🥇Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flash-enheter

Idag kommer vi att bekanta er med egenskaperna hos SQL Server 2019 med lagringssystemet Unity XT, samt ge rekommendationer för virtualisering av SQL Server med hjälp av VMware-teknologi, samt inställning och hantering av grundläggande komponenter i Dell EMC-infrastrukturen.

År 2017 publicerade Dell EMC och VMware resultaten av en undersökning om trender och utvecklingar av SQL Server - "Transformation av SQL Server: på väg mot flexibilitet och motståndskraft" (SQL Server Transformation: Toward Agility and Resiliency), som baserades på erfarenheter från medlemmarna i den Professionella föreningen för SQL Server (Professional Association of SQL Server, PASS). Resultaten visar att SQL Server-databasmiljöer växer både i storlek och komplexitet, vilket beror på ökande datamängder och nya affärskrav. SQL Server-databaser distribueras nu i många företag och stöder kritiska applikationer, samt ofta utgör grunden för digital transformation.

Sedan detta undersökning genomfördes har Microsoft lanserat nästa generations databashanterare - SQL Server 2019. Förutom förbättringar av de grundläggande funktionerna i den relationsbaserade motorn och datalagring har nya tjänster och funktioner tillkommit. Till exempel inkluderar SQL Server 2019 stöd för stora datarbetsbelastningar med hjälp av Apache Spark och Hadoop Distributed File System (HDFS).

Dell EMC och Microsofts allians

Dell EMC och Microsoft har länge samarbetat för att utveckla lösningar för SQL Server. En framgångsrik implementering av en integrerad databashanteringsplattform, såsom Microsoft SQL Server, kräver samordning av programvarufunktioner med grundläggande IT-infrastruktur. Denna infrastruktur omfattar datorkapacitet, minnesresurser, lagring och nätverkstjänster. Dell EMC erbjuder infrastruktur för SQL Server-plattformen för alla typer av arbetsbelastningar och applikationer.

Serien av Dell EMC PowerEdge-servrar erbjuder många konfigurationer av processorer och minne. Dessa konfigurationer passar ett brett spektrum av arbetsbelastningar: från små företagsapplikationer till de största kritiska systemen, såsom företagets resursplanering (ERP), datalager, avancerad analys, e-handel och mer. Serien av lagringssystem är designade för lagring av både ostrukturerad och strukturerad data.

Kunder som distribuerer SQL Server 2019 med Dell EMC-infrastruktur kan håndtere både strukturerte og ustrukturerte data ved hjelp av SQL Server og Apache Spark. SQL Server støtter også kombinasjoner av klienttilgangsteknologier, mellomserverkommunikasjon og «server-lager»-kommunikasjon. Dell EMCs konsept er basert på en desaggregeringsmodell som tilbyr et åpent økosystem. Organisasjoner kan velge fra et bredt spekter av standard bransjenettapplikasjoner, operativsystemer og maskinvareplattformer. Denne tilnærmingen gir maksimal kontroll over teknologier og arkitekturer, noe som fører til betydelige kostnadsbesparelser og fleksibilitet.

VMware leverer virtualisering av alle kritiske komponenter i infrastrukturen som SQL Server trenger for å oppnå høy ytelse og konsistens i driften. I tillegg til private skyer tilbyr VMware nå også hybride modeller for arbeidsbelastninger, som spenner over både private og offentlige skyarkitekturer.

Mange organisasjoner benytter seg av virtualisering for å redusere kostnadene på infrastrukturen, sikre høy tilgjengelighet og forenkle nødgjenoppretting. 94 % av de spurte SQL Server-spesialistene rapporterte om et eller annet nivå av virtualisering i sitt miljø. 70 % av de som bruker virtualisering, valgte VMware. For 60 % er nivået av SQL Server-virtualisering 75 % eller mer. I tillegg tyder resultatene fra undersøkelsen sterkt på at høy tilgjengelighet og nødgjenoppretting, implementert på virtualiseringsnivå, har blitt viktige faktorer i beslutningen om å virtualisere SQL Server-databaser.

Nye funksjoner i SQL Server 2019

SQL Server 2019-databasen inkluderar ett brett spektrum av teknologier, funktioner och tjänster som stöder kritiska applikationer som analys, företagsdatabaser, affärsanalys (BI) och skalbar transaktionsbearbetning (OLTP). SQL Server-plattformen har fått möjligheter för hantering av dataintegration, datalagring, rapportering och avancerad analys, replikationsfunktioner och hantering av semi-strukturerade datatyper. Naturligtvis behöver inte alla kunder eller applikationer dessa funktioner. Dessutom föredras det i många fall att separera SQL Server-tjänster genom virtualisering.

Idag är företag ofta tvungna att förlita sig på stora datamängder från ett brett spektrum av ständigt växande datamängder. Med SQL Server 2019 kan du få värdefull insikt nästan i realtid från alla data. SQL Server 2019-kluster erbjuder en heltäckande miljö för att hantera stora datamängder, inklusive användning av maskininlärning och artificiell intelligens-möjligheter. De viktigaste nya funktionerna och uppdateringarna i SQL Server 2019 redovisas i Microsoft-dokumentet.

Dell EMC Unity XT medelklass lagringssystem

Dell EMC Unity-lagringsserien lanserades för nästan tre år sedan och har sålts i mer än 40 000 system sedan dess. Kunderna har uppskattat detta medelklasssystem för dess enkelhet, prestanda och kostnadseffektivitet. Dell EMC Unity XT-plattformar är gemensamma lagringslösningar som erbjuder låg latens, hög bandbredd och låga driftskostnader för SQL Server-arbetsbelastningar. Alla Unity XT-system använder en arkitektur med dubbla processorer (storage processors, SP) för att hantera I/O och utföra dataoperationer i aktiv/aktiv-läge. I Unity XT tillämpas fullständig intern anslutning av 12 Gbit/s SAS och en patenterad flertrådad arkitektur för att säkerställa hög prestanda och effektivitet. Diskarrayn möjliggör att öka lagringskapaciteten med ytterligare hyllor.

Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flasharray
I Dell EMC Unity XT, den nya generationen av lagringssystem (både hybrid och helt flashbaserad), har prestandan ökat avsevärt, effektiviteten har förbättrats och nya möjligheter och tjänster för multicloud-miljöer har lagts till.

Unity XT-arkitekturen möjliggör samtidig databehandling, minskning av datavolymer och stöd för tjänster såsom replikering utan att påverka applikationernas prestanda. Jämfört med föregående generationslösningar har prestandan för Dell EMC Unity XT fördubblats, svarstiden har minskat med 75 %. Och naturligtvis stöder Dell EMC Unity NVMe-standarden.

Lagringssystem med NVMe-enheter visar sina bästa egenskaper i latens-känsliga applikationer. Till exempel, i massiva databaser, ger NVMe låga latenser och höga toppöverföringshastigheter. Minskning av latens och ökat parallellism ökar avsevärt läs-/skrivoperationernas prestanda. Inte förvånande, enligt IDC:s prognos, kommer flash-arrayar med NVMe- och NVMe-oF-anslutningar (NVMe över fabrik) att stå för ungefär hälften av alla intäkter från försäljning av externa lagringssystem globalt till 2021.

Kostnadseffektiviteten i lagring förbättras av algoritmer för datakomprimering. Dell EMC Unity XT kan minska datavolymen med fem gånger. En annan viktig indikator är systemets totala effektivitet. Dell EMC Unity XT använder 85 % av systems kapacitet. Komprimering och deduplicering utförs i inline-läge - på kontroller-nivå. Data lagras i komprimerad form. Systemet automatiserar också arbetet med dataskapningar.

De användarvänliga flash-arrayarna Unity med enad (block- och fil) åtkomst säkerställer stabil svarstid, integreras med molnlagringstjänster och stöder uppgraderingar utan datamigrering. I standardkonfigurationen kan detta mångsidiga lagringssystem installeras på 30 minuter.

Datlagringsteknologin som kallas "dynamiska pooler" gör det möjligt att övergå från statisk till dynamisk kapacitetsutvidgning, vilket ger hög operativ flexibilitet och enkelhet vid systemets kapacitetsökning. Dynamiska pooler sparar kapacitet och budget och kräver mindre tid för omstrukturering. Utvidgning av kapacitet och prestanda för Dell EMC Unity kräver ingen datamigrering.

Många företag använder idag flera offentliga molntjänster i kombination med sin lokala infrastruktur. Dell EMC Unity XT kan fungera som en komponent i Dell Technologies Cloud-miljön. Denna lagringslösning kan användas i offentligt moln och överföra data till privat moln. Dessutom finns Dell EMC Unity XT tillgänglig som en tjänst. Detta är en av lagringstjänsterna inom Dell EMC Cloud Storage Services.

Molnlagring blir allt mer populärt eftersom det ökar avkastningen på investeringar genom minskade infrastrukturkostnader. Tjänster inom Cloud Storage Services utökar kundernas datacenter till molnet och erbjuder Dell EMC-lagring (direkt kopplad till resurser i offentligt moln) som en tjänst. Tredjepartsleverantörer kan erbjuda hög hastighet (med låg fördröjning) mellan offentligt moln och Dell EMC Unity-, PowerMax- och Isilon-system i kundens datacenter.

Unity XT-familjen inkluderar system som Unity XT All-Flash, Unity XT Hybrid, UnityVSA och Unity Cloud Edition.

Enhetliga hybrida och flash-array.

Unity XT Hybrid- och Unity XT All-Flash-lagringssystem, baserade på Intel-processorer, implementerar en integrerad arkitektur för block- och filåtkomst samt VMware VVols-volymer med stöd för nätverkslagringsprotokoll (NAS), iSCSI och Fibre Channel (FC). Unity XT Hybrid- och Unity XT All-Flash-plattformar är redo att använda NVMe-enheter.

Hybrida system som Unity XT stödjer drift i multi-molnmiljöer. Stödet för multi-molnmiljöer innebär att lagringssystemet kan utökas till molnet eller distribueras i molnet med flexibla resursanvändningsalternativ. Multi-molnlagring syftar till att säkerställa mobilitet och portabilitet för data mellan flera molnplattformar – både privata och offentliga. Detta påverkar inte bara processerna för datarörelse, utan också hur applikationerna får tillgång till data i flera offentliga moln.

Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flasharray
Dessa hybrida array erbjuder följande funktioner:

Skalbarhet upp till 16 PB 'rå' kapacitet.
Inbyggda funktioner för dataminskning för alla flashpooler.
Snabb installation och konfigurering (i genomsnitt tar det 25 minuter).

Teknologier för SSD-enheter utvecklas snabbt och under de kommande åren kommer marknaden att få se nya revolutionerande produkter. Under tiden kommer organisationer att fortsätta ersätta traditionella HDD:er med SSD:er för att öka prestanda, förenkla hanteringen och spara energi. De nya generationerna av flashminnen kommer att kännetecknas av mer avancerade lagringsautomatiseringar, integration med offentliga moln och integrerat dataskydd.

Unity XT All-Flash-systemen erbjuder hög hastighet, effektivitet och stöd för flera moln. Deras funktioner är:

Dubblad prestanda.
Datareduktion upp till 7:1.
Snabb installation och konfiguration (processen tar mindre än 30 minuter).

UnityVSA

UnityVSA-systemet är en programvarudefinierad lagringslösning för virtuella miljöer VMware ESXi, som använder server-, delad eller molnlagring. UnityVSA HA, en konfiguration med två lagringsenheter, erbjuder extra redundans. UnityVSA-lagringen erbjuder:

Upp till 50 TB kapacitet för fullt fungerande enhetlig lagring.
Kompatibilitet med Unity XT-system och funktioner.
Stöd för hög tillgänglighet (UnityVSA HA).
Anslutning som både NAS och iSCSI.
Replikering av data från andra Unity XT-plattformar.

Unity Cloud Edition

För filsynkronisering och katastrofåterställningsoperationer med molnet innehåller Unity XT-familjen versionen Unity Cloud Edition, som erbjuder:

Fullfjädrade lagringsmöjligheter med en programvarudefinierad lagringslösning (SDS) distribuerad i molnet.
Enkel distribution av block- och fil-lagring med VMware Cloud på AWS.
Stöd för katastrofåterställning, inklusive testning och analys av data.

Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flasharray

Unity XT All Flash för SQL Server

I Unisphere Research-rapporten från 2017 "Transformation av SQL Server: på väg mot flexibilitet och redundans" (SQL Server Transformation: Toward Agility and Resiliency) rapporterade 22% av respondenterna att de använder flashlagringsteknik i produktion (16%) eller planerar att göra det (6%). 30% använder hybridlagringslösningar som inkluderar flashminne. 13% använder direktanslutna flashenheter. 13% säkerhetskopierar SQL Server-databaser till flashlagring.

Den snabba implementeringen av flash-lagring för användning med SQL Server innebär att Unity XT All-Flash-array är särskilt väl lämpade för SQL Server-utvecklare och administratörer. Unity XT All-Flash-system ger utvecklare och SQL Server-administratörer kapabiliteter och prestanda som går bortom vad typiska lagringsnät (SAN) erbjuder.

Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flasharray
Unity XT All-Flash-system som är redo för NVMe-implementering (för ännu högre prestanda och lägre latens) har en 2U formfaktor, stöder dual-core-processorer och två controllers i aktiv/aktiv-läge.

Modeller av Unity XT All-Flash

Unity XT

Processorer

Minne (per processor)

Max. antal enheter

Max. "rå" kapacitet (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

Mer information finns i specifikationerna för arrayen (Dell EMC Unity XT Storage Series Specifikationblad).

Lagringspooler

Många som arbetar med SQL Server vet att alla moderna lagringsarrayer erbjuder möjligheten att gruppera diskar i större lagringsenheter med en fast RAID-skyddsnivå. Separata diskgrupper med RAID-skydd är traditionella lagringspooler. Medan hybrid system som Unity XT endast stöder traditionella pooler, erbjuder Unity XT All-Flash-array även dynamiska lagringspooler. I fall av dynamiska lagringspooler tillämpas RAID-skydd på diskextenter — lagringsenheter mindre än en full disk. Dynamiska pooler ger större flexibilitet i hantering och utvidgning av diskpooler.

Dell EMC ger rekommendationer för hantering av lagringspooler för att uppnå maximal prestanda med minimal komplexitet. Till exempel rekommenderas det att minimera antalet Unity XT-lagringspooler för att minska komplexiteten och öka flexibiliteten. Dock kan det vara mycket fördelaktigt att ställa in ytterligare lagringspooler i vissa fall, särskilt när du behöver:

Stötta separata arbetsbelastningar med olika I/O-profiler.
Tilldela resurser för att uppnå specifika prestanda-parametrar.
Tilldela separata resurser för fleranvändarsituationer.
Skapa mindre domäner för skydd mot fel

Lagringsvolymer (LUN)

Hur hittar man en balans mellan hantering och flexibilitet vid val av antal volymer i ett array? För maximal flexibilitet i Unity med SQL Server rekommenderas det att skapa volymer för varje databasfil. I praktiken tillämpar de flesta organisationer en flerlagersansats, där kritiska databaser får maximal flexibilitet, medan filer med mindre viktiga databaser grupperas på färre stora volymer. Vi rekommenderar att du undersöker alla krav på databaser och relaterade applikationer, eftersom teknik för dataskydd och övervakning beror på isoleringen och placeringen av filer.

Det är ofta svårt att hantera många volymer, särskilt i virtuella miljöer. Virtuella SQL Server-miljöer är ett bra exempel på när det kan vara meningsfullt att placera flera typer filer på en och samma volym. Databasadministratören eller lagringsadministratören (eller båda) måste välja rätt balans mellan flexibilitet och underhållsbekvämlighet när de bestämmer antalet volymer som ska skapas.

Filarkiv

NAS-servrar har filsystem som ligger på lagringssystemet Unity XT. Filsystemen kan nås via protokoll som SMB eller NFS, och tack vare det multiprotokollfilsystemet kan man använda båda protokollen samtidigt. För att ansluta värdar till SMB, NFS och multiprotokollfilsystem, samt till VMware NFS-datalagring och virtuella VMware-volymer, använder NAS-servrar virtuella gränssnitt. Filsystemen och de virtuella gränssnitten är isolerade inom en och samma NAS-server, vilket möjliggör flermålsanvändning över flera NAS-servrar. NAS-servrar växlar automatiskt vid fel om lagringsprocessorn kraschar. Relaterade filsystem växlar också vid fel.

SQL Server 2012 (11.x) och senare versioner stödjer Server Message Block (SMB) 3.0-protokollet, vilket möjliggör delning av en nätverksfil för lagring. Både för fristående installationer och för högre tillgänglighetskluster kan du installera systemdatabaser (master, model, msdb och tempdb) samt användardatabaser för Database Engine med SMB-lagringsalternativet. Användning av SMB-lagring är ett bra alternativ vid användning av Always On Availability Groups, eftersom en delad filresurs kräver åtkomst till en högtillgänglig nätverksresurs.

Att skapa delade SMB-resurser för distribution av SQL Server med Unity XT-lagring är en enkel trestegsprocess: du måste skapa en NAS-server, en filsystem och en SMB-delad resurs. Dell EMC Unisphere Storage Management-programvaran innehåller en konfigurationsguide som hjälper till att utföra denna process. Men när du placerar SQL Server arbetsbelastningar på delade SMB-resurser bör vissa viktiga överväganden inte förbises, som inte nödvändigtvis rör användningen av delade SMB-resurser. Microsoft har sammanställt en lista med installations- och säkerhetsfrågor tillsammans med kända nuvarande problem; detaljer finns i avsnittet 'Installera SQL Server med SMB-filhantering' i Microsofts dokument.

Datasnapshots

Data har blivit en av de mest värdefulla resurserna för företag, och idag kräver kritiska miljöer inte bara säkerhetskopiering. Applikationer behöver vara alltid online, med oavbrutna drift och uppdateringar. De kräver också hög prestanda och tillgång till data genom alternativ som lokal snapshottning och fjärrreplikation.

Unity XT-lagringssystem erbjuder möjligheter för snapshottning av block och filer, där de använder gemensamma arbetsflöden, operationer och arkitektur. Unitys snapshotmetod erbjuder ett enkelt och effektivt sätt att skydda data. Snapshots underlättar datagenerering - återställning till en tidigare snapshot, eller så kan du kopiera utvalda data från en tidigare snapshot. I den följande tabellen anges tidsramarna för lagring av snapshots för Unity XT-system.

Lokal och fjärrlagring av datasnapshots

Snapshottyp

CLI
UI
REST

Manuellt

Schemalagd

Manuellt

Schemalagd

Manuellt

Schemalagd

Lokal

1 år

5 år

4 veckor

100 år

Ingen begränsning

Fjärransluten

5 år

255 veckor

5 år

255 veckor

5 år

255 veckor

Snapshots är inte en direkt ersättning för andra dataskyddsmetoder, såsom backup. De kan bara komplettera traditionell backup som det första skyddet för scenarier med kort RTO.

Dell EMC Unity Snapshot-funktionen inkluderar datakapacitetsredundans och avancerad deduplicering. Snapshots drar också nytta av utrymmesbesparingar som uppnås på den ursprungliga lagringsresursen. När du gör en snapshot av en lagringsresurs med kapacitetsredundansfunktioner kan data i källan komprimeras eller dedupliceras.

Här är några anmärkningar angående återställning av databaser när snapshots används med SQL Server-databaser:

Alla komponenter av SQL Server-databasen måste skyddas som en uppsättning data. När datafiler och loggfiler är på olika LUN:er måste dessa LUN:er vara en del av en konsekvent grupp. En konsekvent grupp säkerställer att snapshotet görs samtidigt på alla LUN:er i gruppen. När datafiler och loggfiler är på flera gemensamma SMB-fildelningar måste de gemensamma resurserna finnas i samma filsystem.
Vid återställning av SQL Server-databasen från en blockbaserad snapshot, om SQL Server-instansen måste förbli ansluten, använd anslutning till Unisphere-värden. För återställning baserat på filer skapas en extra gemensam SMB-resurs med snapshotet som källa. När volymerna har anslutits kan databasen anslutas under ett annat namn eller ersätta den befintliga databasen som har återställts.

Vid återställningar med hjälp av Snapshot Restore-metoden i Unisphere, sätt SQL Server-instansen i offline-läge. SQL Server känner inte till återställningsoperationerna. Att sätta instansen i offline-läge säkerställer att volymerna inte skadas vid skrivoperationer i databasen före återställningen. Så snart instansen har startats om kommer nödkontroll av SQL Server att föra databaserna till ett konsekvent tillstånd.
Tillåt ögonblicksbilder för flera lagringsenheter samtidigt, och se till att systemet är i de rekommenderade driftlägena innan du aktiverar ytterligare ögonblicksbilder när du övervakar systemet.

Automatisering och schemaläggning av ögonblicksbilder

Ögonblicksbilder i Unity XT kan automatiseras. I lagringshanteringssystemet Unisphere finns följande standardalternativ för ögonblicksbilder: standard skydd, skydd med kortare lagringstid och skydd med längre lagringstid. Varje alternativ skapar dagliga ögonblicksbilder och sparar dem under olika tidsperioder.

Du kan välja ett (eller båda) av schemaläggningsalternativen – var x timme (från 1 till 24) och dagligen / veckovis. Daglig / veckovis schemaläggning av ögonblicksbilder gör att du kan ange en specifik tid och dagar för att skapa ögonblicksbilder. För varje valt alternativ måste en lagringspolicy ställas in som kan konfigureras för automatisk borttagning av poolen eller temporär lagring.

Mer information om Unity-ögonblicksbilder finns i Dell EMC Unity-dokumentationen.

Tunnkloner

En tunn klon är en skrivbar/läsbar kopia av en tunn blocklagringsresurs, såsom en volym, en konsekvent grupp eller ett VMware VMFS-lagringsutrymme, som delar block med moderresursen. Tunnkloner är ett utmärkt sätt att snabbt och kompakt skapa kopior av SQL Server-databaser, något som inte kan åstadkommas med traditionella SQL Server-verktyg. När den tunna klonen har presenterats för värden kan volymer sättas i drift (online), och databasen kommer att anslutas med hjälp av metoden för anslutning av databaser i SQL Server.

När du använder update-funktionen med tunnkloner, stäng av (sätt offline) alla databaser som är kopplade till den tunna klonen. Detta måste göras innan uppdateringsåtgärden. Om databaserna inte sätts i offline-läge innan uppdateringen kan det leda till datainkonsekvenser eller felaktiga databasresultat i SQL Server.

Datoreplikering

Replikering är en programfunktion som synkroniserar data med ett fjärrsystem antingen på samma objekt eller på en annan plats. Inställningarna för replikering och konfiguration av Unity gör det möjligt att välja en effektiv metod för att uppfylla RTO/RPO-kraven för SQL Server-databaser, samtidigt som balans mellan prestanda och bandbredd bibehålls.

När du använder Dell EMC Unity-replikering för att skydda SQL Server-databaser på flera volymer bör alla data och loggvolymer begränsas till en konsekvent grupp eller filsystem. Replikeringen konfigureras sedan inom gruppen eller filsystemet och kan inkludera volymer eller gemensamma resurser från flera databaser. Databaser som kräver olika replikationsinställningar bör placeras i separata LUN, konsekventa grupper eller filsystem.

Tunna kloner är kompatibla med både synkron och asynkron replikering. När en tunn klon replikeras till en destination blir den en fullständig kopia av en volym, konsekvent grupp eller VMFS-lagring. Efter replikeringen är den tunna klonen en helt oberoende volym med sina egna inställningar.

Microsoft SQL Server 2019 och Dell EMC Unity XT flasharray
Processen för replikering av den tunna klonen mellan källsystemet och målsystemet.

Replikering av databasen tempdb är inte nödvändig, eftersom filen byggs om vid omstart av SQL Server, vilket gör att metadata inte stämmer överens med metoden för andra instanser av SQL Server. Noggrant val av volymer för replikering och innehållet i dessa volymer eliminerar oönskad replikeringstrafik.

Integrerad hantering av datakopior för Microsoft SQL Server

De flesta moderna lagringsprodukter (inklusive alla produkter från Dell EMC) kan skapa "operativsystemskonsistenta" kopior av filer av alla typer genom:

Konsistent skrivordning från operativsystemet på alla nivåer — från värd till lagring.
Gruppering av volymer så att skrivordningen för flera filer på olika volymer bibehålls.

Med den utbredda användningen av skalbara lagringsenheter har Microsoft utvecklat ett API för lagringsleverantörer. Detta API gör det möjligt för lagringsleverantörer att samordna sina åtgärder med programvaran för SQL Server-databaser för att skapa "applikationskonsistenta kopior" med hjälp av Volume Shadow Copy Service (VSS). Dessa kopior simulerar interaktionen mellan SQL Server och operativsystemet under planerat och avslutat arbete av SQL Server. Alla skrivbuffertar rensas och transaktioner pauseras tills alla diskar har uppdaterats och synkroniserats till en viss tidpunkt, som registreras i SQL-loggen.

Dell EMC AppSync-programvaran, integrerad med Unity XT-snapshots, förenklar och automatiserar processen för att skapa, använda och hantera applikationskonsistenta kopior av arbetsdata. Denna programvara är avsedd för användning i hanteringsscenarier för kopiering för återställning av databaser och deras återanvändning.

AppSync-programvaran upptäcker automatiskt applikationsdatabaser, undersöker databasstrukturen och mappningen av filstrukturen genom hårdvarunivåer eller virtualiseringsnivåer till den underliggande Unity XT-lagringen. Den organiserar alla nödvändiga åtgärder från skapande och verifiering av kopian till att montera snapshots på målvärden och starta eller återställa databasen. AppSync stöder och förenklar arbetsflöden för SQL Server som inkluderar uppdatering och återställning av arbetsdatabasen.

Datareduktion och avancerad deduplicering

Familjen av Dell EMC Unity-lagringssystem erbjuder multifunktionella och användarvänliga tjänster för datareduktion. Besparingar uppnås inte bara på de inställda primära lagringsresurserna utan också på snapshots och tunna kloner av dessa resurser. Snapshots och tunna kloner ärver konfigurationen för datareduktion från den ursprungliga lagringen, vilket ökar kapacitetsbesparingen.

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

Unity XT systems also provide an advanced deduplication feature that can be enabled if data reduction is turned on. Advanced deduplication reduces the capacity required for user data, keeping only a minimal number of copies (often just one copy) of Unity data blocks. The deduplication scope is a single LUN. Consider this when choosing a storage scheme. Fewer LUNs lead to better deduplication, while more LUNs offer improved performance.

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

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

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

Unity OE version

Tekniken

Supported pool type

Supported models

4.3 / 4.4

Data reduction

Flash pool — either 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 advanced 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

Datareduktion och avancerad deduplicering

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

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

Data reduction in Unity and data compression in SQL Server

Utgåvan av SQL Server 2008 Enterprise Edition var den första versionen med inbyggda komprimeringsfunktioner. Vid komprimering på rad- och sidnivå använder SQL Server 2008 kunskap om formatet för den interna databasens tabell för att minska utrymmet som används av databaskomponenter. Minskning av utrymmet gör att fler rader får plats på en sida och fler sidor i buffertpoolen. Eftersom data som inte sparas i 8k databas sidformat, som NVARCHAR (MAX), inte kommer att använda rad- eller sidkomprimeringsmetoder, införde Microsoft Transact-SQL funktionerna COMPRESS och DECOMPRESS.

Dessa funktioner använder en traditionell datakomprimeringsmetod (GZIP-algoritmen), som måste anropas för varje databasdel för att komprimera eller dekomprimera.

Unity XT komprimering, som inte är begränsad till SQL Server, använder en programvarualgoritm för att analysera och komprimera data från lagringssystemet. Sedan Unity OE 4.1 har datakomprimering i Unity varit tillgänglig för blocklagringsvolymer och VMFS-datalagringssystem i pooler med flashminne. Från och med Unity OE 4.2 är komprimering också tillgänglig för filsystem och NFS-datalagringssystem i lagringspooler med flashlagring.

Valet av datakomprimeringsmetod för SQL Server beror på flera faktorer. Dessa faktorer inkluderar typ av databasinnehåll, tillgängliga CPU-resurser — både i lagring och på databasservrar, samt de I/O-resurser som krävs för att upprätthålla SLA. Generellt sett kan man förvänta sig en ytterligare utrymmesbesparing för data som komprimieras med SQL Server, men data som komprimeras med TSQL komprimeringsfunktionen med GZIP-algoritmen kommer sannolikt inte att få en betydande ytterligare volymminskning från Unity XT:s komprimeringsfunktioner, eftersom de flesta fördelarna uppnås genom den första tillämpade universella algoritmen.

Unity komprimering ger utrymmesbesparing om data på lagringsobjektet komprimeras med minst 25%. Innan du aktiverar komprimering för ett lagringsobjekt, kontrollera om det innehåller data som kan komprimeras. Aktivera inte komprimering för ett lagringsobjekt om det inte ger kapacitetsbesparing.

När du fattar beslut om huruvida du ska använda dataminskning i Unity, komprimering på SQL Server-nivå, eller båda, beakta följande:

Data som skrivs in i Unity-systemet valideras av värden efter att de har sparats i systemcachen. Men komprimeringsprocessen startar inte förrän cachen har rensats.

Besparingar vid komprimering uppnås inte bara för lagringsresurser i Unity XT, utan även för ögonblicksbilder och tunna kloner av resurser.
Under komprimeringsprocessen grupperas flera block med hjälp av ett urvalsalgoritm för att avgöra om datan kan komprimeras. Om urvalsalgoritmen fastställer att endast en minimal besparing kan uppnås, så hoppar man över komprimeringen och datan skrivs in i poolen.
När data komprimeras innan de skrivs till lagringsmediet minskas antalet operationer betydligt. Därför hjälper komprimeringen till att minska slitage på flashminnet genom att minska den fysiska mängden data som skrivs till enheten.

För mer information om komprimering av rader och sidor i SQL Server för tabeller och index, se Microsofts dokument.

Tänk på att komprimering kräver CPU-resurser. Vid höga krav på bandbredd kan komprimering ha en märkbar inverkan på prestandan. Höga skrivkoefficients för OLAP-arbetsbelastningar kan också minska fördelarna med komprimering för SQL Server-databasen.

Dell EMC:s specialister har undersökt den potentiella besparingen genom att använda verkliga datakomprimeringskoefficienter i Unity-lagringssystemet. Gruppen samlade in data från virtuella VMware-maskiner, filresurser, SQL Server-databaser, virtuella Microsoft Hyper-V-maskiner, etc.

Forskningens resultat visade att komprimeringen av SQL Server-loggfiler är nästan 10 gånger mindre än för datafiler:

Databasens storlek = 1,49: 1 (32,96%)
Loggarnas storlek = 12,9: 1 (92,25%)

SQL Server-databasen försågs med två volymer. Databasfilerna lagras på en volym, medan transaktionsloggarna lagras på en annan. Användning av datakomprimeringsteknik med databaser kan ge lagringsbesparingar; dock bör prestandapåverkan beaktas när man beslutar om man ska aktivera deduplicering på databasvolymer. Även om den faktiska volymreduktionen kan variera beroende på de lagrade uppgifterna, visade studiens resultat att lagringsutrymmet för SQL Server-transaktionsloggar kan minskas avsevärt.

Bästa praxis för datakomprimering

Innan du aktiverar datakomprimering på ett lagringsobjekt, överväg följande rekommendationer:

Använd lagringssystemövervakning för att säkerställa att det har tillgängliga resurser för att stödja datakomprimering.
Aktivera datakomprimering för flera lagringsobjekt samtidigt. Övervaka systemet innan du aktiverar det på ytterligare lagringsobjekt för att säkerställa att det befinner sig i rekommenderade driftlägen.
I Unity XT x80F-modeller kommer datakomprimering att ge kapacitetsbesparingar om data i lagringsblocket komprimeras minst med 1%.

Datakomprimering på tidigare Unity x80F-modeller som kör OE 5.0 gav besparingar om data kunde komprimeras med minst 25%.

Innan du aktiverar datakomprimering på ett lagringsobjekt, definiera om objektet innehåller komprimerbara data. Vissa typer av data, såsom video, ljud, bilder och binära data, ger vanligtvis små fördelar av komprimering. Aktivera inte datakomprimering på ett lagringsobjekt om det inte kommer att ge besparingar.
Överväg selektiv komprimering av filvolymer som vanligtvis komprimeras väl.

VMware-virtualisering

VMware vSphere är en effektiv och säker plattform för virtualisering och molnmiljö. De huvudsakliga komponenterna i vSphere är VMware vCenter Server och hypervisor VMware ESXi.

vCenter Server är en enhetlig plattform för hantering av vSphere-miljöer. Den kännetecknas av enkel distribution och proaktiv resursoptimering. ESXi är en hypervisor med öppen källkod som installeras direkt på fysiska servrar. ESXi har direkt åtkomst till grundläggande resurser och en liten storlek på 150 MB, vilket minimerar minnets krav. Den erbjuder pålitlig prestanda för olika applikationsarbetsbelastningar och stöder kraftfulla konfigurationer av virtuella maskiner – upp till 128 virtuella CPU:er, 6 TB RAM och 120 enheter.

För att SQL Server ska fungera effektivt på modern hårdvara måste operativsystemet för SQL Server (SQLOS) "förstå" hårdvarustrukturen. Med framväxten av multiprocessor- och fler-socket-system med icke-uniform minnesåtkomst (NUMA) har förståelsen för relationerna mellan kärnor, logiska och fysiska processorer blivit särskilt viktig.

Processorer

Virtuell processor (vCPU) är en virtuell centralenhet som tilldelas en virtuell maskin. Det totala antalet tilldelade virtuella CPU:er beräknas som:

Total vCPU = (antal virtuella socklar) * (antal virtuella kärnor per sockel)

Om stabil prestanda är viktigt rekommenderar VMware att det totala antalet virtuella CPU:er som tilldelas alla virtuella maskiner inte överskrider det totala antalet fysiska kärnor som finns tillgängliga på ESXi-värden, men det går att öka antalet tilldelade virtuella CPU:er om övervakningen visar att det finns oanvända CPU-resurser.

I system med aktiverad Intel Hyper-Threading är antalet logiska kärnor (vCPU) dubbelt så stort som antalet fysiska kärnor. I detta fall bör det totala antalet virtuella CPU:er inte ställas in.

I SQL Server-arbetsbelastningar av lägre nivå påverkas mindre av variationer i latens. Således kan dessa arbetsbelastningar köras på värdar med en högre andel virtuella CPU:er jämfört med fysiska. Rimliga belastningsnivåer för CPU kan öka den totala systemkapaciteten, maximera licensbesparingar och upprätthålla en adekvat prestanda.

Intel Hyper-Threading ökar vanligtvis den totala kapaciteten hos värden med 10–30%, vilket innebär ett förhållande mellan virtuella CPU:er och fysiska processorer från 1,1 till 1,3. VMware rekommenderar att aktivera Hyper-Threading i BIOS UEFI när det är möjligt, så att ESXi kan dra nytta av denna teknik. VMware rekommenderar också noggrann testning och övervakning vid användning av Hyper-Threading för SQL Server-arbetsbelastningar.

Minne

Nästan alla moderna servrar använder en arkitektur med icke-uniform åtkomst till minnet (NUMA) för kommunikation mellan primärminnet och processorerna. NUMA är en hårdvaruarkitektur för delat minne som implementerar uppdelning av block av fysisk minne mellan fysiska processorer. En NUMA-nod består av en eller flera CPU-socklar tillsammans med ett block av dedikerat minne.

Under det senaste decenniet har NUMA varit ett mycket diskuterat ämne. Den relativa komplexiteten hos NUMA beror särskilt på implementationerna från olika leverantörer. I virtualiserade miljöer bestäms NUMA:s komplexitet också av antalet konfigurationsparametrar och nivåer — från hårdvaran via hypervisorn till gästoperativsystemet och slutligen till SQL Server-applikationen. En god förståelse för hårdvaruarkitekturen NUMA är ett krav för alla SQL Server-databasadministratörer som arbetar med en virtualiserad SQL Server-instans.

För att uppnå större effektivitet på servrar med många kärnor lanserade Microsoft SoftNUMA. SoftNUMA-programvaran möjliggör uppdelning av tillgängliga CPU-resurser inom en NUMA i flera SoftNUMA-noder. Enligt VMware är SoftNUMA kompatibel med VMware:s virtuella NUMA-topologi (vNUMA) och kan ytterligare optimera skalbarhet och prestanda för databasmotorn för de flesta arbetsbelastningar…

Vid VMware-virtualisering med SQL Server, använd:

Övervakning av virtuella maskiner för att upptäcka brist på minnesresurser för SQL Server Database Engine. Detta problem leder till ökade I/O-operationer och minskad prestanda.

För att öka prestandan, förhindra minneskonflikter mellan virtuella maskiner genom att undvika överbelastning av minnet på host-nivå ESXi.
Överväg att kontrollera NUMA-hårdvarutilldelning för att avgöra den maximala mängden minne som kan tilldelas en virtuell maskin inom NUMA:s fysiska gränser.
Om att uppnå adekvat prestanda är huvudmålet, överväg att reservera minne motsvarande den tilldelade minnet. Denna konfiguration säkerställer att den virtuella maskinen endast får fysisk minne.

Virtualiserad lagring

Konfigurering av lagring i en virtualiserad miljö kräver kunskap om SAN-infrastrukturen. Precis som med NUMA behöver man förstå hur olika nivåer av in- och utdata fungerar — i detta fall, från applikationen i VM till den fysiska läsningen och skrivningen av information på den permanenta lagringsenheten.

vSphere erbjuder en rad alternativ för lagringskonfiguration som har användningsområden i implementeringen av SQL Server med Unity XT-arrayen. FS VMFS är den mest använda metoden för datalagring i blocklagringssystem som Unity XT. Unity XT-arrayen är den lägsta nivån, bestående av fysiska diskar som presenteras av vSphere som logiska enheter (volymer). Unity XT-volymer är formaterade som VMFS-volymer av ESXi-hypervisorn. VMware-administratörer skapar en eller flera virtuella diskar (VMDK) som presenteras för gästoperativsystemet. RDM gör att den virtuella maskinen kan komma åt blocklagring (via FC eller iSCSI) Unity XT direkt utan att formatera VMFS. VMFS-volymer och RDM kan ge samma transaktionsgenomströmning.

För NFS-lagring för ESXi rekommenderar Dell EMC att använda VMware NFS istället för allmänna NFS-filsystem. Den virtuella maskinen som kör SQL Server och använder VMDK i NFS-datalagringen vet inte om det underliggande NFS-lagret. Gästande operativsystem ser den virtuella maskinen som en fysisk server som kör Windows Server och SQL Server. Delade enheter för konfigurationer av en högre tillgänglighetskluster i NFS-datalagringar stöds inte.

Virtuella voly VMware vSphere (VVols) erbjuder mer detaljerad kontroll på maskinnivå, oavsett den underliggande representationen av fysisk lagring (såsom volymer eller filsystem). Array-baserad replikering med VVols stöds från och med VVol 2.0 (vSphere 6.5). En VVol-disk kan användas istället för en RDM-disk för att tillhandahålla lagringsresurser till en instans av en högverksamhetskluster SQL, från och med vSphere 6.7, med stöd för konstant reservkopiering via SCSI.

Virtualiserade nätverk

Nätverket i den virtuella världen följer samma logiska koncept som i den fysiska världen, men använder mjukvara istället för fysiska kablar och switchar. Påverkan av nätverkslatens på SQL Server-arbetsbelastningar kan variera kraftigt. Att övervaka nätverksprestanda på en befintlig arbetsbelastning eller en väl utförd testmiljö under en representativ tidsperiod hjälper till vid skapandet av ett virtuellt nätverk.

Vid användning av VMware-virtualisering med SQL Server är det viktigt att beakta följande:

Både standard- och distribuerade virtuella switchar erbjuder den funktionalitet som SQL Server behöver.
För logisk separation av hanteringstrafik, vSphere vMotion och nätverkslagring, använd VLAN-taggar och portgrupper för den virtuella switchen.
VMware rekommenderar starkt att aktivera stora ramar på virtuella switchar där vSphere vMotion-trafik eller iSCSI-trafik är aktiverad.
I allmänhet, följ nätverksrekommendationer för gästoperativsystem och hårdvara.

Slutsats

SQL Server-databasmiljöer blir allt större och mer komplexa. I SQL Server 2019 har Microsoft förbättrat kärnfunktionerna i SQL Server och lagt till nya, såsom stöd för stora databelastningar med Apache Spark och HDFS. Dell EMC fortsätter i samarbete med Microsoft att tillhandahålla de nödvändiga infrastrukturkomponenterna för SQL Server-miljön - servrar, lagring och nätverk.

Vi ser en betydande ökning av drifttiden och en minskning av totala ägandekostnaden (TCO) när lagrings- och databasspecialister arbetar tillsammans för att skapa infrastrukturlösningar för SQL Server på plattformar med delad lagring. Dell EMC Unity XT är en mellanklasslösning som passar utvecklare och SQL Server-administratörer som behöver hög prestanda och låg latens. Unity XT All-Flash-systemet, som är utformat för att fungera på alla flash-enheter, stöder två-processors CPU:er, tvåkontrollerkonfigurationer och flerkärnig optimering.

Fler och fler organisationer virtualiserar sina SQL Server-miljöer. Även om virtualiseringen lägger till ytterligare en designnivå i arkitekturstacken, erbjuder den betydande fördelar. Vi hoppas att några av de mest använda funktionerna och verktygen från VMware i SQL Server-miljöer, som presenteras ovan, blir till hjälp för er. Vi rekommenderar också länkar till resurser för mer information.