🥇Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-arrays

I dag vil vi gi deg innsikt i bruken av SQL Server 2019 med lagringssystemet Unity XT, samt anbefalinger for virtualisering av SQL Server ved hjelp av VMware-teknologi, samt konfigurasjon og styring av grunnleggende komponenter i Dell EMC-infrastrukturen.

I 2017 publiserte Dell EMC og VMware resultatene fra en undersøkelse om trender og utviklingen av SQL Server – «Transformasjon av SQL Server: På vei mot smidighet og motstandskraft» (SQL Server Transformation: Toward Agility and Resiliency), hvor erfaringene fra medlemmene i den Profesjonelle foreningen for SQL Server (Professional Association of SQL Server, PASS) ble benyttet. Resultatene viser at SQL Server-databasemiljøer vokser både i størrelse og kompleksitet, drevet av økende datamengder og nye forretningskrav. SQL Server-databaser er for tiden implementert i mange selskaper, hvor de støtter kritiske applikasjoner, og ofte fungerer som fundamentet for digital transformasjon.

Siden denne undersøkelsen ble utført, har Microsoft lansert den neste generasjonen av databasesystemet – SQL Server 2019. I tillegg til forbedringer av de grunnleggende funksjonene i den relasjonsbaserte motoren og datalagring, har nye tjenester og funksjoner blitt lagt til. For eksempel inkluderer SQL Server 2019 støtte for arbeidsbelastninger med store data ved hjelp av Apache Spark og Hadoop Distributed File System (HDFS).

Alliansen mellom Dell EMC og Microsoft

Dell EMC og Microsoft har lenge samarbeidet om utviklingen av løsninger for SQL Server. Å implementere en helhetlig databaseplattform som Microsoft SQL Server krever koordinering mellom programvarefunksjoner og den underliggende IT-infrastrukturen. Denne infrastrukturen omfatter prosessorressurser, minnekapasitet, lagringsløsninger og nettverksressurser. Dell EMC tilbyr infrastruktur for SQL Server-plattformen for enhver type arbeidsbelastning og applikasjoner.

Dell EMC PowerEdge-servere tilbyr mange konfigurasjoner av prosessorer og minne. Disse konfigurasjonene er egnet for et bredt spekter av belastninger: fra små bedriftsapplikasjoner til de største kritiske systemene som enterprise resource planning (ERP), datavarehus, avansert analyse, e-handel osv. Lagret for SAN er designet for å håndtere både ustrukturerte og strukturerte data.

Kunder som implementerer SQL Server 2019 med Dell EMC-infrastruktur kan arbeide med både strukturerte og ustrukturerte data, ved hjelp av SQL Server og Apache Spark. SQL Server støtter også kombinasjoner av klienttilgangsteknologier, server-til-server kommunikasjon og server-lager kommunikasjon. Dell EMCs konsept er basert på en desaggregering modell som tilbyr et åpent økosystem. Organisasjoner kan velge fra et bredt spekter av standard bransje nettverksapplikasjoner, operativsystemer og maskinvareplattformer. Denne tilnærmingen gir maksimalt kontroll over teknologi og arkitektur, noe som fører til betydelige kostnadsbesparelser og fleksibilitet.

VMware gir virtualisering av alle kritiske komponenter i infrastrukturen som SQL Server trenger for å oppnå høy ytelse og konsistens i operasjoner. I tillegg til privat sky, tilbyr VMware nå også hybride modeller for arbeidsbelastninger som omfatter både private og offentlige skyarkitekturer.

Mange organisasjoner bruker virtualisering for å redusere kostnadene ved infrastruktur, sikre høy tilgjengelighet og forenkle katastrofegjenoppretting. 94% av SQL Server-fagfolkene som ble spurt rapporterer om noe nivå av virtualisering i sin omgivelser. 70% av de som bruker virtualisering har valgt VMware. 60% har et nivå av virtualisering i SQL Server på 75% eller mer. I tillegg viser undersøkelsens resultater tydelig at høy tilgjengelighet og katastrofegjenoppretting, implementert på virtualiseringsnivå, har blitt viktige faktorer i beslutningsprosessen for virtualisering av SQL Server-databaser.

Nye funksjoner i SQL Server 2019

SQL Server 2019-databasen inkluderer et bredt spekter av teknologier, funksjoner og tjenester som støtter kritisk viktige applikasjoner, som analyse, bedriftsdatabaser, forretningsanalyse (BI) og skalerbar behandling av transaksjoner (OLTP). SQL Server-plattformen har fått muligheter for dataintegrasjon, datalagring, rapportering og avansert analyse, samt funksjoner for replikering og håndtering av semi-strukturerte datatyper. Selvfølgelig trenger ikke alle kunder eller applikasjoner alle disse funksjonene. Dessuten foretrekker man ofte å dele SQL Server-tjenester gjennom virtualisering.

I dag må virksomheter ofte stole på store mengder data fra et bredt spekter av stadig voksende datasett. Med SQL Server 2019 kan du få verdifulle innsikter nesten i sanntid fra all data. SQL Server 2019-klynger gir et omfattende miljø for arbeid med store datasett, inkludert bruk av maskinlæring og kunstig intelligens-funksjoner. De viktigste nye funksjonene og oppdateringene i SQL Server 2019 er oppført i Microsoft-dokumentet.

Dell EMC Unity XT mellomklasse lagringssystem

Dell EMC Unity-serien ble introdusert for nesten tre år siden, og mer enn 40 000 systemer har blitt solgt siden den gang. Kunder har verdsatt dette mellomklasse-systemet for dets enkelhet, ytelse og kostnadseffektivitet. Dell EMC Unity XT mellomklassesystemene er deltagerlagringsløsninger som gir lav forsinkelse, høy båndbredde og lave driftskostnader for SQL Server-arbeidsbelastninger. Alle Unity XT-systemer bruker en dual processor-arkitektur (storage processors, SP) for å håndtere input/output og utføre dataoperasjoner i aktiv/passiv-modus. I Unity XT dual SP brukes full intern tilkobling med 12 Gbps SAS og patentert multikjerne-arkitektur for å sikre høy ytelse og effektivitet. Diskarrays gjør det mulig å utvide lagringskapasiteten med ekstra hyller.

Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-lagringssystemer
I Dell EMC Unity XT, den nye generasjonen lagringssystemer (både hybride og helt basert på flash-minne), har ytelsen økt betydelig, effektiviteten er forbedret, og nye muligheter og tjenester for multi-sky-miljøer er lagt til.

Arkitekturen til Unity XT gjør det mulig å behandle data samtidig, redusere datamengden og støtte tjenester som replikering uten å gå på bekostning av applikasjonsytelsen. Sammenlignet med forrige generasjons løsning er ytelsen til Dell EMC Unity XT dobbel så høy, og responstiden er redusert med 75%. Selvfølgelig støtter Dell EMC Unity standarden NVMe.

Lagringssystemer med NVMe-lagring viser sine beste egenskaper i applikasjoner som er følsomme for forsinkelser. For eksempel i massive databaser gir NVMe lave forsinkelser og høye topper i datagjennomstrømning. Redusering av forsinkelser og økning av parallellitet forbedrer ytelsen til lese-/skriveoperasjoner betydelig. Ikke overraskende, ifølge en prognose fra IDC, vil flash-lagringssystemer med NVMe-tilkobling og NVMe-oF (NVMe over Fabric) utgjøre omtrent halvparten av alle inntektene fra salg av eksterne lagringssystemer i verden innen 2021.

Kostnadseffektiviteten ved lagring forbedres av algoritmer for datakomprimering. Dell EMC Unity XT kan redusere datamengden med fem ganger. En annen viktig indikator er systemets totale effektivitet. Dell EMC Unity XT bruker systemkapasiteten på 85%. Komprimering og deduplisering skjer i inline-modus — på kontroller-nivå. Data lagres i komprimert form. Systemet automatiserer også arbeidet med datasnapshots.

Brukervennlige flash-lagringssystemer fra Unity med enhetlig (blokk og fil) tilgang gir stabil responstid, integreres med skybaserte lagringstjenester og støtter oppgraderinger uten datamigrering. I standardkonfigurasjon settes dette allsidige lagringssystemet opp på 30 minutter.

Databaseslagringsteknologien kalt "dynamiske puljer" gjør det mulig å gå fra statisk til dynamisk oppskalering av minne, som gir høy operasjonell fleksibilitet og enkelhet ved økning av systemets kapasitet. Dynamiske puljer sparer kapasitet og budsjett, og krever mindre tid for ombygging. Oppskalering av kapasitet og ytelse i Dell EMC Unity krever ikke datamigrering.

Mange selskap bruker i dag flere offentlige skytjenester i kombinasjon med sin lokale infrastruktur. Dell EMC Unity XT kan fungere som en del av Dell Technologies Cloud sine skyomgivelser. Denne lagringsløsningen kan brukes i offentlig sky og overføre data til privat sky. I tillegg er Dell EMC Unity XT tilgjengelig som en tjeneste. Dette er en av tjenestene for skybasert lagring fra Dell EMC Cloud Storage Services.

Skybaserte lagringsløsninger blir stadig mer populære, ettersom de kan forbedre avkastningen på investeringer ved å redusere infrastrukturkostnader. Tjenester for skybasert lagring utvider kundenes datasentre til skyen, og tilbyr Dell EMC-lagring (direkte koblet til ressursene i den offentlige skyen) som en tjeneste. Tredjepartsleverandører kan tilby høyhastighetsforbindelser (med lav forsinkelse) fra den offentlige skyen til Dell EMC Unity-, PowerMax- og Isilon-systemene i kundens datasenter.

Unity XT-familien inkluderer Unity XT All-Flash-systemene, Unity XT Hybrid, UnityVSA og Unity Cloud Edition.

Hybrid- og flash-lagringssystemer

Unity XT Hybrid- og Unity XT All-Flash-lagringssystemer basert på Intel-prosessorer implementerer en integrert arkitektur for blokk-, filtilgang og VMware VVols med støtte for lagringsprotokoller (NAS), iSCSI og Fibre Channel (FC). Plattformene Unity XT Hybrid og Unity XT All-Flash er klare for bruk med NVMe-lagring.

Hybrid Unity XT-systemer støtter drift i multi-sky-miljøer. Støtte for multi-sky-miljøer betyr utvidelse av lagringssystemet til skyen eller distribusjon i skyen med fleksible bruksalternativer. Multi-sky-lagerløsninger er ment å gi mobilitet og flyttbarhet av data mellom flere skyplattformer – både private og offentlige. Dette påvirker ikke bare prosessene for dataflytting, men også hvordan applikasjoner får tilgang til data i flere offentlige skyer.

Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-lagringssystemer
Disse hybride lagringssystemene tilbyr følgende muligheter:

Skalerbarhet opp til 16 PB råkapasitet.
Innebygde funksjoner for datakomprimering for alle flash-pooler.
Rask installasjon og konfigurering (i gjennomsnitt tar det 25 minutter).

Solid-state drive technologies are rapidly advancing, and in the coming years, new revolutionary products will emerge on the market. Meanwhile, organizations will continue to replace traditional HDDs with solid-state drives to enhance performance, ease of management, and energy efficiency. New generations of flash arrays will feature more advanced storage automation, public cloud integration, and integrated data protection.

The Unity XT All-Flash systems provide high speed, efficiency, and multi-cloud support. Their features include:

Double performance.
Data reduction up to 7:1.
Quick installation and setup (takes less than 30 minutes).

UnityVSA

The UnityVSA system is a software-defined storage solution for VMware ESXi virtual environments, utilizing server, shared, or cloud storage capacity. UnityVSA HA, a configuration with two UnityVSA storage units, provides additional fault tolerance. UnityVSA storage offers:

Up to 50 TB of capacity for fully-functional unified storage.
Compatibility with Unity XT systems and features.
Support for high availability systems (UnityVSA HA).
Connection as NAS and iSCSI.
Data replication from other Unity XT platforms.

Unity Cloud Edition

To synchronize files and disaster recovery operations with the cloud, the Unity XT family includes the Unity Cloud Edition version, which provides:

Fully functional storage capabilities using software-defined storage (SDS) deployed in the cloud.
Easy deployment of block and file storage using VMware Cloud on AWS.
Support for disaster recovery, including testing and data analysis.

Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-lagringssystemer

Unity XT All Flash for SQL Server

In the Unisphere Research report from 2017 "Transforming SQL Server: On the Path to Flexibility and Resilience" (SQL Server Transformation: Toward Agility and Resiliency) 22% of respondents reported using flash storage technology in production (16%) or planning to do so (6%). 30% use hybrid arrays that include flash storage. 13% use flash arrays with direct connectivity. 13% back up SQL Server databases to flash storage.

Slik rask implementering av flash-lagringsenheter for bruk med SQL Server betyr at Unity XT All-Flash-arrays er spesielt godt tilpasset for utviklere og administratorer av SQL Server. Unity XT All-Flash-systemer gir utviklere og SQL Server-administratorer muligheter og ytelse som går utover det som typiske lagringsnettverk (SAN) tilbyr.

Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-lagringssystemer
Unity XT All-Flash-systemer som er klargjort for NVMe-implementering (for enda høyere ytelse og lavere latens) har en 2U formfaktor, støtter to-kjerners prosessorer, og to kontrollere i aktiv/aktiv-modus.

Unity XT All-Flash-modeller

Unity XT

Prosessorer

Minne (per prosessor)

Maks. antall enheter

Maks. «rå» kapasitet (PB)

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

Detaljer kan finnes i spesifikasjonene for arrayet (Dell EMC Unity XT Storage Series Specification Sheet).

Lagringspuljer

Mange SQL Server-profesjonelle vet at alle moderne lagringsarrays gir muligheten til å gruppere disker i større lagringsenheter med fast RAID-beskyttelse. Separate diskgrupper med RAID-beskyttelse er tradisjonelle lagringspuljer. Mens hybride Unity XT-systemer kun støtter tradisjonelle puljer, tilbyr Unity XT All-Flash-arrays også dynamiske lagringspuljer. I tilfelle av dynamiske lagringspuljer, anvendes RAID-beskyttelse på diskekstensjoner – lagringsenheter mindre enn hele disken. Dynamiske puljer gir større fleksibilitet i forvaltning og utvidelse av diskpuljer.

Dell EMC gir anbefalinger for administrasjon av lagringspuljer for å oppnå maksimal ytelse med minimal kompleksitet. For eksempel anbefales det å minimere antallet Unity XT-lagringspuljer for å redusere kompleksitet og øke fleksibilitet. Imidlertid kan det være fornuftig å konfigurere flere lagringspuljer i enkelte tilfeller, inkludert når du trenger å:

Støtte separate arbeidsmengder med forskjellige I/O-profiler.
Allokere ressurser for å oppnå spesifikke ytelsesparametre.
Allokere separate ressurser for multitenancy.
Opprette mindre domener for feiltoleranse.

Lagringsvolumer (LUN)

Korleis finne eit kompromiss mellom styring og fleksibilitet ved val av talet på volum i eit lager? For maksimal fleksibilitet i Unity med SQL Server anbefalast det å opprette volum for kvar databasefil. I praksis brukar dei fleste organisasjonar ein flervalds tilnærming, der kritiske databasar får maksimal fleksibilitet, medan mindre viktige databasar blir grupperte i færre store volum. Vi tilrår å undersøkje alle krav til databasar og tilknyttede applikasjonar, sidan databeskyttelses- og overvåkingsteknologiar avhenger av isolasjon og plassering av filer.

Det kan ofte vere vanskeleg å administrere mange volum, spesielt i virtuelle miljø. Virtualiserte miljø i SQL Server er eit godt døme på når det kan vere fornuftig å plassere fleire typar filer på eitt volum. Databasadministrator eller lagringsadministrator (eller begge) må finne den rette balansen mellom fleksibilitet og vedlikehald når dei bestemmer talet på volum som skal opprettast.

Fil-lagring

NAS-serverar plasserer filsystem på lagringssystemet Unity XT. Filssystem kan aksesserast via SMB- eller NFS-protokollar, og takka vere det multiprotokoll filsystemet kan ein bruke begge protokollar samstundes. For å koble vert til SMB, NFS og multiprotokoll filsystem, samt til VMware NFS datalagringssystem og VMware virtuelle volum, brukar NAS-serverane virtuelle grensesnitt. Filsystem og virtuelle grensesnitt er isolerte innanfor ein einaste NAS-server, noko som gjer at fleire NAS-serverar kan brukast for fleirbruksoperasjonar. NAS-serverane skifter automatisk ved feil, dersom lagringsprosessoren sviktar. Dei tilknyttede filsystema skifter også ved feil.

SQL Server 2012 (11.x) og nyere versjoner støtter Server Message Block (SMB) 3.0-protokollen, som lar deg dele et nettverkslagringsfil. Både for autonom installasjon og for feilfri klustering kan du installere systemdatabaser (master, model, msdb og tempdb) og brukerdata med Database Engine som har SMB-lagringsalternativet. Bruken av SMB-lagring er et godt valg når du bruker Always On Availability Groups for høy tilgjengelighet, siden felles filressurser krever tilgang til et høyt tilgjengelig nettverksressurs.

Oppretting av felles SMB-filressurser for utrulling av SQL Server med Unity XT-lagring er en enkel tre-trinns prosess: du må opprette en NAS-server, et filsystem og et felles SMB-ressurs. Dell EMC Unisphere Storage Management-programvaren inkluderer et konfigurasjonsveiviserverktøy som vil hjelpe deg med å gjennomføre denne prosessen. Imidlertid, når du plasserer SQL Server-arbeidsbelastninger på felles SMB-filressurser, er det noen viktige hensyn som ikke nødvendigvis er relatert til bruken av SMB-felles filressurser. Microsoft har laget en liste over installasjons- og sikkerhetsrelaterte spørsmål med kjente problemer; se mer i "Installering av SQL Server med SMB-fil lagrings" i Microsofts dokumenter.

Data snapshots

Data har blitt den viktigste ressursen for selskaper, og i dag krever kritiske miljøer ikke bare sikkerhetskopiering. Applikasjoner må være alltid online, og må levere feilfrie operasjoner og oppdateringer. De krever også høy ytelse og tilgjengelighet av data gjennom alternativer som lokal snapshot-replikering og fjernreplikering.

Unity XT-lagringssystemet tilbyr muligheter for å opprette snapshots for blokker og filer, og de bruker felles arbeidsflyter, operasjoner og arkitektur. Unitys snapshot-metodikk gir en enkel og effektiv måte å beskytte data på. Snapshots gjør det lettere å gjenopprette data—tilbake til et tidligere snapshot, eller du kan kopiere valgte data fra et tidligere snapshot. Tabellen nedenfor viser oppbevaringsperiodene for snapshots for Unity XT-systemer.

Lokal og fjern lagring av dat snapshots

Snapshot type

I cli-runtime og kubectl
UI
REST

Manuelt

Planlagt

Manuelt

Planlagt

Manuelt

Planlagt

Lokal

1 år

5 år

4 uker

100 years

Uten begrensninger

Fjern

5 år

255 uker

5 år

255 uker

5 år

255 uker

Snapshot-er er ikke en direkte erstatning for andre databeskyttelsesmetoder, som sikkerhetskopiering. De kan bare supplere tradisjonell sikkerhetskopiering som et første forsvar mot scenarier med lav RTO.

Dell EMC Unitys snapshots-funksjon inkluderer datavolumreduksjon og avansert deduplication. Snapshots drar også nytte av plassbesparelsen som oppnås på den opprinnelige lagringsressursen. Når du tar et snapshot av en lagringsressurs med støttede datavolumreduksjonsfunksjoner, kan dataene i kilden komprimeres eller dedupliseres.

Her er noen kommentarer om databasegjenoppretting ved bruk av snapshots med SQL Server-databaser:

Alle komponenter i SQL Server-databasen må beskyttes som et datainnsamling. Når datafiler og loggfiler er plassert på forskjellige LUN-er, må disse LUN-ene være en del av en konsistent gruppe. Den konsistente gruppen sikrer at snapshot-et blir tatt samtidig på alle LUN-er i gruppen. Når datafiler og loggfiler finnes på flere delte SMB-lagringsressurser, må de delte ressursene være i samme filsystem.
Ved gjenoppretting av SQL Server-databasen fra et blokkbasiert snapshot, hvis SQL Server-instansen skal forbli tilkoblet, bruk tilkobling til Unisphere-verten. For filbasert gjenoppretting opprettes en ekstra delt SMB-ressurs ved å bruke snapshot-et som kilde. Etter at volumene er tilkoblet, kan databasen bli koblet til med et annet navn eller erstatte den eksisterende databasen med den gjenopprettede.

Når du utfører gjenoppretting ved hjelp av Snapshot Restore-metoden i Unisphere, må du sette SQL Server-instansen i offline modus. SQL Server er ikke klar over gjenopprettingsoperasjonene. Å sette instansen i offline modus sikrer at volumene ikke blir skadet under skriveoperasjoner til databasen før gjenopprettingen. Så snart instansen er startet på nytt, vil nødgjenopprettingen til SQL Server bringe databasene tilbake til en konsistent tilstand.
Tillat øyeblikksbilder for flere lagringsobjekter samtidig, og før du aktiverer flere bilder, må du sikre at systemet opererer innen anbefalte driftsmoduser under overvåkingen.

Automatisering og planlegging av øyeblikksbilder

Øyeblikksbilder i Unity XT kan automatiseres. Følgende standardinnstillinger for øyeblikksbilder er tilgjengelige i lagringsadministrasjonssystemet Unisphere: standardbeskyttelse, beskyttelse med kortere oppbevaringstid og beskyttelse med lengre oppbevaringstid. Hver innstilling oppretter daglige øyeblikksbilder og lagrer dem i forskjellige tidsperioder.

Du kan velge ett (eller begge) av planleggingsalternativene – hver x time (fra 1 til 24) og daglig / ukentlig. Daglig / ukentlig planlegging av øyeblikksbilder lar deg spesifisere bestemte tider og dager for oppretting av øyeblikksbilder. For hver valgt alternativ må lagringspolitikken settes, som kan konfigureres for automatisk sletting av bassenget eller midlertidig lagring.

Mer informasjon om Unity-øyeblikksbilder finner du i Dell EMC Unity-dokumentasjonen.

Tynne kloner

En tynn klon er en skrivebeskyttet / skrivbar kopi av en tynn blokk lagringsressurs, som for eksempel et volum, en konsistent gruppe eller lagringsområdet til VMware VMFS, som deler blokker med den opprinnelige ressursen. Tynne kloner er en utmerket måte å raskt og kompakt opprette kopier av SQL Server-databaser, noe som ikke kan oppnås med tradisjonelle SQL Server-verktøy. Når den tynne klonen er presentert til verten, kan volumene settes i operativ modus (online), og databasen kan knyttes til ved hjelp av metoden for tilknytning av databaser i SQL Server.

Når du bruker oppdateringsfunksjonene med tynne kloner, deaktiver (setts offline) alle databaser som befinner seg på den tynne klonen. Dette må gjøres før oppdateringsoperasjonen. Hvis ikke databaser settes offline før oppdateringen, kan dette føre til feil i dataoverensstemmelsen eller feilaktige datarammer i SQL Server.

Datagjenspeiling

Replikasjon er en programvarefunksjon som synkroniserer data med et eksternt system på samme objekt eller et annet sted. Innstillingene for replikasjon og konfigurasjon i Unity lar deg velge en effektiv måte å møte kravene til RTO/RPO for SQL Server-databaser, samtidig som du opprettholder balansen mellom ytelse og båndbredde.

Når du bruker Dell EMC Unity-replikasjon for å beskytte SQL Server-databaser over flere volum, bør all data og alle logger for databasen begrenses til en konsistent gruppe eller filsystem. Deretter settes replikasjonen opp i gruppen eller filsystemet og kan inkludere volum eller delte ressurser fra flere databaser. Databaser som krever ulike replikasjonsinnstillinger, må befinne seg i separate LUN-er, konsistente grupper eller filsystemer.

Tynne kloner er kompatible med både synkron og asynkron replikasjon. Når en tynn klon replikeres til en destinasjon, blir den en fullstendig kopi av volumet, den konsistente gruppen eller VMFS-lageret. Etter replikasjonen er den tynne klonen et helt uavhengig volum med egne innstillinger.

Microsoft SQL Server 2019 og Dell EMC Unity XT flash-lagringssystemer
Prosessen for replikasjon av tynn klon mellom kilde- og mål-systemer.

Replikasjon av tempdb-databasen er ikke nødvendig, ettersom filen bygges på nytt ved oppstart av SQL Server, noe som gjør metadataene uforenlige med metoden for andre instanser av SQL Server. Nøye valg av volumene som skal replikeres og innholdet i disse volumene eliminerer unødvendig replikasjonstrafikk.

Integrert datakopieringsadministrasjon for Microsoft SQL Server

Flertallet av moderne lagringsprodukter (inkludert alle produkter fra Dell EMC) kan lage «operativsystem-konsistente» kopier av filer av enhver type ved å:

Sikre konsistent skriveordre i operativsystemet på alle nivåer — fra vert til lagringsenhet.
Gruppere volum slik at skriveordren for flere filer på forskjellige volum opprettholdes.

Med den brede utbredelsen av skalerbare lagringsenheter har Microsoft utviklet et API for lagringsleverandører. Dette APIet gjør det mulig for lagringsleverandørene å koordinere sine handlinger med SQL Server-databaseprogramvaren for å lage 'applikasjonskonsistente kopier' ved hjelp av Volume Shadow Copy Service (VSS). Disse kopiene etterligner samspillet mellom SQL Server og operativsystemet under planlagt oppstart og nedleggelse av SQL Server. Alle skrivebuffere tømmes, og transaksjoner settes på vent inntil alle diskene er oppdatert og konsolidert til et spesifikt tidspunkt, som blir registrert i SQL-loggen.

Dell EMC AppSync-programvaren, integrert med Unity XT-snapshotter, forenkler og automatiserer prosessen med å opprette, bruke og administrere applikasjonskonsistente kopier av arbeidsdata. Denne programvaren er designet for bruk i scenarier for administrasjon av kopiering for gjenoppretting av databaser og gjenbruk.

AppSync-programvaren oppdager automatisk applikasjonsdatabaser, undersøker databasens struktur og viser filstrukturen gjennom hardware- eller virtualiseringslagene til det grunnleggende Unity XT-lageret. Den organiserer alle nødvendige aktiviteter fra oppretting og verifisering av kopier til montering av øyeblikksbilder på målvert og oppstart eller gjenoppretting av databasen. AppSync støtter og forenkler arbeidsflyter for SQL Server, som inkluderer oppdatering og gjenoppretting av arbeidsdatabasen.

Reduksjon av datavolum og utvidet deduplisering

Dell EMC Unity lagringsfamilien tilbyr multifunksjonelle og brukervennlige tjenester for datavolumsreduksjon. Besparelsen oppnås ikke bare på de konfigurerte primære lagringsressursene, men også på øyeblikksbilder og tynne kloner av disse ressursene. Øyeblikksbilder og tynne kloner arver datavolumsreduksjonsinnstillingen fra det opprinnelige lagret, noe som øker kapasitetssparelsen.

Data reduction functionality includes actions for deduplication, compression, and zero block detection, which potentially increases the usable storage space for user objects and internal use. The Unity XT data reduction feature replaces the compression function in Unity OE 4.3 and later versions. Compression is a data reduction algorithm that can reduce the physical allocation of capacity needed to store a dataset.

Unity XT systems also provide an enhanced deduplication feature that can be enabled if data reduction is enabled. Enhanced deduplication reduces the capacity required for user data by maintaining only a small number of copies (often just one) of Unity data blocks. The deduplication scope is one LUN. Consider this when selecting a storage scheme. Fewer LUNs lead to better deduplication, but more LUNs provide increased performance.

Capacity savings from enhanced deduplication can deliver the greatest returns in most environments but also requires the use of resources from the Unity array processors. In OE 5.0, enhanced deduplication, when enabled, deduplicates any block (compressed or uncompressed). For more information, see the Dell EMC documentation.

The following table lists supported configurations for data reduction and enhanced deduplication:

Data reduction in Unity (all models) and enhanced deduplication support

Unity OE version

Teknologi

Supported pool type

Supported models

4.3 / 4.4

Data reduction

Flash pool – traditional or dynamic

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

4.5

Data reduction

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

Data reduction and enhanced deduplication*

450F, 550F, 650F

Data reduction

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

Reduksjon av datavolum og utvidet deduplisering

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

* Data reduction is disabled by default and needs to be enabled before enhanced deduplication becomes an available option. Once data reduction is enabled, enhanced deduplication is available but is disabled by default.

Data reduction in Unity and data compression in SQL Server

Utgivelsen av SQL Server 2008 Enterprise Edition var den første utgivelsen med egne muligheter for datakomprimering. Ved rad- og sides komprimering bruker SQL Server 2008 kunnskap om formatet til den interne databasen for å redusere plassen som brukes av databaseobjekter. Reduksjonen i plass gjør at flere rader kan lagres på en side og flere sider i bufferbassenget. Siden data som ikke er lagret i 8k datasideformatet, for eksempel utrekkede strenger som NVARCHAR (MAX), ikke vil benytte metoder for rad- eller sides komprimering, lanserte Microsoft Transact-SQL-funksjonene COMPRESS og DECOMPRESS.

Disse funksjonene bruker en tradisjonell tilnærming til datakomprimering (GZIP-algoritmen), som må kalles for hver dataseksjon for komprimering eller dekomprimering.

Unity XT-komprimering, som ikke er eksklusiv for SQL Server, bruker en programvarealgoritme for å analysere og komprimere data i lagringssystemer. Siden utgivelsen av Unity OE 4.1 har datakomprimering for Unity vært tilgjengelig for blokklagringsvolumer og VMFS-datalagringsvolumer i flash-lagringspuljer. Fra og med Unity OE 4.2 er komprimering også tilgjengelig for filsystemer og NFS-lagringssystemer i flash-lagringspuljer.

Valg av datakomprimeringsmetode for SQL Server avhenger av flere faktorer. Disse faktorene inkluderer typen innhold i databasen, tilgjengelige CPU-ressurser - både i lagringssystemet og på databasetjenerne - samt input-output-ressursene som kreves for å opprettholde SLA. Generelt kan man forvente noen ekstra plassbesparelser for data som komprimeres ved hjelp av SQL Server, men data komprimert med TSQL-komprimeringsfunksjonen som bruker GZIP-algoritmen, vil sannsynligvis ikke oppnå betydelig ytterligere reduksjon fra Unity XT-komprimeringsfunksjonene, da de fleste fordelene oppnås ved det først anvendte universelle algoritmen.

Unity-komprimering gir plassbesparelser hvis dataene på lagringsobjektet komprimeres med minst 25 %. Før du aktiverer komprimering for lagringsobjektet, må du finne ut om det inneholder data som kan komprimeres. Ikke aktiver komprimering for lagringsobjektet hvis det ikke vil gi plassbesparelser.

Når du tar avgjørelsen om du skal bruke Unitys datakomprimering, komprimering på nivå med SQL Server eller begge deler, bør du vurdere følgende:

Dataene som skrives til Unity-systemet, bekreftes av verten etter at de er lagret i systemets cache. Prosessen med komprimering starter imidlertid ikke før cachen er tømt.

Besparelsen ved komprimering oppnås ikke bare for lagringsressursene i Unity XT, men også for øyeblikksbilder og tynne kloner av ressursen.
I komprimeringsprosessen samles flere blokker ved hjelp av et utvalgalgoritme for å avgjøre om dataene kan komprimeres. Hvis utvalgalgoritmen bestemmer at det kun kan oppnås en minimal besparelse, blir komprimeringen hoppet over, og dataene skrives til eksisterende pool.
Når data komprimeres før de skrives til lagringsmedium, reduseres antallet operasjoner betydelig. Derfor hjelper komprimering med å redusere slitasje på flashminnet ved å minimere det fysiske volumet av dataene som skrives til lagringsenheten.

For mer informasjon om komprimering av rader og sider i SQL Server for tabeller og indekser, se Microsofts dokumenter.

Husk at komprimering krever prosessorressurser. Ved høye krav til båndbredde kan komprimering ha en merkbar innvirkning på ytelsen. Høye skriveforhold for OLAP arbeidsmengder kan også redusere fordelene med komprimering for SQL Server-databasen.

Dell EMC-eksperter har undersøkt den potensielle besparelsen ved å bruke ekte datareduksjonsforhold i Unity-arrayet. Gruppen samlet data om virtuelle maskiner fra VMware, fildeling, SQL Server-databaser, Microsoft Hyper-V virtuelle maskiner osv.

Resultatene av studien viste at reduksjonen av SQL Server-loggfiler er nesten 10 ganger mindre enn for datafilen:

Database volum = 1,49: 1 (32,96%)
Logg volum = 12,9: 1 (92,25%)

SQL Server-databasen er utstyrt med to volumer. Databasens filer lagres på ett volum, mens transaksjonsloggene lagres på et annet. Bruken av datakomprimeringsteknologi med databaser kan gi lagringsbesparelser; men man bør ta hensyn til ytelseseffekten når man tar en avgjørelse om å aktivere deduplisering på databasens volumer. Selv om det faktiske volumet av databasen kan variere avhengig av de lagrede dataene, har forskningsresultater vist at lagringsplassen for SQL Server-transaksjonslogger kan reduseres betydelig.

Beste praksis for datareduksjon

Før du aktiverer datakomprimering på et lagringsobjekt, vurder følgende anbefalinger:

Bruk lagringssystemovervåking for å sikre at den har tilgjengelige ressurser til å støtte datakomprimering.
Aktiver datakomprimering for flere lagringsobjekter samtidig. Før du aktiverer den på ytterligere lagringsobjekter, overvåk systemet for å sikre at det er i anbefalte driftsmoduser.
I Unity XT x80F-modellene vil datakomprimering gi besparelser i kapasitet hvis dataene i lagringsblokken komprimeres med minst 1%.

Datakomprimering på tidligere modeller av Unity x80F som kjører med OE 5.0 ga besparelser hvis dataene var komprimerbare med minst 25%.

Før du aktiverer datakomprimering på et lagringsobjekt, avgjør om objektet inneholder komprimerbare data. Bestemte typer data, som video, lyd, bilder og binære data, gir vanligvis lite gevinst fra komprimering. Ikke aktiver datakomprimering på et lagringsobjekt hvis det ikke vil gi lagringsbesparelser.
Vurder selektiv komprimering av datamengder som vanligvis komprimeres godt.

VMware-virtualisering

VMware vSphere er en effektiv og sikker plattform for virtualisering og sky-miljø. Hovedkomponentene i vSphere er VMware vCenter Server og hypervisor VMware ESXi.

vCenter Server — en enhetlig plattform for administrasjon av vSphere-miljøer. Den kjennetegnes av enkel utrulling og proaktiv optimalisering av ressurser. ESXi er en hypervisor med åpen kildekode som installeres direkte på fysiske servere. ESXi har direkte tilgang til grunnleggende ressurser, og den lille størrelsen på 150 MB minimerer minnekravene. Den gir pålitelig ytelse for ulike applikasjonsbelastninger og støtter kraftige konfigurasjoner av virtuelle maskiner — opptil 128 virtuelle CPU-er, 6 TB RAM og 120 enheter.

For at SQL Server skal fungere effektivt på moderne maskinvare, må operativsystemet SQL Server (SQLOS) 'forstå' maskinvarens struktur. Med fremveksten av fler-kjerne- og fler-nodesystemer med ikke-uniform tilgang til minne (NUMA) har forståelsen av forholdene mellom kjerner, logiske og fysiske prosessorer blitt spesielt viktig.

Prosessorer

En virtuell prosessor (vCPU) er en virtuell sentralprosessor som er tildelt en virtuell maskin. Det totale antallet tildelte virtuelle CPU-er beregnes som:

Total vCPU = (antall virtuelle sokler) * (antall virtuelle kjerner per sokkel)

Hvis stabil ytelse er viktig, anbefaler VMware at det totale antallet tildelte virtuelle CPU-er for alle virtuelle maskiner ikke overstiger det totale antallet fysiske kjerner tilgjengelig på ESXi-vertshost, men det er mulig å øke antallet tildelte virtuelle CPU-er hvis overvåkning viser at det er tilgjengelige ubenyttede CPU-ressurser.

I systemer med aktivert Intel Hyper-Threading er antallet logiske kjerner (vCPU) dobbelt så stort som antallet fysiske kjerner. I dette tilfellet bør det totale antallet tildelte virtuelle CPU-er ikke settes.

For SQL Server-belastninger med lavere nivå påvirkes variabilitet i ventetid mindre. Dermed kan disse belastningene kjøres på verter med høyere forhold av virtuelle CPU-er til fysiske. Rimelige nivåer av CPU-belastning kan øke den totale systemgjennomstrømningen, maksimere besparelsene på lisenser og opprettholde en tilfredsstillende ytelse.

Intel Hyper-Threading øker vanligvis den totale kapasiteten til verten med 10–30%, noe som indikerer et forhold mellom virtuelle CPU-er og fysiske prosessorer fra 1,1 til 1,3. VMware anbefaler å aktivere Hyper-Threading i BIOS UEFI når det er mulig, slik at ESXi kan utnytte fordelene med denne teknologien. VMware anbefaler også nøye testing og overvåking når Hyper-Threading brukes for SQL Server-arbeidsoppgaver.

Minne

Nesten alle moderne servere bruker en arkitektur med ikke-uniform tilgang til minne (NUMA) for kommunikasjon mellom hovedminnet og prosessorene. NUMA er en maskinvarearkitektur for delt minne, som implementerer deling av fysiske minneblokker mellom fysiske prosessorer. En NUMA-node er en eller flere CPU-sokler sammen med en blokk dedikert minne.

I løpet av det siste tiåret har NUMA vært et mye diskutert tema. Den relative kompleksiteten av NUMA skyldes blant annet implementeringene fra forskjellige leverandører. I virtualiserte miljøer bestemmes kompleksiteten av NUMA også av antall konfigurasjonsparametere og nivåer — fra maskinvare gjennom hypervisoren til gjesteoperativsystemet og til slutt til SQL Server-applikasjonen. God forståelse av NUMA-maskinvarearkitekturen er et uunngåelig krav for enhver databaseadministrator som jobber med en virtualisert SQL Server-instans.

For å oppnå bedre effektivitet på servere med et stort antall kjerner, introduserte Microsoft SoftNUMA. SoftNUMA-programvaren gjør det mulig å dele tilgjengelige CPU-ressurser innenfor en NUMA til flere SoftNUMA-noder. Ifølge VMware er SoftNUMA kompatibel med VMware sin virtuelle NUMA-topologi (vNUMA) og kan ytterligere optimalisere skalerbarhet og ytelse for database-motoren for de fleste arbeidsbelastninger...

Ved VMware-virtualisering med SQL Server, bruk:

Overvåking av virtuelle maskiner for å oppdage minneknapphet for SQL Server Database Engine. Dette problemet fører til økt I/O-operasjoner og redusert ytelse.

For å forbedre ytelsen, unngå minnekonflikter mellom virtuelle maskiner ved å unngå overbelastning av minnet på nivået til ESXi-vertsystemet.
Vurder muligheten for å sjekke NUMA-tilordnet fysisk minne for å bestemme den maksimale mengden minne som kan tildeles en virtuell maskin innenfor NUMA-fysiske grenser.
Hvis oppnåelse av tilstrekkelig ytelse er hovedmålet, vurder å reservere minne som er lik den tildelte minnet. Denne innstillingen sikrer at den virtuelle maskinen bare får fysisk minne.

Virtualisert lagring

Konfigurering av lagring i et virtualisert miljø krever kunnskap om lagringsinfrastrukturen. Som med NUMA er det viktig å forstå hvordan ulike nivåer av inn- og utdata fungerer - fra applikasjonen i VM til fysisk lesing og skriving av data på det permanente lagringsmediet.

vSphere tilbyr en rekke alternativer for konfigurasjon av lagring, som har nyttige applikasjoner i implementering av SQL Server med Unity XT-arrayet. FS VMFS er den mest brukte metoden for datalagring i blokklagringssystemer som Unity XT. Unity XT-arrayet er det laveste nivået, bestående av fysiske disker, presentert av vSphere som logiske disker (volumer). Unity XT-volumer er formatert som VMFS-volumer av hypervisoren ESXi. VMware-administratorer oppretter en eller flere virtuelle disker (VMDK) som presenteres for gjesteoperativsystemet. RDM gjør det mulig for den virtuelle maskinen å få direkte tilgang til blokklagringen (via FC eller iSCSI) i Unity XT uten formatering av VMFS. Både VMFS-volumer og RDM kan tilby lik transaksjonsgjennomstrømning.

For NFS-lagring på ESXi anbefaler Dell EMC å bruke VMware NFS i stedet for generelle NFS-filsystemer. Den virtuelle maskinen som kjører SQL Server og bruker VMDK i NFS-datalagringen, er ikke klar over det underliggende NFS-laget. Gjesteoperativsystemet ser den virtuelle maskinen som en fysisk server som kjører Windows Server og SQL Server. Felles disker for konfigurasjoner av failover-klyngeinstanser i NFS-datalagringer støttes ikke.

VMware vSphere Virtual Volumes (VVols) tilbyr en mer presis kontroll på maskinnivå, uavhengig av den underliggende fremstillingen av fysisk lagringsplass (for eksempel volumer eller filsystemer). Arraysbasert replikering med VVols støttes fra VVol 2.0 (vSphere 6.5). VVol-disker kan brukes i stedet for RDM-disker for å gi diskresurser til en SQL kluster-instans med høy tilgjengelighet, fra og med vSphere 6.7, med støtte for vedvarende SCSI-reservering.

Virtualiserte nettverk

Nettverk i den virtuelle verden følger de samme logiske konseptene som i den fysiske verden, men bruker programvare i stedet for fysiske kabler og svitsjer. Nettverksforsinkelsens påvirkning på SQL Server arbeidsbelastninger kan variere betydelig. Å overvåke ytelsesmetrikker for nettverket under en eksisterende arbeidsbelastning eller et godt implementert testsystem i en representativ periode hjelper i opprettelsen av et virtuelt nettverk.

Når du bruker VMware-virtualisering med SQL Server, må du vurdere følgende:

Både standard og distribuerte virtuelle svitsjer gir den nødvendige funksjonaliteten for SQL Server.
For logisk separasjon av administrasjonstrafikk, vSphere vMotion og nettverkslagring, bruk VLAN-tagging og grupper av virtuelle svitsjportene.
VMware anbefaler sterkt å aktivere jumbo-rammer på virtuelle svitsjer der vSphere vMotion- eller iSCSI-trafikk er aktivert.
Generelt bør nettverksanbefalingene for gjestesystemer og utstyr følges.

Konklusjon

SQL Server-databaser blir stadig mer omfattende og komplekse. I SQL Server 2019 har Microsoft forbedret de grunnleggende funksjonene i SQL Server og lagt til nye, som støtte for store databelastninger ved hjelp av Apache Spark og HDFS. Dell EMC, i samarbeid med Microsoft, fortsetter å levere nødvendige infrastrukturkomponenter for SQL Server-miljøet - servere, lagringsløsninger og nettverk.

Vi ser en betydelig økning i oppetid og en nedgang i total eierkostnad (TCO) når spesialister på lagring og databaser samarbeider om å skape infrastruktur-løsninger for SQL Server på plattformer med delt lagring. Dell EMC Unity XT Flash-array er en mellomklasse-løsning som passer for utviklere og SQL Server-administratorer som trenger høy ytelse og lav latens. Unity XT All-Flash-systemet, som er designet for å arbeide med alle flash-lagringsenheter, støtter dual-CPU, to-kontroller konfigurasjoner og fler-kjerners optimalisering.

Organisasjoner virtualiserer i stadig større grad sine SQL Server-miljøer. Selv om virtualisering tilfører et ekstra nivå med design i arkitekturstakken, gir det betydelige fordeler. Vi håper at noen av de mest brukte funksjonene og verktøyene fra VMware i SQL Server-miljøer, som presentert ovenfor, vil være nyttige for dere. Vi anbefaler også ressurser for mer detaljert informasjon.