии за намаляване на данни с бази данни може да осигури икономия на пространство; обаче трябва да се има предвид влиянието върху производителността при вземането на решение за включване на дедупликация на томовете на базата данни. Въпреки че действителното намаляване на обема на базата данни може да варира в зависимост от съхраняваните данни, резултатите от проучване показаха, че пространството за съхранение на журналите на транзакциите на SQL Server може да бъде значително намалено.

Най-добри практики за намаляване на обема на данните

Преди да включите намаляването на данни на обект за съхранение, разгледайте следните препоръки:

Използвайте мониторинг на системата за съхранение, за да се уверите, че тя има налични ресурси, за да поддържа намаляването на обема на данните.
Включете намаляване на обема на данните за няколко обекта за съхранение едновременно. Преди да го включите на допълнителни обекти за съхранение, следете системата, за да се уверите, че тя работи в препоръчителните режими.
В моделите Unity XT x80F намаляването на обема на данните ще осигури икономия на капацитет, ако данните в блока за съхранение се компресират поне с 1%.

Намаляването на обема на данните в по-старите модели Unity x80F, работещи под управление на OE 5.0, осигуряваше икономия, ако данните са компресивни поне с 25%.

Преди да включите намаляване на обема на данните на обект за съхранение, определете дали обектът съдържа компресивни данни. Определени типове данни, като видео, аудио, изображения и двоични данни, обикновено дават малка полза от компресията. Не включвайте намаляване на обема на данните на обект за съхранение, ако икономия на пространство не е налице.
Разгледайте опцията за выборно компресиране на тома 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 хипервизор VMware ESXi.

vCenter Server е унифицирана платформа за управление на среди vSphere. Тя се отличава с леснота на внедряване 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 MB минимизира изискванията към паметта. Той осигурява надеждна производителност за различни товарни натоварвания на приложения и поддържа мощни конфигурации на виртуални машини - до 128 виртуални ЦП, 6 TB RAM и 120 устройства.

За SQL Server да работи ефективно на съвременна инфраструктура, операционната система на SQL Server (SQLOS) трябва да "разбира" структурата на оборудването. С появата на многоядрени и многоузлови системи с нееднороден достъп до памет (NUMA) разбирането на връзките между ядрата и логическите и физическите процесори стана особено важно.

Процесори

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

Total vCPU = (броя на виртуалните сокети) * (броя на виртуалните ядра на сокет)

Ако е важна стабилната производителност, VMware препоръчва общият брой на виртуалните ЦП, назначени на всички виртуални машини, да не надвишава общия брой на физическите ядра, налични на хоста ESXi, но е възможно да се увеличи броят на назначените виртуални ЦП, ако мониторингът показва, че има неупотребявани ресурси на ЦП.

В системите 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 назначавайте общия брой виртуални ЦП.

На по-ниски натоварвания на SQL Server променливостта на закъснението влияе по-малко. Затова тези натоварвания могат да се изпълняват на хостове с по-високо съотношение на виртуални ЦП към физически. Разумните нива на товар на ЦП могат да увеличат общата пропускна способност на системата, да спестят лицензиите и да поддържат адекватна производителност.

Intel Hyper-Threading обикновено увеличава общата пропускна способност на хоста с 10–30%, което предполагава съотношение на виртуалните ЦП към физическите процесори от 1,1 до 1,3. VMware препоръчва да се активира Hyper-Threading в BIOS UEFI, когато това е възможно, за да може ESXi да се възползва от предимствата на тази технология. VMware също така препоръчва да се провеждат детайлни тестове 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 свързване между основната памет и процесорите. NUMA е хардуерна архитектура за споделена памет, която реализира разделение на блоковете на физическата памет между физическите процесори. NUMA възел е един или повече сокета на ЦП заедно с блок от посветена памет.

През последното десетилетие NUMA е широко обсъждана тема. Относителната сложност на NUMA произтича от различните реализации на различни доставчици. В виртуализирани среди сложността на NUMA също така се определя от броя на конфигурационните параметри и нивата — от хардуера през хипервизора до гостоприемната операционна система и накрая до приложението SQL Server. Добро разбиране на хардуерната архитектура NUMA е задължително изискване за всеки администратор на база данни на SQL Server, работещ с виртуализирана инстанция на SQL Server.

За постигане на по-висока ефективност на сървъри с многобройни ядра Microsoft представи SoftNUMA. Софтуерът SoftNUMA позволява да се разделят наличните ресурси на ЦП в рамките на една NUMA на няколко възела SoftNUMA. Според VMware, SoftNUMA е съвместима с топологията на виртуалната NUMA (vNUMA) на VMware и може допълнително да оптимизира мащабируемостта и производителността на базовия двигател за повечето натоварвания...

При виртуализация на VMware със SQL Server използвайте:

Мониторинг на виртуалните машини за откриване на недостиг на паметни ресурси за двигателят на базата данни SQL Server. Тази проблема води до увеличение на операциите с вход-изход и намаляване на производителността.

За повишаване на производителността предотвратявайте конфликти с паметта между виртуалните машини, като избягвате прекомерното натоварване на памет на нивото на хоста ESXi.
Помислете за проверка на хардуерно разпределение на физическата памет NUMA, за да определите максималния обем памет, който може да бъде назначен на виртуална машина в физическите граници на NUMA.
Ако постигането на адекватна производителност е основната цел, помислете за резервиране на памет, равна на назначената 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 и при NUMA, е необходимо да разберете как работят различните нива на вход-изход — в този случай, от приложението в ВМ до физическото четене и запис на информация на постоянен носител.

vSphere предлага набор от параметри за настройка на хранилището, които имат полезни приложения при реализацията на SQL Server на масив Unity XT. FS VMFS е най-широко използваният метод за съхранение на данни в блочни системи за съхранение, като Unity XT. Масивът Unity XT е най-долното ниво, състоящо се от физически устройства, представени от vSphere като логически дискове (томове). Томовете на Unity XT са форматирани като томове VMFS от хипервизора ESXi. Администраторите на VMware създават един или повече виртуални дискове (VMDK), които се представят на гостуващата операционна система. RDM позволява на виртуалната машина да достъпи директно блочното хранилище (чрез FC или iSCSI) Unity XT без форматиране на VMFS. Томовете VMFS и RDM могат да предоставят еднаква пропускна способност на транзакции.

За хранилище на база NFS за ESXi Dell EMC препоръчва използването на VMware NFS вместо файлови системи за общо предназначение NFS. Виртуалната машина, работеща на SQL Server и използваща VMDK в хранилище данни NFS, не знае за долния слой на NFS. Гостуващата операционна система разглежда виртуалната машина като физически сървър, работещ под управлението на Windows Server и SQL Server. Общите дискове за конфигурации на инстанс с отказоустойчив клъстер в хранилища данни NFS не се поддържат.

Виртуалните 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 базата на 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 на инстанс на отказоустойчив кластер SQL, започвайки от vSphere 6.7, с поддръжка на 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 превключватели. Влиянието на закъснението в мрежата върху работните натоварвания на SQL Server може да варира значително. Мониторингът на показателите за производителност на мрежата в съществуваща работна натовареност или добре реализирана тестова система през репрезентативен период помага при създаването на виртуална мрежа.

При използване на виртуализация VMware с SQL Server трябва да се вземат предвид следните неща:

Как стандартните, така и разпределените виртуални превключватели осигуряват необходимата функционалност за SQL Server.
За логично разделяне на трафика за управление, vSphere vMotion и мрежово хранилище използвайте VLAN етикетиране и портови групи на виртуалния превключвател.
VMware настоятелно препоръчва да се активират големи рамки на виртуалните превключватели, където е активен трафикът на vSphere vMotion или трафикът iSCSI.
Като цяло спазвайте мрежовите препоръки за гостуващи 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 работни натоварвания с големи данни чрез Apache Spark и HDFS. Dell EMC в сътрудничество с Microsoft продължава да предоставя за средата SQL Server необходимите компоненти на инфраструктурата — сървъри, хранилища и мрежи.

Наблюдаваме значително увеличение на времето за безотказна работа и намаление на общата стойност на притежание (TCO), когато специалистите по системи за съхранение и бази данни работят заедно за създаването на инфраструктурни решения за SQL Server върху платформи с общо хранилище. Флаш-масивът Dell EMC Unity XT е среден клас решение, подходящо за разработчици и администратори на SQL Server, които имат нужда от висока производителност и ниска латентност. Системата Unity XT All-Flash, проектирана да работи на всичките флаш устройства, поддържа двуядрени процесори, двуконтролерни конфигурации и многоядрена оптимизация.

Все по-често организациите виртуализират своите среда SQL Server. Въпреки че виртуализацията добавя още едно ниво на проектиране в архитектурния стек, тя предлага 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. Препоръчваме също така линкове към ресурси за по-подробна информация.